中老鐵路地質勘察及重大工程地質問題處理

張明紅 趙平

中老鐵路穿越老撾北部艱險山區，沿線地質災害易發，地形、地質條件復雜，地質勘察需面對地質基礎資料缺乏、安全環境差等突出問題。如何運用野外測繪、非接觸判譯、勘探等多種手段，高質量完成各類工點勘察資料，為中老鐵路的按期竣工和運營打下堅實基礎，本文做了科學評判和闡述。

China–Laos Railway crosses the dangerous mountainous area in northern Laos， where the geological disasters along the railway are prone to occur， and the terrain and geological conditions are complex. The geological survey needs to face outstanding problems such as lack of basic geological data and a poor safe environment. ?This paper makes scientific evaluation and elaboration on how to use various means such as field mapping， non-contact interpretation and exploration， to obtain all kinds of site survey data with high quality， and lay a solid foundation for the timely completion and operation of China–Laos Railway.

一、前言

中老鐵路老撾段起點為中老邊境口岸磨丁，向南經老撾北部的南塔省、烏多姆賽省、瑯勃拉邦省、萬象省后到達線路終點—老撾首都萬象市。線路全長422.441km。全線共設32個車站，正線橋梁163座67.304km，隧道75座196.705km，橋隧總長264.009km，橋隧比達62.5%。

本線穿越老撾北部艱險山區，高原、山地、峽谷、盆地、河谷交錯分布，巖性種類繁多，深大（活動）斷裂，地震活動強烈，巖體破碎，雨量充沛，斜坡與圍巖穩定性差，地質災害易發，地形、地質條件復雜。

沿線開展地質勘察難度大、困難多，基礎地質資料薄弱，缺乏詳細系統的地質普查工作，無大比例尺地質圖件、報告;缺乏完整的地震動參數區劃體系;植被茂密，毒蛇、猛獸、蚊蟲較多;雨季次生地質災害頻發，旱季干燥極易引發森林火災。再加交通不便，安全生產形勢嚴峻。

二、中老鐵路地質勘察采取的技術手段

中老鐵路地質勘察期間堅持地質選線應與線路選線相互配合的原則，通過野外測繪、非接觸判譯、勘探等手段，查明沿線的不良地質、特殊地質分布情況，全線大部分避開了較大的不良地質以及特殊地質段落。特別是瑯勃拉邦附近巖溶段、萬榮楠松河沿河巖溶段、萬象盆地水網區（軟土）選線方案合理，取得了較好的效果。

三、中老鐵路地質勘察新技術應用與研究

（一）綜合勘察法

老撾北部屬于中國西南“三江”造山帶的南延部分，地層及構造線主要呈北東分布。沿線共計發育33條褶皺，區域地質構造復雜，深大（活動）斷裂規模大，分布密集，沿線發育有99條不同性質的斷層及其次一級構造。受多期次構造運動和巖體變質作用疊加影響，不良地質眾多，地質災害頻發，邊坡穩定性差，隧道圍巖破碎疏松，工程地質條件異常復雜，必須采取綜合勘察方法，大力應用勘察新技術，提高艱險復雜山區的勘察水平和質量。

1.開展區域地質調查

面對沿線復雜的地形、地質和環境條件，及工程地質勘察面臨的問題，為查明沿線工程地質和水文地質條件，滿足各線路方案的地質比選、工程設置、工程設防和各工點施工圖設計的需要，專門成立區調隊，在做好工程地質勘察安全保障措施的前提下，開展沿線1/5萬區域地質調查，厘清地層層序，明確各地層巖性組合及其分布范圍，重新建立地質構造格架，確定奠邊府-難河-程逸縫合帶在瑯勃拉邦附近的分布范圍、邊界區域性斷裂及縫合帶內巖性、構造組合等，編制區域地質圖件及報告。

2. 開展遙感地質解譯

針對中老鐵路沿線現代風化堆積作用強烈、基巖出露較少、密林難以穿行、無人區難以進入等特點，充分采用非接觸手段進行大面積遙感地質解譯工作，宏觀上判明區域內大的不良地質體、巖性構造分布范圍，以指導現場地質工作。為此，安排專業人員、設備到場，對航、衛片進行解譯，尤其針對部分工點受勘察環境限制，地質人員不能到位的地段，重點判定其地質構造、巖性及分布情況，評價其對線路方案的影響，提出線路方案優化意見。完成1：5萬圖幅范圍內（約5000km2）遙感解譯，發現新、老、古大小滑坡共232處，新、古大小錯落共40處，坍塌、崩塌、巖堆共97處，各種巖溶、暗河共245處，以指導地質選線，減少不良地質對線路的影響。

3.開展專題地質研究

針對重大、關鍵工程地質問題，完成1：5萬《新建鐵路磨丁至萬象線區域地質調查報告》《新建磨憨至萬象鐵路工程場區地震動參數區劃報告》《新建鐵路磨丁至萬象線水熱活動特征及熱害評估專題研究報告》《磨萬鐵路巖溶水文地質專題報告》4個專題地質研究報告。

通過收集和分析老撾境內已有地質資料、區內航片、衛片圖像資料，進行大面積遙感地質判釋工作，以及以上專題地質研究。在此基礎上，進行線路1/10000、1/2000，工點1/500工程地質調繪，完善沿線基礎地質資料，從宏觀工程地質、環境地質角度優選線路方案;針對不同工程類型、工程特點，采用鉆探、坑（槽）探、物探（深孔測井、電測深、地震剪切波、地應力測試、高密度電法、大地電磁法等）、原位測試（觸探試驗、標準貫入試驗、水文地質試驗等）、室內試驗等相結合的綜合地質勘察手段、先進的勘探技術和加深地質工作，對各種勘探、測試、試驗成果進行綜合地質分析。查明全線活動斷裂、高地溫熱水、巖溶等重大工程地質問題以及巖土工程地質特征和物理力學指標，對沿線地震動參數進行區劃，取得重要的地質勘察成果，滿足各類工程施工圖設計需要，并且豐富了老撾北部區域地質及工程地質、水文地質資料。

（二）先進鉆探技術和工藝

中老鐵路沿線大面積分布有碎石類土、斷層角礫及受構造影響嚴重的變質巖類——泥巖、頁巖、板巖、炭質板巖、具球狀風化的玄武巖、粗砂巖等松散、破碎巖土層。地質勘探在充分研究地質條件、勘探新技術、新工藝的基礎上，積極采用雙層單動、雙動金剛石鉆進，PW植物膠+泥漿護壁等先進的、新的鉆探技術和工藝，極大地提高斷層破碎帶、卵石土、碎（塊）石土等松散軟弱地層巖芯采取率，高效優質地保證了勘察質量。

（三）探灌結合、分序實施

磨萬線巖溶路基易塌陷區長約6.668km，通過貫徹路基巖溶整治“探灌結合、分序實施”的信息化施工原則，根據勘察鉆孔、物探成果對巖溶地面塌陷程度分區評價，再根據I序先導探灌孔現場探察揭示的巖溶地質特征進行巖溶地面塌陷預測分析，調整加固范圍、參數及設計施工工藝后，進行Ⅱ序孔針對性的加固處理。通過該技術方法進行巖溶路基注漿整治后，鐵路路基基礎穩定性得到了安全、可靠的保障，有效避免了后期質量安全隱患，同時節省了投資。

四、中老鐵路重大工程地質問題處理

（一）友誼隧道鹽巖處理

友誼隧道全長2425m，施工開挖及補勘揭示DK0+000～DK0+363、DK0+550～DK1+565兩段共1378m穿越第三系鹽巖地層。鹽巖主要成分為石膏、石鹽，最高含量達80%，地質環境特殊，具有強溶解、強腐蝕、易膨脹等特性，地質條件復雜，國內外罕見。

通過洞內外綜合勘察和超前地質預報，進行巖鹽含量分段，并針對其工程特性，采取“注漿堵水、全包防水、強化材料防腐、采用圓形加強結構”的原則進行處理。為降低隧道棄渣中的鹽巖對環境的影響，對渣場的位置進行優化選取，采取防滲漏特殊處理，并進行生態恢復。

（二）會福萊隧道軟巖大變形處理

會福萊隧道全長6988m，D2K130+230～+900段巖性主要以薄層狀板巖、炭質板巖為主，施工過程中多次出現不同程度的變形侵限，最大變形量達1m，屬Ⅲ級軟巖大變形。

針對隧道施工過程中的軟巖大變形，采用“扛、放結合，重視圍巖自承能力”的原則，加強鋼架支護、改變斷面形狀（增大邊墻及仰拱曲率），增強結構承載能力;適當加大初期支護預留變形量，釋放地應力;錨桿采用長短結合，提高圍巖自身承載能力。施工做到短進尺、弱爆破、快挖、快支、快錨、快封閉成環，從而較好地保證了施工開挖及襯砌安全。

五、結語

中老鐵路工程地質勘察面對諸如地質基礎資料缺乏、安全環境差等突出問題，采取組織區調隊進行區域地質調查、開展非接觸式遙感地質解譯、地質專題研究和制定切合實際的地勘工作模式、安全保障等措施，厘清了區域地層層序，明確了各地層巖性組合及其分布范圍，重新建立了地質構造格架等基礎地質資料，解決了沿線地層分區、構造分區、活動斷裂和地震動參數、地熱分布特征等關鍵工程地質問題，滿足了開展地質勘察設計的需要，從而保證了鐵路工程建設安全順利地推進，成為“一帶一路”建設的示范工程。