川藏铁路易贡隧道水文地质条件及线路优选研究

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川藏铁路沿线地势跌宕起伏、山高谷深,地质条件复杂,新构造运动剧烈,深大活动断裂广泛分布,内外动力地质作用强烈,铁路多以隧道和桥梁形式通过,隧道工程占比高、埋深大。其中拟建的易贡隧道作为全线最长的隧道,全长达42.468km、最大埋深约1700m,沿线断裂发育、水文地质条件极其复杂,隧道工程建设存在着涌水突水问题,威胁施工人员安全和影响周围地下水环境。针对上述情况,分析易贡隧道的水文地质条件,选取合理的隧道线路,对其进行优化探讨,有助于降低隧道工程修建引起的工程水文地质问题发生几率,确保隧道施工的安全性。本文在深入分析了易贡隧道水文地质条件的基础上,结合隧道自身特点,采用层次分析法和模糊综合评价法建立了易贡隧道线路方案选取的综合评价模型,对其四条线路方案进行综合优选,确定最佳方案。主要的研究成果如下:(1)研究区岩浆岩和片麻岩相对较发育,易贡隧道主要穿越了念青唐古拉岩群a岩组片麻岩(Pt2-3Nqa)、念青唐古拉岩群b岩组片麻岩(An Nqb)、泥盆系灰色片麻状黑云二长花岗岩(D1gnηγ)、侏罗系黑云角闪石英闪长岩(J1βψσο)、侏罗系黑云花岗闪长质片麻岩(Jgn)、侏罗系灰色细粒英云闪长岩(J1oγ)。区内断裂构造较发育,整体受嘉黎-易贡藏布断裂带(F3-6)和嘉黎-迫龙藏布断裂带(F3-8)控制,并发育多条支断裂,断裂带附近岩体比较破碎。(2)研究区地下水类型可分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种类型,其中基岩裂隙水可细分为风化裂隙水和构造裂隙水。隧址区主要地下水类型为基岩裂隙水,主要赋存于岩浆岩、变质岩风化层孔隙、裂隙及断裂破碎带中,浅层地下水主要通过这些裂隙向附近沟曲排泄,深层地下水则沿断层破碎带向远处径流,在地势低洼处排泄。区内大气降水和冰雪融水的补给在地下水的补给来源中占比高。(3)研究区整体上可划分为六个一级水文地质单元,即嘉黎-嘎隆寺弧单元Ⅰ、易贡古乡单元Ⅱ、通麦单元Ⅲ、白仁目曲单元Ⅳ、达尼阿德扎单元Ⅴ、马古拉倾多单元Ⅵ;六个二级水文地质单元,即嘎朗村子单元Ⅱ-1、扎塔多子单元Ⅱ-2、角隆子单元Ⅱ-3、来曲子单元Ⅱ-4、加龙坝曲子单元Ⅱ-5、茶隆隆巴曲子单元Ⅱ-6。易贡隧道整体属于易贡古乡一级单元,主要穿越六个二级水文地质子单元。(4)考虑影响隧道选线的工程水文地质控制因素,确定各因素的划分标准,并利用理论公式法对易贡隧道四条线路方案的涌水量、影响半径、外水压力进行预测。其中CK线的正常涌水量为33196.49m3/d,最大涌水量为96246.95m3/d,而最大影响半径为638.63m,最大外水压力为4.46MPa。在遵循指标体系构建原则的基础上,选取自然地理因素、地质-水文地质因素、隧道工程因素作为易贡隧道选线的3个一级指标,并将这3个一级指标再细分为12个二级指标,其中9个为定量指标,3个为定性指标,建立易贡隧道线路方案评价的指标体系。(5)通过运用所建立的模型对易贡隧道四条线路方案进行综合比选,得到CK线方案的模糊综合评分值最大为2.9131,IC1K线方案模糊综合评分值最低为2.7259,IC11K线方案和IC12K线方案模糊综合评价分值比较接近,分别为2.8247和2.8258,结果表明CK线相对较优,为推荐线路方案。这与设计院可研报告中推荐的线路方案是一致的,说明所建立的模型可用于辅助线路方案的决策,具有一定的实践意义。
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