浅析拉林铁路滑坡地质灾害

2018-02-15 03:20黄智鹏
西部探矿工程 2018年2期
关键词:雅鲁藏布江滑坡隧道

黄智鹏

(铁科院<北京>工程咨询有限公司,北京100000)

拉林铁路是川藏、滇藏铁路的重要组成部分,是一条高原线、国防线也是国家实施“一带一路”发展战略的关键线,线路穿山势异常陡峭,沟谷空间狭窄,更是我国地壳运动最强烈的地区之一,地质异常复杂,高寒缺氧,交通不便,自然条件恶劣,不良地质灾害频发,本文就滑坡在线路的分布,进行成因、发展趋势和稳定性分析,采用合理的选线方案,结合工程提出合理的治理措施。

1 工程概况

拉林铁路从西藏自治区首府拉萨市拉萨南站—林芝市巴宜区的林芝站的铁路。它起于拉萨南站并沿拉萨河而下,经贡嘎转向东,经乃东、朗县、米林,跨越雅鲁藏布江到林芝站。全长436km,与拉日铁路共线33km,新建里程403km,其中拉林铁路段是一条国内外罕见的高难度建设项目。全线90%以上路段位于海拔3000m以上的高原地区。

全线新建正线长度403.14km,运营长度435.48km。正线桥隧总长301.067km,占线路长度的74.68%。其中,桥梁121座84.602km,占线路长度20.99%,隧道47座216.465km,占线路长度53.69%,全线新建车站34个,初期开站17个。

2 青藏高原地质概况

2.1 地形地貌

西藏自治区位于青藏高原的主体区域,总体地势由西北向东南倾斜。地貌大致可分为喜马拉雅高山区、藏南谷地、藏北高原和藏东高山峡谷区。线路位于青藏高原东南部,属于冈底斯山与喜马拉雅山之间的藏南谷地,山高谷深,气候极端恶劣。山脉呈东西向纵贯延展,谷岭相间,地势起伏跌宕。沿线地貌单元可分为高山宽谷区、桑加峡谷区和藏南山原湖盆区、高山河谷及山间河谷地貌区4个大的地貌单元。线路从协荣站引出后,折向东南以4.35km隧道穿冈底斯山余脉,拉萨河谷进入雅鲁藏布江河谷,此后线路沿雅鲁藏布江相伴或迂回前行至林芝站。

2.2 工程地质特征

2.2.1 地层岩性

沿线主要分布有新生界、中生界、古生界、元古界沉积岩、岩浆岩、变质岩及雅鲁藏布江构造地层区和各种成因的松散堆积层。侵入岩形成时代主要为燕山晚期—喜山期,局部为寒武系。

覆盖层主要为全新统(Q4):成因多种多样,有现代河流相的冲积层、洪积层;山麓堆积的坡残积层、崩坡积层、滑坡堆积层;风沙堆积层;泥石流堆积层;冰碛堆积层、冰水堆积层、河湖堆积层等。其物质成分为块石土、卵石土、碎石土、粗角砾土(粗圆砾土)、细角砾土(细圆砾土)、砂土、粉土、粉质粘土等,分布于现代河流、沟谷、坡面等处。现代河流河谷及冰碛物堆积沟谷厚度多大于100m,坡面较薄。更新统(Q1-Q3):主要为冰碛物堆积层、冲积层、冰碛物堆积层、冰水堆积层、古泥石流堆积层等。物质成份为块石土、卵石土、砂土、粉质粘土、粘土等。分布于古冰川沟、现代河流的高阶地、古湖泊或牛轭河等处。

2.2.2 地质构造

按照板块构造观点,研究区位于青藏高原冈底斯—拉萨地块、喜马拉雅地块及二者之间的雅鲁藏布江缝合带。

20世纪70年代以来,地质学家先后通过遥感图像解译、地震机制解综合分析和地表考察等途径对青藏高原地区的最新地壳活动方式进行了不同程度的研究,结果证实在晚新生代,特别是第四纪期间,从南北向挤压缩短变形向近东西向伸展变形的转变是青藏高原内部最显著的构造事件。在此构造背景下,近EW向的伸展变形和挤出作用是青藏高原内部现今地壳变形的主要方式,其中分别以南部的NW向、斜列分布的喀喇昆仑—嘉黎右旋走滑断裂带和北部近EW向的东昆仑左旋走滑断裂带为界,可将青藏高原内部进一步划分为南部、中部和北部等3个现今地壳变形特征显著不同的构造变形域。

2.3 地震动参数区划

根据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001图A1,1/400万)(含GB 18306-2001《中国地震动参数区划图》国家标准第1号修改单)及《川藏铁路拉萨至林芝段工程沿线断裂活动性评价及地震动参数区划报告(修改稿)》(国家地震局地质研究所2013年4月),方案沿线主要为0.15g,其次为0.20~0.30g。

迟恒去小店买了包三十几块一包的“红塔山”,拆开点燃抽了口,纯,真烟,这种价的烟,在市里不熟的店子买,冷不丁就给你来包赝品。到尾砂库东头下游坝底后,迟恒结帐让司机回了。河床似的、延伸很远的平地,上面只种菜,没有建房,溃坝的话,砂流会顺着河床冲跑,但河床两旁都是房屋,地势比河床高不了多少,如果大溃坝,从一百多米高处倾泻而下的砂桨流势能极大,一旦成扇型展开,这些民房极有可能会被砂流冲埋。外省一个地方尾砂矿溃坝,一次淹死下游267个人。河滩左侧有条很长的渠,不像新修的,流出的水清澈,砂库的积水、渗水一部分从这里导出。菜地长出的菜绿绿的挺好看。

2.4 气象特征

沿线气温总规律随纬度增大和海拔增高而递减,同时,还有年温差小而日温差大、阴坡与阳坡温差较大的特点。

沿线降雨量随纬度增大而递减,在同一地区又是山顶雨量多,河谷雨量少,山的迎风面雨量多,背风面雨量少。年均降雨量西藏境内为450~1000mm。降雨时间大部分集中在5~10月,尤以7~8月为甚,当年9月至次年4月为旱季。

沿线蒸发量最大的拉萨市2384.7mm,最小的加查为1510.0mm。

2.5 不良地质的分布、特征及工程措施意见

沿线处于西藏高原的藏南谷地,山高谷深,高寒缺氧;构造发育,内动力地质作用强烈;浅表地貌改造频繁,表生地质作用强烈。由此产生了一系列有西藏高原特色的工程地质问题。测区主要的工程地质问题有:地震、高地应力、风沙、水库坍岸、危岩落石、泥石流、滑坡、岩屑坡、冰害、高地温、生长期高陡岩质岸坡、放射性、有害气体等。线路方案对于能避开的长大断裂、缝合带、水库坍岸、滑坡、泥石流、危岩落石和岩堆等进行了绕避。2.6断裂构造及其交汇区的工程地质评价及处理对策

拉林线在扎其—桑日、加查—洞嘎、扎绕—中沙坝段线路沿雅鲁藏布缝合带行走,在增嘎—巴玉段通过错那—沃卡裂谷带,且沃卡东缘断裂为全新世活动断裂,且从板块构造观点来看,印度板块与欧亚板块碰撞,使青藏高原强烈隆升,高原目前仍在迅速上升,至今仍保持着强烈的上升隆起趋势。基于以上因素,沿线断裂构造发育,断层带多且宽,尤其冷达—洞嘎段部分线路在雅鲁藏布缝合带内行走。受地质构造运动的多次强烈影响,岩体多被切割成三角形、菱形。多组断裂构造在一起构成了多处断裂构造交汇区,断裂构造交汇区,岩体破碎,断层破碎带宽。尤其是这些断裂构造生成时间短,部分属于全新世活动断裂(如沃卡东缘断裂),沿线工程地质条件普遍较差。可能引发的工程地质问题或灾害是:

(1)在断层破碎带内修筑隧道,因松散破碎,作为隧道围岩,其自稳能力差,施工时容易发生围岩失稳现象。如桑珠岭隧道沃卡地堑段。

(2)断层破碎带内可能构造裂隙水较发育,地下水循环较快,施工中有可能产生突然涌水现象,如江木拉隧道;在通过断层泥砾带等含泥质的影响带时有可能产生突然涌水和涌泥现象,如巴杰若隧道、江木拉隧道、藏噶隧道。

因此,设计中应采取如下措施:在断层交汇区通过地段,在设计时应加强抗震设防的措施,必要时采用注浆加固,规模较大的断裂构造应充分考虑其活动性,在线路纵坡、隧道宽度和净空方面留足余地。

3 滑坡分布点及治理措施

西藏高原高寒缺氧,山高坡陡,全年光照较多,紫外线较强,常年的冻融及风化现象严重,造成沿线山坡植被不发育地段危岩落石发育。危岩落石位于DK133+150~DK133+600段线路右侧,出露地层为下白垩系—上侏罗系桑日群麻木下组(J3K1)安山岩、凝灰岩,节理裂隙极发育,间距1~2.0m不等,呈密闭—微张状,延伸性较好,岩石被切割成0.5~2.0m的岩块,在重力作用下形成危岩落石。主要工程措施:DK133+229.75~DK133+410.87,长180.62m,清除部分稳定性差的危石,线路右侧路堑堑顶外设置2排柔性被动防护网,防护网高5~7m。

(2)对隧道的威胁。沿线滑坡、岩堆分布广泛,是控制线路方案的重要地质病害。危害性较大的崩滑体主要集中分布于深大断裂带、构造交叉部位、顺层软质岩岸坡,巨厚冰碛层分布区,以及新构造运动活跃的峡谷地段。对于大型、巨型崩滑体以及对线路影响大的滑坡体,选线时已进行了绕避。目前对线路有影响的滑坡分布于加查至朗县段软质岩地段的隧道洞身段,大型临时及附属工程不可设置于滑坡上。对线路有影响的滑坡如下:

①藏日拉隧道进口滑坡:隧道进口附近发育一小型滑坡,分布范围D2K231+000~+080左45~90m,坡脚前缘宽约90m,轴向长约40m,堆积成分均以碎石土为主夹有块石,厚2~15m,呈扇形堆积,目前处于基本稳定状态。滑坡失稳方向指向泥石流沟中,且背离线路,滑坡对隧道进口段洞身稳定性无影响。但隧道开挖爆破,可能引起滑坡发生失稳破坏,影响进口段施工道路的安全。

②令拿达隧道洞身滑坡:分布于洞身DK241+170~DK241+900段,宽约700~900m,主轴长约800~1000m,呈半椭圆形;滑体主要以碎石土为主,厚5~50m,该滑坡体位于雅鲁藏布江冲刷岸,雅鲁藏布江江水长期掏蚀岸坡堆积体,在堆积体前缘形成大的临空面,在雨季或冰雪融化期地下水的作用下,引起斜坡体整体失稳,产生顺层滑动,目前该滑坡处于极限平衡状态。该滑坡位于隧道洞身,对隧道影响小。

③东噶山1号隧道进口滑坡:DK251+469~DK251+544段,宽约100~120m,主轴长约500m,呈半椭圆形;滑体主要以碎石土为主,夹约30%的块石土,厚2~15m,该滑坡体位于雅鲁藏布江冲刷岸,雅鲁藏布江江水长期掏蚀岸坡堆积体,在堆积体前缘形成大的临空面,在雨季或冰雪融化期地下水的作用下,引起斜坡体整体失稳,产生顺层滑动,目前该滑坡处于极限平衡状态。水库蓄水后将引起该滑坡复活。隧道进洞位于该滑坡范围内,其对隧道工程影响大,建议左侧设桩并对滑体进行清方。

④东噶山1号滑坡:DK251+800~DK253+158段,宽约600~1600m,主轴长约1000~1200m,呈扇形;滑体主要以碎石土为主,夹约20%的块石土,厚5~50m,该滑坡体位于雅鲁藏布江古冲刷岸,雅鲁藏布江江水长期掏蚀岸坡堆积体,在堆积体前缘形成大的临空面,在雨季或冰雪融化期地下水的作用下,引起斜坡体整体失稳,目前该滑坡处于极限平衡状态。隧道洞身位于该滑坡体滑面以下约125~265m,因此该滑坡对隧道影响小。

⑤东噶山2号滑坡:DK255+808~DK256+712段,宽约800~900m,主轴长约1000~1200m,呈扇形;滑体主要以碎石土为主,夹约15%的块石土,厚5~50m,该滑坡体位于雅鲁藏布江古冲刷岸,雅鲁藏布江江水长期掏蚀岸坡堆积体,在堆积体前缘形成大的临空面,在雨季或冰雪融化期地下水的作用下,引起斜坡体整体失稳,目前该滑坡处于极限平衡状态。隧道洞身位于该滑坡体滑面以下约50~70m,因此该滑坡对隧道影响小。

铁路通过区地质构造发育、地形复杂、坡陡谷深、高原高寒缺氧,山高坡陡,全年光照较多,紫外线较强,常年的冻融及风化现象严重,断裂构造规模大,动力变质作用普遍,岩层节理、裂隙发育,新构造运动强烈,根据西藏地震史资料,1915年12月3日,拉萨东南、曲松县罗布沙地带发生7级地震;1947年7月29日,朗县东南发生7.7级地震、林芝6.25级地震;1950年8月15日,察隅发生8.6级地震,并伴有8次6级以上地震;1997年11月8日,西藏玛民发生7.5级地震,形成巨大冰崩、山崩、泥石流等,如古乡(卡贡弄巴)特大冰川泥石流的爆发。地震使波密—八宿一线房屋倒塌、损失极大,岩体极度破碎。

线路方案经过地区均位于喜马拉雅地震带内,地震活动频繁从滑坡在隧道通过区的分布来看,滑坡类型主要是碎石岩体滑坡,滑坡厚度为中深部滑坡,大部分处于极限平衡状态,在工程扰动、长时间的降雨或暴雨条件、地震作用下极易发生滑动。根治困难,绕避或将隧道埋设于滑坡影响深度以下,减少对工程的影响,对隧道进口有影响的滑坡,修筑边坡,采用抗滑桩加固,不留后患。

4 结语

拉林铁路沿线地质环境复杂,地质灾害分布广泛,影响因素繁多,不宜采用大型工程措施治理地质灾害,线路以绕避为主,对于隧道的进出口,大部分存在危岩、落石的危害,对部分危岩落石进行清除,设置被动防护网和主动防护网防护,加长明洞长度通过,对于冲沟发育,泥石流发展趋势不明的河谷,采用桥梁跨越。对于隧道的弃渣合理选择弃渣场,线路的施工不应造成滑坡泥石流形成或复活,才能保证线路的正常运行和周围环境的安全。

[1]孟辉,胡海涛.我国主要人类工程活动引起的滑坡、崩塌和泥石流灾害[J].工程地质学报,1996(4).

[2]岩土工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1994.

[3]GB50021-2001岩土工程勘察规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

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