随着青藏铁路工程建设的顺利完工和通车,国家已将滇藏铁路拉萨-林芝段的规划建设作为近期目标,因此该段线路方案的确定迫在眉睫。根据相关资料,该段铁路目前有2个方案可做比选(图13-13):其一是走雅鲁藏布江河谷(南线方案);其二是走林芝-尼羊曲(工布江达)-拉萨(北线方案)。以下主要从工程地质角度,简要阐述对该段线路方案的主要认识。
一、拉萨-林芝段铁路建设面临的重大工程地质问题简述
1.活动断裂
萨-林芝段铁路规划区共存在8条规模较大、与铁路线路安全关系密切或有可能产生重要影响的构造带。其中近EW向构造带有6条:墨竹工卡-工布江达逆冲推覆构造带、志岗-沃卡逆冲断裂带、雅鲁藏布江断裂带、哲古错-隆子逆冲推覆构造带、藏南拆离系、喜马拉雅逆冲构造带;近SN向构造带有2条:错那-沃卡裂谷带和亚东-谷露裂谷带。这些断裂构造带与铁路的关系及其对铁路建设的影响已在前文叙述(详见第六章),不再赘述。
2.地质灾害
拉萨-林芝段铁路沿线的地质灾害类型以滑坡、崩塌、泥石流和沙害为主,但南线和北线2个方案存在很大的差异,地质灾害的类型和分布与地貌、构造以及植被发育情况具有密切的关系。例如:
(1)在南线方案的雅鲁藏布江干热河谷地段,河床及河漫滩裸露,其中粒度较细的粉细砂在季风吹蚀下,被搬运到两岸山坡,甚至抵达山顶,拉萨机场飞机的起飞和降落经常受到该类沙尘的影响。初步统计,沙丘或沙地分布长度占南线方案全长的2/3以上,而在植被茂密的北线(318国道沿线),沙害问题极少见。
图13-13 滇藏铁路拉萨-林芝段线路方案示意图
(2)随着雪线的后退和冰川的消失,冷冻风化作用及其灾害效应越来越突出。斜坡顶部岩体在风化作用下,呈坡面碎屑流形式散落于山坡中上部,不仅使得本来植被就稀少的山体更加凄凉,而且在降雨作用下,极易形成坡面泥石流,阻塞交通。该类问题在南线方案比北线方案严重。
(3)仅就目前的自然状态而言,北线方案所经区域植被发育、生态环境条件明显好于南线方案。但是,两方案途经区的地形地貌条件迥然不同,北线方案的总体高程和地势起伏与南线方案相比明显变大(图13-14)。从工程建设角度,地势高且起伏大意味着工程施工条件差、难度大,而且大型开挖在所难免,相应地带来对当地生态地质环境的巨大改变,其负面效应是规划和决策者必须考虑的重要因素。
图13-14 南线和北线2条线路方案的高程对比
3.深埋隧道建设面临的主要问题
滇藏铁路拉萨-林芝段隧道建设中除了可能出现岩爆灾害外,还将遇到2类特殊问题,即高温热害和由热液蚀变引起的软弱岩体大变形问题。
(1)南线方案的深埋隧道主要位于泽当-拉萨之间,隧道最大埋深1700 m,长约26.7 km,围岩的岩性主要为花岗闪长岩和板岩,该隧道发生岩爆的可能性比较大,但根据拉萨机场高速公路嘎拉山隧道的前期施工建设情况,上述问题是可以攻克的。
(2)北线方案的深埋隧道主要位于米拉山一带的松多-直孔之间,长度约40 km,最大埋深可达2000 m。该段隧道不仅埋深大(可能出现岩爆),而且线路附近出露许多温泉,温泉温度最高达84℃,流量最大达68 L/s,周围的3条区域性大断裂及其次生断裂是地下热流体的主要通道,因此米拉山越岭隧道遭受热害和涌(突)水的威胁很大,成为控制线路方案的关键性因素之一。尤其是高地温常与热水相伴出现,将会大大地增大了工程施工难度和运营成本。
(3)野外调查发现,北线方案沿线热液蚀变带的分布比较广泛,且明显受断裂带控制。在已经开工建设的滇藏铁路大理-丽江段,热液蚀变作用形成的软弱岩体已经明显地影响了隧道工程施工,今后铁路工程勘察设计时必须引起高度重视。
二、拉萨-林芝段线路方案比选
通过对2个方案的野外地质调查和综合分析认为,尽管2个方案的地质条件都很复杂,但南线方案总体上相对较好,主要表现在以下方面:
(1)从目前拉萨-林芝段的2条通道的生态和植被发育情况看,北线明显优于南线,但是,由于北线通道(318国道)沿河谷蜿蜒曲折,尤其是松多至工布江达间河谷狭窄、地势高差变化大,给铁路工程布置带来极大困难。并且,大范围的人工开挖,势必造成生态环境恶化,使本来和谐的环境遭到破坏。相比之下,南线方案的地势和场地条件都相对优越,少量的崩塌、滑坡灾害也比较容易治理,该方案目前最突出的问题就是扬沙,这也是制约当地发展的主要环境问题。如果铁路的规划能够兼顾沙尘的防治,必将重现雅鲁藏布江河谷的秀美景象,成为既改善自然环境又促进当地经济发展的造福工程。
(2)在工程建设难易程度方面,南线方案的卡脖子问题较少,而北线方案较多,包括难以攻克的隧道高地温问题(相应地会增加运营成本)、突水问题以及泥石流灾害的防治技术瓶颈问题等。
(3)在促进当地经济可持续发展方面,目前北线已经形成以318国道为运输干线的交通廊道,为拉萨经济的发展做出了重要贡献,并且该段国道通过近年来的环境工程治理,两侧已经形成了人文、环境和交通工程的和谐局面,若将铁路附加于该廊道之中,不仅施工期间拥挤不堪、影响公路运营,而且由于工程大量开挖引起的地质灾害将给铁路安全运营带来许多不利影响。
鉴于上述几点综合认为,可以把南线方案(雅鲁藏布江方案)作为推荐方案。
三、重大工程地质问题防治建议
针对拉萨-林芝段铁路沿线存在的重大工程地质问题和地质灾害,提出以下防治原则和对策建议:
(1)加强地质工作,指导线路走向方案比选。
(2)针对推荐方案中存在的问题,提前进行线路优化。
(3)对于难以避开的工程地质问题,宜适时采取必要的工程措施。对于无法避让的全新世活动断裂带,须加强地震地质工作,评价其工程安全性。
(4)环境问题宜优先治理,做到工程建设与环境保护并举。例如,对于南线方案普遍存在的沙害问题,须采取综合措施进行提前防治,可采用橡皮坝逐级抬高河床水位,减少河床尤其是河漫滩的裸露面积,并配合以生物工程。
上述措施既可以改善当地日益恶化的生态环境,又可以促进水利(水力)资源开发、遏制乱砍滥伐,而且能够保证铁路建设的安全,从而出现工程建设与生态环境改善的良性循环,可谓一举多得。