楊德宏

(1.中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,西安 710043； 2.陜西省鐵道及地下交通工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中鐵一院),西安 710043)

1 概述

2018年10月10日，中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第三次會(huì)議指出，規(guī)劃建設(shè)川藏鐵路，是促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)、維護(hù)國(guó)家統(tǒng)一、鞏固邊疆穩(wěn)定的需要，是促進(jìn)西藏經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，是貫徹落實(shí)黨中央治藏方略的重大舉措[1]。

川藏鐵路昌都至林芝段線路在昌都市經(jīng)開區(qū)設(shè)昌都站，出站后穿浪拉山，在邦達(dá)機(jī)場(chǎng)北設(shè)邦達(dá)機(jī)場(chǎng)站，出站后線路穿業(yè)拉山、跨越怒江、穿伯舒拉嶺、跨康玉曲、穿安久拉山，于古鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)波密西站，之后穿易貢隧道，設(shè)通麥站，隨后線路向西南行進(jìn)，跨東久河后于魯朗鎮(zhèn)景區(qū)設(shè)魯朗站，穿色季拉山、跨尼洋河至本線設(shè)計(jì)終點(diǎn)、拉林鐵路在建林芝站，線路長(zhǎng)度約360 km[2]。如圖1所示。

該鐵路穿越藏東橫斷山區(qū)和藏東南高山峽谷中，走行于印度板塊與歐亞板塊擠壓形成的南迦巴瓦東構(gòu)造結(jié)附近，地形崎嶇艱險(xiǎn)、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、不良地質(zhì)極其發(fā)育[3-6]，鐵路建設(shè)難度極大。工程地質(zhì)條件成為影響線路方案走向的重要因素，查明擬建鐵路沿線的主要工程地質(zhì)問題，成為必然而迫切的重要工作。

2 工程地質(zhì)環(huán)境特征

川藏鐵路昌都至林芝段的工程地質(zhì)環(huán)境條件具有“九極”的特征：地形高差極大、氣候極端、地層極多、構(gòu)造極活躍、地震極發(fā)育、地下水極豐富、地應(yīng)力極高、地溫極高以及地質(zhì)災(zāi)害極發(fā)育。

2.1 地形高差極大

線路沿線地貌形態(tài)受青藏高原隆升的影響，具有典型的“V”字形高山深切峽谷地貌，形成了線路沿線“三起三落”的地形。如圖2所示。

圖1 川藏鐵路昌都至林芝段線路方案示意

圖2 川藏鐵路昌都至林芝段沿線地勢(shì)示意

地貌屬藏東南近NWW向高山峽谷區(qū)，主要包括喜馬拉雅山系和念青唐古拉山系。山脈走向主要為東西向，山高澗深。平均海拔4 000 m以上，線路沿線海拔最高處在伯舒拉嶺，高達(dá)5 280 m；海拔最低處在通麥鎮(zhèn)，低至2 030 m，高差達(dá)到3 250 m。巨大的高差，造就了線路沿線多懸崖絕壁，溝谷密布，致使傳統(tǒng)的勘察方法不能滿足勘測(cè)要求，需要利用新技術(shù)、新方法、新設(shè)備輔助勘察工作。

2.2 氣候極端

線路沿線主要受印度洋暖流影響，昌都地區(qū)屬高原亞溫帶亞濕潤(rùn)氣候，林芝地區(qū)為熱帶、亞熱帶、溫帶及寒帶氣候并存的多種氣候帶，形成全線“一山有四季，十里不同天”的氣候景象。

研究區(qū)年平均氣溫介于7～10 ℃間，最高氣溫高達(dá)30 ℃，最低氣溫低至-30 ℃，溫差高達(dá)60 ℃；空氣稀薄，太陽幅射強(qiáng)，日照長(zhǎng)，年溫差約15 ℃，日溫差約30 ℃，且陰坡與陽坡溫差較大。

五月至九月的降雨量約占全年降雨總量的90%，降雨量介于450～1 200 mm間。全線海拔最低的通麥鎮(zhèn)，為帕隆藏布和易貢藏布的匯合處，降雨量高達(dá)1 200 mm；充沛的降雨是該地區(qū)90%以上地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因素[7]。

2.3 地層極多

線路沿線地層巖性極多。地表覆蓋的第四系(Q)地層，以砂類土、碎石類土為主；下伏基巖從元古代到新生代均有發(fā)育，沉積巖、變質(zhì)巖及侵入巖均有分布，巖性復(fù)雜多變。線路經(jīng)過羌塘—昌都地塊、岡底斯—念青唐古拉地塊，如圖3所示。各地塊巖性分述如下。

(1)羌塘—昌都地塊：主要為侏羅系(J)泥頁巖、砂巖為，三疊系(T)灰?guī)r、砂巖，二疊系(P)砂巖，石炭系(C)變質(zhì)砂巖與板巖互層，上遠(yuǎn)古界大理巖、片巖，遠(yuǎn)古界片麻巖、大理巖，燕山期—喜山期二長(zhǎng)花崗巖、閃長(zhǎng)巖等。

(2)岡底斯—念青唐古拉地塊：主要為古近系(E)礫巖、砂礫巖等，白堊系(K)安山巖、英安巖等，侏羅系(J)石英(雜)砂巖、頁巖等，三疊系(T)板巖、灰?guī)r等，二疊系(P)和石炭系(C)變砂巖、片麻巖、綠泥片巖等，泥盆系(D)灰?guī)r、大理巖等，前寒武系(An))片麻巖夾片巖、斜長(zhǎng)角閃巖、變粒巖等，燕山期—喜山期花崗巖和閃長(zhǎng)巖等侵入巖。

圖3 川藏鐵路昌都至林芝段地層區(qū)劃示意[8]

極其復(fù)雜多變的地層巖性，使得野外勘察工作量劇增，且長(zhǎng)大段落的隧道洞身上，有限的基巖露頭和地質(zhì)鉆探，隧道洞身的巖性增加了更多的不確定性，給隧道施工帶來潛在威脅。

2.4 構(gòu)造極活躍

線路穿越3個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元、5個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元；一級(jí)構(gòu)造單元的邊界為班公湖-怒江縫合帶，其東側(cè)為羌塘—昌都地塊，西側(cè)為岡底斯—念青唐古拉地塊；二級(jí)構(gòu)造單元自東向西依次為昌都—蘭坪地塊、烏蘭—烏拉湖—北瀾滄江結(jié)合帶、左貢地塊、班公湖—怒江結(jié)合帶、拉達(dá)克—岡底斯—察隅弧盆系。

進(jìn)入第四紀(jì)以來，印度板塊不斷向歐亞板塊下俯沖和擠壓，使青藏高原以9.5 mm/a的速度在向上隆升[9-11]，造成地殼的劇烈活動(dòng)，形成高地應(yīng)力，并形成不同方向的活動(dòng)斷裂(帶)。

線路沿線斷裂密集發(fā)育，以深大活動(dòng)斷裂帶為主控構(gòu)造，主要包括瀾滄江斷裂帶、怒江斷裂帶、邊壩—洛隆斷裂、嘉黎斷裂帶、西興拉斷裂帶和米林?jǐn)嗔褞У然顒?dòng)斷層。

多而寬的活動(dòng)斷裂，主要與線路走向成大角度相交，嚴(yán)重威脅上跨橋梁和下穿隧道的施工和運(yùn)營(yíng)安全。

2.5 地震極發(fā)育

線路涉及五個(gè)潛在震源區(qū)：瀾滄江潛在震源區(qū)、八宿—怒江潛在震源區(qū)、然烏潛在震源區(qū)、波密—通麥潛在震源區(qū)以及主喜馬拉雅潛在震源區(qū)；沿線地震活動(dòng)頻繁而強(qiáng)烈，屬于高烈度地震多發(fā)區(qū)。瀾滄江、八宿—怒江、然烏及波密—通麥4個(gè)潛在震源區(qū)地震活動(dòng)相對(duì)較弱，未出現(xiàn)過6.0級(jí)以上地震，震級(jí)上限定為6.0級(jí)，工程壽命期內(nèi)的震級(jí)上限預(yù)估為5.5級(jí)。

主喜馬拉雅潛在震源區(qū)已發(fā)生大于或等于6級(jí)地震8次，最大地震是1950年8月15日發(fā)生的墨脫—察隅Ms8.6級(jí)地震，造成近4 000人死亡，整個(gè)青藏高原及毗鄰的印度平原均有明顯震感[12-13]；該區(qū)的震級(jí)上限定為8.6級(jí)，工程壽命期內(nèi)的震級(jí)上限預(yù)估為8.0級(jí)。

線路沿線的地震動(dòng)峰值加速度介于0.10g～0.30g，抗震設(shè)防烈度為Ⅶ～Ⅷ度；基本地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期為0.45 s[14]。

數(shù)量多、震級(jí)強(qiáng)的地震，嚴(yán)重威脅著該鐵路的勘測(cè)、施工及運(yùn)營(yíng)的安全。

2.6 地應(yīng)力極高

線路穿行于印度板塊與亞歐板塊擠壓區(qū)，水平主應(yīng)力均大于垂直主應(yīng)力，屬于強(qiáng)烈擠壓區(qū)[15]。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)線路沿線的隧道埋深大于500 m時(shí)，強(qiáng)度應(yīng)力比值小于4，即會(huì)產(chǎn)生極高地應(yīng)力[16]。如圖4所示。

圖4 強(qiáng)度應(yīng)力比與隧道埋深關(guān)系預(yù)測(cè)曲線

由于線路的隧道比高達(dá)80%，隧道埋深大于500 m的段落占比高達(dá)90%，且最大埋深大于2 000 m，使得線路沿線的極高地應(yīng)力問題突出，導(dǎo)致線路沿線隧道的巖爆和軟巖大變形問題極其突出，將嚴(yán)重影響工程進(jìn)度和隧道施工安全。

2.7 地下水極豐富

線路沿線具有豐富的地下水。第一，線路沿線的基巖在極高地應(yīng)力作用下極易產(chǎn)生破裂形變，裂隙高度發(fā)育，為地下水賦存和巖溶發(fā)育提供了條件；第二，八宿、洛隆、擁巴及波密等地的碳酸鹽巖、碳酸鹽巖夾碎屑巖及碎屑巖夾碳酸鹽巖裂隙中發(fā)育大量巖溶水；第三，沿線高度發(fā)育的褶皺構(gòu)造和斷裂帶內(nèi)，向斜核部、背斜及兩翼節(jié)理裂隙密集發(fā)育，地下水富集；第四，充沛的大氣降水、持續(xù)的冰雪融水、豐富的河湖水等下滲，為地下水提供了源源不斷的補(bǔ)給。

極豐富的地下水資源，極易造成隧道的突涌水事故，影響隧道安全施工，延長(zhǎng)鐵路建設(shè)工期[17-18]。

2.8 地溫極高

線路沿線位于地中?！蟻喌?zé)岙惓?，是我?guó)大陸上地?zé)峄顒?dòng)最強(qiáng)烈的地區(qū)之一，主要涉及左貢—東村地?zé)釒А⒉堋湹責(zé)釒?。沿線的溫泉水溫一般約60 ℃，主要受瀾滄江縫合帶、怒江地殼拼接帶、嘉黎斷裂、雅魯藏布江縫合帶等控制。通麥鎮(zhèn)西南側(cè)的長(zhǎng)青溫泉水溫高達(dá)95.5 ℃，涌水量5～6 L/s，天然熱流量1.884×104kJ/s，硫化氫氣味很濃，礦化度和pH值較高，其位于線路軌面高程以下。

高地溫將嚴(yán)重影響到長(zhǎng)大深埋隧道的安全施工，造成工期延誤，并對(duì)后期列車的安全運(yùn)行形成威脅[19-20]。

2.9 地質(zhì)災(zāi)害極發(fā)育

昌都至林芝鐵路位于強(qiáng)烈隆升的青藏高原上，高海拔因素等形成了特有的冰川雪域地貌和強(qiáng)烈的寒凍風(fēng)化作用；加之極大的高差使河流更具強(qiáng)大的侵蝕下切和側(cè)蝕能力，形成谷深、坡陡、湍急的高山峽谷地貌；進(jìn)入中新生代以來，藏東南地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)越發(fā)強(qiáng)烈，擠壓、隆起作用強(qiáng)烈，基巖節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，地震活動(dòng)頻繁，溫差極大且變換迅速，降雨量非常充沛等，為各類不良地質(zhì)的孕育、產(chǎn)生及發(fā)展提供了充足的條件。

3 主要工程地質(zhì)問題

昌都至林芝鐵路走行于高海拔、大高差、地殼抬升隆起、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈、河流剝蝕急速下切等特殊的地質(zhì)環(huán)境中，在外動(dòng)力地質(zhì)作用下形成了冰川泥石流、高位崩塌滑坡、溜砂坡(巖屑坡)等地質(zhì)問題；在內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用下形成了深大活動(dòng)斷裂、高地應(yīng)力、高地溫等地質(zhì)問題。本文重點(diǎn)從以下11個(gè)方面進(jìn)行介紹。

3.1 巖爆和軟巖大變形

線路沿線山高谷深，造就了長(zhǎng)大深埋的隧道，形成了極高地應(yīng)力，為巖爆和軟巖大變形的孕育、發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件[21]，加之全線隧道占比極高，使巖爆與軟巖大變形問題極其突出。

巖爆：燕山期—喜山期花崗巖、閃長(zhǎng)巖、花崗混合巖，前寒武念青唐古拉巖群花崗片麻巖等，均屬于硬質(zhì)巖，在高地應(yīng)力作用下，極易形成巖爆；主要分布在八宿—康玉段、波密—林芝段。

軟巖大變形：在波密以東地區(qū)的基巖中，古近系(E)中的泥巖，侏羅系(J)中的頁巖，石炭系(C)、三疊系(T)、二疊系(P)中的板巖等，均屬于軟質(zhì)巖，在高地應(yīng)力作用下，上述隧道圍巖發(fā)生柔性破壞，出現(xiàn)側(cè)鼓、底鼓等圍巖大變形，從而導(dǎo)致隧道塌方；主要分布在昌都—八宿段和康玉—多吉段。

選線及防治對(duì)策：(1)勘察階段，開展針對(duì)巖爆和軟巖大變形的專題研究工作；(2)極高地應(yīng)力地區(qū)越嶺隧道的選線通過拔高線位，選取埋深淺的埡口，從斷層不發(fā)育的部位，以大角度的方式正穿，并穿越相對(duì)堅(jiān)硬完整的巖性；(3)當(dāng)隧道采用鉆爆法施工時(shí)，循環(huán)采取爆破—靜止—掘進(jìn)的施工方法進(jìn)行作業(yè)。

3.2 高地溫

線路沿線的地?zé)釡囟葮O高，主要受控于板塊縫合帶和深大活動(dòng)斷裂等構(gòu)造破碎帶附近，常沿有強(qiáng)烈活動(dòng)的斷裂呈條帶狀分布；在瀾滄江斷裂帶與邊壩—洛隆斷裂帶之間、嘉黎斷裂帶與西興拉斷裂帶之間的地區(qū)，分布有大量溫泉，這些地區(qū)的高地溫問題極其突出。如圖5所示。

圖5 川藏鐵路昌都至林芝段沿線溫泉分布示意

選線及防治對(duì)策：(1)勘察階段，開展長(zhǎng)大隧道高溫?zé)岷ｎ}研究工作，選擇地溫較低的走廊通過；(2)線路沿線具有極豐富的地表水資源，由于冰雪融水匯入等因素影響，常年水溫很低，利用其形成低溫水霧對(duì)隧道的環(huán)境進(jìn)行降溫；(3)在隧道襯砌內(nèi)設(shè)計(jì)耐高溫絕緣隔熱材料。

3.3 深大活動(dòng)斷裂帶

線路沿線的活動(dòng)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，由東向西依次穿過的活動(dòng)斷裂：瀾滄江斷裂帶、巴青—類烏齊斷裂帶、怒江斷裂帶、邊壩—洛隆斷裂帶、嘉黎斷裂帶，在魯朗境內(nèi)，線路沿雅江縫合帶北緣走行。如圖6所示。在波密至通麥段的嘉黎斷裂帶等段落附近，斷裂帶的影響帶重疊，斷裂帶與線路呈小角度相交或并行，導(dǎo)致線路通過的斷裂破碎帶寬度可達(dá)數(shù)十千米；斷裂破碎帶的物質(zhì)主要為斷層泥、斷層角礫及碎裂巖等，工程地質(zhì)條件極差。

圖6 川藏鐵路昌都至林芝段主要活動(dòng)斷裂分布

上述斷裂現(xiàn)今仍在活動(dòng)，多次誘發(fā)中、強(qiáng)地震，并存在發(fā)生高烈度地震的可能性；在深大斷裂帶附近，分布有大量的溫泉，且以高溫溫泉為主。

選線及防治對(duì)策：(1)勘察階段，開展線路沿線的活動(dòng)斷裂開展專題研究，評(píng)價(jià)其鐵路的危害程度；(2)線路采用寬體路基垂直穿過活動(dòng)斷裂帶，并將斷裂帶影響范圍內(nèi)對(duì)軌道進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，使其能進(jìn)行軸向(垂直于線路)滑動(dòng)。

3.4 高位滑坡崩塌

2000年04月09日，西藏林芝市波密縣易貢藏布扎木弄溝發(fā)生的易貢高速巨型滑坡，滑程約8 km，高差約3 330 m，截?cái)嘁棕暡夭己樱纬梢棕暬卵呷?，?yán)重威脅到上下游居民的生命財(cái)產(chǎn)安全[22]；2018年10月10日，西藏自治區(qū)昌都市江達(dá)縣波羅鄉(xiāng)白格村生山體滑坡，堵塞金沙江干流河道，長(zhǎng)約5 600 m，高約70 m，寬約200 m，堰塞湖上游受威脅范圍達(dá)20多km。如圖7所示。

圖7 重大滑坡災(zāi)害

沿線滑坡成因復(fù)雜，類型多樣，按主控因素或物質(zhì)組成可以劃分為：地震型巖質(zhì)滑坡、坡腳侵蝕型巖(土)質(zhì)滑坡、降雨型巖(土)質(zhì)滑坡、凍融型土質(zhì)滑坡、工程型巖(土)質(zhì)滑坡五種主要的類型。崩塌按物質(zhì)組成、破壞模式可以劃分為兩種基本類型：硬巖類崩塌、軟巖類崩塌。線路沿線的怒江、帕隆藏布、雅魯藏布江等高山峽谷內(nèi)，滑坡、崩塌均有分布，具有“四極”的特點(diǎn)：地形高差極大、地災(zāi)規(guī)模極巨、破壞力極強(qiáng)、治理難度極大。

選線及防治對(duì)策：(1)對(duì)極難治理的滑坡崩塌災(zāi)害建議以繞避為主；(2)針對(duì)無法繞避的滑坡崩塌開展專題研究工作，進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，給出處理措施意見。

3.5 泥石流

喜馬拉雅山脈是地球上最年輕的山脈，經(jīng)過長(zhǎng)期的地質(zhì)作用，斜坡上、溝谷中分布有大量松散堆積物，且斜坡的穩(wěn)定性差；擬建鐵路位于藏東南地區(qū)，受印度洋暖濕氣流的影響，降水量極豐富，為泥石流的發(fā)育提供了充沛的水文條件，使該地區(qū)成為我國(guó)泥石流分布廣泛、規(guī)模宏大、爆發(fā)頻繁、破壞力強(qiáng)的地區(qū)。該區(qū)泥石流具有爆發(fā)突然、歷時(shí)短暫，破壞力極強(qiáng)的特點(diǎn)，常使微地貌發(fā)生巨大變化。

2018年10月17日凌晨，有著“世界上海拔最高大河”之稱的雅魯藏布江被色東普冰川泥石流阻斷，導(dǎo)致其水位迅速上漲，在林芝市米林縣派鎮(zhèn)加拉村下游形成了一個(gè)堰塞湖，其最大庫(kù)容量達(dá)6億m3。如圖8所示。

圖8 重大泥石流災(zāi)害

線路沿的帕龍藏布江及其支流的兩側(cè)泥石流尤為極其發(fā)育。按照形成泥石流的水動(dòng)力條件，可將該區(qū)泥石流分為3類：雨洪泥石流、冰川泥石流和冰川—雨洪泥石流[5]。

雨洪泥石流是由于降雨徑流觸發(fā)形成泥石流。線路沿線充沛的降水形成的徑流對(duì)溝谷兩岸松散的固體物質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)烈侵蝕、搬運(yùn)等作用，造成泥石流的發(fā)生[5]；其主要分布在安久拉山以東區(qū)域、非冰川作用的中小流域內(nèi)，其中業(yè)拉山至安久拉山段尤其發(fā)育。

冰川泥石流的水動(dòng)力條件主要為冰磧物與冰湖潰決洪水、冰川及冰雪融水。冰湖潰決泥石流是一種特殊表現(xiàn)形式[5]；魯朗站仲堆站位上游約10 km處，存在長(zhǎng)約1 650 m、寬約375 m、推測(cè)深度約20 m的冰湖，庫(kù)容量約1 237.5×104m3，威脅巨大。

冰川—雨洪泥石流的水動(dòng)力條件為冰川冰雪融水和暴雨徑流的混合補(bǔ)給；色東普冰川泥石流等特大型規(guī)模的泥石流，以此類型泥石流為主[5]。

選線及防治對(duì)策：(1)線路考慮繞避或隧道下穿泥石流；(2)針對(duì)影響線路方案的泥石流進(jìn)行專題研究，預(yù)測(cè)其發(fā)展規(guī)律等；(3)線路盡量以橋跨方式從泥石流堆積區(qū)或泥石流前緣部位跨過；(4)泥石流具有強(qiáng)烈沖刷和下切破壞作用，隧道埋深應(yīng)低于泥石流的下切深度，橋梁主墩應(yīng)置于泥石流沖刷破壞影響區(qū)以外并留足凈空。

3.6 溜砂坡(巖屑坡)

線路沿線的溜砂坡，主要分布于基巖較為裸露的高海拔地區(qū)，河流下切，山嶺高聳，寒凍、風(fēng)化作用強(qiáng)烈，且氣候干燥，晝夜溫差較大，巖石受物理風(fēng)化作用強(qiáng)烈，被裂解成碎石、礫石、巖屑及沙粒。如圖9所示。由于花崗巖、火山巖等巖石不易泥化成土，因此不能保水，且植被不發(fā)育，進(jìn)而產(chǎn)生惡性循環(huán)，巖石被一層又一層地裂解成碎石、礫石、巖屑及沙粒；又由于處于陡坡及山頂部位，呈臨空不穩(wěn)定狀態(tài)，在風(fēng)力、雪崩及不合理人工開挖邊坡等因素的觸發(fā)下，巖屑脫離母巖沿斜坡流落到坡腳；溜砂坡的產(chǎn)生發(fā)展具有一發(fā)不可休止的特點(diǎn)，整治極為困難。其主要分布在線路沿線的橫斷山區(qū)及帕隆藏布河谷，累計(jì)分布長(zhǎng)度約15 km。

圖9 溜砂坡

選線及防治對(duì)策：由于其整治極為困難，因此線路不宜從坡腳通過，建議外移設(shè)路橋或內(nèi)移設(shè)隧道。

3.7 雪崩

線路沿線的高山常年被冰雪覆蓋，可能發(fā)生雪崩，掩埋鐵路明線工程，威脅鐵路施工和運(yùn)營(yíng)安全。雪崩具有暴發(fā)突然、運(yùn)動(dòng)快速以及崩塌量大等特點(diǎn)。線路沿線常年雪崩地區(qū)較少，多為季節(jié)性雪崩，可分為3類：坡面雪崩、溝槽雪崩及跳躍雪崩；雪崩主要發(fā)生于降雪充沛的冬季和冰雪消融的春季。線路沿線的安久拉山至古鄉(xiāng)段，山峰海拔多在5 000～6 000 m，5～6個(gè)月時(shí)間為冰凍降霜期，均有終年不化的雪山，是雪崩最集中最活躍的地區(qū)[23]。

選線及防治對(duì)策：(1)開展雪害專題研究工作；(2)建議以隧道方式通過或繞避；(3)當(dāng)以明線工程通過雪崩災(zāi)害地區(qū)時(shí)，建議設(shè)置明洞，并且運(yùn)營(yíng)期間禁止鳴笛。

3.8 冰害

線路沿線海拔高、溝谷深，冬季時(shí)間長(zhǎng)，且最低氣溫可降至-30 ℃，極易導(dǎo)致線路沿線豐富的地表水和淺層地下水結(jié)冰；在路基邊坡坡腳結(jié)冰，對(duì)邊坡造成危害；阻塞橋涵過水通道，對(duì)橋涵基礎(chǔ)產(chǎn)生凍脹作用，使其脹裂破壞；在隧道拱頂形成冰柱，侵入接觸網(wǎng)安全界線內(nèi)，影響鐵路大動(dòng)脈的安全運(yùn)輸；在隧道側(cè)壁形成冰墻，壓縮列車安全運(yùn)營(yíng)凈空間，可能造成列車顛覆脫軌等。

選線及防治對(duì)策：(1)勘察階段開展冰害專題研究工作，查明其分布范圍等；(2)將線路的明顯工程布設(shè)于陽坡面；(3)橋梁基礎(chǔ)深入凍土層以下，且設(shè)計(jì)時(shí)考慮低溫凍脹等因素；(4)路基工程宜做好防排水措施；(5)隧道拱頂、側(cè)壁做好防水措施，并加強(qiáng)排水工程。

3.9 生長(zhǎng)期高陡卸荷岸坡

由于青藏高原正在以9.5 mm/a的速度在向上隆升[9]，深切溝谷形成的巖質(zhì)岸坡，在極端氣候環(huán)境和強(qiáng)烈新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用下，巖體變得破碎；在地震等內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用和人類活動(dòng)等外動(dòng)力地質(zhì)作用下，極易失穩(wěn)，從而引起大規(guī)模的滑坡和崩塌[5]。線路沿線的昌都至波密段取直方案的深切峽谷中此類問題尤其突出。

選線及防治對(duì)策：(1)線路宜避開峽谷區(qū)陡緩分界處，選擇外移設(shè)橋或內(nèi)移設(shè)隧道；(2)適當(dāng)抬高線路軌面標(biāo)高，減小其上部邊坡高度。

3.10 放射性

線路沿線花崗巖、火山巖等侵入巖廣泛分布，其中含有放射性物質(zhì)，對(duì)隧道施工和安全運(yùn)營(yíng)有一定影響。線路所在的藏東南地區(qū)，礦產(chǎn)資源豐富，且部分礦物具放射性，對(duì)人體具有一定危害。

選線及防治對(duì)策：(1)勘察階段，對(duì)線路沿線的放射性開展專題工作；(2)隧道施工時(shí)，加強(qiáng)通風(fēng)換氣。

3.11 有害氣體

線路沿線的有害氣體分為2類：有機(jī)成因和無機(jī)成因。有機(jī)成因有害氣體主要來源于深部油氣藏，上侵形成淺層天然氣，包含昌都含油氣盆地和比如含油氣盆地：昌都含油氣盆地的淺層天然氣富集，對(duì)鐵路整體影響大；比如含油氣盆地的薄儲(chǔ)層區(qū)，對(duì)線路影響相對(duì)較小。無機(jī)成因有害氣體來源復(fù)雜，主要包括地?zé)崃黧w成因氣、地幔深部高溫及動(dòng)力成因氣、礦物的氧化與自燃等，其主要分布在沿線巖漿巖、變質(zhì)巖、金沙江至紅河斷裂帶、班公湖—怒江斷裂、瀾滄江縫合帶以及雅魯藏布江縫合帶地區(qū)，對(duì)線路影響較大。

選線及防治對(duì)策：(1)開展有害氣體專題研究工作，查明其分布范圍、危害程度等因素；(2)隧道施工時(shí)，加強(qiáng)有害氣體的檢測(cè)工作；(3)加強(qiáng)隧道施工環(huán)境的通風(fēng)工作。

4 主要工程地質(zhì)問題研究對(duì)策展望

川藏鐵路昌都至林芝段影響線路方案的重點(diǎn)橋隧工程多位于無人區(qū)，自然環(huán)境惡劣，給工程地質(zhì)調(diào)繪和勘察帶來極大難度；野外地質(zhì)調(diào)繪既要面對(duì)極大的高差的地形，還要克服缺氧引起的身體不適，使得傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)繪方式無法滿足“上山到頂，下溝到底”工作準(zhǔn)則，使勘察質(zhì)量達(dá)不到要求，常規(guī)地質(zhì)勘察手段和勘探設(shè)備，與勘察質(zhì)量和勘察效率之間的矛盾顯得異常突出。

因此，在該鐵路的勘察設(shè)計(jì)過程中，本著以科學(xué)研究為先導(dǎo)原則，探索復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)勘察方法手段的革新，研究重大地質(zhì)災(zāi)害問題的評(píng)估技術(shù)。

4.1 地質(zhì)勘察方法的研究對(duì)策展望

針對(duì)鐵路沿線復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)的工作特點(diǎn)，研究“空天地一體化”的綜合勘察方法，建立立體觀測(cè)與反演理論，形成非接觸式鐵路勘察技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，運(yùn)用地面調(diào)繪、實(shí)地鉆探、測(cè)試、試驗(yàn)等手段進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科聯(lián)合勘測(cè)，服務(wù)川藏鐵路工程建設(shè)，力爭(zhēng)為我國(guó)復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路綜合勘察系統(tǒng)的建立奠定科學(xué)理論和技術(shù)基礎(chǔ)。利用的新技術(shù)、新方法、新設(shè)備主要包括：遙感技術(shù)、真實(shí)感大場(chǎng)景技術(shù)、無人機(jī)三維技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)、航空物探、定向鉆探技術(shù)等。

4.2 重大地質(zhì)問題評(píng)估技術(shù)研究對(duì)策展望

采用綜合勘察方法，研究線路沿線的巖爆和軟巖大變形、高地溫、深大活動(dòng)斷裂帶、高位滑坡崩塌、泥石流、溜砂坡(巖屑坡)、雪崩、冰害、生長(zhǎng)期高陡卸荷岸坡、放射性、有害氣體等重大地質(zhì)問題，引入當(dāng)前學(xué)科前沿科學(xué)理論，利用各專業(yè)領(lǐng)域先進(jìn)儀器設(shè)備，形成重大地質(zhì)災(zāi)害科學(xué)評(píng)估技術(shù)方法，評(píng)價(jià)重大地質(zhì)災(zāi)害的成災(zāi)機(jī)理、分布特征，分析關(guān)鍵災(zāi)害點(diǎn)對(duì)擬建工程的影響，建立復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)重大地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)場(chǎng)勘察標(biāo)準(zhǔn)體系，提出地質(zhì)綜合選線原則，為工程合理設(shè)計(jì)、鐵路穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)提供技術(shù)支持。

5 結(jié)論

(1)川藏鐵路昌都至林芝段的地質(zhì)環(huán)境條件具有“九極”的特征：地形高差極大、氣候極端、地層極多、構(gòu)造極活躍、地震極發(fā)育、地下水極豐富、地應(yīng)力極高、地溫極高以及地質(zhì)災(zāi)害極發(fā)育，造就了極為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境。

(2)通過分析川藏鐵路昌都至林芝段復(fù)雜的工程地質(zhì)環(huán)境特征，提出影響鐵路建設(shè)的11個(gè)主要工程地質(zhì)問題，即巖爆和軟巖大變形、高地溫、深大活動(dòng)斷裂帶、高位滑坡崩塌、泥石流、溜砂坡(巖屑坡)、雪崩、冰害、生長(zhǎng)期高陡卸荷岸坡、放射性、有害氣體等工程地質(zhì)問題。

(3)在川藏鐵路昌都至林芝段的勘察設(shè)計(jì)過程中，本著以科學(xué)研究為先導(dǎo)原則，探索復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)勘察方法手段的革新，研究重大地質(zhì)災(zāi)害和問題的評(píng)估技術(shù)，建立復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)重大地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)場(chǎng)勘察標(biāo)準(zhǔn)體系，提出地質(zhì)綜合選線原則，為工程合理設(shè)計(jì)、鐵路穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)提供技術(shù)支持。