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一自然地理及地質(zhì)環(huán)境特征

1自然地理條件研究區(qū)

位于新疆維吾爾自治區(qū)庫爾勒市若羌縣東部，研究區(qū)域海拔2146.39―2236.28m之間，年平均氣溫9℃，極端最高氣溫33℃，極端最低氣溫－33℃，年平均降水量44mm，年最大降雨量88.3mm，年平均蒸發(fā)量2739.3mm；研究區(qū)域內(nèi)山坡坡度較大，大部分地段在40°―50°之間，局部地段可達60°以上，地形起伏大。研究區(qū)域內(nèi)溝谷深切，基巖裸露，植被稀少，泥石流沖溝發(fā)育，雨季洪水水量較大，汛期洪水迅速來臨，汛期過后洪水迅速消散，泥石流溝谷內(nèi)可見新近洪水沖刷痕跡。

2地質(zhì)環(huán)境條件研究區(qū)

地處阿爾金山低中山區(qū)與山前洪積扇堆積區(qū)結(jié)合部位，阿爾金山山脈整體呈北東走向，主要受阿爾金北緣斷裂帶構(gòu)造控制，巖性以構(gòu)造巖及元古界薊縣片巖、片麻巖和大理巖為主，并伴隨花崗巖巖脈夾雜其中。阿爾金斷層主要形成于華力西期，是一條具有多期活動的斷裂帶，大致呈NEE走向，該斷裂切割了前寒武系及古生界，沿斷裂帶定向分布著一系列侏羅紀斷陷盆地，在阿爾金北緣地區(qū)古生代坳拉槽內(nèi)同時發(fā)育華力西期和燕山期中、酸性侵入巖帶，以巖基、巖株、巖枝及不規(guī)則狀產(chǎn)出，主要為淺肉紅色花崗巖、灰白色花崗閃長巖和石英閃長巖等；在前古生代該區(qū)主要為一套變質(zhì)巖系，其中發(fā)育韌性剪切帶；該地區(qū)中生代盆地沿斷裂帶定向分布，表明在中生代時這是一條具有拉張?zhí)卣鞯臉?gòu)造帶，是地殼的薄弱帶，阿爾金北緣斷裂在新生代時強烈的左旋走滑活動是在中生代拉張條件下發(fā)展起來的；另一方面，阿爾金北緣斷裂帶的構(gòu)造特征不僅表現(xiàn)為左旋走滑運動，而且具有強烈的逆沖擠壓作用，既有高角度的逆沖，也有低角度的逆掩，前古生代逆沖和推覆到中、新生界之上屢見不鮮。研究區(qū)域地層出露復(fù)雜，巖性主要為片巖、大理巖，受構(gòu)造影響，多表現(xiàn)出強烈的揉皺變形和擠壓破碎，工程性質(zhì)差。

二地質(zhì)災(zāi)害特征

1地質(zhì)構(gòu)造影響線路

通過地區(qū)從區(qū)域上屬祁連山-阿爾金山-昆侖山歹字型構(gòu)造體系頂部隆起帶與山前斷陷盆地的分界處，構(gòu)造運動較為劇烈，構(gòu)造線走向多為NEE，傾角較陡，但亦有NWW向斷裂和帚狀斷裂，主要斷裂具有多期活動性，繼承性明顯，并伴有巖漿活動，根據(jù)地震安全性評價報告顯示，該斷裂帶為晚更新世活動性斷裂。阿爾金北緣斷裂F20斷層破碎帶，該斷裂帶走向NNE-NE-WE，沿地貌分界線展布，傾角30°―40°，傾向南，為逆沖斷層，主斷裂帶寬50―100m，斷裂影響帶寬1000―3000m，北側(cè)斷裂影響帶隱伏于第四系地層下，南側(cè)位于低阿爾金山低中山區(qū)前緣。斷裂帶物質(zhì)主要為碎裂狀片巖及大理巖，其中條帶狀分布有片麻巖、千枚巖及變粒巖等，工程性質(zhì)差，北緣斷裂是制約線路走向的重要因素之一。

2泥石流、危巖落石

阿爾金山北緣斷裂帶山前段地形陡峻，巖體受構(gòu)造影響嚴重，巖體破碎，降雨集中，導(dǎo)致泥石流和危巖落石等地質(zhì)災(zāi)害分布廣、規(guī)模大。研究區(qū)域內(nèi)泥石流類型為水石流型，線路位于泥石流流通區(qū)及堆積區(qū)，泥石流物質(zhì)主要為粗圓礫-卵石土，局部可見漂石分布于表層，漂石最大粒徑約1.5m。阿爾金山地區(qū)地形陡峻，自然坡度均在50°―60°之間，坡面陡峭，基巖裸露，表層巖體風(fēng)化嚴重，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，表層風(fēng)化體容易與母體剝離，繼而產(chǎn)生掉塊現(xiàn)象，圍巖落石發(fā)育，對線路影響較大。

三線路方案比選

1地質(zhì)選線原則

鑒于該區(qū)域地形地質(zhì)條件復(fù)雜，工程艱巨，勘測和設(shè)計過程中，在大面積區(qū)域地質(zhì)調(diào)繪的基礎(chǔ)上，做好方案比選，主要堅持以下復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域選線定線技術(shù)原則：（1）區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，活動斷裂及區(qū)域深大斷裂發(fā)育，線路應(yīng)盡可能避開或遠離深大活動斷裂，在無法避開的情況下，線路宜短距離、大角度且以簡單工程類型通過。（2）區(qū)域內(nèi)地形復(fù)雜，溝谷發(fā)育，工程艱巨，不良地質(zhì)體發(fā)育，成因復(fù)雜，線路方案應(yīng)進行綜合比選，對性質(zhì)復(fù)雜、不易處理的不良地質(zhì)地段，應(yīng)盡量繞避，在不能避開的情況下，宜縮短距離以簡單工程通過。對于泥石流盡量在流通區(qū)通過，且橋涵工程要留足凈空。

2橋方案和隧道方案比選

格庫鐵路巴什考供至米蘭段，長約120km，海拔由3000m降至800m左右，巨大的高程落差使得線路標高對線路平面位置及走向有巨大的限制性，使得線路在研究區(qū)域內(nèi)不得不走進北緣斷裂帶影響帶內(nèi)，這對于地質(zhì)選線水平提出了嚴峻的考驗，現(xiàn)重點研究行走于斷裂帶內(nèi)的橋方案和隧道方案。

2.1橋方案線路

在DK652+500―DK656+500段以橋和路基方式通過，其中橋長3620.85m，路基長379.15m；該段線路全部走行于北緣斷裂帶影響帶內(nèi)，并與主斷裂帶小角度相交一次，受北緣斷裂帶影響，巖性以構(gòu)造壓碎巖為主，原巖成分為片巖夾大理巖，巖體破碎；線路跨越8條泥石流溝，且都與線路正交。

2.2隧道方案線路

在DK652+500―DK656+500段以橋隧夾路基方式通過，其中橋長3546.5m，隧道長363m，路基長390.5m；該段線路全部走形于北緣斷裂帶內(nèi)，并與主斷裂帶小角度相交一次，受北緣斷裂帶影響，巖性以構(gòu)造壓碎巖為主，原巖成分主要為片巖夾大理巖，巖體破碎，且隧道進出口位置山體陡峻，表層巖體破碎，風(fēng)化嚴重，發(fā)育危巖落石，受構(gòu)造影響嚴重，隧道圍巖破碎，洞身全部為Ⅴ級圍巖；線路同樣跨越8條泥石流溝，且都與線路正交。

2.3線路方案比選及意見

經(jīng)綜合比選分析，橋方案相對隧道方案工程設(shè)置相對簡單，縮短了在斷裂帶影響帶內(nèi)的走行長度，避免了在北緣斷裂帶影響帶內(nèi)的隧道工程施工，規(guī)避了危巖落石等對以后鐵路運營過程影響較大的地質(zhì)災(zāi)害，且投資相對較小，且該段線路標高較高，橋下凈空富余，完全滿足泥石流平順通過，因此綜合比選分析結(jié)果：在研究區(qū)域內(nèi)推薦橋方案。

四結(jié)論

格庫鐵路在阿爾金山北緣斷裂山前段，地形地質(zhì)條件極為復(fù)雜，區(qū)域內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，危巖落石、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害構(gòu)成控制線路方案的主要工程地質(zhì)問題，加上在高程落差巨大，對線路平面走向位置具有極大的限制性。在充分總結(jié)汲取構(gòu)造及地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育山區(qū)鐵路綜合選線技術(shù)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出了阿爾金山北苑斷裂山前段選線定線技術(shù)原則，選取工程設(shè)置相對簡單，地質(zhì)條件具有優(yōu)勢的橋方案通過該地區(qū)，避免了在斷裂帶影響帶內(nèi)的復(fù)雜隧道施工問題，節(jié)約了投資，選線效果顯著。

作者：常帥鵬單位：中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司