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一自然地理及地質(zhì)環(huán)境特征

1自然地理?xiàng)l件研究區(qū)

位于新疆維吾爾自治區(qū)庫(kù)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(dá)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(lái)臨，汛期過(guò)后洪水迅速消散，泥石流溝谷內(nèi)可見(jiàn)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(dòng)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?cái)嗔褞Фㄏ蚍植贾幌盗匈_紀(jì)斷陷盆地，在阿爾金北緣地區(qū)古生代坳拉槽內(nèi)同時(shí)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(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)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?cái)嗔褞Фㄏ蚍植?，表明在中生代時(shí)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(shí)強(qiáng)烈的左旋走滑活動(dòng)是在中生代拉張條件下發(fā)展起來(lái)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(yùn)動(dòng)，而且具有強(qiáng)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(jiàn)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(qiáng)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(guò)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(yùn)動(dòng)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(dòng)性，繼承性明顯，并伴有巖漿活動(dòng)，根據(jù)地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告顯示，該斷裂帶為晚更新世活動(dòng)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(yán)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(lèi)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(jiàn)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(yán)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(duì)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(cè)和設(shè)計(jì)過(guò)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(jiān)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(dòng)斷裂及區(qū)域深大斷裂發(fā)育，線路應(yīng)盡可能避開(kāi)或遠(yuǎn)離深大活動(dòng)斷裂，在無(wú)法避開(kāi)的情況下，線路宜短距離、大角度且以簡(jiǎn)單工程類(lèi)型通過(guò)。（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(jìn)行綜合比選，對(duì)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(kāi)的情況下，宜縮短距離以簡(jiǎn)單工程通過(guò)。對(duì)于泥石流盡量在流通區(qū)通過(guò)，且橋涵工程要留足凈空。

2橋方案和隧道方案比選

格庫(kù)鐵路巴什考供至米蘭段，長(zhǎng)約120km，海拔由3000m降至800m左右，巨大的高程落差使得線路標(biāo)高對(duì)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(jìn)北緣斷裂帶影響帶內(nèi)，這對(duì)于地質(zhì)選線水平提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，現(xiàn)重點(diǎn)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(guò)，其中橋長(zhǎng)3620.85m，路基長(zhǎng)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(guò)，其中橋長(zhǎng)3546.5m，隧道長(zhǎng)363m，路基長(zhǎng)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(jìn)出口位置山體陡峻，表層巖體破碎，風(fēng)化嚴(yán)重，發(fā)育危巖落石，受構(gòu)造影響嚴(yán)重，隧道圍巖破碎，洞身全部為Ⅴ級(jí)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(jiàn)

經(jīng)綜合比選分析，橋方案相對(duì)隧道方案工程設(shè)置相對(duì)簡(jiǎn)單，縮短了在斷裂帶影響帶內(nèi)的走行長(zhǎng)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(duì)以后鐵路運(yùn)營(yíng)過(guò)程影響較大的地質(zhì)災(zāi)害，且投資相對(duì)較小，且該段線路標(biāo)高較高，橋下凈空富余，完全滿(mǎn)足泥石流平順通過(guò)，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(kù)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(wèn)題，加上在高程落差巨大，對(duì)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(yàn)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(duì)簡(jiǎn)單，地質(zhì)條件具有優(yōu)勢(shì)的橋方案通過(guò)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(wèn)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(jì)院集團(tuán)有限公司