滇藏鐵路主要工程地質(zhì)問題及地質(zhì)選線原則研究

王進華

(1.中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司,西安 710043； 2.陜西省鐵道及地下交通工程重點實驗室(中鐵一院),西安 710043)

1 概述

擬建滇藏鐵路作為我國進藏鐵路干線的5條路線之一，建成后可以增進西藏與西南地區(qū)的聯(lián)系，對促進沿線經(jīng)濟發(fā)展、加強國防建設(shè)具有非常重要的意義。

我國在20世紀50～90年代已經(jīng)對滇藏鐵路開展了大量深入細致的研究工作，由于當(dāng)時工程技術(shù)條件限制，線路方案的走向主要集中在自香格里拉站引出后，經(jīng)德欽北西向延伸，于理塘、巴塘、貢覺、昌都、邦達、八宿等與川藏鐵路接軌。而對于經(jīng)德欽向西北延伸穿越“三江并流”段，翻越伯舒拉嶺后沿帕隆藏布展線，在波密與川藏鐵路接軌的方案鮮有研究，而波密接軌方案具有由昆明至拉薩的運營里程最短、沿邊功能更強的優(yōu)點，其研究具有顯著的經(jīng)濟效益。

波密接軌方案自在建麗香鐵路香格里拉站向北引出，沿國道G214經(jīng)納帕海西側(cè)至色雷丁附近跨金沙江、穿越白馬雪山至德欽縣設(shè)站。后向西北方向穿梅里雪山、跨玉曲，在古拉鄉(xiāng)南側(cè)跨怒江后向西北方向穿越伯舒拉嶺至然烏東，沿然烏湖北側(cè)通過，隨后沿帕隆藏布順流而下經(jīng)玉普、松宗、至波密縣與擬建川藏鐵路接軌，全長約490 km。

線路穿越橫斷山脈著名的“三江并流”區(qū)(金沙江、瀾滄江、怒江)，位于云貴高原西北部和青藏高原東南緣[1]，是全球新構(gòu)造運動最為活躍的區(qū)域。構(gòu)造地質(zhì)環(huán)境極為復(fù)雜，具有地殼抬升劇烈、板塊擠壓強烈、活斷裂強震頻發(fā)的特征。沿線人煙稀少，交通極為不便，鐵路工程建設(shè)的難度和風(fēng)險極高。

本文在收集既有地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，利用遙感解譯等室內(nèi)勘察手段，結(jié)合2019年8月至2020年1月開展的現(xiàn)場勘察工作，對滇藏鐵路沿線的地質(zhì)環(huán)境特征進行了詳細研究，從地質(zhì)選線的角度出發(fā)，根據(jù)不同類型的工程地質(zhì)問題和差異化的地貌單元，有針對性地提出了地質(zhì)選線原則，助力滇藏鐵路的設(shè)計、施工及后期運營安全。

2 自然環(huán)境特征

2.1 地形高差懸殊

沿線經(jīng)過中甸斷陷盆地區(qū)、橫斷山脈高山峽谷區(qū)、藏東南高山深切峽谷區(qū)、帕隆藏布河谷區(qū)四大地貌單元。沿線山脈走向與區(qū)域構(gòu)造帶基本一致，地貌上溝谷相間，峰嶺并列，地勢總體上呈現(xiàn)為西北高、東南低。河谷區(qū)海拔2 700～3 300 m，山嶺海拔3 000～6 700 m，相對高差達1 000～3 000 m。峽谷區(qū)多呈“V”形，切割深度1 000～2 000 m，兩側(cè)岸坡坡度30°～70°，線路通過的梅里雪山為全線極高峰，海拔約6 740 m。

2.2 氣候類型多樣

沿線香格里拉至德欽段為高原亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，德欽至波密段為高原濕潤季風(fēng)氣候，其共同特點是氣候受季風(fēng)環(huán)流控制，自東向西氣候具較大的差異性，由于地形高差懸殊，具明顯的垂直分帶性，氣候類型復(fù)雜。

研究區(qū)年平均氣溫6.3～12.5 ℃，日溫差較大，極端最高氣溫30.9 ℃，最低氣溫-27.4 ℃，平均溫差達50 ℃左右；全年干濕分明，降雨主要集中在5月份至9月份，年平均降雨量449.19～726.4 mm，年平均蒸發(fā)量1 046.2～3 766.8 mm，蒸發(fā)量為降雨量的2～6倍；年平均風(fēng)速1.2～21 m/s，峽谷區(qū)風(fēng)向多受其走向影響。

2.3 巖性混雜

區(qū)內(nèi)東部為羌塘—昌都地層區(qū)的德欽—維西地層分區(qū)，中西部為岡底斯—念青唐古拉地層區(qū)的比如—落隆地層分區(qū)和拉薩—波密地層分區(qū)(圖1)，從第四系至前寒武系地層均有出露，地層的分布主要受構(gòu)造控制。第四系地層以砂類土、碎石類土、黏性土為主；下伏沉積巖、變質(zhì)巖和侵入巖交互展布，巖性混雜多變。

圖1 滇藏鐵路地層區(qū)劃示意

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查情況發(fā)現(xiàn)，按各時代地層巖性的工程特征，全線軟硬質(zhì)巖分布比例約為3∶7。怒江河谷以西巖性以喜馬拉雅期、燕山期及印支期侵入的花崗巖、閃長巖等硬質(zhì)巖為主；香格里拉—德欽、然烏—松宗巖性以三疊系、石炭系、泥盆系的灰?guī)r、白云巖等硬質(zhì)巖為主；德欽、察隅等地呈片狀、條帶狀分布侏羅系、三疊系、石炭系的板巖、千枚巖、頁巖等軟質(zhì)巖，局部夾砂巖、灰?guī)r。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜活躍

2.4.1 區(qū)域大地構(gòu)造特征

沿線通過羌塘—三江造山系(Ⅴ)、班公湖—雙湖—怒江—昌寧對接帶(Ⅵ)、岡底斯—喜馬拉雅造山系(Ⅶ)3個一級構(gòu)造單元區(qū)；以金沙江地殼拼接帶、空喀拉—瀾滄江板塊縫合帶、怒江地殼拼接帶為界線路自東南向西北依次穿過5個二級構(gòu)造單元及4個三級構(gòu)造單元，分別為：甘孜—理塘狐盆系(Ⅴ2)之義敦—沙魯里島弧帶(Ⅴ2-2)、中咱—中甸地塊(Ⅴ3)、西金烏蘭湖—金沙江—哀牢山結(jié)合帶(Ⅴ4)、昌都—蘭坪地塊(Ⅴ5)之治多—江達—維西陸緣弧帶(Ⅴ5-1)和景東—綠春陸緣弧帶(Ⅴ5-2)及開心嶺—雜多—竹卡陸緣弧帶(Ⅴ5-4)、碧羅雪山—崇山變質(zhì)地塊(Ⅵ4)、拉達克—岡底斯—察隅湖盆系(Ⅶ1)之昂龍崗日—班戈—騰沖巖漿弧帶(Ⅶ1-2)(圖2)。

圖2 滇藏鐵路構(gòu)造分區(qū)示意

2.4.2 新構(gòu)造運動活躍

沿線新構(gòu)造運動異常活躍，第四紀以來，主要表現(xiàn)為地殼的間歇式抬升及深大活動性斷裂的繼續(xù)發(fā)展，控制了該區(qū)的地貌及水系的形成，使準(zhǔn)平原上升為高原。進入全新世后，地殼的抬升更加強烈，河流下切加速，形成了目前地質(zhì)構(gòu)造及地形地貌的總體骨架。

在印度板塊與歐亞板塊的碰撞和楔入作用下，使該地區(qū)活動塊體朝南東向擠出，形成了一系列活動強烈的大型板塊縫合帶、地殼拼接帶和斷裂帶，性質(zhì)以走滑、逆沖型為主[2]。在其內(nèi)形成成束發(fā)育的以擠壓性斷裂為主的深大斷裂，走向為北北西—南南東向、北西—南東向。斷裂束斷帶寬度從幾十米至上百米不等，延伸長度一般都在幾十千米以上，個別延伸長度可達上百千米，次級斷裂交互密集。新構(gòu)造運動不僅控制了區(qū)域的地形地貌形態(tài)和地層巖性的分布，同時也控制著區(qū)域內(nèi)的水系分布、斷裂復(fù)活、地震、冰川和水熱活動等。

2.4.3 大地震頻發(fā)

沿線穿越鮮水河—滇東地震帶、滇西南地震帶、藏中地震帶、喜馬拉雅山地震帶等多個地震帶，為我國最大的地震區(qū)，屬于地震活動極為活躍、高烈度大地震頻發(fā)的地區(qū)[3-4]。自有地震記錄以來，據(jù)不完全統(tǒng)計，該區(qū)共發(fā)生過8級以上地震近20次，位居全國之首，7級地震近百次，6級地震500次以上，6級以下的地震超過2萬次。其中1950年8月15日發(fā)生的察隅—墨脫地震，震級達8.6級，造成近4 000人死亡，是我國20世紀發(fā)生最強烈的地震[5-6]。

沿線地震動峰值加速度為0.15g～0.30g，抗震設(shè)防烈度Ⅶ、Ⅷ度；地震動反應(yīng)譜特征周期為0.4～0.45 s[7]。

2.5 水文地質(zhì)條件復(fù)雜多樣

沿線河流水系的展布因受構(gòu)造控制，水系流向與構(gòu)造走向一致。線路自東向西分別跨越長江流域(金沙江)、瀾滄江流域(瀾滄江)、怒江流域(玉曲河、怒江)及雅魯藏布流域(帕隆藏布)等四大流域，分水嶺為阿東格尼山和伯舒拉嶺。其共同特點是水量豐富，受季節(jié)影響明顯，夏季徑流最大，河流坡降大，水流湍急，主要接受降水、地下水及冰雪融水的補給。

沿線地下水分布極為豐富，主要為分布于第四系沖積、洪積、冰水堆積層中的孔隙潛水；巖體受構(gòu)造影響，節(jié)理裂隙非常發(fā)育的基巖裂隙水及可溶巖地區(qū)高原構(gòu)造型巖溶水；活動斷裂及其次級斷裂破碎帶、褶皺中的構(gòu)造裂隙水。地下水的補給來源主要為降水、冰雪融水以及地表江河。其中海拔5000 m以上的山體終年積雪，發(fā)育有冰蝕洼地、冰斗與冰湖等，為大氣降水與冰雪融水入滲補給地下水提供了豐富的補給來源。

2.6 高地應(yīng)力

沿線位于印度洋板塊與歐亞板塊強烈碰撞擠壓區(qū)，新構(gòu)造運動極為活躍，在地質(zhì)環(huán)境上擠壓構(gòu)造應(yīng)力高度集中，且水平主應(yīng)力大于垂直主應(yīng)力[8-9]。研究區(qū)內(nèi)最大水平主應(yīng)力的方向與主要山脈走向垂直，并表現(xiàn)出明顯的“深強淺弱”特點。根據(jù)然烏至波密段實測地應(yīng)力數(shù)據(jù)，利用側(cè)壓力系數(shù)回歸分析方法[10]可知，當(dāng)隧道埋深為500～3 000 m時，最大水平主應(yīng)力為21.9～123.7 MPa。由于全線隧道占比在80%以上，且最大埋深超過2 000 m，因此高地應(yīng)力問題極為突出。

2.7 高地溫

線路走行于雅魯藏布大拐彎地?zé)峄顒訁^(qū)內(nèi)的滇藏地?zé)釒В`屬于我國大陸上地?zé)峄顒幼顝娏业南柴R拉雅地?zé)釒А５責(zé)嶂饕鼗顒訑嗔褞С蚀闋罘植迹虺雎队跀嘞菖璧睾蛿嘞莨鹊亍Ｑ鼐€地?zé)岢雎缎问街饕獮榈偷V化度的溫、熱泉，最高水溫超過80 ℃，水溫較穩(wěn)定，受氣候影響小，為極高地溫區(qū)。

2.8 高地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險

沿線地殼抬升急劇，河流深切，地貌多樣化，新構(gòu)造活躍，風(fēng)化剝蝕作用強烈，巖石破碎，第四系松散堆積物分布廣且厚度大，對不良地質(zhì)的形成提供了有利條件，為高地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險區(qū)。沿線不良地質(zhì)主要有滑坡、危巖落石、崩塌、巖堆、巖屑坡(溜砂坡)、泥石流、冰湖、雪(冰)害以及巖溶、地震、放射性和有害氣體等。

3 主要工程地質(zhì)問題及對策

滇藏鐵路所處的地質(zhì)和自然環(huán)境特殊復(fù)雜，在鐵路選線以及施工建設(shè)過程中面臨的挑戰(zhàn)將會極為突出。針對沿線特殊的地質(zhì)環(huán)境，提出了深大活動斷裂、高地應(yīng)力條件下的圍巖穩(wěn)定性、高溫?zé)岷Α⒛嗍魉畾А⒏咴蛶r溶、雪(冰)害、重力型不良地質(zhì)、放射性及有害氣體等影響鐵路建設(shè)的9大地質(zhì)問題，并結(jié)合沿線地形、工程設(shè)置等特點，提出選線原則和措施。

3.1 深大活動斷裂

區(qū)域內(nèi)受板塊的強烈碰撞擠壓及青藏高原的隆起影響，斷裂帶極為發(fā)育，主要有金沙江斷裂帶、瀾滄江斷裂帶、班公湖—怒江縫合帶、嘉黎斷裂帶、雅魯藏布江縫合帶。

滇藏鐵路自西向東分別經(jīng)過德欽—中甸斷裂、金沙江斷裂、瀾滄江斷裂、八宿斷裂、怒江斷裂、嘉黎斷裂等6條斷裂，具有規(guī)模大、斷帶寬、構(gòu)造環(huán)境強烈、結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及全新世以來均發(fā)生過強烈活動的特點，是區(qū)域內(nèi)中-強震以及特大地震的發(fā)震構(gòu)造(表1)，有發(fā)生強烈地震的風(fēng)險，工程地質(zhì)條件極復(fù)雜。

表1 沿線活動性斷裂特征

活動性斷裂引起的工程問題主要有災(zāi)難性的結(jié)構(gòu)蠕變和錯斷[11]、誘發(fā)地震從而引起邊坡失穩(wěn)及毀滅性泥石流等次生災(zāi)害、沿斷裂帶分布的高溫?zé)崛：Φ取?/p>

選線原則及防治措施：(1)對于活動性斷裂，線路應(yīng)以繞避為主，無法繞避時應(yīng)盡可能以最短的距離大角度簡易工程通過；以隧道形式通過時，則應(yīng)預(yù)留足夠的凈空，采取適應(yīng)變形的結(jié)構(gòu)措施；(2)線路應(yīng)避免沿活動性斷裂兩側(cè)展線，多次穿越活動性斷裂；(3)橋臺和隧道洞口應(yīng)選在坡體穩(wěn)定地段，避免活動性斷裂所引發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害的危害；(4)對沿線活動斷裂特征開展科研或?qū)ｎ}研究，以指導(dǎo)選線。

3.2 高地應(yīng)力條件下的圍巖穩(wěn)定性

沿線地形落差大，以深埋長隧道穿越云嶺、他念他翁山、伯舒拉嶺等大型山脈，區(qū)域地應(yīng)力場復(fù)雜且多變。根據(jù)初步的地應(yīng)力預(yù)測結(jié)果，全線約120 km的隧道具備發(fā)生巖爆的條件，發(fā)生強烈?guī)r爆的段落長約17 km；全線約35 km的隧道具備發(fā)生軟巖大變形的條件，發(fā)生Ⅲ級強烈軟巖大變形的段落長約8 km。線路局部段落與最大主應(yīng)力方向大角度相交，硬質(zhì)巖的巖爆和軟質(zhì)巖的軟巖大變形等圍巖穩(wěn)定性問題尤為突出[12]。

選線原則及防治措施：(1)開展專題研究，采用綜合勘察手段，查明沿線各隧道的地應(yīng)力分布特征并繪制地應(yīng)力等值線圖；(2)隧道盡可能遠離斷裂發(fā)育地區(qū)，并從巖質(zhì)較堅硬、巖體較完整地層通過[13]；(3)隧道軸線與最大主應(yīng)力方向盡可能小角度相交，通過采取拉高縱斷面高程、以傍河隧道通行等方式優(yōu)化線路方案，降低埋深。

3.3 高溫?zé)岷?/h3>

滇藏地?zé)釒挥谟《妊笈c歐亞板塊碰撞結(jié)合部位，具有延伸距離長、規(guī)模宏偉、地?zé)峄顒幼顝娏业奶攸c，其溫泉分布數(shù)量占我國溫泉總量的一半以上[14-15]。沿線地?zé)峄顒拥漠惓^(qū)分布與活動斷裂的活動性有關(guān)，水溫以溫泉-熱泉為主。

高溫?zé)岷υ谑┕な紫葧夯┕きh(huán)境，降低工作效率，其次不利于襯砌結(jié)構(gòu)的安全及耐久性；同時對運營維護也存在影響[16]。

選線原則及防治措施：(1)開展專題研究，分析沿線地?zé)岙惓^(qū)分布特征及形成機理，繞避高地溫帶；(2)設(shè)計中采用合理的施工工藝和材料，降低高溫?zé)岷Φ挠绊懀?3)施工中可采取增強通風(fēng)、物理降溫等措施，改善施工環(huán)境；(4)施工和運營中加強地溫和襯砌溫度的監(jiān)測，做到有備無患。

3.4 泥石流水毀

沿線帕隆藏布、桑曲、三江并流區(qū)主河及其支流的縱坡大，兩側(cè)岸坡巖體受構(gòu)造、地震和風(fēng)化的作用強烈，極為破碎，松散固體物源豐富，泥石流極發(fā)育，其頻繁爆發(fā)、規(guī)模巨大、動力充足、破壞力強。

按照泥石流形成時的水動力條件，可分為3種基本類型，即沿帕隆藏布流域分布的冰川型、冰湖潰決型泥石流；沿三江流域分布的雨洪溝谷型、坡面型泥石流；沿上述流域冰川積雪分布區(qū)距溝口較遠的冰川-雨洪混合型泥石流(圖3)。

圖3 泥石流類型

泥石流的爆發(fā)往往是突然的，規(guī)模大、歷時短、破壞力極強，如1988年7月15日米堆溝發(fā)生的冰湖潰決型泥石流，造成3個村莊破壞嚴重，并沿帕隆藏布沖毀橋梁近20座，川藏公路累計破壞40余km，致使交通中斷長達半年；2010年8月7日發(fā)生的舟曲特大泥石流，造成3000多人的傷亡和重大的財產(chǎn)損失。滇藏鐵路沿線發(fā)育泥石流溝近百條，其對鐵路的危害主要表現(xiàn)為沖毀鐵路主體工程、堵塞河道形成堰塞湖危及上下游工程安全等。

選線原則及防治措施：(1)開展專題研究，對沿線泥石流的類型、規(guī)模等進行分類，通過數(shù)模計算分析，對泥石流的危險性、堵江潰決等進行評價，并劃分危險度；(2)選線過程中，線路應(yīng)于堵江潰決影響范圍外側(cè)通過；(3)對方案影響大的泥石流盡可能繞避或以隧道通過，且隧道應(yīng)位于最大下切深度以下；(4)橋梁工程跨越泥石流時，預(yù)留足夠的凈空，流通區(qū)應(yīng)一跨通過，堆積區(qū)應(yīng)從前緣通過。

3.5 高原型巖溶

可溶巖主要分布于香格里拉至德欽段和波密縣松棕鎮(zhèn)附近，巖性為灰?guī)r、白云巖和大理巖等。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，香格里拉至德欽段具有負地形，具冰川巖溶特征，發(fā)育溶蝕洼地、漏斗、落水洞及大泉暗河，其他地段巖溶不發(fā)育。

巖溶的隱蔽性和不均一性是選線過程中面臨的一大難題，其對鐵路的危害主要表現(xiàn)為基礎(chǔ)的不均勻沉降、樁基漏漿、隧道的涌水突泥等。

選線原則及防治措施：(1)利用“空天地一體化”的綜合勘察技術(shù)查明巖溶發(fā)育程度，繞避巖溶發(fā)育段；(2)抬高線路高程，盡量走行在地下水垂直滲流帶[17-18]；(3)如遇地下暗河，線路應(yīng)大角度通過；(4)隧道縱斷面設(shè)計采用人字坡，避免反坡施工。

3.6 雪(冰)害

沿線氣候垂直分帶性顯著，是我國海洋型冰川分布最廣的地區(qū)，同時高山峽谷區(qū)地形陡峻，海拔4800 m以上的地區(qū)為常年積雪區(qū)。隨著全球氣候變暖，雪線的不斷上移，常年存在雪崩危害，而海拔較低地段在雪季則易發(fā)生季節(jié)性雪害，冰川的反復(fù)凍融循環(huán)往往形成冰湖。

雪害主要為雪崩、積雪和風(fēng)吹雪。雪崩的發(fā)生往往具突發(fā)性，運動速度極快，崩塌量大并挾石塊，其破壞力極大，危害性極強，可摧毀植被、淤埋道路、堵塞河道形成堰塞湖，威脅鐵路的交通安全，造成財產(chǎn)損失，嚴重影響人民正常的生產(chǎn)生活。積雪和風(fēng)吹雪對鐵路的危害主要是極易在路塹或迎風(fēng)側(cè)彎道掩埋鐵路等。

冰害主要為冰川消退形成冰湖及高原寒冷氣候條件下的冰雪凍害，冰湖潰決進而引發(fā)冰川型泥石流，危害鐵路安全。冰雪凍害對鐵路的危害主要是破壞基礎(chǔ)、隧道內(nèi)冰掛現(xiàn)象、鐵軌打滑及破壞電網(wǎng)供電系統(tǒng)等，影響鐵路的正常運行。

選線原則及防治措施：(1)開展專題研究，查明雪(冰)害的分布特征及影響程度；(2)雪(冰)害發(fā)育地段可采用隧道形式通過，加長明洞，洞口段采取防凍措施；(3)明線工程應(yīng)于陽坡通過，調(diào)整線路縱坡增大線路半徑，避免以路塹工程通過，在線路迎風(fēng)側(cè)設(shè)導(dǎo)風(fēng)板，線路上方采取防雪害措施；(4)隧道和路基工程做好防排水措施；(5)對鐵路危害的雪崩點設(shè)置預(yù)警系統(tǒng)；(6)冰湖發(fā)育地段應(yīng)結(jié)合冰川型泥石流開展選線工作。

3.7 重力型不良地質(zhì)

滇藏鐵路位于印度板塊與歐亞板塊的碰撞接觸地帶，活動斷裂發(fā)育，新構(gòu)造運動劇烈，地震頻發(fā)，地形高差懸殊，山高坡陡，谷深水急，沿線山體風(fēng)化剝蝕作用強烈，第四紀松散堆積物廣泛分布，重力型不良地質(zhì)極為發(fā)育，尤其是“三江并流”峽谷地段。沿線不良地質(zhì)類型主要為滑坡、溜塌、崩塌、危巖落石、巖堆、巖屑坡(溜砂坡)等(圖4)。具有沿江分布、沿活動斷裂帶分布及陽坡比陰坡更發(fā)育的分布規(guī)律。各種不良地質(zhì)之間具有連動性及相互轉(zhuǎn)化、分布廣、集中發(fā)育的特點，極難治理。

圖4 重力型不良地質(zhì)類型

重力型不良地質(zhì)對鐵路工程的危害主要為：滑坡掩埋道路、剪斷橋梁墩臺或基礎(chǔ)、破壞隧道二襯，中斷交通等；崩塌、危巖落石會危害傍山路基、隧道洞口及附屬設(shè)施的安全，也會危害鐵路勘察、設(shè)計、施工及后期運營安全；不穩(wěn)定的巖堆體進一步可發(fā)展為滑坡危害；巖屑坡(溜砂坡)嚴重影響由坡腳通過的工程安全。

選線原則及防治措施：(1)選線過程中應(yīng)始終貫徹“地質(zhì)選線、減災(zāi)選線”優(yōu)先的理念；(2)對于大型、無法治理的重力型不良地質(zhì)以繞避為主，可治理的危巖落石、巖堆發(fā)育地段采取防護并接長明洞、做好防排水的措施。

3.8 放射性

區(qū)域內(nèi)侵入巖廣泛分布，部分段落含有放射性物質(zhì)，隧道通過花崗巖、閃長巖等時，不僅在隧道施工過程中及后期的運營維護有一定安全風(fēng)險，同時對人體健康也有一定的危險。

選線原則及防治措施：(1)對沿線進行放射性分區(qū)，對放射性異常段進行繞避，按國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置生活區(qū)，對隧道棄砟進行合理處置；(2)加強隧道內(nèi)通風(fēng)措施；(3)施工和運營中采取防護措施，確保人身健康安全。

3.9 有害氣體

研究區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，經(jīng)多期次構(gòu)造活動及巖漿侵入，為有害氣體的富集提供了便利條件，同時局部含煤系、油系地層也可能富集有害氣體。有害氣體的成因和分布十分復(fù)雜，按成因可分為有機和無機2種[19]，按來源可分為變質(zhì)作用和深源氣體，成分多為CH4、CO2、H2S和SO2等。有害氣體對隧道施工及人員傷害有較大影響。

選線原則及防治措施：(1)查明線路通過區(qū)域有害氣體的分布和特征；(2)繞避已知或可能存在較強有害氣體的區(qū)域；(3)施工過程中加強通風(fēng)和監(jiān)測，并做好應(yīng)急措施。

4 滇藏鐵路地質(zhì)選線原則

4.1 滇藏鐵路宏觀走向選線原則

滇藏鐵路由于其特殊且復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，對地質(zhì)選線的要求更高，結(jié)合復(fù)雜山區(qū)地質(zhì)選線的經(jīng)驗，針對滇藏鐵路的主要工程地質(zhì)問題，根據(jù)不同的地貌單元初步提出了宏觀走向選線原則。

(1)香格里拉至德欽段方案走向與德欽—中甸斷裂并行，應(yīng)遠離并避免多次跨越斷裂帶。該段高溫?zé)岷栴}突出，盡可能繞避或以路橋方式通過，隧道工程需考慮減輕高地應(yīng)力、雨洪溝谷型泥石流、巖溶及危巖落石的危害。

(2)線路通過的橫斷山脈高山峽谷區(qū)主要為“三江并流”區(qū)，河谷深切，活動性斷裂集中發(fā)育，地震頻發(fā)。海拔4 500 m以上地段常年受冰雪剝蝕，冰(雪)害及崩塌、巖屑坡(溜砂坡)等發(fā)育；海拔2 500～2 900 m以下地段主要為峽谷陡坡，基巖裸露，為重力型不良地質(zhì)和小型泥石流的集中發(fā)育區(qū)；海拔2 500～2 900 m至4 500 m之間地形相對平緩，植被發(fā)育，溝谷型泥石流和滑坡、崩塌發(fā)育[20]。本段線路總體走向大角度通過活動性斷裂，但應(yīng)避免通過斷裂帶交匯部位，跨越斷裂時以簡易工程通過；線路高程應(yīng)選擇在海拔2 500～2 900 m至4 500 m之間，繞避泥石流、重力型不育地質(zhì)發(fā)育區(qū)，隧道洞口選擇在岸坡穩(wěn)定地段，減小因地震引發(fā)次生災(zāi)害的危害；同時應(yīng)減輕高地應(yīng)力、高溫?zé)岷Α⒎派湫约坝泻怏w的危害。

(3)察隅至波密段遠離活動性斷裂，主要工程地質(zhì)問題是高地應(yīng)力、冰川(冰湖潰決)型泥石流、冰(雪)害、高位危巖落石、巖堆、巖屑坡(溜砂坡)和放射性。選線過程中盡可能減小隧道埋深；隧道洞口選擇在岸坡穩(wěn)定地段通過；根據(jù)泥石流的發(fā)育狀況，選擇合理的工程設(shè)置。

4.2 滇藏鐵路選線原則

根據(jù)滇藏鐵路沿線的自然環(huán)境特征，在宏觀走向選線的基礎(chǔ)上，其主要地質(zhì)選線原則如下。

(1)沿線地形起伏巨大，巖性復(fù)雜，長大隧道工程應(yīng)選擇硬質(zhì)巖地段通過，線路與主應(yīng)力方向盡可能呈小角度相交，采取抬高線路高程或傍山隧道降低隧道埋深。

(2)“V”形谷谷底不宜采用路基形式通過并避免高大支擋建筑，線路應(yīng)盡量避免走行于斜坡過渡帶或坡腳，應(yīng)避免斜坡上設(shè)深長路塹、陡坡高路堤工程，以減少泥石流、雪(冰)害及重力型不良地質(zhì)等對工程的影響。

(3)線路應(yīng)繞避強烈發(fā)育區(qū)及可溶巖與非可溶巖接觸部位，避免長大隧道工程通過巖溶區(qū)，盡可能抬高線路高程從垂直滲流帶通過，大型溶洞以橋梁工程跨越。

(4)線路應(yīng)繞避高溫?zé)岷Α⒎派湫援惓＜坝泻怏w分布區(qū)，并在設(shè)計中采取防護措施。

5 下階段工作重點

滇藏鐵路研究區(qū)由于其特殊的自然環(huán)境，使常規(guī)的勘察手段和方法已經(jīng)無法滿足勘察要求，勘察設(shè)計階段的工作重點應(yīng)做好以下幾方面。

(1)全面收集、分析沿線區(qū)域地質(zhì)資料，熟悉云南、西藏地區(qū)昆楚大、大麗、大瑞、麗香、拉日、拉林、拉墨、川藏等鐵路在勘察設(shè)計或施工中所遇到的工程地質(zhì)問題及解決措施，確定本線勘察設(shè)計中的主要工程地質(zhì)問題。

(2)在勘察過程中所遇到的工程地質(zhì)問題將會復(fù)雜多樣，解決問題的難度極大[21]，應(yīng)根據(jù)勘察階段，科學(xué)制定勘察方案。勘察中努力提高常規(guī)勘察手段和方法的技術(shù)水平[22]，靈活借鑒上述鐵路項目的勘察經(jīng)驗和科研成果，創(chuàng)新工作方法，積極采用無人機三維傾斜攝影、機載雷達、真實感大場景、多源遙感地質(zhì)解譯、多種地面物探和航空物探、長時序InSAR分析及定向鉆探等“空天地一體化”先進勘察技術(shù)手段，加強勘察資料的綜合分析，為滇藏鐵路的選線、勘察設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。

(3)對線路方案有重大影響的工程地質(zhì)問題，應(yīng)開展科研或?qū)ｎ}研究，評價其對工程的影響，提出具針對性的選線原則，即為滇藏鐵路服務(wù)，也可充實完善復(fù)雜山區(qū)地質(zhì)選線的理論并提高選線技術(shù)水平。

6 結(jié)論

(1)滇藏鐵路工程地質(zhì)和自然環(huán)境特殊復(fù)雜，具有地形高差懸殊、氣候類型多樣、巖性混雜、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜活躍、水文地質(zhì)條件復(fù)雜多樣、高地應(yīng)力、高地溫及高地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險的八大顯著特征。

(2)針對沿線特殊復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，分析了深大活動斷裂、高地應(yīng)力條件下的圍巖穩(wěn)定性、高溫?zé)岷Α⒛嗍魉畾А⒏咴蛶r溶、雪(冰)害、重力型不良地質(zhì)、放射性及有害氣體等九大影響鐵路建設(shè)的主要工程地質(zhì)問題，并結(jié)合沿線地形、工程設(shè)置等特點，有針對性地提出選線原則和措施。

(3)在滇藏鐵路勘察設(shè)計過程中，應(yīng)堅持“地質(zhì)選線、減災(zāi)選線”優(yōu)先的原則，充分借鑒已有工程經(jīng)驗，采用先進勘察技術(shù)手段，對重大工程地質(zhì)問題進行專項研究，積極探索復(fù)雜山區(qū)綜合選線體系，為設(shè)置經(jīng)濟、合理的線路工程提供科學(xué)依據(jù)，保障鐵路施工與運營的安全。對青、藏、滇、疆等地區(qū)類似工程具有一定的參考意義。