※ [本文轉錄自 Railway 看板 #1Pfjit0v ]
作者: ted5566 (ted) 看板: Railway
標題: [轉錄] 川藏鐵路隧道工程
時間: Wed Aug 30 23:35:16 2017
http://www.suidaojs.com/CN/Y2017/V37/I8/1049
鄭宗溪,孫其清. 川藏鐵路隧道工程[J]. 隧道建設, 2017, 37(8): 1049-1054.
1. 工程概況
1.1 川藏鐵路概況
川藏鐵路線路佈置見圖1，從成都經雅安、康定、昌都、林芝、山南到拉薩，依次穿越二郎山、折多山、高爾寺山、沙魯里山、芒康山、他念他翁山、伯舒拉嶺、色季拉山等8座高山，經過大渡河、雅礱江、金沙江、瀾滄江、怒江、易貢藏布江、雅魯藏布江等7大江河，地勢北高南低、西高東低。全線建築長度1742.39 km。
https://i.imgur.com/OXvuyJT.jpg
圖1 川藏鐵路線路佈置圖
川藏鐵路主要技術標準推薦表見表１。
https://i.imgur.com/GQCwDB0.jpg
1.2 川藏鐵路隧道工程概況
川藏鐵路全線隧道共計198座，總長1223.451 km，佔線路總長的70.2%；特長隧道46座，長724.441 km。各段隧道具體情況見表2。
https://i.imgur.com/GJVRKlv.jpg
未開工建設段重點隧道有折多山隧道（20.008 km）、海子山隧道（32.541 km）、芒康山隧道(30.534 km)、業拉山隧道(23.243 km)、伯舒拉嶺隧道(28.000 km)和安久拉山隧道(20.089 km)，以上隧道長度均為初步方案擬定，最終方案仍在持續研究中，也可能出現更長的隧道建設方案；已開工建設段重點隧道有桑珠嶺隧道（16.449 km）和達嘎拉隧道（17.310 km）。
川藏鐵路特長隧道面臨的工程難題主要有高烈度、高地應力岩爆、軟岩大變形、高地溫和活動斷裂。其中：高地溫隧道10座，地溫為28.7～86.0 ℃；高地應力隧道35座，隧道最大埋深2600 m；跨活動斷裂隧道7座；同時受上述工程難題耦合作用的隧道12座。
2. 工程沿線自然環境及地質特徵
2.1 工程沿線自然環境
川藏鐵路依次經過四川盆地、川西高山峽谷區、川西高山原區、藏東南橫斷山區、藏南谷底區等5個地貌單元。線路經過區域山高谷深，地形條件極其複雜。
青藏高原具有高寒、大溫差、強紫外線、氣候乾燥等特點。線路所經過地區高原氣候垂直分帶顯著，冬季極端最低氣溫為-32.2 ℃，夏季最高氣溫為40 ℃，晝夜最大溫差可達35 ℃。高原區降雨量為450～1127 mm，部分地區年平均降雨量僅為400 mm，且具有分配極不均勻的特徵。
2.2 工程地質特徵
川藏鐵路所經區域地勢跌宕起伏，跨越金沙江、瀾滄江、怒江3江並流的橫斷山區，地處歐亞板塊與印度板塊碰撞隆升形成的青藏高原中東部，沿線山高谷深、地層岩性混雜多變，新構造運動劇烈，深大活動斷裂廣泛分佈，內、外動力地質作用強烈，強震頻繁，震級大、烈度高，崩塌、滑坡、泥石流等（誘發）大（巨）型不良地質體（群）和特殊岩土發育，其種類及規模均屬罕見；河谷斜坡穩定性差，氣候惡劣且急劇多變，建設難度前所未有。
2.2.1 地層岩性
川藏鐵路沿線地層岩性分佈見圖2，從第四紀至震旦紀均有分佈，以碎屑岩、板岩、千枚岩、花崗岩類岩漿岩、火山岩為主，岩石破碎，裂隙發育。
https://i.imgur.com/9lvH71t.jpg
圖2 川藏鐵路地層岩性分佈
2.2.2 大地構造
川藏鐵路區域大地構造見圖3。具體分區為： Ⅷ揚子陸塊區、 Ⅴ羌塘—三江造山系、Ⅵ班公湖—雙湖—怒江—昌寧對接帶、 Ⅶ岡底斯—喜馬拉雅造山系等4個一級構造單元；瀾滄江斷裂、雅魯藏布江斷裂2個板塊結合帶(也稱縫合帶)斷裂，龍門山斷裂、金沙江斷裂、怒江斷裂等3個地殼拼接帶(也稱縫合帶)斷裂。
https://i.imgur.com/oRsqVS6.jpg
圖3 川藏鐵路區域大地構造
2.2.3 深大斷裂
川藏鐵路沿線區域地質構造見圖4。深大活動斷裂密集發育，主要分佈有龍門山、鮮水河、玉龍希、理塘、甘孜—理塘、巴塘、金沙江、瀾滄江、班公湖—怒江、八宿、嘉黎—易貢、雅魯藏布江、沃卡等10餘條深大活動斷裂帶。
https://i.imgur.com/Z4mPtim.jpg
圖4 川藏鐵路區域大地構造
2.2.4 地震
川藏鐵路沿線區域地震震中分佈見圖5，主要穿越青藏地震區的龍門山地震帶、鮮水河—滇東地震帶、藏中地震帶及喜馬拉雅地震帶。沿線地震活動強烈，大地震頻發。據史料記載，該沿線區域發生7級以上地震至少22次。
https://i.imgur.com/bls4x3I.jpg
圖5 川藏鐵路沿線區域地震震中分佈（Ｍ≧6.0，公元1128—2012年）
《中國地震動參數區劃圖》顯示（見圖6），川藏鐵路沿線總體位於高烈度地震區，地震動峰值加速度為(0.1~0.4)g，其中地震動峰值加速度≧0.2g佔比53.57% 。最大地震動峰值加速度為0.4g，主要集中在波密—林芝段（帕隆藏布）和康定—瀘定段（大渡河瓦斯溝段）。
https://i.imgur.com/oZXi712.jpg
圖6 川藏鐵路沿線地震動參數分佈
2.2.5 高地溫
川藏鐵路所經地區屬地中海—喜馬拉雅地熱帶，熱泉（水）主要沿深大活動斷裂帶出露（集中在沃卡、八宿、巴塘、康定一帶）。全線有約50個對線路有影響的高溫熱泉，約15個隧道可能存在高溫熱害，已開工建設的拉林線桑珠嶺隧道開挖最高岩溫達86 ℃。桑珠嶺隧道岩溫探測見圖7。
https://i.imgur.com/dnlXxvl.jpg
圖7 桑珠嶺隧道探測孔溫度
2.2.6 高地應力
川藏鐵路沿線穿越8座高山，隧道埋深從數百m至2600 m，深埋長大隧道面臨的高地應力問題不可避免。沿線隧道在高地應力作用下的破壞情況見圖8。
https://i.imgur.com/Lxi3KNp.jpg
圖8 高應力隧道破壞
2.2.7 凍土
川藏鐵路沿線分佈有季節性凍土，主要在新都橋和理塘盆地（見圖9），最大凍結深度為1.6 m。凍土區地下水隨季節變化，對隧道洞口段的安全性和耐久性影響較大。
https://i.imgur.com/K018IbP.jpg
圖9 理塘盆地凍融地貌
2.2.8 崩塌
川藏鐵路沿線崩塌分佈廣泛、類型多樣，目前共統計到236處，其中高山峽谷區危岩體海拔高，落石能量大，危害特別嚴重。瀘定—康定段危岩落石及高位岩崩如圖10所示。
https://i.imgur.com/stVcWWC.jpg
圖10 瀘定—康定段危岩落石及高位岩崩
2.2.9 泥石流
川藏鐵路沿線目前共統計到各類泥石流溝238條，雅安—康定段（瀘定新城泥石流堆積扇如圖11所示）和然烏至通麥段（泥石流溝分佈如圖12所示）泥石流最為發育。
https://i.imgur.com/CoTqP6J.jpg
圖11 瀘定新城泥石流堆積扇全貌
https://i.imgur.com/URuuRDl.jpg
圖12 然烏至通麥段泥石流溝分佈
3. 可能出現的典型長大隧道（未開工段）
川藏線未開工建設的雅安—康定段、康定—林芝段可能出現的長大隧道方案分佈見圖13，包括：瀘定—康定段郭達山隧道（39 km）、康定—新都橋段折多山隧道（40 km）、雅江—理塘段沙魯裡山隧道（69 km）、理塘—巴塘段海子山隧道（37 km）、八宿—波密段伯舒拉嶺隧道（59 km）、然烏—通麥段易貢隧道（50 km）。以上可能出現的長隧方案均是在初步研究的基礎上進行比選的結果，方案的可行性還在持續研究中。
https://i.imgur.com/Bcgh6w7.jpg
圖13 川藏鐵路沿線特長隧道方案分佈
3.1 郭達山隧道39 km方案（瀘定—康定段）
瀘定—康定段線路長度為58.7 km，沿大渡河瓦斯溝蜿蜒緊坡展線。瓦斯溝為川藏鐵路的高位岩崩、危岩落石、岩堆重點分佈區域，溝內共發育高位危石崩塌災害34處，主要為花崗岩硬質岩類崩塌。高位岩崩成為制約隧道選線的關鍵因素。結合瀘定—康定段的地形、地質等情況，研究了郭達山隧道（約39.2 km）方案，該方案基本規避了瓦斯溝內高位岩崩、危岩落石、岩堆、滑坡等不良地質對隧道運營安全造成的風險。
3.2 折多山隧道40 km方案（康定—新都橋段）
康定—新都橋段線路長度為50 km，穿越折多山。結合地形地質條件、越嶺高程、控制性隧道輔助坑道條件、工期、線路走向、車站設置和運營條件以及地方意見要求等，研究了折多山隧道（40 km）方案。該方案線路長度最短，線位基本正交穿越鮮水河斷裂分支、玉龍希活動斷裂，洞內圍岩條件相對較好。隧道線位規避了長距離與活動斷裂並行以及熱泉、洞口危岩落石等不良地質對隧道運營安全造成的風險。
3.3 沙魯里山隧道69 km方案（雅江—理塘段）
雅江—理塘段（104.1 km）受雅礱江河谷快速下切影響，山高谷深，重力不良地質發育，危岩落石、泥石流、崩塌、滑坡等山地災害顯著。地層岩性以三疊系板岩、砂岩為主，隧道建設及運營期間存在極大難度。根據調研，在該山區已有的公路剪子灣隧道建設期間遇到了大變形。結合該段的地形、地質等情況，研究了沙魯里山隧道（69 km）方案，該方案較好地規避了泥石流、危岩落石、滑坡等不良地質對隧道運營安全造成的風險。
3.4 海子山隧道37 km方案（理塘—巴塘段）
理塘—巴塘段線路長度為49.1 km，山高谷深，危岩落石、泥石流、崩塌、滑坡等山地災害顯著，尤其存在泥石流災害及堵江危險，隧道建設及運營難度極大。該段屬高山原河谷地貌，地層岩性主要為砂岩夾板岩、頁岩、灰岩、炭質頁岩及煤層等。隧道主要工程地質問題為危岩落石、泥石流、斷層破碎帶坍塌掉塊及湧水、有害氣體和高地應力。結合該段的地形、地質等情況，研究了海子山隧道（37 km）方案，該方案較好地規避了泥石流、危岩落石、滑坡等重大地質災害。
3.5 伯舒拉嶺隧道59 km方案（八宿—波密段）
八宿—波密段線路長度為140.8 km，受然烏—通麥段泥石流災害影響以及冰川泥石流潰決風險、越嶺隧道長度及工期、納木錯—仲沙及嘉黎—然烏區域性斷裂、嘉黎然瑪北火山岩油氣富集區、車站設置及運營條件、地方意見及國防要求等因素控制，地層岩性主要為變質砂岩、泥岩夾灰岩、花崗閃長岩和二長花崗岩等。結合該段的地形、地質等情況，研究了伯舒拉嶺隧道（59 km）方案，該方案線路長度較短，可有效規避日曲河谷、帕隆藏布峽谷的崩滑、泥石流，特別是冰川泥石流等重力地質災害的影響。
3.6 易貢隧道50 km方案（然烏—通麥段）
然烏—通麥段線路長度為52.2 km，山高谷深，高位岩崩、危岩落石、泥石流、滑坡等山地災害顯著，尤其存在泥石流災害及堵江危險，隧道建設難度極大。本段地層岩性主要為閃長岩、片麻岩、片岩和花崗岩等。結合該段的地形、地質等情況，研究了易貢隧道（50 km）方案，該方案線路靠山內移，具有較好的輔助坑道條件，避開了深切溝谷段並完全規避了深切溝谷的泥石流、危岩落石和滑坡等重大地質災害，有利於運營。
4. 工程工期及目前進展
成都—雅安段41.184 km於2014年底開工建設，建設總工期3年，預計2018年通車運營；
雅安—康定段299.482 km已完成可行性研究工作，建設總工期8年，建設時間待定；
康定—林芝段998.61 km（預計康定—昌都段普貨200 km/h單線、昌都—林芝段普貨200 km/h雙線）已完成預可研工作，建設總工期8年，建設時間待定；
拉薩—林芝段403.11 km（普貨160 km/h單線）於2014年底開工建設，建設總工期7年。