雷俊峰

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，陜西西安710043)

1 概況

拉薩至日喀則鐵路位于西藏西南部，線路長度約253km，起點位于拉薩，穿越了西藏境內(nèi)拉薩河、雅魯藏布江，連接西南部日喀則市及其他縣城，其經(jīng)濟(jì)意義極為重要;本線色麥鎮(zhèn)(AK84+500)至大竹卡鎮(zhèn)(AK176+500)段為雅江高山峽谷區(qū)，長約92 km。該段地形、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜，工程極為艱巨。

2 工程地質(zhì)特征

2.1 地形地貌

雅江峽谷區(qū)河谷兩岸，岸坡較陡，山坡突兀，局部懸崖絕壁，溝谷呈現(xiàn)“V”型溝槽，雅江江面寬度約為100～200 m，本段江底海拔為3 640～3 700 m，水流湍急。除局部色麥站—尼木站和卡如站—宗嘎站段河谷極其狹窄，河流階地不發(fā)育外，其他地段兩岸發(fā)育有多級階地地貌，以一、二級階地為主，階面高度15～40 m。

2.2 氣象特征

線路沿線為高原溫帶干旱氣候，空氣稀薄、溫度低，年溫差小、日溫差大、干濕分明、氣候類型復(fù)雜、垂直變化大等特征。沿線自東向西氣溫逐漸降低。

2.3 地層巖性

2.3.1 第四系(Q)

該套地層分布于河谷、山間及山前地帶，地層成因為沖洪積、坡積，以卵石土、碎石土為主，含有少量細(xì)顆粒土;洪積扇和高階地以漂石土為主。大竹卡站一帶雅江局部分布風(fēng)積沙。風(fēng)化嚴(yán)重的山體，分布崩積物，堆積物成分雜亂，多見大型塊石土。

2.3.2 三疊系上統(tǒng)(T3)

廣泛分布于雅江南岸地區(qū)(雅江斷層以南)，曲水站至色麥站之間在雅江北側(cè)山體出露，巖性為灰色砂巖、灰?guī)r夾板巖等。

2.3.3 巖漿巖

沿線分布的最主要巖性，以燕山期的巖漿巖為主，局部分布喜山期侵入巖體。巖體巖性較為復(fù)雜，以閃長巖、石英閃長巖、花崗閃長巖為主。喜山期巖漿巖巖性以花崗巖、花崗閃長巖為主。受構(gòu)造影響嚴(yán)重的巖漿巖類較為破碎。完整的巖體巖質(zhì)堅硬，節(jié)理較發(fā)育－發(fā)育，多為陡峻地貌，表層受溫差影響風(fēng)化較為嚴(yán)重。

2.3.4 構(gòu)造巖

分布于構(gòu)造破碎帶內(nèi)，主要為壓碎巖、糜棱巖、斷層泥及斷層片理帶等。

1)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征

區(qū)域大地構(gòu)造單元的劃分及其基本特征依據(jù)板塊學(xué)說理論，青藏高原是歐亞板塊與印度板塊北移拼合作用產(chǎn)生，新生代和中生代數(shù)次擠壓拼貼作用，產(chǎn)生了諸多縫合帶和板片(板片作為造山帶結(jié)構(gòu)中的Ⅰ級陸殼型親緣地體，由陸殼或過渡殼巖石單元組成。板片之間的構(gòu)造單元稱縫合帶，其建造由洋殼型巖石單元組成)。

沿線涉及到的的一級構(gòu)造單元有岡底斯一念青唐古拉板片(南緣)、喜馬拉雅板片(北緣)和兩者之間的雅江縫合帶，均呈近東西向展布。這些構(gòu)造單元間接控制著該地區(qū)沉積作用、火山作用、巖漿侵入、變質(zhì)活動及斷層和斷裂構(gòu)造作用，導(dǎo)致沿線巖性和主要斷烈主要以東西向延伸。

2)斷層構(gòu)造特征

區(qū)內(nèi)斷層構(gòu)造在南北向構(gòu)造應(yīng)力的長期活動下，分布的主要斷層構(gòu)造為東西向、北東向、北西向及南北向四組斷裂。

東西向斷裂，其伸展距離長、深度大、斷層帶寬且具多次活動性，為沿線的主要斷裂骨架，以雅江深大斷裂為代表，兩側(cè)發(fā)育著較多近乎平行的次一級斷裂。這組斷裂特點為:走向近東西向，傾向南(局部分支斷裂有北傾)，傾角50°～70°，沿產(chǎn)狀方向都具波狀的特點，很多彎折處多為北東向和北西向斷裂的結(jié)合部位，根據(jù)勘察文件一些超基性巖體多沿結(jié)合部位侵入。

北東和北西向斷裂為兩個共軛剪切性質(zhì)斷層，主要發(fā)生于雅江大斷裂以北，這兩組共軛剪切性斷層形成時間早，自形成至今，多次構(gòu)造活動的作用，多數(shù)在原斷層構(gòu)造的基礎(chǔ)上繼續(xù)活動，多次復(fù)活，同時形成了規(guī)模大、切割深的大斷裂，在本區(qū)個數(shù)較多，多成對發(fā)育，但延展長度比東西向斷層短。它影響了沿線地層的分布、巖漿巖的侵入和現(xiàn)代水系網(wǎng)等。這兩組斷裂多清晰可見擦痕，結(jié)構(gòu)面性質(zhì)以扭壓為主，局部兼有扭張。斷層多有斷層角礫、碎裂巖帶及斷層泥，斷層含水。從形成的斷層破碎帶規(guī)模來看，北西向斷層破碎帶寬度較北東向斷層破碎帶寬。

南北向斷層發(fā)生時間相對較晚，在沿線呈斷續(xù)分布，規(guī)模與其他斷層比較相對小，但在沿線斷層破碎帶寬度范圍大，斷層較為破碎，含有斷層角礫巖，具棱角，無定向性，分布雜亂。具體主要斷層性質(zhì)見下表1。

表1 主要斷層構(gòu)造一覽表

3)地震地質(zhì)特征

沿線位于青藏高原兩個板塊縫合帶，這兩個板塊均屬于強(qiáng)烈活動的構(gòu)造單元，縫合帶附近往往是較大地震的發(fā)生帶，分布有較多的大震和強(qiáng)震。根據(jù)有關(guān)資料記載，區(qū)內(nèi)8級以上地震多發(fā)生在走滑分量較大的北東向和北西向斷裂帶上，如1951年發(fā)生于桑雄附近崩錯8級地震，1914年當(dāng)雄南8級地震。以傾滑為主的東西向斷裂，最大震級7級左右，如1915年發(fā)生于雅魯藏布江斷裂澤當(dāng)以東的桑日7級地震。南北向斷裂以正傾滑為主，由于其規(guī)模不大，往往是6級地震發(fā)生的部位。

根據(jù)有關(guān)資料，測區(qū)主要位于喜馬拉雅地震帶，北鄰藏中地震帶，屬于高震級段。自地震記載史以來共記錄到M≥8級地震3次。7.0～7.9級地震23次，6～6.9級地震83次(包括部分印度地震)。

4)不良地質(zhì)特征

拉日鐵路通過的雅江峽谷區(qū)，巖性主要為閃長巖、花崗巖類，構(gòu)造極為發(fā)育，沿雅江峽谷東西向構(gòu)造為主構(gòu)造，各向斷層相互交織;由于強(qiáng)烈的構(gòu)造活動，造成巖體較為破碎，形成大型的巖層破碎帶，再加之高震級地震，造成滑坡、錯落、崩塌、危巖落石極為發(fā)育;高原植被稀疏，破碎的巖體在溝內(nèi)堆積又極易形成泥石流，峽谷區(qū)幾乎所有溝谷均為泥石流溝;深大斷裂也為地下的熱量提供上移的通道，沿線溫泉發(fā)育，鉆探測溫局部地段地溫高達(dá)65度以上，存在高地溫現(xiàn)象。

5)水文地質(zhì)特征

(1)地表水

沿線所經(jīng)河流主要為雅魯藏布江及其兩大支流拉薩河與年楚河，均屬于雅魯藏布江水系。雅魯藏布江為本段最大河流，線路通過區(qū)域干流長度大約為140 km，其中80 km左右為河谷下切強(qiáng)烈區(qū)，兩岸山坡陡峻，河谷狹窄，一般河谷寬100～150 m，最窄處約60 m。大約60 km左右為寬谷區(qū)，河谷開闊，臺地發(fā)育，平均河床縱坡0.5‰～1‰，沿江兩岸植被發(fā)育，居民區(qū)集中。拉薩河為雅魯藏布江左岸的一級支流，線路范圍通過長度約50公里，為擺動性寬河，河谷寬達(dá)1～3 km，河床縱坡約2‰，由北東流向南西方向，在曲水一帶向雅魯藏布江上游方向匯入。年楚河為雅魯藏布江右岸一級支流，線路通過長度約30 km，平均河床縱坡1‰～4‰，由南東流向北西方向，于日喀則市附近向雅魯藏布江上游方向匯入。各河流水源主要是由雨水、冰雪融水和地下水三種，流量豐富，含沙量少，水質(zhì)良好，水溫低，屬于藏北內(nèi)、外流水系。雅魯藏布江為該地區(qū)的最低侵蝕面。

(2)地下水

線路主要通過的雅魯藏布江峽谷區(qū)，經(jīng)歷了不同的構(gòu)造體系及眾多的地貌單元，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，地下水的賦存條件受地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等因素影響較為明顯。地下水類型可分為松散巖類孔隙潛水、基巖裂隙潛水、構(gòu)造裂隙水三大類，現(xiàn)分述如下:

①松散巖類孔隙潛水。主要分布于拉薩河河谷平原、雅魯藏布江及年楚河寬谷區(qū)，含水層主要為第四系沖洪積卵礫石及砂層，厚30～40 m，水量豐富。其中在河漫灘及一級、二級階地，以及山前大型沖洪積扇或扇裙，單井產(chǎn)水量在1 000～3 000 m3/d，地下水位埋深在河谷平原區(qū)較淺，一般2～10 m，洪積扇區(qū)較深，一般30～40 m。地下水水化學(xué)類型屬HCO3－Ca、HCO3－Ca·Na、HCO3·SO4一 Ca型水，礦化度小于 1.0 g/L，水質(zhì)良好。主要接受大氣降水、上游河水的的補(bǔ)給，向河流下游排泄，徑流條件良好。可做為大中型供水水源。

②基巖裂隙潛水。區(qū)域內(nèi)構(gòu)造作用強(qiáng)烈，巖漿侵入活動頻繁，巖石風(fēng)化裂隙及構(gòu)造裂隙發(fā)育，基巖裂隙水分布較為廣泛。泉水流量一般在0.1～1.0 L/S，地下水化學(xué)類型屬 HCO3－Ca、HCO3－Ca·Na型水，礦化度小于1.0 g/L，水質(zhì)良好?？勺鰹樾⌒凸┧?。沿江方案中卡熱鄉(xiāng)～大竹卡為雅魯藏布江峽谷區(qū)，線路長約80 km，谷地基巖裸露，閃長巖、石英閃長巖及石英二長閃長巖原生、次生節(jié)理及風(fēng)化節(jié)理發(fā)育，儲存一定量地下水，與其接觸的三疊系砂巖、灰?guī)r及板巖地層中含水條件較好，其中灰?guī)r地層中亦存在灰?guī)r溶洞水。主要接受大氣降水及高山冰雪融化補(bǔ)給，向溝谷及雅江或其支流排泄，徑流條件良好。

③構(gòu)造裂隙水。分布于沿線各大斷裂破碎帶內(nèi)，其賦存條件受構(gòu)造性質(zhì)決定，后期顯張性的斷裂帶，水量較大，而顯壓性的斷裂帶，水量則較少。補(bǔ)給來源主要為基巖裂隙水。多以泉水的形式排泄，徑流條件差異較大。

3 雅江峽谷區(qū)的選線原則

1)斷層選線原則［2］:測區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷層破碎帶普遍較寬，特別是近東西向、北西向和近南北向，這些斷層破碎帶多由斷層泥礫、斷層角礫、碎裂巖和擠壓破碎帶等組成，作為隧道圍巖，其自穩(wěn)能力差，施工時容易發(fā)生圍巖失穩(wěn)現(xiàn)象、突然涌水現(xiàn)象;線路應(yīng)大角度通過各斷層，盡量縮短通過斷帶的距離，盡量避免通過斷層交匯區(qū)和順斷層帶選線。

2)滑坡、錯落選線原則［3］:測區(qū)滑坡(錯落)主要有兩類，一類為堆積層滑坡(錯落)，由于河谷下切較快，將堆積層前緣切割，形成高陡臨空面，在地下水的長期作用下，產(chǎn)生滑動或錯動。另一類為斷層破碎帶產(chǎn)生的滑坡(錯落)，由于斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷層破碎帶較寬，且破碎，存在著各種軟弱面，容易產(chǎn)生滑動或錯動，在雅魯藏布江河谷或兩側(cè)支溝中多形成規(guī)模不等的滑坡和錯落。測區(qū)滑坡(錯落)一般規(guī)模大、滑體厚，斜坡穩(wěn)定性差，滑坡整治困難，又處于高烈度地震區(qū)。因此，在本區(qū)選線時對大型滑坡、錯落及滑坡(錯落)群應(yīng)予繞避;當(dāng)滑坡(錯落)規(guī)模小，邊界條件清楚，整治技術(shù)方案可行、經(jīng)濟(jì)合理時，線路可選擇有利于滑坡(錯落)穩(wěn)定的安全部位通過。

3)崩塌、落石選線原則:測區(qū)多為燕山期閃長巖體，巖質(zhì)堅硬、性脆，受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán)重，節(jié)理、裂隙發(fā)育，在強(qiáng)烈物理風(fēng)化作用作用下，導(dǎo)致表層巖體破碎，裂隙張開，邊坡穩(wěn)定性很差，多分布有危巖，在風(fēng)化、降雨及自身重應(yīng)力、地震作用下，危巖與母巖分離而產(chǎn)生崩塌、落石，危巖發(fā)育、落石巨大。在本區(qū)選擇線路方案時，要盡量避開崩塌、落石發(fā)育地段，避免選擇順河橋，因巨大的落石難以防護(hù)，對規(guī)模小避讓困難需通過時應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)地質(zhì)調(diào)查工作，并采取必要的措施保證線路安全。選擇隧道洞口時應(yīng)注意邊、仰坡的巖體穩(wěn)定問題。

4)泥石流選線原則:峽谷區(qū)多為現(xiàn)代及新近發(fā)育的泥石流溝，上游具有豐富的物源，溝床縱坡較陡，前緣多具有新近堆積的洪積扇，前緣伸入江中，無相對穩(wěn)定的陡坎，洪積扇面積有大有小，無穩(wěn)定的溝槽，溝槽多發(fā)生彎曲，發(fā)生泥石流規(guī)模小時，沿相對穩(wěn)定的溝槽沖出，當(dāng)發(fā)生泥石流規(guī)模大時，直接以最短徑流沖出，呈漫流，無穩(wěn)定的洪積扇，扇面多無居民居住。對于該類泥石流溝，選線時應(yīng)給予足夠重視，對于大型泥石流盡量于流通區(qū)通過。如溝中上游有粒徑較大的漂石，在布置孔跨時，不宜在溝中心設(shè)墩，以確保橋墩的安全。

5)高地溫選線原則［4］:應(yīng)詳細(xì)查明高地溫范圍及溫度值，為選線提供依據(jù)，線路應(yīng)繞避溫度過高地段，當(dāng)溫度高且線路難以繞避的情況下，應(yīng)將線路選至傍山靠河一側(cè)，首先傍山靠河一側(cè)地溫值低于山內(nèi)側(cè)，其次一旦地溫或隧道環(huán)境溫度過高，影響襯砌安全或?qū)е鹿と藷o法正常施工，方便采用較短的斜井或橫洞進(jìn)行通風(fēng)降溫。

4 結(jié)束語

拉日鐵路雅江峽谷段工程地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層發(fā)育，滑坡、錯落、危巖落石、泥石流、高地溫等不良地質(zhì)分布廣泛，震級高且地震多發(fā)，線性工程應(yīng)詳細(xì)查明沿線的工程地質(zhì)問題，采取合理的工程地質(zhì)選線原則，保障線路選線安全、經(jīng)濟(jì)、合理。

［1］中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán).雅江峽谷區(qū)隧道工程地質(zhì)勘察報告［R］.西安:中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán).2010年.

［2］中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán).鐵路工程地質(zhì)手冊［M］.北京:中國鐵道出版社.1999.

［3］徐齊福等.地形地質(zhì)條件復(fù)雜的工程地質(zhì)選線［J］.中外公路.2006.

［4］李金城.拉日鐵路地?zé)崴淼婪桨副冗x研究［J］.鐵道工程學(xué)報.2011(4):42－46