李晓明  王高峰

6月15日中午,我们进入了高远广寒的可可西里国家自然保护区。

可可西里蒙语意为“青色的山梁”,平均海拔达4600米,这里气候严酷,自然条件恶劣,人类无法长期居住,被称为“生命禁区”。

从昆仑山口向南行驶约20公里,我们到达了可可西里国家自然保护区的北大门——不冻泉保护站。“不冻泉”因当地一股终年不冻的泉水得名,保护站南侧约一公里处的高寒草原上,青藏铁路逶迤其间。

彭华告诉我们,铁路建设在这里就遇到了冻土难题,不冻泉地区的多年冻土可厚达数十米到近百米,温度仅有零度左右,属于高温极不稳定地区。因此,主要采取了以桥代路的工程措施,以最大限度地减少对多年冻土的扰动。

公路两旁不时可以看见热融湖塘,晴空下呈现出美丽的碧蓝色。然而彭华却告诉我们,现在铁路沿线分布的这些泉水群,看起来很美,到了冬季就变脸成为串珠状的移动冰丘,对铁路构成威胁。

近5年来,地质力学所青藏铁路项目组每年的冬季、夏季都要来到藏北高原进行调查观测,经过对比,发现藏北高原冻土地区存在大量断层活动,尽管这些断层活动性较弱、规模较小,对中强地震分布没有明显的控制作用,但对地下水运动、泉水分布、地下冰层厚度和不均匀冻胀具有不同程度的控制作用,由此形成断裂蠕滑变形、不均匀融冻变形、移动冰丘、构造裂缝等类型的断裂诱发地质灾害。断层活动、地下水运动和不均匀冻胀相互藕合,在高寒环境下产生一系列灾害效应,往往导致路基变形、路面破裂、桥梁破坏和涵管拱曲,影响铁路、公路的工程质量、服务年限和运输安全。

彭华指着远处的一处谷地告诉我们,这里蛰伏的一条断裂破碎带控制着不冻泉低温温泉的分布,在冬天就会发育移动冰丘。2000年~2001年冬天,项目组在这里发现高近1米、长约1.5米的移动冰丘。次年冬天,又在此发现长条状冰慢,位置移至青藏公路西侧,当时测得中心部位冰层厚度达1米。2003年~2004年冬,沿不冻泉断裂破碎带发育的串珠状移动冰丘群让人大吃一惊,单个冰丘最长可达20米,最宽9米,最高的一个冰丘甚至达到了6米。

彭华说,在青藏铁路沿线除了不冻泉活动断裂诱发移动冰丘之外,乌丽活动断裂诱移动冰丘、乌丽盆北断裂破碎带铁路大桥中部桥墩施工诱发移动冰丘等都曾严重影响了铁路的施工建设。

青藏铁路编号为DK1202+668的大桥设计桥长120米,在铁路桥梁施工建设中只能算是小儿科。但是没曾想到,铁路大桥横跨了一条乌丽盆北活动断裂,这是地质力学所青藏铁路项目组的先行者胡海涛先生1982年命名的。大桥东西两侧,沿断层谷地夏季发育线形分布泉水,源自100多米深的低温温泉,到了冬季,就变身成为斜列分布的移动冰丘群。大桥施工以前,断层谷地夏季温泉和冬季冰丘均偏离设计桥墩,对桥梁安全影响不明显。但由于铁路大桥中部桥墩建于断裂破碎带,其桩基施工深度达37米,打通了断裂破碎带低温温泉通道,2002年冬季,吴珍汉等研究人员发现这里形成较大移动冰丘。第二年夏天,桥基施工进一步在墩台下方诱发了更大流量上涌泉水,桥墩一度泡在了较大面积的泉坑和大量新泉眼之中。如果泉水在冬季冻结将形成大面积冰丘,给铁路桥梁带来严重的灾害隐患。

同样的故事还曾在青藏公路83道班附近的青藏铁路桥基施工中上演,这一次桥墩施工打通了二道盆南活动断裂,诱发的上涌泉水在冬季形成厚度超过半米的大面积地表冰层。彭华回忆当时的情景说,大桥就像是躺在冰河上,部分桥墩被二三米高的大冰丘围得严严实实。在高原冬季最寒冷的时期,部分墩台由于地下冰层的冻胀和顶托作用,容易发生透入性横向破裂,影响墩台的工程质量,而冰丘锥顶甚至可能抵达并顶托路轨。

一份份移动冰丘地质灾害报告在第一时间发出,受到青藏铁路设计施工单位与国际同行专家的高度重视。

根据建议,工程技术人员通过开挖地下排水通道,对断裂破碎带桥墩施工诱发泉水进行了有效疏导和地下排放,在墩台和桩基接触部位铺设隔水层,来防治冬季形成威胁桥梁安全的移动冰丘,收到良好的工程防灾效果。

同时,项目组负责人吴珍汉等对青藏铁路沿线移动冰丘的研究成果也于2005年4月在《国际工程地质》公开发表。

如今,沿着已建成的青成长铁路走过去,回忆当年项目组对移动冰丘冬夏不辍的观测对比研究,彭华的心情显然不错。

(2006.8.8,地质勘查导报,1、3版)

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