煤层采空区铁路工程地质综合勘察技术研究

研究目的:在高速铁路、客运专线和铁路路网配套建设中,线路经过地段往往难以绕避一些时间久远、分布无规律且地面痕迹不明显的小煤窑等古老采空区。此类采空区对铁路建筑物的危害极大,如何准确地查明其空间位置、塌落、回填和充水情况、残留的有害气体成分和分布情况等,一直是困扰铁路工程地质勘察的一大难题。本文以赣龙复线铁路小密隧道出口段为工程实例,采用综合勘察技术查明采空区复杂的工程地质条件,取得合理的岩土参数,为采空区加固处理设计提供可靠依据。研究结论:(1)采用地质调绘、综合物探、结合必要的地质钻探、综合测试,并通过综合分析、研究等综合勘察技术可准确查明采空区复杂的工程地质条件,取得合理的岩土参数;(2)小密隧道施工已近四年,经施工验证,采空区地质勘察成果与实际地质条件相当吻合;(3)提出了铁路工程采空区综合勘察存在的问题和相关建议;(4)本研究结论可为类似采空区工程地质勘察提供一定的指导和参考。     

公路工程下伏煤矿采空区物探方法研究

研究目的:煤矿采空区是制约公路工程建设的瓶颈因素之一,采空区的探测是亟待研究和解决的工程科技难题。采空区具有隐伏性强、空间分布特征规律性差等特点,给公路工程带来较大安全隐患。物探方法是探测采空区的有效手段。本文结合工程实践,对煤矿采空区物探方法进行探讨,旨在为类似工程提供借鉴和参考。研究结论:(1)利用瞬变电磁法、地震反射波法、活性炭测氡法探测煤矿采空区是可行和有效的;(2)由于采空区自身的特殊性和地球物理方法的局限性、多解性,单一物探方法往往对地质异常体很难定性,采取多种方法相结合的综合物探技术显得尤为必要;(3)采空区勘察应采用资料搜集、地质调绘、物探、钻探等综合勘察手段,以达到相互补充、相互验证的目的;(4)实际应用效果表明,综合物探技术已成为解决煤矿采空探测的首选技术,能够较准确地圈定煤矿采空区范围,从而为公路采空区勘察及工程选线、采空区处治提供依据。     

郑西客运专线渑池至灵宝段地质综合勘察技术

研究目的:郑西客专线为中国第一批建设的无砟轨道客运专线,其中渑池至灵宝段为越岭段,地形起伏大,沿线分布煤矿采空区、滑坡等不良地质;分布人工弃土、深厚湿陷性黄土层等特殊岩土。对彻底查清沿线地质条件,取得合理岩土参数对客运专线建设具重要作用。研究方法:本段地质勘察过程以系统论和控制论的方法为基础,制定合理的勘察方案;合理选择勘探测试方法,对重要对象采用多种方法对比勘察。本文总结了本段地质勘察采用的方法及综合运用技术。研究结果:本段地质勘察工作已于2005年结束,勘察成果通过了相关审查鉴定。研究结论:郑西客专线开工建设至今已近二年,经施工验证,地质勘察成果与实际地质条件相当吻合。     

有序波前重建法在铁路勘察中的应用研究

研究目的:采用常规手段勘察困难或效果不佳的、埋深较大(15~100 m)的各类采空区和岩层,构造组合复杂的不良地质的勘察问题。研究方法:结合铁路工程中的煤窑采空区、断层破碎带勘察和隧道围岩完整性评价等方面的工程勘察,采用有序波前重建法进行井中地震CT计算,分析评价有序波前重建法的使用效果。研究结果:应用取得了较好的勘察效果,煤窑采空区、断层和公路隧道等勘察目的体在CT图像上均有明显的反映。研究结论:采用有序波前重建法进行井中地震CT计算,可以解决采用常规手段勘察困难或效果不佳的、埋深较大(15~100 m)的各类采空区和岩层,构造组合复杂的不良地质的勘察问题。     

测氡技术在铁路采空区勘察中的应用研究

针对地形条件复杂、车辆振动及输电线等干扰因素较多地区对常规的地震、电磁类勘察方法受影响较大,采空区勘察精度不高的难题,将测氡技术引入铁路工程采空区勘察中。通过现场实验发现采空区有明显氡气异常反映,但不同类型采空区的异常反映有所不同,覆盖层中氡气分布对采空区的氡气异常有所影响,建立了覆盖层氡气浓度背景场值确定方法,提出不同类型采空区的氡气异常判释标准。实践表明,测氡法是一种有效的采空区勘察技术,在上述地区可以弥补地震、电磁类勘察方法受干扰严重的不足。     

金塘海底隧道工程地质综合勘察技术研究

甬舟铁路金塘海底隧道水下地形及海况复杂，具有高水压、长距离穿越软硬不均土岩复合地层和深厚第四系松软地层等地质特点，其工程建设标准高、规模大、工程风险高，对勘察精度要求高。为实现土岩复合地层的精细化勘察、准确获取海底地层参数和提高测试试验精度等目的，采用海上测绘、物探、机动钻探、静力触探及岩土测试与试验等综合勘察手段，详细查明了隧址区工程地质与水文地质特征，对海底盾构隧道的综合勘察技术进行探索研究。研究结果表明，基于短基线定位系统的侧扫声呐技术可显著提高海底地形测量精度；多道三维地震反射物探技术可实现复杂海域软硬不均土岩复合地层、基岩弱风化面起伏大及构造发育等复杂工程地质的精细化勘察，其丰富的三维物探数据可实现高效、高精度三维地质表达，为综合地质分析与勘探优化布置提供依据；利用自升式海上勘探作业平台，验证了静力触探技术对海域第四系地层勘探的适应性和参数获取的可靠性；宜根据海域环境、勘探测试需求等，优势互补选取海上勘探作业平台。     

铁路煤矿采空区综合物探技术研究

研究目的:结合我院近年来对采空区的勘察经验,对采空区综合物探方法进行系统的讨论和总结,提出铁路采空区综合物探工作模式,以有效指导今后的采空区勘察工作,优选适宜的综合物探技术,发挥其高效、经济等技术优势,提高地质勘查精度,为高风险采空地区铁路设计和施工安全提供重要支撑。研究结论:(1)工程物探现已成为解决采空区铁路工程地质问题的首选技术,在调查基础上,对疑似采空区路段物探工作,可用物探结果指导钻探布置;(2)通过研究总结,提出了综合考虑地形、采空区埋深及物探方法适宜性等条件下的采空区勘察综合物探模式;(3)勘察中优选适宜的综合物探技术,清晰揭示了采空区的不良地质体;(4)本研究成果可为采空区铁路、公路、工民建勘察设计提供借鉴。     

铁路采空区工程地质勘察及稳定性评价

研究目的:采空区已经成为影响铁路方案的重要不良地质因素,因其工程地质条件非常复杂而对铁路工程稳定性具有重要影响。当铁路穿越采空区时,通过采用综合工程地质勘察方法及运用铁路保护煤柱方法,评价其对铁路的影响,为铁路安全边界范围确定及采空区加固处理设计提供可靠的依据,进而满足铁路工程的沉降控制要求。研究结论:(1)铁路采空区勘察在充分利用煤矿采掘资料的基础上,通过采用物探及钻探的方法进行详细勘测,相互验证,相互补充,综合确定采空区的边界范围;(2)根据勘察揭露煤层埋藏深度,利用空间几何关系,得到煤层的产状;(3)通过综合勘察成果,采用铁路保护煤柱的设计方法评价铁路的稳定性及其安全边界范围,对采空区安全边界范围内采用注浆加固处理,能够满足铁路沉降控制要求;(4)本文可以为类似采空区工程地质勘察及稳定性评价提供一定的指导及参考。     

西南某铁路特大桥综合勘察认识

研究目的:地质地形环境复杂时,特大桥应综合利用适宜的勘察方法.本文以西南某铁路特大桥为例,分析和对比各种勘察方法及其成果运用,以得出对复杂地质条件下特大桥勘察过程中确保勘察精度的认识.研究结论:复杂地质地形条件下,特大桥勘察应以现行规范为依据、地质调绘为基础,采用多种勘察方法与手段,互为补充、相互验证,通过综合分析,判断岩土层及构造发育特征、确定岩土参数、对场地及基础方案进行评价.     

黔桂线地质选线特点及实例

研究目的:黔桂线所经地区地形、地质极其复杂,根据新的技术要求和技术标准,结合沿线复杂地形、地质情况,在可研、初步设计等阶段,对一些重点方案重新进行了综合地质选线.如金城江～纳朝段线路方案比选,纳朝至大山绕避采空区线路方案比选等,作者希望通过对这些工作的回顾和总结,能对不良地质地区,特别是岩溶、软土等地区扩能改造的选线工作提供借鉴和帮助.研究结论:经过大面积、多方案比选研究,并在岩溶、软土等地区贯彻地质选线的原则,如绕避采空区,绕避软土地区等,改善了线路条件,消除了施工、运营安全隐患,取得了良好的社会、经济效益.     

协同设计技术在大型交通勘察设计企业的应用探讨

研究目的：研究协同设计技术，提出交通勘察设计企业为提高勘察设计效率和质量应采取的对策。 研究方法：分析协同设计在大型交通勘察设计企业应用的必要性，以及国内外协同设计的现状，结合协同设计技术的发展趋势，探讨了交通工程勘察设计项目协同设计的方法。 研究结论：交通勘察设计企业的协同设计宜采用逐步推进的方式，可分4步，即：（1）利用现有网络及相关资源搭建一个简单的协同设计平台，按照“松散型协同”方式开展设计，摸索适合自身的工作模式；（2）结合各自特点梳理基于文件级协同的需求，建设实用性强、技术性能好、集成性高、应用方便的协同设计平台系统，并开展设计；（3）以主导专业应用软件为基础，制定与其他专业的数据接口标准，并形成集成化软件，实现不同专业间设计规程的集中管理和数据的交流、传递；（4）引入BIM，制订完整的数据标准，在三维设计的环境下开展协同设计，实时传递信息。     

玄武岩隧道综合地质勘探经验及问题探讨

研究目的:以大理至丽江铁路禾洛山隧道为例,针对玄武岩差异风化特殊的工程地质性质,对综合地质勘探技术,特别是综合物探技术进行研究,目的是评价该隧道的整体工程地质条件、预测地质风险并指导隧道施工。研究结论:(1)根据物探资料,综合异常形态、视电阻率值及其梯度值大小,可以对低阻异常进行分类。(2)Ⅴ、Ⅳ和Ⅲ类物探异常分别对应Ⅴ级围岩、Ⅳ级围岩和Ⅲ级围岩;但是,开挖资料表明,仅依据物探资料难以区分Ⅳ级和Ⅴ级围岩,存在混判两种围岩级别的问题。(3)由于玄武岩的特殊工程地质条件,必须进行综合地质勘探,特别是进行物探,才能比较客观地评价隧道的工程地质条件,正确地指导施工。     

面向铁路行业三维场景快速构建一体化技术研究

研究目的:三维GIS技术已在数字城市等领域取得成功应用,铁路行业对其应用需求也日益强烈,相关科研工作也取得了一定的突破,但仍未实现广泛和成功的应用,其主要原因之一是:如何快速、精确构建面向铁路行业呈长距离带状分布的精细三维场景,为其提供一个开展三维应用的数据支撑平台.研究结论:(1)提出了一套面向铁路行业的三维场景快速构建一体化技术;(2)研发了一套三维GIS平台和一系列软件工具;(3)通过在中老铁路三维设计工作中的成功应用,验证了技术体系的可行性,为铁路行业三维GIS应用探索了一条可供选择的解决方案.     

基桩完整性检测技术问题的探讨

研究目的:铁路客运专线建设标准高,技术、质量要求严格,需要对桩基工程质量的快速检测技术进行研究总结,提高检测质量与效率。研究结果:从影响基桩质量检测结果的技术人员素质、方法选择、过程操作、管理等方面,提出了较合理地解决基桩完整性检测常见问题的技术方案。     

深厚压缩层地基条件下路基沉降控制

研究目的：无砟轨道在客运专线铁路建设中已经成为主要轨道形式,深厚压缩层地基条件下路基沉降控制是无砟轨道客运专线建设中遇到的关键技术难题。迫切需要通过研究确定深厚压缩层地基条件下适合较高路堤无砟轨道铁路技术特点的经济合理、技术可靠的沉降控制方案。研究方法：结合京津城际轨道交通工程试验段路基沉降控制设计,通过技术、经济论证,确定合理的设计方案。研究结果：由于深厚压缩层地基条件下较高路堤高标准沉降控制成本相对较高,常规设计中一般要增加工程成本的支挡结构反而成为节省工程投资的手段。研究结论：在深厚压缩层地基条件下较高路堤高标准沉降控制设计中引入支挡结构,可以在提高沉降控制可靠度的前提下节省沉降控制成本、节约工程用地、美化工程环境。     

隧道掘进钻爆法施工技术的进步和发展

研究目的:探讨我国的隧道工程钻爆法施工技术的进步和发展。研究方法:通过对隧道爆破的历史成就、技术特点、关键技术和持续发展等方面的阐述来表述我国的隧道工程钻爆法施工技术的进步和发展。研究结论:我国的隧道工程钻爆法施工技术经历了跨越式的技术进步,取得了卓越的技术效果,隧道爆破安全状况有了较大的改善。空前的隧道建设速度和规模,正在挑战隧道爆破施工独头掘进的极限能力。运用现代计算机技术着力开发隧道爆破设计计算机程序软件,提高隧道爆破专业化队伍的管理水平,促使我国的隧道工程钻爆施工技术会更进一步提高。     

客运专线铁路隧道行车的舒适性、安全性及其工程措施探讨

研究目的:根据《中长期铁路网规划》,我国规划修建的客运专线铁路隧道将超过1 000 km,本文以“安全、优质、高效”地建设好客运专线铁路隧道为目标,着重研究、探讨了客运专线铁路隧道工程建设的有关技术措施。研究方法:以满足客运专线高速行车的舒适性和安全性为切入点,分析了客运专线铁路隧道的工程和结构特点,从缓解空气动力学效应,确保隧道结构的耐久性和大断面隧道施工安全等方面,阐述了客运专线铁路隧道具体的工程建设措施。研究结果:与常速铁路隧道相比,客运专线铁路隧道具有其显著的工程和结构特点,建设过程中,必需在借鉴以往工程经验的基础上,不断总结、完善,形成具有其技术特色的措施。研究结论:合理设置隧道断面和结构形式,加强隧道底部仰拱和填充混凝土结构,确保复合式衬砌隧道结构的耐久性和适应超大断面隧道的工程特点,坚持信息化施工原则等,是做好客运专线铁路隧道建设的技术关键。     

多媒体技术在铁路设计领域中的应用研究

研究目的:为了生动、形象、高效地完成多媒体技术应用,解决多媒体技术在铁路设计领域中的关键性技术开发运用问题,创作大量而出色的多媒体产品。研究方法:从多媒体技术的构成和特点出发,结合铁道第三勘察设计院集团有限公司实际,分析多媒体技术的应用研究与关键技术开发运用情况。研究结论:采用多媒体数据库技术,能最大限度共享既有多媒体产品的基础数据,避免部分多媒体基础元素重复制作过程,极大地提高了制作效率,还可确保多媒体产品与资料的安全与可靠;将高质量计算机视频技术引用到多媒体技术应用之中,可解决计算机多媒体制作与数字视频制作的综合处理技术,将计算机多媒体制作中良好的工程图处理能力与数字视频的影像处理能力科学化地综合起来,可实现高质量工程数字视频产品的制作;大容量视频数据存储技术主要用来解决视频数据的存储和再利用问题,从而形成自己的多媒体管理系统。根据实际需求和现有设备状况,分为在线和离线相结合的存储模式。     

浅谈长大深埋隧道工程地质勘察中地质对物探的配合

研究目的:长大深埋隧道的出现向传统的工程地质勘察方法提出了新的挑战,以大地电磁类为主的深层物探方法给这一问题的解决提供了有利地支撑。地质资料是物探解释的基础,没有地质和物探的密切配合很难取得良好的物探效果。本文研究的目的通过人员配备建立一种工作机制以提高物探工作水平,进而提高长大隧道勘察质量。研究方法:结合工程实践,总结以往地质与物探不同配合模式的特点,以不同配合方式下物探成果的质量为标准,进而对长大复杂隧道的地质勘察推荐出一种地质人员全过程配合物探的工作模式。研究成果:总结了不同阶段地质配合物探的工作内容,并对地质人员全过程配合物探工作这一方式的工作方法和工作内容做了详细论述;结合工程地质勘察的阶段要求,提出了不同勘察阶段物探工作原则、工作深度和应采用的物探手段。研究结论:长大深埋隧道的工程地质勘察,只有在综合勘探中大力推广高水平的物探,再辅以专职地质专业人员的全过程密切配合,才能取得良好的效果。     

铝合金桥梁发展的研究与探讨

研究目的:随着金属铝冶炼技术发展以及铝合金材料性能的不断提升,铝合金材料在桥梁工程中的应用越来越广泛。为了促进铝合金桥梁的应用,对铝合金桥梁的发展进程以及特性进行研究。研究方法:通过对国内外已建造的铝合金桥梁的结构介绍和使用情况分析,探讨铝合金桥梁的优、缺点。研究结论:虽然铝合金材料成本较高,但因其强度-重量比高、易于装配、耐久性好、养护费用低。通过合理设计,将具有良好的应用前景。