探地雷达技术在铁路既有线中的应用

文章着重介绍探地雷达技术的基本原理,探地雷达对既有线上路基隐伏病害的探测和评估,隧道衬砌和挡土墙的病害检测等方面的应用,并提出探地雷达在既有线路上应用所存在的一些问题.     

铁路车载探地雷达路基检测中的几个关键技术问题

本文重点分析了铁路车载探地雷达路基检测技术中的检测速度、测试精度、测试深度及探地雷达数据处理方法等关键技术问题,并对西安铁路局和西安交通大学研制的铁路车载探地雷达路基检测系统和多通道高速扫描探地雷达系统做了介绍。     

铁路路基检查车的研究

研究目的:铁路路基状态关系到铁路运输安全。我国铁路总里程7万多公里,目前铁路路基病害检查仍然采用传统的人工勘探方法,但仅靠人工勘探方法不可能实现全国铁路路基病害的普查。迫切需要研制新的路基检查方法。研究方法:将探地雷达系统安装在车辆上,组成铁路路基检查车,探地雷达系统向地下发射短电磁脉冲,接收地下界面电磁反射波,采集到的发射波显示为1个波形,当天线移动时,就得到1个连续剖面。根据这个连续剖面,可以推测出路基表面的几何形态和路基土的含水量,从而发现路基病害。研究结果:西安铁路局和西安交通大学研制的铁路路基检查车(轨道车或客车),采用探地雷达检测方法,测试速度为45 km/h,测试深度为3.0 m。3套收发天线分别位于线路中心、两钢轨外侧,同时测试3个纵剖面。研究结论:铁路路基检查车已在京九线、阳安线、陇海线和宁西线进行了试验,取得良好的试验结果,但在主要干线上45 km/h的速度偏低,尚需进一步研制具有较高扫描速率的探地雷达系统。     

探地雷达在铁路路基注浆效果检测中的应用

铁路路基在施工、运营期间会产生裂隙、孔隙等病害,注浆是加固铁路路基和治理路基裂隙、空隙等病害的有效方法.采用探地雷达技术对京九铁路某注浆加固段进行检测和分析,检验该路段的注浆加固效果.使用探地雷达时,需根据检测对象的状况及所处的地质环境合理选择参数和布置测线,并尽量避免地下管线等干扰,以便显示的波形能够直观、清晰地反应出路基各部分注浆效果.     

既有铁路提速改造不同速度目标值的路基条件

以西南地区某既有铁路的路基标准为参照,结合《铁路路基设计规范》对路基宽度和基床要求,提出既有路基的改造条件和整治措施。     

京九线衡水段路基注浆加固效果分析

简要介绍了既有铁路路基注浆加固原理和设计方法,通过现场试验和理论分析对注浆加固既有铁路路基的效果进行了分析.现场试验结果表明,注浆加固后基床范围内弹性波波速有了一定程度的提高,整体上轨内波速增加比轨外略大,动变形有一定程度的减小;动应力和动变形的理论计算表明,既有铁路路基加固应以基床上部加固为主,验证了路基注浆的有效性和可行性,且不影响行车.对于加固不均匀性及施工方法等问题需要作进一步研究.     

加筋水泥土桩在既有重载铁路路基加固中的应用研究

由于路基病害及运能提高等因素,部分既有重载铁路路基强度已无法满足当下运营需求,需要进行加固处理。为了不影响既有重载铁路的正常运营,提出用水平旋喷加筋水泥土桩加固既有重载铁路路基的加固措施。结合朔黄线某路基现场试验段,介绍该加固措施的施工机具、施工工艺、操作参数、施工质量控制措施及施工安全注意事项。通过现场试验,证实了采用水平旋喷加筋水泥土桩加固既有重载铁路路基是可行的,施工期间线路正常运营,施工便捷,加固效果好。     

铁路路基沉降评估中预测模型的选择

新建铁路线下工程沉降评估是解决当前设计阶段沉降计算精度不足与无砟轨道线路毫米级工后沉降控制标准之间矛盾的必要途径。以《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》给出的多种沉降预测方法为基础,结合新建铁路沉降评估的特点,对其中的多种沉降预测方法进行了对比分析,指出回归分析法中收敛模型更适合新建铁路路基沉降评估,并提出了结合残差分析的可靠性判断方法。     

路基探地雷达图像层位智能识别与状态评价

针对有砟铁路路基层位探地雷达图像人工追踪效率低、精度低的问题，提出了基于深度学习的路基层位智能识别与状态评价技术。根据多条线路现场实测数据建立样本集，基于YOLO v5和U-Net训练智能识别模型，提出了层位厚度、道床-基床界面平整度评价指标计算方法。结果表明：本文提出的有砟铁路路基层位智能识别方法具有较高精度，且U-Net模型识别效果优于YOLO v5模型，识别、评价结果与人工追踪结果偏差较小，满足铁路路基检测工程的实际需求。     

邻近既有铁路岩溶路基的新建桥施工风险评估

采用综合勘察技术,对新建戴家塔特大桥在邻近既有皖赣铁路岩溶路基段施工的风险等级进行评估。首先,在新建桥桥址实施高密度电法勘查,采用钻探手段查明新建桥桥址的岩溶发育和分布情况;在此基础上,采用高密度电法探测对应的既有铁路路基下岩溶发育情况,对既有铁路路基岩溶强烈发育区段进一步采用微振动法查明其基岩面附近的岩溶发育情况,评估坍塌的可能性;然后,采用瞬变电磁法查明新建桥梁墩台与既有路基之间的伏岩溶联通性;最后,采用层次分析法（AHP）评估新建桥施工时造成既有铁路路基坍塌的风险等级。     

探地雷达在铁路路基岩溶检测中的应用

采用探地雷达对岩溶地区铁路路基进行探测，通过分析检测数据图像研究岩溶特征，查找路基岩溶情况，为路基岩溶地段病害整治提供依据。     

地铁盾构穿越既有铁路营业线的加固和监测方法

以杭州地铁1号线穿越艮山门站铁路加固工程为背景,介绍在地铁盾构穿越既有铁路前对铁路路基进行注浆加固的方案,并在注浆加固施工和地铁盾构推进阶段对营业线路进行专项监测,对施工引起的线路和路基变形实时监控,从而及时调整施工参数,优化改进施工方法,确保铁路营业线安全。     

基于车载探地雷达的重载铁路道床脏污指数提取研究

车载探地雷达信号响应谱的振幅和包络特征可以间接关联有砟轨道道床脏污状态,路基、桥梁、隧道等3种线路环境下检测信号存在差异,由雷达信号提取道床脏污指数时需要求同存异。针对现有道床脏污率提取算法仅用于路基雷达数据的不足,需根据全线不同线路雷达信号特征改进道床脏污指数计算方法。通过设置合理的铁路路基模型,数值模拟路基、桥梁、隧道3种线路环境上不同脏污程度时的雷达信号响应,并在相应线路下进行现场雷达测试和挖验试验。结果表明：路基、桥梁、隧道3种线路环境下,以功率谱曲线振幅最大值或包络面积构成的道床脏污指数与道床脏污率均呈正相关,且计算桥梁线路下雷达信号功率谱响应时需截断时间窗口中的梁体反射信号,隧道线路下无需截断仰拱反射信号,可类似于路基线路进行计算,该结果为利用探地雷达对全线道床脏污水平评估和预测奠定了重要基础。     

蚁穴鼠穴对既有铁路路基影响分析研究

非洲某既有铁路沿线路基本体及路基影响范围内蚁穴、鼠穴发育,根据沿线蚁穴、鼠穴的地面形态发育特点和地下洞穴发育状态对其进行分类,分析不同类型蚁穴、鼠穴对路基稳定性的影响及采取的处理措施。研究表明:(1)分布在不同位置的蚁堆对路基本体影响不同,应采取不同的处理措施,防止其发展和壮大,对线路路基造成影响。(2)鼠洞对路基本体影响较小,但经日积月累的雨水冲刷,会造成土体流失,影响路基本体稳定,应及早采取措施进行加固处理。(3)在鼠穴、蚁穴发育地段应加强巡视、监控,发现问题及时进行防护和处理。(4)蚁穴、鼠穴也是一种不良地质,在铁路勘测中应加强调查、测试和分析。     

秦沈客运专线路基评估技术

秦沈客运专线要求线路具有高平顺性和稳定性,作为轨下基础路基质量成为线路质量的主要控制因素。秦沈铁路客运专线的评估内容有,通过运梁、架梁过程中路基变形的动态观测对路基安全性做出评估,以及铺轨前通过路基各项控制指标的检测分析对路基整体质量做出评估。     

声波测试法在铁路路基测试中的应用

通过采用声波测试法对既有线铁路路基进行测试,并结合现场地质调查及便携式可变能动力触探测试结果,对铁路路基承载力状况做出快速评价,为既有线路路基检测提供一种快速有效的测试方法。     

路堑爆破开挖对既有铁路路基振动影响研究

延安—延川高速公路连接线路基扩堑爆破近接既有包西铁路路基工程,最近处距离既有包西铁路路基仅8m.利用数值模拟及经验公式对爆破振动速度进行计算,研究爆破振动对近接既有线路基的影响.研究表明:(1)利用三维动力数值计算得到路堑开挖爆破施工对既有铁路路基的质点峰值振动速度最大为1 mm/s;(2)根据萨道夫斯基经验公式计算得...     

既有铁路路基注浆加固技术

铁路提速改造工程中,在不影响行车的情况下采用注浆的方法加固路基,效果较好。文章介绍了注浆的三种方法,说明注浆后的压密和骨架作用能有效减小基床上部的动应力,满足既有铁路路基加固的要求。     

基于城市客运服务的既有铁路线路改造方案分析

在分析城市客运需求发展概况的基础上,探讨既有铁路主要技术特点,并提出基于城市客运服务的既有铁路技术改造的规划的前瞻性原则、系统的协调性原则、设备与技术的统一性原则和运营组织的灵活性原则,从线路走向、车站分布、运营组织、技术标准和主要设备设计原则等方面对金山支线上海城市客运服务的线路改造方案进行了案例分析.研究结果表明,本线全部投资经济内部收入率达10.4%,经济净现值为98 467万元,经济效益较高.     

箱涵下穿既有铁路干线施工技术

下穿既有铁路干线立交工程常采用预制箱涵整体顶进技术,其最大的优点是在保证铁路线路安全运营的前提下,直接用顶进设备将在工作坑预制好的钢筋混凝土箱涵顶入铁路路基,形成下穿铁路的立交工程。文章结合黄家圩路拓宽改造工程,主要研究了箱涵下穿铁路干线立交工程施工方法和关键工序,并提出了有关施工工艺和措施建议。