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青峰隧道背后的地質(zhì)之謎
2015-12-18 
   


   


   


   


   




   湖北日報訊 圖為:谷竹高速青峰隧道
 
   連接鄂西北谷城、竹溪兩縣的谷竹高速公路,上月全線通車。

   有意思的是,這條高速公路的左線(從谷城往竹溪方向)早在去年12月就通車了。新近通車的,是右線。同一條高速,為何右線進(jìn)度晚了近一年?原來,工程主要卡在了最艱難的一段——青峰隧道。

   青峰隧道全長1940余米,穿越房縣青峰鎮(zhèn),2010年9月開挖。去年7月底左洞貫通時,右洞只剩349米,卻直至今年8月才挖通。算下來,這條隧道共耗時5年,差不多每天只挖1米。

   工程推進(jìn)緩慢,皆因隧道恰好位于“青峰斷裂帶”。這條地質(zhì)斷裂帶由地質(zhì)學(xué)家李四光命名,為世界級斷裂帶之一,但至今鮮為人知。前不久,記者前往房縣,一探究竟。

   5年建1隧,施工者感慨落淚

   房縣,因“山林四塞、縱橫千里、其固高陵、如有房屋”而得名。誰曾想到,靜謐的群山底下,卻潛伏著不甘寂寞、暗流涌動的巖層。

   今年8月12日,房縣青峰鎮(zhèn)。在青峰隧道右洞貫通儀式上,連續(xù)奮戰(zhàn)近2000個日夜的施工人員輕輕啜泣。這條隧道不是谷竹高速最長的隧道,但無疑是施工最艱難的工程。

   施工單位——中鐵十四局二公司項目負(fù)責(zé)人介紹,青峰隧道于2010年9月開工,左洞長1942米,右洞長1943米,兩洞間隔3米多。去年7月29日左洞貫通時,右洞僅剩349米,卻又挖了一年多。有一段時間,每天只能前進(jìn)0.6米。

   因為該隧道的圍巖是一種特別的軟巖。施工人員形容:好比“一拳打在豆腐上”,洞沒打出來,整塊豆腐散架了,有勁使不出。

   10月底,記者現(xiàn)場看到,隧道土建工程全部完工,正在鋪瀝青、安裝電路。隧道口附近,有好幾堆泥土,土質(zhì)呈粉末狀、灰白色,如同面粉,偶爾混雜著碎巖塊。

   項目總工程師李波介紹:這些土,正是從青峰隧道開挖出來的。青峰隧道的圍巖是一種絹云母片巖,屬于變質(zhì)巖類,它們像一本書的書頁,呈斜角狀一頁貼著一頁。這種巖石的山體本身能保持穩(wěn)定,但一旦開挖隧道,片巖馬上風(fēng)化成粉。圍巖可以直接用手摳下來,一抓即碎,呈灰綠色、灰白色居多,像煙灰一樣,施工人員總結(jié)為:“手抓成團(tuán),遇水成泥。”

   挖動后的圍巖因“蝴蝶效應(yīng)”,誘發(fā)整座山體蠕動,用做初期支護(hù)的工字鋼拱架,雖由18厘米增厚至25厘米,照樣被壓得嚴(yán)重扭曲、變形。施工5年來,大小塌方90余次,特別大的坍塌有5次。最大一次,隧道塌了20多米長。

   李波曾在多條高速公路上干過,尤其是修筑滬蓉西高速公路時,公司負(fù)責(zé)的是湖北境內(nèi)最長的公路隧道——龍?zhí)端淼溃ê蟾麨榻瘕埶淼溃?,那里屬喀斯特地貌,集溶洞、暗河、突水涌泥、斷層、偏壓、巖爆等地質(zhì)災(zāi)害于一體。但面對青峰隧道時,以往經(jīng)驗都不管用了。“像這種絹云母片巖軟巖隧道,我也是第一次接觸。”李波說,“隧道整體進(jìn)展舉步維艱,因施工壓力、難度壓力、安全壓力很大,我每天心都提到嗓子眼上,不可預(yù)見的因素太多,如履薄冰。”

   在項目部,多名經(jīng)歷過宜萬鐵路、滬蓉西高速建設(shè)的管理人員都說:“這樣一對比,才發(fā)現(xiàn)青峰隧道施工是多么艱難……”

   青峰是一所“地質(zhì)大學(xué)”

   對于中鐵十四局,單論長度,青峰隧道真是個“小活”,他們做過的大工程太多了??蛇@一回,該局負(fù)責(zé)人卻把青峰隧道項目拿到全局監(jiān)控。該局工程師們多次到現(xiàn)場,還請來著名隧道及地下工程專家、中國工程院院士王夢恕等人到工地指導(dǎo)。

   技術(shù)人員發(fā)現(xiàn),原隧道圖紙設(shè)計的Ⅲ級、Ⅳ級圍巖,在施工中都變成了Ⅴ級圍巖。原參數(shù)不足以形成安全支護(hù),大多要變更、重新設(shè)計。為確保安全,施工決不允許冒進(jìn),每天只能循環(huán)1米左右一點點往前推進(jìn)。

   比如初期支撐,增加了臨時仰拱;采取工字鋼、大格柵拱架配合使用;注漿次數(shù)根據(jù)實際情況,二次、三次或四次進(jìn)行,采勸分段前進(jìn)式高壓注漿”。所謂“漿”,是一種水泥——水玻璃雙液漿,這種雙液漿凝結(jié)時間短、速度快、結(jié)石強度高,以保障注漿進(jìn)去后,向外擴散,把液體變成膠體,擠壓軟巖。

   同時,使用超前地質(zhì)雷達(dá)、紅外線水量檢測等設(shè)備,每天監(jiān)控施工面的變化,因為有些變化起初憑肉眼是看不見的。

   正因為如此,盡管塌方90余次,并未發(fā)生一起人員傷亡事故。施工人員根據(jù)監(jiān)控情況,每當(dāng)看到拱架出現(xiàn)沉降、收斂等變化,縫隙出現(xiàn)掉塊、掉粉末,或出現(xiàn)異常聲音,就立即停止作業(yè),撤離到安全距離觀察。他們還多次用手機拍攝到塌方經(jīng)過。

   記者觀看了其中兩段視頻。只見塌方之前,厚厚的鋼質(zhì)拱頂嚴(yán)重扭曲、變形,隨后泥沙斷斷續(xù)續(xù)落下,緊接著就是轟然而來的塌方,泥土猶如濁浪迎面沖騰而來,彌漫整個隧道,幸而只沖一段距離就停了下來。場景猶如災(zāi)難影片。

   李波解釋,青峰隧道處于一條古老的地質(zhì)斷裂帶上,即“青峰斷裂帶”。地質(zhì)資料顯示,青峰斷裂帶為世界級斷裂帶之一,是湖北境內(nèi)最大的地質(zhì)斷裂帶,由數(shù)條逆沖斷層和破碎帶組成,屬復(fù)合型的強變形構(gòu)造。青峰隧道的施工難度可想而知。

   當(dāng)然,臨近的一些高速公路標(biāo)段,也處于青峰斷裂帶上,但相對而言,施工難度不及青峰隧道。

   一名督導(dǎo)負(fù)責(zé)人稱:“青峰隧道可謂是一所地質(zhì)大學(xué),隧道貫通后,我們的技術(shù)干部都從‘青峰地質(zhì)大學(xué)’本科畢業(yè)了,往后進(jìn)行隧道施工,都是專業(yè)人才。”

   神秘的馬欄河河谷“我們還發(fā)現(xiàn)一個怪現(xiàn)象:工地附近有一條河,叫馬欄河,南北兩岸的巖石反差很大。北岸巖石一挖出來就粉了,南岸巖石卻是硬的,可以提供石料鋪路。青峰隧道位于北岸。”采訪時,一名施工人員告訴記者。

   記者查閱資料得知,馬欄河發(fā)源于房縣西北部的武當(dāng)山區(qū),經(jīng)青峰鎮(zhèn)、尹吉甫鎮(zhèn)蜿蜒東流,是漢江支流——南河的北源。南河的南源,是發(fā)源于神農(nóng)架的粉青河。兩河在保康縣境內(nèi)交匯后,始稱“南河”,經(jīng)由谷城縣注入漢江。

   “青峰鎮(zhèn)馬欄河的兩邊,不光石頭不一樣,就連山勢和山上的樹,都長得不一樣。”該鎮(zhèn)黨政辦主任李光曲說,武當(dāng)山在馬欄河的北邊,神農(nóng)架在馬欄河的南邊,武當(dāng)山上的樹與青峰山上的樹,連樹葉、顏色都不一樣。本地施工用的石料,是從馬欄河以南采的。本地人知道這個情況,但不明白其所以然。到2012年,中國地質(zhì)大學(xué)教授來青峰鎮(zhèn)考察,認(rèn)為青峰山一側(cè)的馬欄河為古河床遺跡,也是青峰斷裂帶的遺跡。

   隨后,記者在青峰鎮(zhèn)書記戢運斌引領(lǐng)下,來到馬欄河古河床。古河床距離該鎮(zhèn)不過一兩公里,因上游房縣方向建有水電站,河床流水不深,但水流較急,深處及腰,要走到對岸并不容易。

   從河床東出口往里行進(jìn),兩岸群山連綿,迤邐遠(yuǎn)去。左岸是青峰山,山勢陡峻,抬升、塌陷等地質(zhì)遺跡明顯,有一段是近乎90度的絕壁。絕壁上有幾處洞口。據(jù)稱,其中一個洞穴就是古典名著《封神演義》描述過的“青峰山紫陽洞”,相傳為清虛道德真君修仙之地。因為太險,半世紀(jì)來已沒人進(jìn)去過。

   河的對岸山勢相對較緩,但也有六七十度的坡度。河谷呈V字型或U字型展布,寬度150米左右。

   河床上,石紋如波浪涌動,石臼等遺跡隨處可見;有的巖石表面留有一條條筆直的線條,看上去像刀削面一樣。河床水流清澈見底。河床巖石間,長滿各類水生植物。滿眼是荒灣野水的蠻荒氣息。

   記者從河床撿了幾塊礫巖,暗紅色,表面粗糙,膠結(jié)著各種碎屑和石子,其中一塊石頭的底部已硅化蝕變?yōu)榉浇馐@罟馇热烁嬷?,河對岸有一處山體上的巖石,全是這種顏色,毛毛糙糙,像被火燒過一樣紅,有的類似雞血石,十堰地礦部門的專家認(rèn)為,這是一種火山巖。古河床內(nèi)這類礫巖,可能是從北岸被流水沖刷、沉積而來的。

   為弄清“青峰斷裂帶”,記者又登上人跡罕至的青峰山最高峰登仙觀,海拔1060米。站在山頂眺望,可見山腳的青峰鎮(zhèn)(海拔320米)位于小盆地中。盆地呈撮箕形,馬欄河河谷為“撮箕口”。河谷狹長,往房縣城關(guān)鎮(zhèn)方向延伸。

   次日,記者與青峰鎮(zhèn)政府的汪方明、白馬溝村書記萬大兵等人,帶上繩索、照明燈、膠鞋等工具,在馬欄河以南的山地,又探到兩座溶洞。一座名為“龍洞”,一座名為“封神洞”,洞內(nèi)石筍、石柱、石簾、石花等景觀千姿百態(tài),還有暗河流水琤琤,奇幻景觀不亞于鄂西南恩施的溶洞。因洞口相距不遠(yuǎn),兩座溶洞很可能連通在一起。據(jù)介紹,曾有專業(yè)探險隊進(jìn)洞考察,一直未探明此洞穴體系。但“封神洞”一名,卻是自古有之。當(dāng)?shù)亓鱾鳎友涝诙磧?nèi)下過棋。

   這類溶洞景觀,目前在馬欄河北岸尚未發(fā)現(xiàn)。據(jù)《青峰志》記述,青峰鎮(zhèn)地形地貌分為三類:中部為馬欄河河谷平壩;南部為沉積巖區(qū),以石灰?guī)r為主,澗深谷幽,屬構(gòu)造侵蝕地形;北部山地多系武當(dāng)群變質(zhì)巖形成。

   記者又查閱到相關(guān)地質(zhì)資料稱:狹長的青峰盆地與房縣盆地相連,正是青峰斷裂帶殘留的斷裂形態(tài);盆地北緣為秦嶺區(qū)變質(zhì)地層,南部為揚子地臺沉積蓋層。這與《青峰志》的記述基本一致。

   “青峰斷裂帶”仍有許多謎團(tuán)“青峰斷裂帶”究竟是怎么回事?記者就此采訪了中國地質(zhì)大學(xué)鄢志武教授。

   鄢志武介紹:青峰斷裂帶由著名地質(zhì)學(xué)家李四光命名,是秦嶺褶皺帶與揚子地臺兩大地塊的天然分界線,屬兩大地塊的接合部位。

   青峰斷裂帶有廣義、狹義之分。廣義的青峰斷裂帶貫穿湖北中部,近似東西走向,長度大于800公里。東與“襄(樊)-廣(濟)斷裂”相連,又稱“青峰-襄樊-廣濟(今武穴)”斷裂,延伸至安徽,北為秦嶺-大別造山帶,南為揚子地臺;西經(jīng)竹山縣官渡鎮(zhèn)、竹溪縣豐溪鎮(zhèn),與重慶北部的城口斷裂相接,又稱“青峰-城口斷裂”,構(gòu)成揚子地臺與秦嶺地槽的分界線。

   記者問:“竹山武陵峽是否屬于青峰斷裂帶?”鄢志武認(rèn)為,武陵峽的形成顯然受到青峰斷裂帶的影響,但武陵峽的堵河也有河流自身形成的因素。

   而狹義上的“青峰斷裂帶”,是指房縣青峰山一帶的大斷裂,長約二三十公里。李四光之所以用“青峰”來命名斷裂帶,說明青峰山一帶是斷裂核心區(qū),最具大斷裂的完整性、典型性、系統(tǒng)性。

   近年,房縣青峰鎮(zhèn)-尹吉甫鎮(zhèn)(原榔口鄉(xiāng))一線,發(fā)現(xiàn)越來越多的大斷裂遺跡。青峰山下的馬欄河峽谷,長10.5公里,又稱“青峰大峽谷”,破碎帶100余米寬,發(fā)育有構(gòu)造角礫巖、碎裂巖,兩側(cè)地形和巖性有明顯反差,這是重要的斷裂分界線標(biāo)志。2012年底,青峰山一帶已獲批為省級地質(zhì)公園。

   在鄰近的尹吉甫鎮(zhèn),尹吉甫宗廟后山上,又發(fā)現(xiàn)“天井”等自然景觀,該鎮(zhèn)齊心溝村有幾公里長的“地縫”,初步分析應(yīng)是斷裂帶重要遺跡。

   鄢志武等教授認(rèn)為,青峰鎮(zhèn)、尹吉甫鎮(zhèn)可整體打造成旅游區(qū)。如果從峽谷規(guī)模和江河水的流量相比,青峰大峽谷在湖北省僅次于長江三峽和恩施的清江峽谷。如果從峽谷巖性上比較,青峰山地質(zhì)公園內(nèi)有沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖、一級大斷裂構(gòu)造單元等地質(zhì)遺跡,附近有“中華詩祖”尹吉甫文化遺跡,這些在中國的地質(zhì)公園遺跡組合中,無可比擬,具有非凡價值。且馬欄河中的水生生物種類也有待研究。

   青峰鎮(zhèn)書記戢運斌對記者說,隨著谷竹高速公路全線通車,青峰設(shè)有出入匝道,交通日益便捷,該鎮(zhèn)將招商引資開發(fā)旅游。

   記者還了解到,另有地質(zhì)學(xué)者研究認(rèn)為,房縣青峰山一帶的地質(zhì)斷裂帶,包含4次(期)地質(zhì)構(gòu)造活動,前3次活動為印支-燕山造山運動(約2.5億年至6500萬年前的構(gòu)造運動)的產(chǎn)物,早期殘留構(gòu)造僅在部分地段可見,與現(xiàn)今的斷裂相關(guān)性不大;第4次構(gòu)造活動為喜馬拉雅期(約3700萬年至今的造山運動)構(gòu)造作用的結(jié)果,為現(xiàn)今斷裂的形成期。“青峰斷裂帶”仍有許多謎團(tuán),期待科考人員揭開。本文來源:荊楚網(wǎng)-湖北日報

   
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