西南及邻区高速铁路岩溶工程地质分区研究

我国西南及邻区发育分布有大量的可溶岩,随着中西部高速铁路建设的加大,大量的铁路不可避免的穿越岩溶发育区,岩溶问题给该区域的高速铁路选线及建设带来巨大的挑战。根据多条已建成和在建的岩溶山区高速铁路岩溶工程地质问题,探讨这些地区高速铁路建设所面临的主要岩溶工程地质问题。拟定以地形地貌、气候和高铁主要岩溶问题为主控因素的分区原则,构建高原岩溶区、斜坡过渡带岩溶区、岩溶化平原区等3大高速铁路岩溶工程地质区;在此基础上基于地层岩性、地质构造、岩溶发育程度和岩溶水系统特征为控制因素的分区原则,细分为17个高铁岩溶工程地质亚区。高速铁路岩溶工程地质分区的研究成果,有利于针对西南及邻区不同的岩溶工程地质分区特点,制定相应的高速铁路勘察设计方案,以查明铁路建设遇到的复杂岩溶工程地质问题,拟定相应的工程措施,规避铁路建设的工程风险。     

大瑞铁路保山隧道建设对易罗池岩溶水系统影响研究

大瑞铁路保山隧道为穿越保山盆地和怒江峡谷间的越岭隧道,易罗池泉水为保山盆地西侧边缘岩溶大泉。通过区内地质构造、地层岩性和水动力条件的分析,对易罗池岩溶水系统形成机制进行研究,认为易罗池岩溶水系统沿大宝盖向斜灰岩夹层发育,补给源位于向斜西翼沙河上游朝阳寨一带地表沙河水,沿灰岩夹层管道径流,于易罗池排泄,具一定的承压性,为典型埋藏型岩溶。通过分析保山隧道区与岩溶水间的水力关系,认为保山隧道揭示岩溶管道水可能性较小,隧道施工穿过向斜西翼的灰岩夹层,形成低势面后可能将会对岩溶水系统水压有一定影响,设计和施工在向斜西翼灰岩夹层段采取技术成熟的封堵地下水措施,可有效规避工程风险。     

复杂岩溶区高速铁路减灾选线理论研究

研究目的:岩溶地区既有(高速)铁路建设中时常出现突水突泥、岩溶塌陷、地表失水等灾害,给人类生命财产造成严重损失,对环境造成不良影响,因此有必要从岩溶灾害风险管理角度研究复杂岩溶区高速铁路减灾选线理论,以便完善高速铁路选线理论体系,对岩溶区高速铁路选线工作、防灾减灾具有重要实际意义。研究结论:(1)揭示了复杂岩溶区控制高速铁路选线的岩溶致灾因子及灾害风险类型;(2)创立了复杂岩溶区高速铁路减灾选线理论:在识别岩溶致灾因子、灾害风险的基础上,以"绕避强烈发育岩溶,选择相对安全位置,设置合理工程设施"为指导方针,贯彻执行"先绕避、短通过、抬高程、傍河边、靠既隧、顺坡排、浅覆盖、防崩滑"二十四字减灾选线指导原则,初步选定线路方案;采用以多级模糊综合评价法、风险评估法进行线路方案定量综合比选和风险评估,不断完善线路方案;(3)该研究成果有利于完善铁路勘察设计规程规范,指导高速铁路选线工作,实现"防灾减灾、降低造价、确保安全"的目标。     

抗滑桩桩身缺陷产生原因及预防措施研究

研究目的:在某铁路工程路基挡土抗滑桩施工前期,桩身完整性检测发现部分抗滑桩存在一致性的缺陷,缺陷的特点是在桩体内部形成贯穿整个桩身截面的薄弱层,因此采用声波透射法、低应变反射波法和钻芯法对桩身完整性进行检测,找出缺陷的起因,及时采取预防措施,以指导后期施工,提高抗滑桩质量。研究结论:(1)混凝土品质是形成桩身缺陷最根本的原因,应严格控制原材料质量,提高混凝土品质;(2)当桩体混凝土间断浇筑导致薄弱层时,应首先将泌水排除,搅动混凝土破坏其假凝现象,使其重新恢复流动性,再浇筑混凝土;(3)当桩体混凝土二次浇筑导致薄弱层时,应采用声波透射法或取芯验证法对第一次浇筑的桩体进行完整性检测,确定表面薄弱层的厚度,确保凿毛时将薄弱层全部凿除,并确保表面无积水和杂物;(4)当同一根桩由不同拌和站提供混凝土时,应使用相同的混凝土配合比和原材料,严格控制混凝土及原材料质量,并确保不同拌和站混凝土的相容性;(5)应加强施工过程管理,做好施工前的准备和防护工作,避免因雨天施工、护壁施工质量差出现漏水现象、人为因素等导致产生缺陷;(6)该研究成果可用于指导混凝土抗滑桩施工质量的控制。     

复杂山区高等级铁路选线工程地质的若干问题

为科学地进行复杂山区高等级铁路选线,提出了高山峡谷区重力地质作用与物质运动、地壳形变与断裂活动振动力学、大高差高位铁路选线工程地质以及深埋隧道山体变形与物质运动等与之相关的问题.基于近年来复杂山区新线建设的实践,提出了活动断裂区隧道峒口位置选择与隧道峒口结构工程设计动力学、重力地质强烈发育区桥位选择与评价原则以及桥位岸坡稳定性评价等复杂山区高等级铁路选线工程地质若干新的重大课题.     

不同温降速率下岩石冻融特征研究

研究目的:川藏铁路横穿青藏高原东南缘地形急变带,是迄今为止人类历史上最具挑战性的铁路建设工程之一,在高纬度、高海拔等气候恶劣的地质环境条件下,极端的气温变化极易诱发路基和边坡变形。本文通过开展3种温降速率下干燥与饱水岩石的冻融循环应变试验,研究不同温降速率下岩石的变形特征,分析单次与多次冻融周期的应变-时间曲线、干燥与饱水岩石冻融应变的对比特征以及饱水岩石的冻胀机理。研究结论:(1)干燥岩石在冻融过程中,温降速率越快,在冷缩阶段和热胀阶段微应变变化得越快,3种温降速率下的残余微应变曲线基本一致,随着冻融循环次数的增加呈线性上升趋势,冷缩变形与热胀变形也随着冻融循环次数的增加而增大;(2)饱水岩石在冻融过程中,温降速率越快,残余微应变越大,微应变曲线上升越明显,冻胀幅度与融缩幅度也相应越大,且两者随冻融次数增加的变化规律大致相同;(3)通过干燥与饱水岩石冻融应变特征的对比分析可知,温降速率是影响孔隙中水冰相变的一个重要因素,结合对不同温降速率下饱水岩石冻胀机理的分析,归结出与试验结果相吻合的变形规律;(4)本研究结果可为寒区铁路工程中岩体变形规律的认知提供参考。     

大瑞铁路大保段主要工程地质问题及地质选线

研究目的:在建的大瑞铁路位于怒江、澜沧江、金沙江3条大江并流的横断山地区,地形地质条件极为复杂。通过认真总结位于横断山地区的大瑞铁路大理至保山段地质选线技术,对地形地质条件相似的国家铁路网规划中拟建的滇藏、川藏等铁路建设具有一定的借鉴意义。研究结论:大瑞铁路大保段地处印度板块与欧亚板块相碰撞缝合带附近。区内地形地质条件极为复杂,活动断裂、地震灾害、崩塌、滑坡、泥石流及高温热水构成了控制线路方案的主要工程地质问题。在充分总结汲取西南山区深切河谷与活动断裂带铁路地质选线经验的基础上,提出了大保段地质选线定线技术原则,选取了地质条件具有优势的北线方案和霁虹桥桥位方案跨澜沧江。     

成都至都江堰铁路工程地质勘察

成都至都江堰铁路是中国首条时速200km城际无砟轨道铁路,对沉降控制要求极其严格,特别是首创了具有自主知识产权的CRTSⅢ型无砟轨道、时速200 km无砟轨道桥梁、地铁与城铁同台换乘等新技术,对工程地质勘察工作提出了更高的要求。通过认真探索、研究、总结,地质勘察中有针对性地选用综合勘察方法、先进的勘探技术和工艺,查清了沿线的工程地质与水文地质条件,为成都至都江堰铁路工程优质、按期、安全、经济的建成创造了有利条件。