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香格里拉至丽江高速公路工程地质评价及选线研究

范文

张良翰

摘要：本文研究香格里拉至丽江高速公路的工程地质，分析主要的工程地质问题。通过评价工程地质问题得出该段路线最适宜的施工方法。收集该线路范围内的地勘资料，科研报告，相关的地质灾害报告以及气象报告。掌握并分析了该段路线的地形地貌，地震，水文气候等自然地理状况，以及不良工程地质概况，尤其是该地区岩性发育。根据该段线路内的工程地质情况，分析施工过程中可能遇到的问题，进行工程地质评价，对初步设计方案进行优化，得到最为合理的施工设计方案。

Abstract： This paper studies the engineering geology of the Shangrila-Lijiang Expressway and analyzes the major engineering geological problems. By evaluating the engineering geological problems， the most suitable construction method for this route is obtained. It collects the geological survey data， scientific research reports， related geological hazard reports and weather reports within the scope of the line. The topography， geomorphology， earthquakes， hydrology， climate and other natural geography conditions of this section of the route as well as the poor engineering geology， especially the lithological development of the area are mastered and analyzed. According to the engineering geological conditions in this section of the line， it analyzes the problems that may be encountered during the construction process， carries out engineering geological evaluation， optimizes the preliminary design scheme， and obtains the most reasonable construction design scheme.

关键词：工程地质;山区高速公路;实例研究;施工方法;避让

Key words： engineering geology;mountain expressway;case study;construction method;avoidance

中图分类号：U212.32 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻标识码：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章编号：1006-4311（2020）08-0226-03

0 ?引言

香格里拉至丽江高速公路全长48.291km（以贯通线左线计），设计速度80km/h。路线总体走向呈北南向，起点位于香格里拉县城以南建塘镇的尼史村宜松组，终点在虎跳峡镇的宝山村关防组，经过的主要城镇有香格里拉县建塘镇，小中甸镇和虎跳峡镇。沿线地形起伏较大，属高山、高中山区。区内公路主要分布有新、旧国道G214线，与设计路线出现不同程度交叉。由于区内地形地貌复杂，地形起伏较大，相对高差大，山势陡峭，沟谷纵横，设计路线基本与河流和山脉的伸展方向与构造线方向一致，而且已有道路一般占据有利的地形，因此路线选择余地小、调整难度大、改线设计复查。再加上在崇山峻岭之中，镶嵌着大小不等的山间盆地，本是布线的有利地形，但同时也是少数名族居住区涉及政治、宗教因素，征迁、占地敏感，路线设计方案比选尤需谨慎。综上所述，本文依托香格里拉至丽江高速公路实际方案设计、更改过程，考虑地形地貌、地质条件、线性优劣、占地征迁等因数对路线设计方案的地质评价以选线对比进行分析研究，为类似工程案例提供经验参考。

1 ?自然地理概况

1.1 地形地貌

项目区位于云南省西北部、青藏高原南东延横断山脉的中段，西北部有怒山山脉、梅里雪山，东南部有哈巴雪山、玉龙雪山，地势总体呈西北高东南低态势，山川并列。沿线地形起伏较大，海拔高度多在2100～3200m，最高基公山处高程约3550m，最低虎跳峡金沙江大桥桥位处高程约1920m，属高山、高中山区。区内地形地貌复杂，地形起伏较大，相对高差大，一般多在50～150m，在河谷深切地带相对高差可达500m以上，山势陡峭，沟谷纵横。在崇山峻岭之中，镶嵌着大小不等的山间盆地，其中面积较大的有小中甸和中甸高原盆地。本设计合同段河流和山脉的伸展方向与构造线方向基本一致，区内金沙江支流冲江河及其支流温藻河河谷形态以“V”型谷为主，阶地相对不发育，仅在冲江河两侧不对称分布I、II级阶地。按照地貌形态划分，区内主要有构造剥蚀、高原盆地及河流侵蚀三类地貌。

1.2 气象水文

本设计合同段地处温带和寒温带季风气候区（河谷地区属北亚热带季风气区），年平均气温5.4℃，年均降雨量268～945mm，无霜期129～197天。由于迪庆藏族自治州香格里拉县地形复杂，各种气候类型相嵌交错，同一气候垂直带内有森林气候、草原气候、湖盆气候等单个小地形气候，形成“隔里不同天”的气候特征。沿线降雨时间大部分集中在5～10月，尤以7～8月最为集中，每年10月下旬至次年5月为干风季节。区内河流处于金沙江水系，金沙江一、二级支流呈树枝分。

2 ?工程地质

据《中华人民共和国区域地质调查报告》，测区属青藏高原断块区。本区地质构造复杂，新构造运动强烈，是我国大陆现今地壳构造运动最为强烈的地区，以活动断裂规模大、分布密集，地震活动频繁、震级大、地震破裂带长、位错量大为主要特征。根据区域地质资料和野外地质调查，本区域上主要的活动断层为冲江河断裂，其余不活动断层主要有土官村断层、花椒坡断层、尾木里断层、支梯2#断层、林场断层、汤安各断层、杨给村1～3号断层、中甸断裂、不烈脚断层等;福曲主要有归下向斜等。项目区总的来说，近期构造活动不明显，属相对稳定区。根据《中国地震动峰值加速度区划图（1：400万）》（GB18306-2001），SJ-2标段路线走廊带地震动峰值加速度为0.2g，地震动反应谱特征周期为0.40s，地震基本烈度为Ⅷ度。

3 ?工程地质评价

3.1 路线起点宜松组～肯公组段

该段处于高原盆地地貌区，出露地层以第四系上更新统冰积层粘土、粉质粘土、粉土、细砂圆砾等为主，除此之外还出露三叠系及二叠系泥岩、灰岩、砂岩、玄武岩及板岩等地层。该段路基所占比例相对较大，存在的主要不良地质问题是深层软弱地基问题。由于第四系上更新统冰积层粉质粘土、粘土位于山间盆地底部，长期受地表水及地下水作用，处于饱和状态，呈流塑可塑状，孔隙率大、承载力低，最终形成软弱地基。工程地质条件一般。

3.2 肯公组～路段终点关防组段

该段处于构造剥蚀中高山和河流侵蚀地貌区，河谷两岸斜坡坡度在20～40°左右，局部大于50°，河谷底部地势较平坦。出露地层有第四系松散堆积层及碎屑岩、碳酸盐、变质岩、火成岩岩类。分布于河谷底部地层内的地下水较丰富，以第四系孔隙水为主。地质构造复杂，主要地质构造有花椒坡断层、土官村断层、尾木里断层、冷都坡断层。段内崩坡积体及潜在滑坡、泥石流等不良地质较发育，线路布设时尽量绕避滑坡或从有利位置通过滑坡和跨越泥石流沟，滑坡、泥石流对路线走向总体影响不大。对于处于稳定状态的松林坪滑坡，路线从滑坡体前缘通过，且主要以填方为主，对滑坡的整体稳定性影响不大，但应完善该处地表排水系统，谨防滑坡体局部垮塌;对于该段规模较大的冷都沟泥石流，采用大跨桥梁从其流通区通过。综上所述两段路线方案走向成立，仅局部路段不良地质发育，可采取合理的工程措施进行处理。

4 ?主要路线方案比选

4.1 联合村塘安谷段

受丽香铁路平纵线位及其预留桥孔限制，路线通过塘安谷段需要设置下穿丽香铁路特大桥及中隧道，虽然路线较为直捷，但与地物、地形条件结合不佳;致使桥隧工程规模大，隧道施工不便，同时还需拆除两处白塔及大量民房。根据转经楼、大型藏式房屋所在平面位置，为方便隧道施工、确保中隧道丽江端洞口可设置路堤，将路线向西侧偏移，路线如图1所示。

4.2 和平村小中甸段

小中甸1号、2号隧道的香格里拉端洞口偏壓;洞外路线距离丽香铁路较近（最近约65m），且初设k112处冲沟为深层软基（为30余米厚粉质黏土及淤泥），其路堤稳定性将对铁路运营安全构成威胁。该路段以k20+500为中心，将按顺时针扭动，小中甸2号隧道采用明挖方案远离铁路。路线如图2所示。

4.3 和平村塘培段

初设路线受塘培民房平面位置限制，在通过塘培垭口时采用隧道方案，但其两洞口与地形结合不好，造成严重偏压，且洞身浅埋（最大埋深约58m）。适当提高塘培垭口两侧路线纵坡，采用明挖方案（最大边坡高度45.4m）通过垭口，路线如图3所示。

5 ?结论

①本设计路段地质构造复杂，岩体较为破碎。不良地质有软弱地基、崩坡积体、泥石流、岩溶、顺层边坡、砂土液化及季节性冻土，对路线布设影响较大的有软弱地基、滑坡;②该段路线地下水埋藏较深，水量丰富，受大气降水和地表径流的补给，向其侵蚀基准面或附近低洼处排泄，对混凝土及钢结构具有微腐蚀性;③该段路线走廊带地震动峰值加速度为0.2g，对应的地震烈度为Ⅷ度;④该区域隧道工程地质条件差，受断层影响的冷都坡隧道地下水发育，可能存在潜在的局部冒顶及垮塌现象，需要加强处理;⑤与初步设计方案相比，施工图设计采用避让的方式减少了周边建筑的拆除量，虽然增加了工程量但降低了施工难度，同时也保护了周边铁路的稳定性。

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