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。     

三维遥感铁路工程地质勘察系统研究

工程地质选线和地质调查是山区铁路勘察工作的基础和核心。受现场地形、交通、植被条件影响,存在地质外业劳动强度大、周期长、质量难以控制的现状。基于Google earth数字地球平台,二次开发了三维可视化遥感勘察系统(GERIS),该系统可以直观展示铁路方案沿线的地形、地貌、岩石景观,并可叠加地质图、遥感图像、线位、勘探点等多源勘察资料,实现了线路方案三维浏览和勘探图件的展示,可辅助地质人员进行宏观区域地质选线、微观地质调查路线设计以及勘探点布置等。可有效提高选线、调查的质量和效率,达到减轻现场劳动强度和节约勘察成本的目的。     

基于GIS的不良地质三维建模及线路优化设计研究

现代选线设计更为注重地质选线、环境选线的理念,需要对选线区域的地质问题进行有效的可视化表达。基于Arc GIS对三维数据处理及其可视化功能,在建立三维地形环境的基础上,通过获取不良地质的矢量、栅格数据以及钻孔数据,建立不良地质实体模型,并将其叠加到三维地形中得到三维地质选线环境,从而对经过不良地质区域的线路进行更加全面地平立面绕避方案比选,解决单一平面绕行引起的方案缺失问题,使线路设计方案更具科学性。     

模糊性综合评价在铁路选线中的应用

研究目的:本文作者在长期从事山区铁路地质选线的基础上,将模糊性综合评价引用到工作中,用于指导铁路选线工作.研究结论:本文通过对影响因子的识别、度量,采用模糊性综合评价法对方案进行决策,并将这一方法应用于工程实际中,对铁路选线具有较好的指导意义;从工程实例可以看出,相同评价因子随着阶段的深入,对影响因子的认识的逐步清晰与细化,其结果会有不同;本文仅对两方案比选做了初步尝试,该方法也适用于多方案比选.     

黔桂线改扩建工程几处典型的地质选线

研究目的:黔桂铁路改扩建工程地处西南山区,穿越贵州、广西两省区,沿线地形地质十分复杂,线路方案选择往往受到地质条件的严重制约,因此,在该线改扩建工程初测阶段大力开展区域地质选线工作对节约工程投资、减少地质灾害和工程病害、消除运营隐患是很有必要的。研究方法:在充分收集区域地质资料基础上,通过地质调绘、钻探、静力触探等综合勘探方法,查明选线段重大工程地质问题,从地质角度确定线路方案。研究结果:通过不同方案地质条件必选,最终确定了地质条件好的线路方案。研究结论:西南山区地形地质复杂,线路方案比选中应充分研究沿线地质条件,绕避复杂、严重地质不良地段。本文系统介绍了黔桂线改扩建工程初测阶段几处典型的、成功的地质选线,概括性地总结了地质选线应绕避的重大地质问题,其选线思路、比选条件及评价意见等可作为其它山区铁路勘察设计参考和借鉴。     

向莆铁路选线的总体思路

向莆铁路是一条典型的复杂山区铁路,结合向莆铁路的选线设计经验,运用新建铁路选线的基本原则:路网规划选线、城市规划选线、地形地物选线、地质水文选线、环保水保选线,阐述一条复杂山区铁路如何在涉及领域多、牵及面广、因素复杂的选线设计中运用选线的基本原则,完成线路走向方案的研究,达到路网布局合理、促进地方经济发展、工程适中、措施得当、符合环保的选线目的。     

蒙西至华中地区铁路煤运通道选线思路探析

结合蒙西至华中地区铁路煤运通道(蒙华铁路)的设计,针对本通道路网规划、功能定位、集疏运系统规划、地形地质条件、环保水保要求、施工运营安全等特点,对铁路集疏运区段、复杂山区、复杂地质地段等线路方案进行研究,归纳总结本项目的选线思路和方法,应注重地质选线、环保选线、工程选线等综合选线,对于环境敏感点首先考虑绕避方案,并进行多方案论证,做到工程建设与生态环境和谐统一。     

基于多源数据的伊阿铁路工程地质遥感解译及选线

新建伊宁至阿克苏铁路位于南天山地区,极高山区遍布常年积雪和冰川,自然环境恶劣、交通不便,地面调查难以开展,给方案研究带来很大困难。为了快速准确地获取铁路选线所需的各类工程地质信息,采用基于遥感数据、地质资料、地形资料等多源数据的工程地质遥感解译方法,通过建立统一坐标系的工程地质遥感解译平台,对控制线路方案的地形地貌、地质构造和不良地质进行解译,并总结西北高寒山区典型的流水地貌、风蚀地貌、冰川地貌,以及区内地质构造和不良地质的遥感解译标志,给出伊阿铁路选线工程地质遥感评价意见。研究表明,采用基于多源数据的工程地质遥感解译方法,可以快速获取选线所需的各类工程地质信息,有效提高遥感解译的工作效率和准确率,为方案研究提供可靠的地质依据。     

阳安铁路增建第二线山区地质选线

近年来随着我国山区铁路的大量修建,山区铁路地质选线的重要性日益凸显。阳安铁路是典型的山区铁路增建第二线项目,该项目进行地质选线对于降低后期勘察设计难度、减少投资、降低后期维护费用等方面起决定性作用。针对既有河谷线地段,增建第二线线路穿越区域性大断裂等工程地质问题,采取何种地质选线的技术原则进行研究。研究结论:(1)本次地质选线过程中,综合采用遥感解译、地质调绘、钻探、试验等勘探方法,查清沿线的工程地质条件;(2)对线位比选起决定性作用的工程地质条件主要是断层、滑坡等不良地质,线路通过断层应以大角度、简单工程通过,其余不良地质应以绕避为主;(3)在充分总结汲取山区铁路综合选线技术经验的基础上,提出地质选线、定线原则;(4)通过对阳平关至响水、西乡至石泉、石泉至池河三段线路方案的比选,得出推荐方案。     

三维遥感可视化技术在高盖山隧道工程地质调查中的应用研究

基于遥感、地理信息系统平台研制的工程地质三维遥感可视化技术，可以实现三维空间信息反演、地形分析、勘察资料编辑管理、制定专题图层及线路漫游功能，客观真实再现地形地物、地貌地质状况，为线路地质选线、工程地质条件评价和分析提供一体化的信息平台。以新建向莆铁路高盖山隧道工程为例，重点论述运用三维遥感可视化技术进行隧址地质构造、不良地质的调查研究情况。     

西安至成都客运专线秦岭山区地质选线研究

研究目的:综合分析研究西安至成都客运专线在秦岭山区方案研究范围内的地层岩性、地质构造、水文地质特征及不良地质等地质条件,确定地质条件较好的线路位置.研究结论:铁路客运专线在秦岭山区的地质选线,应查明方案研究范围的地层岩性、地质构造、水文地质特征及不良地质等地质条件,分析各方案的在平面和坡度方面对地质条件的适应性.对西成客运专线在秦岭山区不同方案的对比分析表明,CK方案地质条件较好,且方案在平面位置和坡度方面能很好地适应该区的地质条件.     

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。     

沪昆客专黄果树至北盘江段地质选线方案研究

研究目的:在建沪昆客运专线黄果树至北盘江段位于克地亚坝陵河与北盘江深切的山区,地形地质条件异常复杂,线路方案选择受地质条件的制约较为严重.因此,开展沪昆客专黄果树至北盘江段地质选线技术研究不仅可以最大程度避免线路穿越高瓦斯地层、密集采空区以及岩溶强烈发育地层所带来的工程安全隐患,而且对于地形地质条件复杂的其它山区客专地质选线工作具有一定的指导作用.研究结论:通过对线路各方案的环境地质条件、主要工程地质问题的深入调查、分析,建立起了地质选线评价的GRC模型,确立了地质选线评价指标体系及各指标体系的权重值.利用GRC模型对必选方案进行了评价,CK、C4K、C19K方案分别得分73.3、74.3、73.5分,因此,CK为最后选定线路方案.该方案绕避了大规模的滑坡、错落、坍塌等不良地质体及丙坝煤矿矿区,同时还最大限度地绕避了岩溶强烈发育地层.     

西安至成都客运专线西安至陕川界段大巴山区地质选线

研究目的:综合分析研究西安至成都客运专线在大巴山区方案研究范围内的地质条件,确定地质条件较好的线路位置.研究结论:总结出了该区域的地质条件特点,提出了西安至成都客运专线建设的多个方案,确定了线路方案选择的基本思路及原则,对不同方案地质条件的对比分析表明:CK方案水文地质条件和工程地质条件较好.     

大丽铁路的地质特征和隧道工程

研究目的:大丽铁路地形地质条件十分复杂,地处高地震区,地质灾害众多,通过本线施工揭示总结,为滇藏线延伸积累经验。研究方法:通过对大丽铁路沿线地层、地质构造、不良地质和特殊岩土等地质特征及生态环境的分析,介绍不同地质条件应采取的工程措施。研究结果:针对本线岩溶、滑坡、错落、泥石流、顺层、软土、膨胀土等地质特征,提出了比较有效的路基、桥梁、隧道工程的处理对策。研究结论:路基采用注浆加固、抗滑桩、碎石桩、搅拌桩等方法,桥梁采用桩基、换填、加强基础刚度的方法,隧道采用大小管棚超前支护及钢架、系统锚杆支护的方法,形成完整的支护体系;施工开挖验证措施合理可行。     

长大深埋隧道工程地质综合勘察技术应用研究

研究目的:高速铁路、客运专线等长大干线经过的地域广、地形地质条件十分复杂,勘察中仅采用地质调绘、钻探等勘察手段,难以在短时间内查清山区铁路一系列长大、深埋隧道的工程地质、水文地质条件,为线路方案比选、工程设计等提供详细的工程地质资料。通过采用综合勘察技术可解决上述问题。研究结论:实践证明,山区铁路长大、深埋隧道采用综合勘察技术,以遥感结果为指导,大面积地质调绘、水文地质调查等为基础,利用综合物探解译成果、结合必要的地质钻探、综合测试,并通过综合分析、研究,可以缩短工期、减少勘探量,取得显著的技术、经济和社会效益。     

铁路地质灾害防治工程经济效益分析方法研究

研究目的：通过寻求一种合理有效的工具和方法，适应铁路防灾减灾的现实需要，为铁路地质灾害治理措施的实际标准的选择确定乃至铁路地质灾害防灾减灾决策提供一定的依据，也为同类工程问题的解决提供有价值的参考。研究结论：铁路地质灾害防治工程经济效益由减损效益和增值效益两部分构成，与一般工程经济效益相比具有自身的特性，其中减损效益是分析过程中的重点。可通过建立铁路地质灾害损失核算模型，防治工程成本核算模型以及防治工程经济效益核算模型逐步进行核算与分析，继而确定防治标准和投资方案。     

物探技术在越岭隧道选线中所发挥的作用

研究目的:铁路越岭段工程艰巨,且直接影响线路走向、工程投资和施工安全等重大问题,往往有多个方案进行比选。越岭段线路高程大、隧道埋深大、地形地质条件复杂,仅靠大面积区域地质调绘和钻探等地质手段很难查清方案地质问题。如何科学地、合理地发挥物探技术在铁路越岭隧道选线中的作用是我们铁路勘探者一直在思考的问题,本文以集通线越岭段勘探为例,研究物探技术在铁路隧道选线所发挥的作用。研究结论:物探技术能够查明隧道断层等不良地质构造、岩性分界、地下水发育情况,为隧道围岩分级提供依据;科学指导钻孔布设并大量减少钻探数量;大大地降低勘测成本,缩短勘测周期,提高勘测质量。物探技术在铁路越岭隧道选线中作用凸显。     

高精度重磁技术在铁矿采空区勘察中的应用研究

研究目的:在铁路选线地质勘察中,铁矿采空区勘察是一个较新的的课题。在地震与电磁法等常规方法勘察的基础上,针对铁矿的成矿特点与采空特征,应用高精度重磁测量技术对此进行了卓有成效的尝试,并对各种技术方法的优势和互补性进行了探讨,获取了铁矿采空区的物探异常响应特征,形成了一套有效的工作方法。研究结论:通过邯长铁路涉县铁矿采空区的勘察,以高精度重磁测量为主的综合物探技术取得了较为理想的应用成果。高精度重磁测量、地震映像、瞬变电磁测深及密点距直流电测深等方法,其资料相互对比验证,准确的圈定出采空异常区并划定采空区边界,为采空区评价和铁路选线提供了有力的地质依据。本项目所获得的工作经验,对类似情况的铁路地质勘察具有很强的指导性意义。