复杂山区铁路“空天地内信”勘察技术研究

研究目的:伴随我国西部大开发、"一带一路"、"高铁走出去"等重大工程战略的深入推进,我国西南部以及跨境长大区域复杂山区环境下的各类轨道交通项目越来越多。为应对复杂山区铁路工程勘察技术挑战,获取更加详细的勘察信息和资料成果,提高山区铁路勘察工作效率和精度,构建"空天地内信"综合勘察技术体系,并研究不同勘察手段的适用条件、优缺点,为同类工程建设提供技术支持。研究结论:(1)提出了"空天地内信"一体化综合勘察技术体系,构建了更加系统的复杂山区勘察解决方案:"空""天""地""内""信"不同勘察方法的技术要点和适用条件各有侧重;(2)提出了"空天地内信"一体化综合勘察工作流程,满足山区铁路勘察需求;(3)结合铁路工程不同类型工点的勘察要求,提出有针对性的勘察方法;(4)"空天地内信"一体化综合勘察方法,可广泛应用于艰险复杂山区铁路勘察,并可拓展至公路、民建等工程项目中。     

我国高铁复杂岩溶勘察成套技术国际领先

正63月25日,"高速铁路复杂岩溶勘察成套技术及应用"项目成果通过鉴定,标志着我国在破解喀斯特地貌区铁路建设难题上取得新突破。当日,"高速铁路复杂岩溶勘察成套技术及应用"项目成果鉴定会在成都召开。经中国岩石力学与工程学会组建的鉴定委员会一致评定,由中国中铁二院工程集团有限责任公司、成都理工大学、中国地质科学院岩溶地质研究所、中国铁路经济规划研究院共同完成的"高速铁路复杂岩溶勘察成     

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。     

黔张常铁路岩溶区水文地质选线研究

研究目的:黔张常铁路岩溶区水文地质选线通过采用多阶段、多方法、先进有效的综合勘察技术,全面系统地对岩溶区复杂岩溶形态及岩溶水发育特征进行研究,查明岩溶和岩溶水的发育特征及分布规律,提出岩溶区水文地质选线原则,确定重点工程设置的位置、高程,最大限度地识别、评估、规避工程建设和运营风险,从而指导线路选线和设计。研究结论:(1)黔张常铁路通过可溶岩段落长约155 km,受夷平面、岩性、构造等影响,岩溶水的分布具有不均一性,根据岩性、暗河、岩溶泉的分布划分了地下水类型及富水程度;(2)通过遥感、水文地质调查、示踪试验、水量监测等综合勘察手段,查明了岩溶个体形态及岩溶水的分布特征;(3)根据岩溶及岩溶水分布特征与发育规律的研究,确定了水文地质线路选线原则,为隧道高程设置、线路走向提供了科学依据;(4)本文所述的水文地质选线工作内容及方法可为岩溶地区勘察设计提供参考依据。     

高速铁路隧道岩溶灾害及防治关键技术研究

为总结高速铁路隧道岩溶灾害及其防治关键技术,结合沪昆高铁、重庆枢纽及成贵高铁的典型实例,分别从综合超前地质预报、深埋隧道高水压富水区综合防控、强岩溶化洞段围岩成套加固和隧底大(巨)型溶洞跨越4个方面对目前高速铁路隧道岩溶中涌水突泥、强岩溶化洞段围岩失稳及隧底大(巨)型溶洞三类灾害的致灾机理及防治技术进行总结和分析。结果表明:(1)综合超前地质预报是预防岩溶隧道涌水突泥灾害发生的有效手段;(2)对高速铁路岩溶隧道高压富水区,可采用超前帷幕注浆、径向注浆堵水的综合防控技术;(3)强岩溶化洞段可采用圬工回填、钢管群桩、微型桩、旋喷桩等围岩加固技术;(4)对岩溶隧道底大(巨)型溶洞,可采用空心柱混凝土回填、桥梁跨越、桩基框架结构、桩筏结构等综合处理技术。     

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。     

我国掌握了高铁复杂岩溶“空、天、地”一体化勘察技术体系

正中铁二院工程集团有限责任公司于200 1年起,联合成都理工大学、中国地质科学院岩溶地质研究所、中国铁路经济规划研究院等单位成立课题研究组,依托地质构造复杂的渝怀铁路圆梁山深埋特长岩溶隧道,武广、渝利、贵广、沪昆、云桂等高速铁路的长大岩溶隧道,通过西南及邻区干线铁路,以及近年来高速铁路勘察设计和建设实践,在2 600 km岩溶高速铁路项目的推进中,共同探索出了高速铁     

地震波CT技术在高铁岩溶勘察中的应用

在岩溶发育区域进行高铁地质勘察工作时,为了解决传统的钻探勘察方法周期长、成本投入高等问题,基于跨孔地震波CT成果和钻探成果进行综合分析,得出了可靠的勘察资料。研究表明,(1)将地震波CT技术应用于沪昆高速铁路桥梁工程的桩基勘察中,岩溶结果符合率达到75%以上;(2)采用该方法可以快速揭示岩溶发育区域的地层情况,弥补了钻探勘察周期过长的不足;(3)综合分析地震波CT和钻探勘察成果,认为该墩台处存在较大的古岩溶槽;(4)受被探测岩土体空间赋存条件的限制,后期需要结合钻探成果进行二次或多次复解,以提高解译成果的可靠性。     

贵广铁路坪山隧道岩溶发育情况分析

研究目的:通过对贵广铁路坪山隧道勘察与施工期间揭示的岩溶现象,分析该隧道岩溶发育情况及特点,提出地质勘察使用的勘察方法及施工阶段的工程措施意见,对类似地质条件的工程的勘察与施工提供一定的参考。研究结论:(1)线路尽量绕避岩溶强烈发育区,若无法绕避,线路应尽量远离典型岩溶微地貌单元区;(2)勘察时须充分利用区域地质资料开展大范围地质测绘,采用综合勘察手段进行隧道工程地质勘察,基本查清地表各种岩溶形态发育位置、高程、与线路关系等,有针对性布置勘探点及物探段落核实岩溶发育情况;(3)对于地下暗河附近的岩溶隧道,应充分调查研究暗河空间位置形态,分析暗河成因及特点,类比推测暗河对隧道洞身围岩稳定性的影响;(4)施工时可采取洞周超前预报、基底地质雷达探测及洞底地质钻孔相结合的方式进行。     

芜铜铁路狮子山站岩溶塌陷路基勘察与整治研究

研究目的:近年来,由于各种地质环境问题,岩溶地区既有铁路路基时有岩溶塌陷现象发生,严重影响铁路运营与行车安全。本文为解决此类工程地质问题,通过踏勘、工程地质测绘调查、物探、钻探等综合勘察手段,对既有芜铜铁路狮子山站岩溶塌陷路基病害进行综合分析,为病害路基整治提供依据。研究结论:(1)在现场复杂的环境条件,可采用综合勘探技术获得可靠的地质资料;(2)当停止抽水后岩溶地面塌陷仍将断续发生,这种"滞后效应"的存在应引起相关人员的足够重视;(3)经过整治后的运营实践,证明本文所用勘察整治方法正确有效,效果显著,本文研究成果对类似的岩溶路基整治工程有很好的借鉴作用。     

岩溶地区修建客运专线勘察及设计对策研究

研究目的:宁安高铁地处长江以南丘陵地区,湖塘密布,地质条件复杂,铁路沿线可溶岩分布范围较广,碳酸盐岩分布的地段均有岩溶发育,溶蚀现象明显,岩溶发育程度多为中等发育和强烈发育,溶洞多呈串珠状,高铁建设面临的难题是如何有效查明自然地理和地质情况,根据溶洞发育程度,选择适宜的路基、桥梁方案,并做好结构沉降控制。基于此,本文开展岩溶地区勘察勘探方法及对应的结构物设计方案研究,从而保证设计的可靠性。研究结论:(1)岩溶地区勘察应精细调查分析,超前谋划组织,科学管理实施,宜采用钻探取芯试验、地震CT法和管波物探等新技术进行综合勘探,查明岩溶地段岩溶发育和分布情况;(2)岩溶强烈发育地段,考虑工程处理难度及费用,建议有条件情况以桥代路通过;(3)岩溶地段路基宜根据"先探后灌、探灌结合"的原则进行注浆动态设计;(4)岩溶区桥梁桩基础宜根据逐桩钻探资料,布置桩基基础展布图,桩基础需要穿透溶洞,支撑于底部稳定的基岩上,采用不等长桩设计;(5)本研究成果可为岩溶地区地质勘察勘探及结构物地基设计提供理论指导和科学依据。     

遥感技术在蒙华铁路地质勘察中的应用研究

研究目的:蒙西至华中地区铁路通道工程浩勒报吉至三门峡段风沙、煤窑采空、黄土滑坡、崩塌等不良地质发育,同时沿线地貌类型复杂,沟壑纵横,大范围地面调绘工作开展困难。为优化地质调绘方法,提高不良地质勘察效率和质量,研究利用遥感判释技术进行沿线不良地质勘察。研究结论:(1)研究采用高分辨率遥感和三维遥感技术相结合的方法,进行沿线不良地质遥感判释,查明了沿线不良地质分布特征;(2)划分出沿线毛乌苏沙漠区风沙分布特征,识别出煤窑采空分布范围,判释出270余处黄土滑坡和崩塌,判释准确率高于85%;(3)高分辨率遥感和三维遥感技术的综合应用可满足多类型不良地质勘察的需要,为地质选线提供了直接参考;(4)该研究成果可应用于艰险山区长大线路工程不良地质勘察工作。     

综合勘察与分析法在某特大桥中的应用研究

研究目的:某特大桥位于构造缝合带,断裂发育、地震烈度高、地质条件极为复杂,岸坡稳定性、危岩、崩塌、落石等重大地质问题突出。“地”类勘察方法具有直观性强、精度高的特点,但受场区气候恶劣、海拔高、高差大、地势陡峭等因素影响,在某特大桥艰险地段实施难度大、安全风险高;两岸临江侧地形陡峭,无法开展地面勘察。针对桥址区环境特点及地质条件,需要引进新技术与地面手段相结合形成新型综合勘察与分析技术,以查明桥址区工程地质及水文地质条件,尤其是岸坡稳定性分析所需的岩体结构面、边坡卸荷带特征。研究结论:(1)采用“天空地”一体化的综合勘察方法解决了某特大桥现场众多勘察难题;(2)“天”类、“空”类、“地”类勘察成果吻合性好;(3)综合勘察与分析方法可以提高复杂地形、地质条件下的勘察精度和准确度;(4)综合勘察与分析方法在某特大桥中得到了应用与验证,可以在类似桥梁工程中推广应用。     

城市轨道交通岩溶施工勘察方法应用研究

为了提高复杂城区环境条件下岩溶勘察的效率和精度,为城市轨道交通工程建设工作消除地质灾害隐患,依托大连某地铁岩溶补充勘察项目,采用微动、高精度瞬变电磁、跨孔弹性波CT及钻探方法对岩溶发育情况进行综合研究分析。首先采用微动、高精度瞬变电磁方法进行岩溶普查;在圈定的岩溶异常靶区内,有针对性地布设验证钻孔,并采用跨孔弹性波CT进行岩溶空间结构精细探查。研究结果表明:微动和高精度瞬变电磁在城区复杂环境具有较好的适用性,对岩溶具有较高的探测精度,解译的岩溶异常形态与钻探揭示的岩溶发育情况吻合率达到72.7%,说明本次岩溶综合勘察方案设计合理,可在其他城市轨道交通岩溶勘察中推广应用。     

四川盆地高速铁路勘察工程地质分区研究

研究目的:位于四川盆地的成渝地区正在推进双城经济圈多层次轨道交通的规划建设,四川盆地又被称为“红层盆地”,其特殊的工程地质和水文地质条件给铁路尤其是高速铁路建设带来诸多挑战,本文根据建成和在建的多条四川盆地高速铁路建设面临的主要工程地质问题,以期厘定面向四川盆地高速铁路勘察的工程地质分区。研究结论:(1)基于“区内相似、区际相异”的原则,建立了以区域工程地质条件和主要工程地质问题为影响因子的四川盆地工程地质分区原则;(2)构建了面向四川盆地高速铁路勘察的五大工程地质区,厘清了各大分区周界范围、主要工程地质条件与问题、减灾选线控制因素、勘察重难点等;(3)工程地质分区有利于根据分区特点采取更有效的勘察方法,制定更具有针对性的勘察方案,从源头规避地质风险,实现精准勘察目标;(4)本研究成果对后续四川盆地高速铁路勘察设计工作具有指导意义和推广应用价值。     

Ⅰ类轻型无人机在铁路地质勘察中的应用与展望

在分析探讨国内无人机飞行法律法规的基础上,将Ⅰ类轻型无人机应用于广湛高铁的遥感地质勘察中,降低野外地质人员的安全风险,提高勘察精度和工作效率。研究表明:(1)Ⅰ类轻型无人机具有无须申请空域、培训费用低、费效比高等特点,其购置培训成本仅为Ⅱ类专业级无人机的9.8%～29.5%;(2)Ⅰ类轻型无人机能够满足中低山地区大中型不良地质体的遥感勘察任务,有助于进一步推进"空天地一体化"勘察手段的普及和应用;(3)建立"高低搭配、合成高效"的三级无人机梯队,能够实现对各类不良地质体遥感解译的全覆盖和高费效比。     

电气化接触网土建接口工程

<正>电气化铁道接触网与线路、轨道、站场、桥梁、隧道、高架站房结构、综合检修基地等土建专业均存在复杂精细的接口工程。接触网的接口施工,是高速铁路运行可靠保证的关键工程之一,应严格控制管理各阶段相关接     

成贵铁路岩溶特征及线路选线

研究目的:成贵铁路途经云贵川三省,可溶岩占研究区总面积的55%,段落总长197 km,沿线地表岩溶塌陷、溶洞、暗河等岩溶形态发育,规模普遍较大。为保障铁路施工及运营安全,以及为线路方案及工程设置选择提供依据,勘察需查明线路各方案的岩溶发育情况。研究结论:(1)研究区可分为3个区(四川盆地边缘褶皱带区、四川盆地-云贵高原过渡带区、云贵高原区)、4种不同的岩溶体系(栖霞茅口组岩溶体系、水平缓倾层间岩溶体系、倾斜岩层岩溶体系、倾伏褶曲封闭式岩溶体系);(2)通过不同水文地质单元、体系内岩溶发育环境的差异研究,找出岩溶发育的薄弱区及发育高程,使线路平面及竖向上得以最大程度绕避岩溶;(3)通过岩溶发育情况及岩溶水的量化研究,为线路方案选择、工程治理可行性提供了依据;(4)本研究成果可为岩溶区铁路、公路、地下工程、深基坑(井)勘察设计提供参考。     

长沙地铁越江隧道穿越岩溶地层关键技术研究

研究目的:长沙地铁3号线阜埠河站-灵官渡站区间是穿越湘江及江中橘子洲的越江隧道区间,江底存在不同程度的岩溶发育区,工程及水文地质条件复杂,实施难度大。长沙地区尚无越江隧道长距离下穿江底岩溶强发育区先例,为解决复杂岩溶水底隧道穿越技术,降低施工风险,实现隧道穿越水下岩溶地层,本文对复杂岩溶水底隧道关键技术体系进行研究,以期为类似工程建设提供借鉴。研究结论:(1)对于越江隧道,通过确定合理过江线位方案,绕避岩溶区,能有效地减小岩溶穿越区距离,降低工程风险;(2)岩溶区越江隧道采用泥水盾构掘进工法,工程风险更为可控;(3)对于岩溶处理平台采用水上钢平台,能有效地减小岩溶处理产生的环境影响;(4)岩溶注浆处理通过制定合理注浆方案、注浆参数,保证溶洞处理效果并控制投资;(5)盾构掘进过程需合理控制,工筹安排应结合试验段开展,精细化控制盾构掘进过程;(6)本文关键技术体系对其他同类地层隧道施工具有一定借鉴作用。     

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。