干旱地区高速铁路路基技术体系研究

研究目的:兰新客专新疆段大部分地段位于戈壁大风风沙区,戈壁土路基填料填筑、戈壁土地基处理、风区路基边坡防护、路基防沙工程、路基防风工程等一系列路基技术问题在高速铁路的建设中无成熟的经验借鉴,本文通过试验研究,旨在解决本线路基建设工程中的难题,为兰新客专的顺利建设提供技术保障。研究结论:(1)通过试验研究,提出了路基填料标准及压实质量的影响因素、戈壁土地基处理的设置原则以及不同路基边坡防护措施适应性及防护效果;(2)分析了戈壁地区铁路沿线的风沙流的主要形式以及戈壁地区铁路沿线风沙流的运动特点,提出了戈壁强风沙地区修建高速铁路的防沙对策措施;(3)提出了路基挡风结构的合理形式、位置、高度、路基挡风结构受力等参数推荐值,同时为列车安全评价、列车与防风结构表面压力波传播等提供了试验参数;(4)该研究成果应用于兰新客专设计及建设中,可为同类工程提供参考或借鉴。     

非开挖支挡结构在高铁路堑变形治理中的应用

研究目的:高速铁路无砟轨道路基工程变形控制要求极为严格,为保证列车运营的舒适性、安全性,运营高速铁路几乎不允许路基出现任何变形。某高速铁路在运营过程中一段路堑边坡坍滑变形,严重影响其运营安全,针对该段高速铁路行车密度大、行车时速高、施工风险大的特点,提出微扰动非开挖支挡结构与风险管理相结合的处理方案。研究结论:(1)采用钢管微型桩跟管钻进潜孔钻施工后再通过锁口梁连成整体,可以有效遏制边坡变形、提高边坡稳定性,施工过程中对路基边坡扰动小,是高铁变形病害整治的一个重要原则和思路;(2)运营高速铁路变形病害整治施工风险安全等级高,将风险管理理念纳入工程设计领域,对治理方案风险因素进行了识别,并制定了详实的风险处理对策,是确保高铁变形病害整治成功的关键措施;(3)整治工程实施后路堑边坡变形得到了有效遏制,至今路堑变形稳定,实现了行车条件下高速铁路无砟轨道路堑边坡变形病害的整治,微扰动非开挖支挡结构与风险管理相结合的高铁变形病害整治技术可为今后高铁路堑变形病害治理提供参考和借鉴。     

戈壁地区高速铁路路基工程技术研究

针对戈壁地区高速铁路面临风害、沙害、水害等自然灾害,在路基排水、路基防风治沙、绿色防护设计、路基边坡防护等方面提出设计对策。论述戈壁地区的地基处理、路基防风、路基填料设计及施工工艺、路基边坡防护等关键技术问题,并提出应对措施,为兰新铁路第二双线高速铁路建设提供借鉴。     

运营高铁软基沉降加固及质量检测技术

研究目的:近年来,我国高速铁路建设发展迅猛,高速铁路路基工后沉降控制标准非常苛刻。而高速铁路路基对沉降非常敏感,受抽取地下水、弃方堆填、深基坑开挖、周边环境变化等因素的影响,极易发生沉降病害。鉴于我国高铁发展历史较短,高速铁路路基沉降病害治理的经验非常匮乏,十分有必要开展运营高铁路基沉降病害加固处理和质量检测的技术研究工作,为同类型病害治理工作提供经验和技术支持。研究结论:本文通过对东部某运营高铁病害路基工点加固技术的研究,得出:(1)旋喷桩联合袖阀管注浆加固技术可应用于高速铁路路基沉降病害整治,加固效果显著,同时适用于运营高铁软基沉降的加固;(2)钻孔取芯、面波检测、沉降监测等手段可有效检验高铁软基沉降加固效果;(3)该研究成果可为今后高速铁路沉降病害路基的整治设计、施工提供借鉴。     

中俄高速铁路路基主要技术标准对比研究

为厘清中俄高速铁路路基主要技术标准的异同,增进对俄罗斯技术标准的了解,更好地服务中国高铁"走出去"战略,结合中俄两国高速铁路路基设计施工相关规范,从计算荷载、路基结构、路基填料及压实标准、变形要求4个方面进行对比分析,得出以下研究结论:(1)莫喀高铁在设计时速、行车条件等方面相比我国高铁情况复杂,两国标准下的路基面计算荷载、边坡设计参数等存在差异;(2)中俄两国高速铁路路基结构形式基本类同,基床底层厚度中国标准比俄罗斯标准大0.5 m;(3)两国标准在技术体系上总体相近,但在部分技术指标上存在差异,俄罗斯在制订技术标准的过程中对我国技术标准有所借鉴;(4)中俄两国路基填料采用不同的标准,有较大差异,在应用中值得注意。     

中铁西北科学研究院铁路工程地质世纪成就回顾

本文扼要回顾作为铁道部特殊地质路基与地质灾害防治技术专业研究单位,历经40多年的创业、发展,在滑坡防治、冻土、盐湖、黄土路基与地基、裂土(膨胀土)及防沙治沙等特殊地质领域以及文物保护、环保方面所取得的成就,为铁路运营安全和新线建设、国家防灾减灾作出的贡献.     

季节性冻土地区高速铁路设计施工技术

研究目的:为了使我国高速铁路适应各种严寒环境的建设和运营,本文在介绍季节冻土分布及工程特性基础上,回顾了我国季节冻土区高速铁路的发展现状,总结归纳了季节冻土区高速铁路路基冻胀控制技术以及轨道结构工程、接触网和动车组融雪除冰等其他控制技术的研究成果,并对其未来发展进行了展望。研究结论:(1)应尽量避免季节性冻土对工程结构的影响,从高铁的平稳、安全、舒适、耐久性方面考虑,以桥代路是有效的措施;(2)对高铁全生命周期健康状态进行全面监控,结合高铁结构变形规律,开展相关研究,确保高铁安全、高速、健康运营;(3)大力研发非接触式无损监测技术,避免监测仪器对高铁主体结构的影响,使监测结果及时为设计优化与养护维修提供重要依据;(4)不断认识、探索、积累和完善季节性冻土区高速铁路建造技术,同时加强对冻害原因与对策措施的系统分析、冻害机制与维护技术研究,建立季节冻土区高铁养护维修技术标准,逐渐使我国高铁适应各种严寒环境的建设和运营;(5)本研究结果对我国季节性冻土地区高速铁路的设计和施工技术有一定的指导意义。     

高寒地区高速铁路勘察设计技术创新与实践

研究目的:我国是冻土大国,冻胀和融沉会给寒区的工程构筑物带来重大灾害影响。哈大高铁地处季节性冻土区,冻胀问题对路基的影响更大。另外,哈大高铁所处的严寒地区风雪大,如何克服接触网防(融)冰、道岔融雪(冰)、动车组融冰除雪等问题都亟待研究解决。研究结论:通过修建哈大高铁:(1)形成了具有自主知识产权的高寒地区高速铁路关键技术,实现了高寒地区铁路勘察设计成果的深化和创新;(2)填补了高寒地区高速铁路技术空白,完善了我国高速铁路修建的理论体系;(3)技术成果成功应用于哈大高铁,从根本上解决了寒区高速铁路安全运营相关技术难题,为高寒地区高速铁路建设积累了丰富的经验,也为我国高铁建设树立了典范,更为中国高铁走出国门奠定了坚实的基础。     

风区高速铁路路基沙害防治研究与设计

研究目的:兰新第二双线通过的烟墩风区及百里风区,风速高,风沙流对高速铁路的危害严重,为有效的避免或减少沙害对无砟轨道铁路路基的危害,研究强风形成机理、风沙流活动规律、风沙两相流的特点,建立风区路基防沙对策技术体系,研究成果应用于本线的防沙设计与施工。研究结论:通过现场实测、室内试验、风洞试验以及数值分析等,研究戈壁风沙流的运动特征,得出:(1)主导风向与挡沙墙垂直时,防沙效果最佳,当挡沙墙与主导风向夹角逐渐变小时,挡沙墙的导沙作用明显;(2)挡沙墙高度2 m、透风率40%时挡沙效果最佳;(3)采用高立式挡沙墙阻沙,石方格沙障固沙的措施适宜于本线的风沙防治;(4)防沙工程有效地减轻了沙害对列车运营的影响,对于列车全天侯运行提供了技术保障;(5)该研究成果可为戈壁强风区风沙防治提供参考,为相关规范的修订提供理论技术支持。     

严寒地区高速铁路路基稳定性长期监测研究

研究目的:为保证严寒地区高速铁路的安全运营,通过分析严寒地区高速铁路路基的特点确定监测指标,并结合哈大高铁路基开展相应的监测技术研究,建立路基稳定性长期监测系统,实现路基状态多参量一体化的自动采集、信号自动传输、数据自动分析处理。基于获取的三年监测数据,进行路基稳定性指标的初步分析。研究结论:(1)路基地温呈周期性波动,地温振幅随深度增加而减少。浅层存在季节冻结层,冷季时自地表向下单向冻结,暖季来临时双向融化;(2)不同深度处的水分出现了迁移和重分布;(3)在列车动荷载和冻融循环作用下,填土性质可能发生了变化,导致了冻胀和融沉压缩变形;(4)监测系统运行稳定,监测数据可充分反映路基的地温等指标的分布规律,从而为哈大高铁路基的病害整治和行车安全提供重要支撑。     

软岩填筑高速铁路路基的适用性探讨

研究目的:元古界以及新生代软岩在我国广泛分布,随着软岩地区高速铁路的大量修建,软岩填筑高速铁路路基适用性问题倍受关注。本文在武广高速铁路相关研究与应用的基础上,深入探讨软质岩填料高速铁路路基的适用性,意在降低造价、保护环境,提高经济与社会效益。研究结论:(1)软岩块石的成份和性质复杂,且可变性大,用于高速铁路路基填料前,应从其强度、水理性、可破碎性、崩解性、矿物组成、破碎后的颗粒组成以及外力作用下的颗粒变化等多方面,进行适用性评价;(2)易破碎、不易软化、不含蒙脱石等不良矿物的软岩,可以用作高速铁路路基填料;(3)风化不均匀的软岩,不能直接用作高铁路基填筑,其改良后高铁路基的适用性,应根据其破碎性、崩解性、矿物组成以及颗粒分析等进行评价,全风化软岩应根据其矿物组成、颗粒组成等,参照现有的土类填料评价其适应性;(4)本文提出的软岩填筑高速铁路路基适用性评判方法、标准等,对软岩地区修建高速铁路具有一定的指导意义。     

山区高速铁路路基陡边坡绿色防护试验研究

研究目的:在铁路工程建设中,对于陡路基边坡,如坡率陡于1∶1的,难以有较好的绿色防护形式。针对山区高速铁路路基陡边坡的绿色防护难题,设计了预加固桩前框架锚杆内基材植生(生态袋)和复合式锚索墙基材植生(生态袋)两种新型的路基边坡支护结构,并开展了现场的原位试验研究,验证其适用性。研究结论:(1)预加固桩前框架锚杆内基材植生边坡深层变形从桩顶部向下逐渐减小,桩顶最大变形小于35 mm;(2)桩前框架锚杆受力约为设计值的1/5～1/7,预加固桩的土拱效应明显,大大减小了桩前框架锚杆受力;(3)复合锚索墙锚索锚固力约为设计值的1/2,锚索墙后深层位移小于35 mm;(4)两种新型路基边坡结构都是稳定的,路基边坡改进的厚层基材(生态袋)绿色生态防护效果好,植物成活率超过90%,植物覆盖率大于85%,实现了坡率1∶0.5陡路基边坡的全坡面绿色防护;(5)本研究成果可为路基陡边坡绿化防护提供参考。     

延安地区黑沙蒿生长特征及护坡效应研究

研究目的:黑沙蒿是黄土边坡生态恢复与重建的优良树种,研究黑沙蒿在黄土边坡植被群落结构中的生长特征,对黄土边坡稳定性及生态恢复有着重要意义。本文基于对延安地区黄土边坡主要优势植物黑沙蒿的调查,通过植物科属分布及密度、黑沙蒿在边坡植被群落结构中的生长特征以及Simpson指数等分析,研究黑沙蒿的护坡效应,为延安地区黄土边坡复合型生态防护提供可靠依据。研究结论:(1)延安地区植物物种多样性处于中等偏下水平,基本符合黄土高原半干旱地区的边坡植被组成特征;(2)黑沙蒿由于耐寒耐旱及适生性强,成为延安地区黄土边坡主要植物物种;(3)随着坡度增大和土壤湿度降低,黑沙蒿数量相应减少,但优势度相应增大;(4)基于黑沙蒿护坡效应的分析,提出了各坡度下适宜的初期护坡植物物种及相应的工程结构措施;(5)本研究成果可为西北黄土边坡生态防护技术提供指导。     

京沪高铁与沿线区域旅游经济协调发展研究

研究目的:"八纵八横"高铁线路的全面贯通改变了区域旅游发展的空间格局,提升了沿线区域旅游发展的质量。本文以京沪高铁沿线10个旅游城市为研究对象,建立通达度模型、旅游经济联系模型和耦合协调度模型,分别测度高铁运营前后通达性、旅游经济联系量以及二者的协调发展程度。研究结论:(1)高铁大大压缩了沿线旅游城市的时空距离,通达性提高幅度显著,沿线旅游城市通达性提高幅度均在50%以上,其中济宁通达性提高幅度最大,达到70. 37%;(2)高铁开通前后,沿线旅游城市旅游经济增长幅度差异很大,交通基础设施相对较弱的城市高铁驱动影响显著;(3)从时空变化来看,协调度变化呈现出协调度增长、协调度下降和协调度先降后升三种状态,其中协调度先降后升现象显著;(4)本文研究从理论视角完善了高速铁路的区域旅游效应测度方法,从实证的视角验证了高速铁路区域旅游协调的表征,可为高速铁路与区域旅游规划管理的进一步研究提供借鉴。     

中俄高速铁路有砟道床技术条件分析——时速350 km高铁设计参考与借鉴

为厘清中俄高速铁路有砟道床技术条件差异及其内在原因,通过对两国不同轨距高速铁路有砟道床设计规范及技术条款进行分析,针对莫喀高铁和京张高铁(350 km/h)运营要求,考虑到轨距、温度变化不同因素影响,所得主要结论如下:(1)道床砟肩宜采用无堆高形式,道床边坡宜采用1∶1.75,加强道床夯实。道床厚度宜采用35 cm,如在桥隧地段、路基基床表层采用沥青层、弹性轨枕可降低为30 cm;(2)结合欧洲高铁经验,道床纵向阻力不应小于14 kN/枕,横向阻力不应小于12 kN/枕,可满足时速350 km要求;(3)时速350 km及其以上必须进行飞砟设计和措施研究;(4)时速350 km须进行轨枕设计,可通过形状和尺寸方式。由于轨距不同,建议莫喀高铁轨枕长度采用2.7 m、京张高铁采用2.6 m。     

绿色高铁建设生态环保目标规划方法研究

研究目的:高速铁路以其运行速度高、运输能力大、安全性能好、舒适程度高、能源消耗低的优势,被誉为绿色工程,越来越受到各国政府青睐。但高速铁路建设对生态环境的影响不容忽视,高速铁路线带状结构对生态环境的深度阻断和切割是最为严重的一种人为干扰方式。针对现行高铁生态环保指标体系存在的问题,有针对性地构建以优势度变化值、适时绿化率、水土流失量、动植物保护度为核心的高铁建设生态环保目标规划指标体系,并采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)对高铁建设生态环保指标进行目标规划。以某高铁项目为例,对该铁路的生态环保目标规划进行实证分析研究,并将ANFIS预测结果与BP神经网络预测结果进行对比分析。研究结论:(1)在不具有大量训练样本的情况下,将神经网络的学习机制引入模糊系统,采用ANFIS方法对高铁建设生态环保进行目标规划,构建人类感觉和认知成分自适应系统,该方法具有良好的适用性和可操作性;(2)与BP神经网络方法相比,ANFIS方法预测精度较高,具有很好的泛化能力;(3)构建的高铁建设生态环保目标规划指标体系,采用ANFIS法可合理地对生态环保指标进行规划,研究成果为可持续发展型绿色高铁建设提供决策依据和支持。     

运营高铁路基变形病害微变形扰动整治技术

研究目的:在我国高速铁路大量投入运营的今天,由岩土构成的高速铁路路基在运营过程中,受不同自然环境的影响,难免会发生变形病害。当路基填筑本体发生变形病害危及线路运营安全时,如何在不慢行、保证线路正常安全运营的条件下对已发生的高速铁路路基病害进行整治,这是目前世界各国面临的难题。研究结论:(1)高速铁路无砟轨道路基病害整治,应贯彻采用微变形扰动的整治方案;(2)微变形扰动的施工工艺与工法,速凝早强的加固材料,实时的、高精度的、可校核的变形监测方案,科学合理的施工工序与施工管理等一体的微变形扰动整治技术符合运营高速铁路路基本体变形病害微变形扰动的治理要求;(3)该技术已在某高速铁路路基本体变形病害整治中成功应用,对运营高速铁路路基变形病害的治理具有一定的借鉴与指导作用。     

银西高速铁路荒漠化地区微渗滴灌风沙平面防护研究

银西高速铁路甜水堡至白土岗段经过荒漠化地区,表层多有片状风积沙分布,系毛乌素沙漠南侵部分,其生态系统处于一种脆弱的平衡状态,为有效控制沙害对银西高速铁路高速铁路影响,亟需研究一套技术可行、投资可控的风沙平面防护体系.本文通过建设铁路周边荒漠化区域微渗滴灌风沙平面防护试验段,采用树枝方格结合灌木和沙障等固沙、阻沙措施,开...     

引入既有无砟高铁接轨段路基工程关键技术

研究目的:邻近既有高铁无砟轨道路基新建或扩建建(构)筑物,路基隔离防护措施研究相对薄弱,尤其是引入既有无砟高铁并轨段路基的处置措施及设计方法近乎空白。为研究引入既有无砟高铁接轨段路基工程设计关键技术,本文结合鲁南高速铁路的建设,开展鲁南高铁引入京沪高铁曲阜东站接轨段路基的临界距离、路基填料、地基处理及施工安全等分析。研究结论:(1)路基紧邻距离大于50 m时,新建铁路路基与既有无砟路基间可不采取隔离处置措施;(2)建议采用0.6 m厚级配碎石+0.6 m厚高强加筋轻质混凝土+一般轻质混凝土作为引入无砟轨道接轨段路基结构形式;(3)微型钢管桩、CFG桩、高压旋喷桩、换填轻质混凝土在控制既有无砟高铁路基附加沉降的效果上表现基本一致;(4)隔离桩可有效抑制既有无砟高铁路基面的附加沉降,隔离桩桩长越长,附加沉降控制效果越好,隔离桩间隔方式对附加沉降影响较小;(5)隔离桩同时开挖的桩数越多,既有无砟高铁路基受扰动程度明显增大,隔离桩同时开挖的桩数应控制在合理范围内;(6)该研究成果可为引入无砟高铁接轨段路基工程建设提供参考。     

某高铁沿线灌溉引发沉降影响及防治措施研究

研究目的:我国中东部平原地区高铁沿线分布大量的农业灌溉井,季节性大量抽取地下水用于农业灌溉将导致临近的高速铁路发生沉降,直接威胁高速铁路的平稳安全运营。本文针对某高铁区段范围内的农业灌溉井周期性抽水问题,通过建立考虑加卸荷下土体硬化特性的三维数值仿真模型,模拟分析农业灌溉抽水引发的高铁沉降影响以及农业灌溉井位置和开采模式优化调整措施的防治效果。研究结论:(1)临近高铁的灌溉群井短期大量抽水将产生沉降叠加效应,对高铁造成较严重的沉降影响;(2)将开采井群位置调整至远离高铁后,高铁沉降速率和最终沉降减小,沉降漏斗趋于平缓,差异沉降量显著降低;(3)在保持地下水总开采量一定的情况下,采用"相对较长的开采时间+较低的开采速率"开采模式后,高铁沉降速率和最终沉降减小,沉降漏斗趋于平缓,差异沉降量显著降低;(4)本研究成果可应用于平原地区农业灌溉抽水引发的沉降影响评估及防治。