川藏铁路对工程地质提出的挑战

川藏铁路对国家西部大开发战略和西藏经济社会发展具有重大战略意义,然而作为世界铁路史上最难修建的铁路工程,其施工建设与长期运营面临许多重大科学与工程技术问题,其中地质安全风险问题最严峻。基于地球系统科学思想对川藏铁路穿越的青藏高原廊道面临的工程地质问题进行系统分析,认为在板块挤压、高原隆升、气候变化和工程扰动等内外动力作用下,川藏铁路廊道地壳浅表部发育一个由构造变形圈、岩体松动圈、表部冻融圈和工程扰动圈组合成的松弛变动圈,它们影响和制约着铁路工程的区域地质体、工程地质体、工程岩土体和工程结构体的稳定性,孕育和控制着重大地质灾害的发生和链生演化。据此确定工程地质面临着十大挑战,工程背后的核心科学问题是板块碰撞带–地表圈层相互作用致灾机制。由此提出板块挤压驱动下区域地质体稳定性与重大灾害群发机制、高原隆升驱动下工程地质体稳定性与重大灾害形成机制、气候变化驱动下工程岩土体稳定性与重大灾害链生放大机制、工程营力驱动下工程结构体稳定性与重大工程灾变响应机制和复杂艰险环境下重大工程灾害风险预测与防控等5个重点研究方向。川藏铁路是探索重大绿色廊道工程的工程地质与灾害地质科学难题和人地协调理论的难得优质研究基地,研究成果会对全球类似重大工程的地质安全研究起到示范引领作用。