(四)线路概况
1.线路地理位置和径路
京沈客运专线地处华北地区北部和东北地区西部。线路从首都北京引出,向东北方延伸依次经由河北省的承德市、辽宁省的朝阳市和阜新市,到达辽宁省省会沈阳市,线路全长707.915km,该项目位于华北和东北两大经济区之间,是沟通东北、华北、华东、中南等地区的重要通道,亦是连结华北、华东、中南与东北经济区的纽带,其地理位置十分重要。
2.自然特征
(1)地形地貌
线路起点北京市位于华北平原北部边缘,沿线地形平坦开阔,村镇密布,地表多为耕地,土地利用较高。线路向东北在密云、平谷附近进入燕山山脉,地形渐趋陡峻,由平原边缘的剥蚀丘陵逐渐过渡到低~中山区,燕山山脉区山岭陡峭,沟谷深切,地形极为复杂,山岭陡坡多基岩裸露,丘陵缓坡及沟谷处或辟为耕地,或被乔木、低矮灌木林及草本植物所覆盖。线路于辽宁建平、凌源一线进入鲁努儿虎山脉,以低~中山为主,地形稍有平缓,山体及沟谷中多为植被覆盖,局部山间河谷中多辟为耕地。线路在朝阳附近进入辽西北低山及剥蚀丘陵区,这里地形地势进一步趋于平缓,地表多被人工林地覆盖,剥蚀丘陵缓坡及河谷阶地处多为耕地。线路在新民彰武一线出辽西北丘陵区,跨柳河进入辽河平原,辽河平原地形平坦开阔,城市村镇密布,地表多为耕地。
(2)工程地质
1)工程地质特征概述
①冲洪积平原区
主要分布在北京至密云及新民至沈阳间,地形平坦开阔,主要岩性为黏性土、粉土、砂类土、碎石类土等,浅部透镜体状局部分布有软土及松软土,地震高烈度区存在地震可液化层。该段工程地质条件一般,桥梁基础应采用桩基,路基支挡工程宜采用桩基础,软土及松软土分布地段路堤基底欠稳固,地基需采取加固处理措施。
②低中山、低山、丘陵区
自密云至新民线路走行于燕山山脉、鲁努儿虎山脉及辽西丘陵区,该区地形起伏变化较大,丘陵及丘前缓坡覆盖层较薄,一般为0~5.0m,地下水以基岩裂隙水为主,一般埋深5~20.0m;丘间洼地及谷地覆盖层较厚,一般5.0~30.0m,地下水为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水,一般埋深大于5m。下伏基岩主要岩性为砂岩、页岩、灰岩、白云岩、泥灰岩、板岩、石英岩、混合岩、安山岩、凝灰岩、流纹岩、片麻岩、片岩、石英岩等,各期侵入的花岗岩、闪长岩、正长岩等。桥梁基础部分宜采用桩基,部分宜采用明挖基础。由于地下水埋深较浅,部分路堑挖方段存在地下水的作用和影响,部分地段岩层走向与线路走向基本平行,需考虑顺层边坡的不稳定问题,路堑边坡需防护。路基支挡工程一般宜采用明挖基础,路堤工程除了丘间洼地外基底稳固。
2)不良地质
①人为坑洞
京沈线沿线矿产资源丰富,开采各种矿藏形成了众多矿坑及采空区,在选线中已经基本进行了避绕,但以下矿区采空区离线路较近:
I.他拉皋煤矿
他拉皋煤矿位于朝阳市龙城区他拉皋镇薛家台子村东南,(井口坐标:543069,4615257;矿区拐点坐标:543066,46152121,4615129.7, 40543263.8;2, 4614629.8, 40543273.8;3, 4614479.8, 40542711.7;4, 4614480.1, 40542470.2;5, 4614667.7, 40542530.1)位于线路CK417+000~CK419+600右侧400~800米,该煤矿于上世纪90年代末开始开采,为他拉皋一带较大的煤矿,斜井开采,所采煤层为石炭系煤层,煤层厚度3~5m,产状陡倾,倾向东南,倾角70°左右。目前该矿有斜井2口,斜井按照矿脉产状布置,斜井开采深度在100~400m范围,最深开采深度已经达到450m,一般分7层开采,其中2、4层为主要开采层,其它煤层局部开采,且均开采20~30m,留10m左右的安全矿柱。由于采空区塌陷,矿区东南侧山体距线路约700m处出现大面积坍陷开裂现象,山体地表裂缝宽度可达2~3m。调查显示目前该矿未见越界开采现象。经计算安全影响边界距离线位最小距离260m左右,线路可以在矿区北西侧安全通过。
II.北票熙田煤矿
煤矿位于线路CK421+000~CK425+000左侧,该矿为李家窝铺一带最大的煤矿,斜井开采。该煤矿开采年代久远,在日伪时期就已开采,且日伪时期开采煤矿资料记录早已遗失,无从考证当时的开采情况。目前该矿有斜井8个,斜井按照煤层产状布置,斜井开采深度在100~500m范围,但目前一般开采深度在400m左右,斜井一般分8层开采,开采25m,留10m矿柱。现采空区塌陷造成地面及房屋出现大面积裂缝。现该煤矿已经于2008年停产。线路在其南东侧安全边界以外可以通过。
Ⅲ.阜新新邱地区露天煤矿
沿既有线方案在阜新市区及新邱区段,存在两大露天煤矿。CⅡK522+000~ CⅡK526+000右侧为海州露天煤矿,离线位最近距离为784m;CⅡK534+000~ CⅡK541+000右侧为新邱区露天煤矿开采群,离线位最近处245m。
海州露天煤矿位于阜新市太平区境内,细河南岸。始采于1953年7月,2005年6月,由于煤炭资源枯竭,正式宣布闭坑破产。现在仅有零星开采。露天矿东西长约4km,南北长约2km,面积达8km2,最大垂直深度为320m;矿坑坡度约38°。
海州露天煤矿地处阜新含煤盆地的中部,井田地层自下而上为中生界侏罗系上统沙海组、阜新组,白垩系下统白家湾组及新生界第四系。
区内主要含煤地层为中生界侏罗系上统阜新组,组内含五个含煤层,上段是水泉层群和孙家湾层群,中段是中间层群,下段是太平层群,其中太平群煤层最厚。
井田构造受新华夏构造体系控制,在主应力作用下岩层发生弯曲,形成了孙家湾背向斜,产生了一系列与煤层斜交的正断层,井田内有与煤层斜交的正断层11条,经工程地质、水文地质勘察和生产实践证明:煤层底板以下的薄煤层、泥质页岩、炭质页岩和风化的砂质页岩都是露天矿坑产生滑坡的软弱层。
新邱露天煤矿群位于新邱区中部至宅西间,距沿既有线方案最近处245m。新丘矿区于1928年开始勘探开采,至今已有80年历史。
矿区煤系地层为中生界侏罗系上统阜新组含煤地层。自上而下有第四系冲积层,主要有黄土、砂土黏土及砂、砾组成。厚度一般为6m,下面为阜新组、沙海组。新邱主体背斜主要为新邱矿区的主要构造,贯穿全矿区。井田内有宽缓的起伏,总体上为一单斜的构造,本井田地质构造简单,无大断层,无冲刷,无火成岩侵入。露天矿东西长约4.2km,南北长约7.1km,面积约30km2,垂直深度为150~200m;矿坑坡度约38°。
矿区存在引起滑坡的软弱层面,沿既有线方案线路距矿坑最近距离仅245m,存在滑移隐患。
②岩溶
岩溶主要分布在沿线寒武系、奥陶系及石炭系地层中的石灰岩、角砾状灰岩、白云岩及泥灰岩中,由于地下水埋藏深度较深,岩溶发育不强烈,具有溶蚀现象。但因受到地质构造如断裂的影响,部分区域存在溶洞,一般未全填充,多充填黏性土及碎石土。
③滑坡、错落
拟建铁路沿线的低、中山及丘陵区的沟谷及坡角存在基岩或松散堆积边坡失稳产生滑移而成滑坡,滑坡体总体上处于不稳定状态,为了保证铁路施工及运营的安全,线路选线时应尽量绕避,无法绕避时应对滑坡体采取相应的治理措施。坡体轴线附近,根据工程的重要性,应对边坡采取削坡、排水、护坡等综合治理措施。其它部位的岸坡应设置护坡工程、削方、与排水防止渗漏等办法,消除滑坡对工程的危害。
④顺层
沿线路堑挖方段施工后,将形成多处岩质路堑边坡,当岩层层理发育,岩层面倾向与坡面倾向一致(或近于一致)时,路堑边坡存在顺层滑移破坏的可能。
沿线的低、中山及丘陵区多出露各时代层状岩层,这些岩层层理发育,地表多强风化~弱风化,存在顺层滑移破坏的可能。应加强对顺层边坡的防护加固措施,施工中应加强监测,对潜在顺层滑移地段及时发现,及时处理。
⑤崩塌、落石
沿线的低、中山及丘陵区,局部有崩塌、落石等不良地质现象。厚层岩体被构造节理切割成块径大小不一的岩块,失稳后沿节理崩落而产生崩塌、落石。此外,在软硬相间岩层分布地带,硬岩层常因软岩风化脱落后使上部硬岩悬空拉裂形成基岩崩塌或危岩、落石。另外,由于河流侧蚀,常引起河流塌岸灾害。上述危岩及崩落的岩块多滚落于沟谷底部,少量残留在斜坡表面,对铁路形成危害,应清除地表危石,加强路堑边坡防护。
⑥地震液化
拟建铁路所经平原、开阔沟谷、河流阶地等表层25m范围内广泛分布全新统砂土、粉土,局部为松散、饱和状,在陆地区地下水位埋藏较浅。
因拟建铁路所经区域地震动峰值加速度多为0.2g~0.10g,砂土及粉土有地震液化问题。在地震影响下部分地段砂土、粉土可能产生液化。各类建筑物在设计施工时应进行相应的处理。
⑦有害气体
线路沿线多段落经过煤系地层,在煤系地层中含有一定量的瓦斯等有害气体,在隧道开挖时,这些有害气体可能通过岩体中的裂隙及空隙向隧道中排泄,当其中的可燃性气体聚集到一定浓度,遇明火会产生爆炸。因此,经过煤系地层的隧道在开挖过程中要加强通风和监测,穿越煤层时还要注意开挖面的湿度,防止瓦斯和煤尘爆炸及有害气体对人身健康和安全的危害。
⑧放射性异常
沿线隧道所穿越地层有太古界(Ar)中深变质的片麻岩、麻粒岩、浅粒岩等,其地质年龄距今已有25亿年之久,遭受多期构造运动、岩浆活动及热液侵入交待等变质过程,多数矿物均经过多期变质,地球深部岩浆的侵入又为放射性物质的积聚提供了物质来源。各期侵入的岩浆岩中也可能有大量放射性物质的积聚,因此,洞身围岩中极有可能含有放射性物质。如果施工人员长期在放射性超标的环境中进行施工作业,会引起人体生理机能的破坏,对施工人员的身体健康产生极大危害,施工中应加强隧道深埋地段的放射性检测,根据检测测结果,制定相应的应对措施。



