崩塌滑坡灾害对川藏铁路康定—昌都段选线的影响

线路选线是铁路工程设计与建设中一项关系到全局的总体性工作,线路走向是否合理,直接关系到铁路本身的工程投资和运营效果。地质灾害是影响铁路选线最重要的因素。通过滑坡崩塌灾害对线路的影响分析,可最大限度避免线路经过严重地质灾害地段,规避重大工程风险。通过对川藏铁路康定—昌都段沿线崩塌滑坡灾害调查和量测,结合遥感解译成果,主要考虑沿线崩塌、滑坡灾害的影响,给出关键区段、节点的铁路地质选线策略,对比规划线路,提出基于崩塌滑坡灾害影响的建议线路。     

基于滑坡危险性区划的山区铁路规划选线方法

在铁路工程设计中选择合适的评价方法对线路设计方案进行比选分析,从而选出最优的选线规划方案是前期研究的主要工作。本研究根据拟建川藏铁路康定至林芝段沿线滑坡灾害的孕灾环境、诱发条件和灾害特征,选取断层距离、地层岩性、相对高差等10个危险性评价指标,采用贡献权重法(CRW)对4种设计方案线路进行定量危险性评价。运用GIS系统中的自然断点法对危险性结果进行分级区划和制图,由此对各方案线路的危险度进行统计分析,并结合线路的长度和经过的经济据点指标对4种选线方案进行比选分析,推选出理塘-八宿方案为最优方案。     

川藏铁路工程地质特征及地质选线原则

拟建川藏铁路以大高差的地貌、复杂活跃的地质构造、混杂多变的地层岩性、高地应力场及高地温等特征为其典型的工程地质背景;区域地质灾害具有"三大二强一多"的工程地质特点,即地形高差大、地灾速度大、地灾规模大,新构造运动强烈、地震频繁强烈及地灾种类繁多。本文基于相关资料分析、现场勘测,对拟建川藏铁路沿线的工程地质特征进行了分析,并概述了其对工程的影响,在此基础上,从工程地质的角度,提出了拟建川藏铁路工程地质选线原则。     

崩塌滑坡堵江堰塞湖灾害链铁路减灾选线策略

青藏高原南缘是崩塌滑坡堵江形成堰塞湖灾害链的高风险区,而我国铁路缺乏应对堰塞湖灾害的经验。铁路灾后改建工程线路优化设计将产生直接减灾效益,而新建铁路在选线阶段就采取一些主动减灾策略,也是风险调控的重要手段。为此,以中巴经济走廊中拟建哈维连至喀什铁路Attabad堰塞湖段为研究对象,根据堰塞湖灾害特点,通过将改建工程分段设计,并对不同改建线路方案进行技术经济指标比较,完成该段改建线路设计。基于上述工作,提出以有利地形控制溢流口开挖深度、宜尽量利用既有工程、在离开湖区后集中展线尽快与既有线联接、有条件时可提高限制坡度等灾后绕湖铁路选线设计要点与高位选线、酌情预留提高限坡措施的条件、尽量不跨河等新建铁路减灾选线设计策略,希望为铁路应对崩塌滑坡堵江堰塞湖灾害链提供参考。     

川藏铁路主要地质灾害特征及地质选线探析

拟建川藏铁路横穿三山,跨越五水;沿线地形起伏大、构造活动强烈、地层岩性及气候复杂多变;大型崩滑体、高位危岩落石、泥石流、碎屑坡、水毁、雪崩、冰害及生长期高陡岩质边坡等山地灾害发育,其具有规模大、破坏力强、灾害发生频繁且难于治理等特点。在调查拟建川藏铁路沿线主要地质灾害及分析其特征的基础上,从地质角度研究其选线原则。研究认为:拟建川藏铁路高山峡谷地貌段选线首先应遵循线位服从桥位、桥位服从地质及线位服从车站、车站服从地质的两大总体选线原则;对于高山峡谷地貌段,铁路选线宜应先确定桥位,再以越岭的长隧方案或以傍山的长隧短打方案展线为宜,尽可能地绕避大型不良地质体;对于藏东南宽广的高山峡谷地貌段,铁路选线宜外移绕避大型滑坡、岩屑坡或展线于对岸避开泥石流,主要以路基或桥的方式、局部可辅以隧道绕避大型不良地质体通过为佳;而针对迫龙藏布峡谷段,铁路选线宜以傍山的长隧短打的方案通过为佳,尽可能减少线位露头以绕避地质灾害体。     

基于岩爆烈度预测的川藏铁路线路比选研究

拟建川藏铁路线路穿越区域地质条件复杂,隧道工程占比高、埋深大和岩体初始应力高,具备岩爆灾害发育的必要条件,岩爆地质灾害的分析预测对川藏铁路线路比选尤为重要。通过分析国内地下工程岩爆案例,再结合新建川藏铁路某段的实际情况分析岩爆影响因素,考虑指标的重要性、相关性和易获取性,选取岩石强度、地应力、地质构造和围岩级别4个指标,采用层次分析法(AHP)-专家打分法,建立隧道岩爆灾害烈度预测模型。通过对拟建川藏铁路某段的K、A和C三个比选方案的隧道岩爆灾害烈度进行预测,并通过统计分析获得C方案的岩爆灾害影响最小,为推荐选线方案。在新建川藏铁路某段的岩爆烈度预测实际应用表明,该模型能较为快速地进行岩爆烈度预测,在铁路前期选线阶段具有较好的适应性。     

川藏铁路沿线滑坡灾害易损性评价

根据拟建川藏铁路线性工程的特征选取了道路状况、海拔高度、铁道类型等6个评价指标,采用贡献权重法对推荐设计方案进行了定量易损性评价。运用GIS系统中的自然断点法对易损性结果进行分级、制图及统计分析。结果表明:较高和高易损度区主要位于巴塘县(A1K640)到白玉县(AK746+924)之间的线路,并且处于较高和高易损度的车站多达57座(占75%)。建议在后期建设和维护时有针对性地加强环境监测,并修建相应的滑坡灾害防护设施以降低易损性,防止线路遭受滑坡灾害。     

川藏铁路旺北村特大型滑坡特征及对铁路危害分析

川藏铁路沿线因独特的地形地貌、活跃的构造运动、复杂的地层岩性等环境条件,滑坡灾害极其发育,其中规模为大型和特大型滑坡灾害也分布多,其相比中型(小型)滑坡对铁路的危害更大。为了保证川藏铁路顺利建设和长期安全运营,选择旺北村滑坡这一典型特大型滑坡灾害点作为研究对象,根据多次的实地考察,运用工程测量、无人机航拍、遥感影像等手段,查明旺北村滑坡的平面形态、地形地貌等,分析阐述滑坡成灾过程、形成原因及对铁路可能产生的危害方式,并提出相应的防治建议,以期为川藏铁路的建设提供科学依据以及为该区域滑坡灾害研究提供参考。     

滑坡堰塞湖危险性预测与铁路减灾策略

我国铁路已开始向滑坡堵江高危险区延伸,滑坡堰塞湖灾害链成为在选线设计阶段就应该防控的风险源。提出一套堵江危险性评估作业程式,以及各环节建议采用的理论公式。在此基础上以拟建的川藏铁路德沙滑坡为例,首先利用ANSYS有限元软件、FLAC3D三维有限差分软件建立三维滑坡模型,分析滑坡稳定性;然后利用经验公式计算大震情况下可能堵江的预测结论;最后预估堰塞湖影响范围,据此提出线路工程减灾对策。不仅可为研究区线位设计和重大工程布设提供参考,并希望通过范例性研究,推动山区铁路灾害链减灾技术的发展。     

基于复杂网络的艰险山区铁路崩滑流灾害链全过程风险评估

艰险山区铁路沿线崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害频发,为保障山区铁路安全建设和安全运营,对山区铁路典型灾害链进行全过程风险评估意义重大。基于复杂网络理论,对山区铁路灾害事件的孕灾环境、致灾因子、承灾体特征及链式演化规律展开研究,分析山区铁路典型崩塌滑坡泥石流灾害链成灾机理,构建山区铁路崩滑流灾害链网络模型,利用网络节点出入度、子网数、支链数、介数中心度、边介数、连通度和平均路径长度7个评价指标,综合评估灾害网络节点的重要度和边的脆弱性。结果表明:在山区铁路崩滑流灾害演化网络中,淤埋线路、车站、桥涵和隧道,行车中断或瘫痪是风险控制的关键点。研究成果为艰险山区铁路崩滑流灾害链预防、断链减灾工作做出决策支持。     

基于大地震风险的川藏铁路线路方案评价模型

研究目的:川藏铁路途经的道孚、甘孜地区是我国著名的高地震烈度区,区内地震活动强烈,频次高、震级大。因此,开展针对川藏铁路的基于大地震风险分析的线路方案评价研究,对于川藏铁路的选线设计和安全运营具有重要作用。研究结论:(1)提出了铁路大地震风险的定义及计算方法,并通过改进铁路传统的评价方法,建立了大地震风险区铁路线路方案评价模型;(2)利用ALARP准则将风险分为可接受风险、可容忍风险及不可容忍风险三类,通过利用改进的方案评价方法和汶川大地震实震统计数据提出了相应铁路大地震风险的分类标准,并建立了通过方案比选作业从宏观层面实施铁路大地震风险调控的技术体系;(3)最后的实例分析表明:桥隧比例低的线路方案,考虑了大地震风险后的年换算工程-期望运营费增加不多,这应是具有普适性的现象;(4)该研究成果可为川藏铁路及其他高烈度地震区铁路的线路方案研究提供参考。     

新藏铁路主要工程地质问题研究

新藏铁路为5条进藏铁路之一,走行于塔里木地台和青藏高原两个构造单元,沿线地形、地质条件及自然环境极其复杂多变,其修建技术难度和工程风险极大。通过分析总结拟建线路的工程地质环境特征,提出影响铁路建设的主要工程地质问题。研究表明:新藏铁路地貌单元极为多变、气象条件极为恶劣、地层岩性极为混杂、地质构造极为复杂,存在滑坡和错落、危岩、落石和崩塌、岩堆、泥石流、风沙、地震、高地温、雪害及冻土等工程地质问题,建议在充分借鉴青藏铁路、川藏铁路、拉日铁路、拉林铁路、中尼铁路等科研成果和勘察设计、施工经验的基础上,采用新技术、新方法对主要的工程地质问题的分布规律、对铁路工程影响、选线技术以及防治措施等开展针对性的研究工作,提高我国山区铁路勘察、设计的理论和技术水平。     

西安至延安高速铁路沿线滑坡灾害及其防治对策分析

拟建西安至延安高速铁路位于黄土高原,由于河流冲刷、人类工程活动等因素,其沿线发育大量黄土滑坡,具有密度大、易滑动、难防治等特点,严重威胁铁路行车安全。在陕西I49E007004(耀县)幅1∶5万环境地质调查项目研究报告的基础上,结合遥感解译成果,对沿线的滑坡灾害发育特征及防治对策进行分析。分析认为:西延铁路沿线的黄土滑坡可归纳为3类,分为黄土内滑坡、黄土-基岩接触面滑坡、黄土-泥岩滑坡,且其分布的空间特征具有不均匀性、群集性和延续性,并因地制宜,对线路沿线的黄土滑坡提出防治对策,为拟建西延高铁沿线黄土滑坡灾害的防治提供相关参考和依据,同时助力黄土高原滑坡灾害的防治。     

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。     

川藏铁路沿线特殊环境地质问题的认识与思考

研究目的:川藏铁路途经的冈底斯-念青唐古拉山活动陆缘带与喜马拉雅褶皱带北部交界区,是铁路之前从未从事过建设的区域,面临缝合带内动力作用效应,冰湖溃决、冰川泥石流等特殊环境地质问题。因此需开展对川藏铁路沿线特殊环境地质问题的研究,为川藏铁路的成功修建和安全运营提供科技支撑。研究结论:(1)川藏铁路穿越三大缝合带地区,影响最大的是雅鲁藏布江蛇绿岩缝合带,需重视发生在喜马拉雅弧上的大地震对川藏铁路的影响,并建议利用先行工程开展缝合带地应力、地温测量等科研课题;(2)对海洋型冰川覆盖区的冰湖溃决、冰川泥石流等问题,应加强形成机理、运动特征等基础理论的研究,还需研究沿河线走高线位绕避沟谷灾害链等减灾选线策略。     

川藏铁路成康段活动断裂工程效应及地质选线

研究目的:川藏铁路成都至康定段位于我国西部著名的"Y"字型构造楔合部位,区域构造复杂,新构造运动活跃,分布有龙门山断裂、鲜水河断裂和玉农希断裂三条全新世活动断裂,断裂活动对该区铁路选线所造成重大影响。本文通过研究三条活动断裂的粘滑位错、蠕滑变形特征,强震破坏特征以及活动断裂导致的热害、次生灾害分布情况,来探讨在此类地质条件复杂区域的地质选线原则,从而降低活动断裂对铁路工程的破坏。研究结论:(1)川藏铁路成康段穿越的三条断裂均发生过强烈地震,断裂活动性强,对铁路选线影响较大,需通过合理选线降低风险;(2)活动断裂导致的工程效应有地表破裂导致工程破坏,地震波导致震动破坏,断裂控制区地热异常导致工程施工难度加大或工程方案不可行,断裂活动形成的次生灾害如滑坡、泥石流、崩塌等对工程造成破坏;(3)活动断裂区地质选线应充分考虑活动断裂的活动特征以及其导致的主要工程问题;(4)本研究成果主要应用于川藏铁路成康段地质选线工作。     

合福客运专线滑坡发育区工程地质选线

高速铁路工程其曲线半径大,对线形要求严格,而滑坡对高速铁路工程的施工、运营影响极大。如何在滑坡发育区进行工程地质选线以快速稳定山区高速铁路线位方案,既确保线形平顺,又确保滑坡段的铁路安全、经济就显得尤为重要。结合合肥至福州铁路客运专线南雅至福州段可行性研究阶段的工作,采用遥感选线、踏勘及测绘选线、勘探选线及大范围地灾评估四个步骤进行了滑坡发育区高速铁路工程地质选线。通过该四步工作方法,及时稳定了线路方案,为进一步开展工作提供了重要保障。避开所有滑坡而不考虑铁路线形,或者一味地追求线形而不考虑滑坡影响都是片面的,对大型、处理后隐患大的滑坡宜绕避,但对于规模适度、适宜处理的滑坡选择合适部位通过,对高速铁路工程选线而言是大有裨益的。     

川藏铁路雅安至康定段环保选线研究

研究目的:川藏铁路是国家"十三五"规划重点建设项目,目前林芝至拉萨段、成都至雅安段均已经开工建设,雅安至康定段已完成可行性研究,康定至林芝段正在开展前期研究工作。川藏铁路以地形起伏大、地质条件复杂、环境敏感而著称,保护生态环境成为川藏铁路建设中制约线路方案的难题之一,因此开展环保选线研究十分必要且意义重大。本文通过总结川藏铁路雅安至康定段环保选线取得的经验,旨在为该区域类似项目提供参考。研究结论:(1)选择的线路方案坚持依法合规原则;(2)综合考虑各方面因素,开展多方案比选,推荐环境影响最小的方案;(3)重大敏感区先期开展论证及专家咨询,征求主管部门意见;(4)工程形式、大临工程选址以及施工组织要得当,降低对环境的影响;(5)环保选线研究成果可为后续其他铁路项目提供借鉴。     

基于GIS的风沙地区铁路选线不良地质环境建模及线路优化设计研究

风沙地区铁路选线主要受制于地质因素、环境因素，实现沿线区域地质环境建模是减灾选线及线路优化设计的基础。为提高沙害区线路方案设计的效率与水平，借助遥感技术实现铁路沿线风沙灾害信息识别与提取，设计多源异构地质数据的入库规则与存储方式，建立基于GIS的风沙地区铁路选线不良地质信息库，实现灾害数据的统一管理；利用获取的选线区域矢量、栅格、专题数据，基于GIS建模功能构建风沙区选线地质环境模型，实现不良地质信息的多维表达与空间分析，通过可视化的立体选线方法进行线路方案的优化设计。以格库铁路某沙害区选线为例，建立线路三维地质环境实体模型，通过分析风沙流对平面穿越和立体绕避2个线路方案的危害程度，得到了较为合理的设计结果。研究表明，本方法能够为今后风沙地区铁路选线设计提供一定的技术支撑。     

成兰铁路主要地质灾害与地质选线

研究目的:成兰铁路位于印度板块与欧亚板块相互碰撞缝合带附近,"5.12"汶川8.0级强震导致地质灾害频发,地形地质条件呈现出典型的"四极三高"特征。通过认真分析区域地质灾害发育分布特征,结合高烈度地震山区铁路综合选线技术研究,开展地质选线研究,对拟建的地形地质条件相似的川藏、滇藏等铁路建设具有一定的借鉴意义。研究结论:成兰铁路地形地质条件极为复杂,活动断裂、高烈度地震、滑坡、崩塌、错落、岩堆、危岩落石、泥石流、采空区等构成控制线路方案的主要地质问题。地质选线定线原则为:线路应短距离、大角度以简单工程类型通过活动断裂,与活动断裂带傍行地段,应选择位于断层下盘(被动盘)并尽量远离断层;尽量绕避性质复杂、不易处理、集中分布的不良地质地段;应绕避大型采空区。选取了地质条件具有优势的西线方案、经雎水场方案、岷江左岸长隧方案。