南昆铁路地质灾害与防治_蒋忠信

2001年3月第1期(总69)

铁　道　工　程　学　报

JO U N A L O F RA IL W AY EN G IN EERIN G SO CIE TY

M a rch　2001

No.1(Ser.69)

文章编号:1006-2106(2001)01-0083-06

南昆铁路地质灾害与防治

蒋忠信

(铁道部第二勘测设计院岩石工程公司,成都610031)

提　要:南昆铁路沿线地貌复杂,地质灾害类型多、地段长、危害大。铁路建设中,对沿线的地貌特征和膨胀岩土、软土泥炭土、滑坡泥石流、断裂带、地下岩溶、煤层瓦斯、高地应力和高烈度地震等地质灾害进行了系统研究,拟订和实施了相应的防治工程措施,保证了南昆铁路顺利建成通车。

主题词:南昆铁路;地质灾害;工程防治

中图分类号:P642　文献标识码:A

南昆铁路,东起广西南宁,西至云南昆明,北接贵州红果,全长899.68km,是大能力电气化铁路干线,于1997年11月建成通车,1999年获铁道部科技进步特等奖。该铁路地处西南山区,地质复杂,地形险峻,技术标准高,工程艰巨。沿线地貌复杂,地质灾害类型多,地段长,危害大,地质灾害的防治是铁路建设的主要技术成果之一。

1　地貌区划与地质灾害类型

南昆铁路跨越中国两大地貌阶梯,铁路从海拔78 m的广西南宁盆地,向西逐渐攀升至云贵高原海拔1 725m的红果和海拔1981m的昆明。沿线所经地貌单元,始于南宁盆地,向西北经百色盆地,溯乐里河河谷而上,穿米花岭分水岭,于八渡跨南盘江,向西溯南盘江峡谷坡上至黔西南高原的兴义,跨清水河至威舍。从威舍一支线路向西,顺黄泥河、喜旧溪河上至滇东高原面,经罗平、师宗、陆良溶蚀平原(盆地)和石林原野,于宜良再跨南盘江,顺汤池河、阳宗海、七甸河而至昆明盆地。另一支线路从威舍溯黄泥河向北,穿家竹箐分水岭而至红果。沿线可划分为8个地貌区,相应分布特殊的地质灾害类型(图1)。

Ⅰ南宁-思林断陷堆积盆地区。由北西向排列的南宁、杨美、隆安、雁江等新生代构造盆地组成,盆地中邕江、右江发育了Ⅰ—Ⅲ级阶地。其中以第三系泥岩为基座的Ⅱ级阶地上,泥岩的红色风化壳和经红土化的河流沉积广布,多属兹脚胀土,膨胀性红土是主要地质灾害。

Ⅱ思林-百色断陷堆积盆地区。由田东、田阳、百色等右江新生代断陷盆地组成,盆地内深厚的老第三纪泥质沉积被抬升为丘垅,具强烈膨胀性的下第三系泥质岩广布,膨胀岩为主要地质灾害。右江发育了三级阶地,Ⅱ级阶地的弱网纹红土为弱膨胀土,Ⅲ级阶地的网纹红土也可具弱膨胀性。

Ⅲ乐里河断裂河谷区。百色以后线路进入广西盆地向贵州高原过渡的斜坡地带,溯乐里河谷上行。乐里河循塘兴潞城大断裂发育,谷坡岩性破碎,对沿河路基带来危害。

Ⅳ八渡-白水河之南盘江侵蚀溶蚀谷坡区。南盘江深切成V形峡谷,深逾千米,谷坡高陡。线路东段经谷坡下部三叠系碎屑岩区,多大型崩塌、滑坡。西段经谷坡上部三叠系碳酸盐区,岩溶较弱且以垂直形态为主。

Ⅴ顶效-威舍岩溶区。白水河后线路已上至高原区,区内碳酸盐岩广布,线路通过顶效带状孤峰平原、马岭平行岭谷、清水河溶蚀峡谷、威舍溶蚀槽谷等地貌单元,溶沿、暗河、漏斗等溶蚀地貌灾害严重。

Ⅵ黄泥河、块泽河侵蚀溶蚀河谷区。北段(威舍至红果)黄泥河侵蚀、溶蚀二叠系地层,呈现中低山地貌,煤系地层高瓦斯、碳酸盐岩岩溶威胁大,段家河流域有泥石流灾害。中段(威舍至岔江)黄泥河溶蚀峡谷区,碳酸盐岩岩溶发育。西段(岔江至江所田)块泽河峡谷南岸碎屑岩谷坡多大型滑坡。

Ⅶ罗平、师宗、石林溶蚀高原区。包括罗平孤峰平

收稿日期　2000-11-20　蒋忠信　高级工程师　男　1941年5月出生　铁二院岩土工程公司总工程师

原、师宗溶蚀盆地、陆良溶蚀盆地和路南石林原野,间碎屑侵蚀低山。各种水平溶蚀地貌十分发育,溶洞、暗河、岩溶地下水危害严重。

Ⅷ宜良-昆明侵蚀溶蚀丘谷区。顺小江大断裂发育

的南盘江深切于滇东高原面,为八、九度高烈阳淙海附近丘间洼地、缓坡之软土泥炭土等软基典型

。

图1　南昆铁路地貌区划与主要地质灾害工点分布略图

归纳南昆铁路地质灾害为以下5种类型:

(1)盆(洼)地区特殊岩土灾害:膨胀性红土,膨胀岩,软土泥炭土;

(2)谷坡区地地质灾害:滑坡,断层破碎带,泥石流;

(3)岩溶区地质灾害:溶洞,地面坍塌,岩溶地下水;

(4)碎屑岩区煤层软岩地质灾害:瓦斯,高地应力;(5)地震灾害。

2　特殊岩土灾害与防治

特殊岩土灾害以膨胀岩土为主,分布于南宁-百色断陷盆地以及师宗西、昆明东,路段长230km ,占全线

总长的25.6%,而且危害深重。软土、泥炭土主要分布于滇东高源面上七甸、永丰营等丘间洼地,类型独特,深厚典型,危害也大。

2.1　膨胀性红土的特性与路基处理

南宁-平果断陷盆地中沉积了巨厚的第三系,邕江、右江发育于其中,形成多级阶地。盆地中红土广布,

包括第三系泥质岩表层形成于第四纪初的砖红壤风化壳、碳酸盐岩红粘土风化壳和形成于下、中更新世的阶地网纹红土。此外田东-百色盆地中也有阶地网纹红土

分布。

砖红壤风化壳继承了母岩的膨胀特性,为膨胀性红土,风化愈浅膨胀性愈强。网纹红土也可具弱膨胀性。膨胀性红土除红土的共性外,因含较多的膨胀性粘土矿物,故具有一定的胀缩性,干湿循环后强度明显衰减,长期强度低[1]。从而导致路基边坡失稳,基床翻浆冒泥,房屋开裂,成为主要路基病害之一。

对南昆铁路膨胀性红土路基处理,选择那桐工点进行现场试验研究。加固其路堑边坡,对比试验了土钉墙、框架锚杆护坡、锚喷支护和重力式挡土墙等措施,经比较,推荐采用框架锚杆护坡及重力式挡土墙[2]。路堤填筑采用填土含水量比最佳含水量略低的“偏干”原则,其床换填厚50cm 的渗水土,都获得成功。2.2　第三系膨胀岩的特性与路基处理

思林-百色断陷盆地沉积了巨厚的下第三系泥质岩,其中那读组、百岗组的泥岩具中-强膨胀性,伏平

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