某铁路穿越断裂带的综合地质勘察

活动断裂对高速铁路选线具有重大影响。以某新建高速铁路穿越安丘—莒县活动断裂带地质勘察为例,采用区域地质调绘、物探测线、活动断裂探测钻探、C_(14)及光释光试验测年、地质钻探等综合地质勘察手段,精准确定活动断裂边界位置及走向,并提出合理的工程措施建议。     

西安至十堰高速铁路主要工程地质问题及防治对策

西安至十堰高速铁路呈西北-东南向穿过陕鄂两省境内的秦岭山脉,地质构造复杂,特殊岩土和不良地质发育,对线路方案起控制性作用。本文通过分析线路沿线的主要工程地质问题,提出了针对性防治对策:对地形复杂、规模巨大、集中分布的不良地质地段,应尽量完全绕避;隧道进出口、桥梁墩台及路基工程应避开斜坡不稳定、不良地质发育或可能发生重大地震次生灾害的地段;尽量绕避岩溶区或以最短距离穿越,对岩溶危害要避重就轻,以安全高度跨越岩溶区;尽量避让地震及地震次生灾害严重地段;尽量避开断裂带,当无法绕避时应以大角度简易工程通过断裂带。本文分析成果可为类似线路工程的地质选线和设计提供参考。     

基于综合地质勘探方法的海域活动断裂探测——以桑浦山断裂带为例

汕头湾主航道窄、流速急、水深大、通航密度高,造成探测海域活动断裂难度较大。某铁路隧道穿越桑浦山断裂带,突水涌泥风险大,需探明桑浦山断裂带在鹿屿水道中的准确位置和活动特征,在海上采用浅层地震反射波法、瞬变电磁法等地球物理方法以及钻孔联合地质剖面,通过对地震法反射波组连续性和振幅强弱、瞬变电磁法电阻率等值线、钻孔联合地质剖面地层厚度和连续性进行分析,得出桑浦山断裂在鹿屿水道部分为NE向倾斜的正断层,倾角70°,晚更新世以来垂向断距约为12 m。研究表明,在环境条件复杂的海域地区,传统地质勘察手段难以对水下地层、断裂构造等进行有效勘察,而利用多种地球物理勘探方法与钻探方法相结合的综合地质勘察方法,能准确对地质体进行解译,有效规避多解性对探测结果的影响,对探测海域复杂环境下的断裂,具有较好的效果。     

云南国际铁路通道活动性断裂特征与地质选线

云南国际铁路通道位于川滇菱形断块的东南端，地质构造复杂，新构造运动强烈，是我国火陆现今地壳构造运动最为强烈的地区，以活动断层规模人，分布密集，地震活动频繁，震级大，地震破裂带长，位错量火为主要特征。各个线路方案不同程度地穿越了这一区域的主要发震构造，如峨山-曲江断裂带、石屏-建水断裂带、小江断裂带等，对线路方案比选具控制意义。本文详细论述了几条活动性断裂的新活动特征及未来百年发震概率，希望有助于云南国际铁路通道的选线。     

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。     

金沙江特大桥区域地质构造特征及稳定性分析

研究目的:金沙江特大桥位于滇西北虎跳峡地区,工程区构造环境十分复杂,断裂构造发育,新构造运动强烈,地震活动频繁,受外围强震带的波及影响较大,遭受历史地震的最大影响烈度达到了Ⅷ度。依托现场调绘、钻探、物探、平硐勘探及室内外试验等获得的新近地质资料,从区域活动性断裂特征、地震活动性、构造稳定性等方面进行分析研究,为桥位的比选提供科学依据。研究结论:(1)近场区呈断块构造格局,挽近时期以来,表现为断块本身的间歇性整体抬升,地应力总体上以水平应力为主;(2)区内活动断裂发育,对桥梁工程影响最大的是中甸-龙蟠-乔后断裂带,全新世以来活动明显;桥址区50年10%超越概率的烈度为7.9度,基岩加速度峰值取226.7g,未来百年内仍有发生多次7级以上地震的可能性;(3)工程区构造稳定性较差,桥位宜差中选优,在场地稳定指数较小的区域通过;(4)本研究成果对构造活跃区桥梁工程的规划选址和工程建设具有指导意义。     

高速铁路跨越活动断裂带轨道结构选型

针对高速铁路跨越活动断裂带特点,提出轨道结构选型原则;针对有砟轨道、无砟轨道和聚氨酯固化道床结构特点,以及活动断裂带的适应性进行分析,提出活动断裂带轨道结构选型建议。研究表明,设计时速250 km及以下线路,优先采用有砟轨道;设计时速300 km及以上线路,为保证全线无砟轨道结构形式统一,活动断裂带范围可采用单元式的无砟轨道结构。结合活动断裂带活动强度和特点,开展线路、桥梁、路基、地质和轨道多专业专题研究,采取相应措施对无砟轨道和下部基础结构进行特殊设计,保证线路运营期具备足够调整量。     

青藏公路、铁路沿线的活动构造及其次生灾害

本文基于青藏公路、铁路沿线区域约63400km2范围1:10万地质环境遥感调查结果进行分析研究.采用以ETM为主,重点地区辅以IKONOS的遥感数据,遥感解译与地面验证相结合的技术方法在研究区解译出数百条断层,根据这些断层的延伸方向和分布位置可归纳为20条断裂带(RF),它们与以往地面为主调查的断裂带(GF)基本吻合.本区的断裂带基本上均为活动断裂带,且都存在发震断层.滑坡、泥石流是青藏线活动构造的主要次生灾害.本区活动断裂对滑坡分布有一定影响,但并没有控制作用;地震构造不但控制了本区泥石流的分布,地震活动对泥石流活动的触发作用也非常明显.     

高速公路穿越安丘—莒县活动断裂综合勘察方法研究

新建潍坊至青岛公路及连接线工程穿越安丘—莒县活动性断裂,为查明该断裂在此区段的具体分布位置、构造特征及活动性,首先,对区域地质构造进行研究,初步判断安丘—莒县断裂在曹村附近通过,为断层精确定位与活动性鉴定奠定了基础;然后,通过遥感解译分析和现场地质调绘复核断层分布的微地貌及露头特征,通过浅层地震物探法推测断裂在地层中的分布形态,通过钻探揭露验证断裂具体分布特征及活动性;最后,通过参考邻近工程的C14及光释光试验测年成果进一步分析该断裂活动年代。研究结果表明,安丘—莒县活动断裂的东支和西支与新建高速公路分别相交于K24+900和K23+550附近,活动年代为第四系晚更新世晚期及全新世,其两侧的F1和F2断层为前第四纪断裂。经过分析论证,项目区内安丘—莒县活动断裂的东支和西支活动性较强,对拟建公路影响较大,而F1和F2断层活动性较弱,对拟建公路影响较小。根据研究成果,新建公路在断裂分布区段采取一般路基形式通过。     

徐盐客运专线穿越郯庐断裂带工程对策研究

研究目的:郯庐断裂带是一条现今仍在活动的巨型强震构造带,为确保徐盐客运专线穿越活动断裂带铁路工程的安全性,通过对郯庐断裂带稳定性分区和评价、工程地质选线、试验与研究,提出修建路基、桥梁、站场等结构工程对策与措施。研究结论:(1)铁路穿越活动性断裂带,工程地质选线应优先绕避活动断裂或尽量从断裂较窄、活动较弱处通过的走向方案;(2)全新世活动断裂F5断裂破碎带对铁路工程影响最大,不应设置桥梁工程,应采用路基方式通过;(3)晚更新世活动断裂F3断裂破碎带对铁路工程有一定的影响,原则上不应设置特殊结构、高墩、大跨桥梁;(4)大阻尼双曲面减隔震桥梁支座的减隔震效果显著,满足强震作用下桥梁抗震设计要求;(5)通长式加筋路堤在跨断裂带区域具有更好的整体性和更加安全的沉降稳定性;(6)管桩复合地基具有更好的抗震性能;(7)本研究成果对以后类似条件地区的铁路工程建设具有指导意义。     

高速铁路地震紧急处置系统的研究

研究适应我国高速铁路特点和地震活动性的地震预警与紧急处置,是高速铁路地震安全及震后恢复的需要,为此构建高速铁路地震紧急处置系统,结合系统的架构、紧急处置方案、紧急处置行车规则,详述了设计方案,同时阐述地震处置影响范围计算、数据实时接入、大数据处理、GIS服务等关键技术。系统开发完毕后进行了功能验证和现场测试,各项功能指标均满足高速铁路运行及安全防护需求,可有效防止、减少地震灾害对高速铁路列车运行的影响。     

强震区成兰铁路某隧道小净距段大变形特性分析

针对处于"汶川5.12"强震区龙门山断裂带之前山活动断裂及中央活动断裂之间的在建成兰铁路柿子园隧道4号横洞工区隧道小净距D3K87+500~+350段大变形破坏现象,在现场调绘、岩石试验、地应力测试及监控量测数据等资料分析的基础上,从地质构造、围岩条件、地震作用、地应力场、地下水及工程结构形式和施工影响等方面对隧道小净距段的大变形特性进行分析,并探讨其成因机制。主要结论有:(1)小净距段呈现仰拱左右剪切错动、边墙侵陷、拱顶沉降为特征的纵向张裂变形特性;(2)大变形成因机制可归纳为软弱破碎的围岩条件、复杂活跃的地质构造条件、高应力场条件、地形偏压作用、地下水软化作用等客观地质环境因素及小净距隧道结构形式、施工影响及较弱的支护措施等主观因素的综合影响;(3)小净距结构形式的设置位置应综合考虑地层岩性、地质构造、地应力场及地震震裂作用等客观地质环境因素的影响;(4)研究结论对强震区类似工程地质条件下川藏、滇藏铁路破碎围岩隧道的设计和施工具有借鉴意义。     

胶新铁路沂沭断裂带跨断层地壳形变监测系统方案研究

胶新铁路穿越我国东部最大的活动构造带———郯庐断裂带 ,在勘察设计过程中对沂沭断裂带的结构性、活动性、地震危险性作了详细而具体的研究 ,对铁路走向从多种角度进行了优选 ,保证了胶新线的安全。但由于复杂的地震地质条件 ,加之地震活动和其他地质灾害的发生存在很大的不确定性 ,做好监测和预防工作是减灾和防灾的有效途径。     

大瑞铁路大保段主要工程地质问题及地质选线

研究目的:在建的大瑞铁路位于怒江、澜沧江、金沙江3条大江并流的横断山地区,地形地质条件极为复杂。通过认真总结位于横断山地区的大瑞铁路大理至保山段地质选线技术,对地形地质条件相似的国家铁路网规划中拟建的滇藏、川藏等铁路建设具有一定的借鉴意义。研究结论:大瑞铁路大保段地处印度板块与欧亚板块相碰撞缝合带附近。区内地形地质条件极为复杂,活动断裂、地震灾害、崩塌、滑坡、泥石流及高温热水构成了控制线路方案的主要工程地质问题。在充分总结汲取西南山区深切河谷与活动断裂带铁路地质选线经验的基础上,提出了大保段地质选线定线技术原则,选取了地质条件具有优势的北线方案和霁虹桥桥位方案跨澜沧江。     

渭南地区区域稳定性评价

研究目的:通过对渭南地区的地形地貌、地层岩性、基本构造特征、主要活动断裂、地震活动及区内不良地质、特殊岩土分布的分析,提出了稳定性分区,为今后渭南地区铁路、公路工程的地质选线提供参考依据。研究结论:(1)本文根据场地地质情况将渭南地区区域稳定性划为稳定区、基本稳定区、较不稳定区、不稳定区四级。(2)不稳定区为渭河南岸断裂(F3)、渭南塬前断裂(F4)、秦岭山前断裂(F5)、交斜-渭南断裂(F8)所围界的三角区域。渭南地区新建铁路、公路工程应绕避该不稳定区,通过较不稳定区时,应避开活动性较强的塬前断裂,通过其他隐伏活动断裂应大角度通过;(3)通过基本稳定区需考虑抗震设防,要充分考虑边坡稳定性、黄土湿陷性、砂土液化等问题。(4)渭南地区区域稳定性的划分填补了渭南地区区域稳定性评价的空白,为今后渭南地区的铁路、公路等工程的方案比选具有一定的指导意义。     

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。     

中铁二十二局在建工程重点科研项目——宝峰隧道富水软弱围岩施工技术

宝峰隧道K7377m,双线,共设四个无轨运输斜井,斜井总长2548m。隧道地处区域性活动断裂——普渡河深大断裂及其次级断裂带内,主要岩性为前震旦系昆阳群炭质、砂质、泥质板岩夹砂岩,受断裂影响岩体极为破碎,全隧均为Ⅴ、Ⅵ级富水软弱围岩。本工程地质复杂程度、施工难度之大,在铁路建设史上实属罕见,存在突水涌泥、大变形、大断面Ⅴ级围岩斜井进止洞、穿越饱和状粉细砂岩段等一系列施工难题。     

基于简化模型的不等高墩CRTSⅡ板式无砟桥-轨系统地震研究

为研究高速铁路CRTSⅡ板式无砟轨道-桥梁系统中不等高墩桥跨SUHP(Span of Unequal Height Pier)在地震作用下的地震响应特性,提出一种高速铁路CRTSⅡ板式无砟轨道-桥梁系统简化分析模型,结合不同工况下的多个算例对比分析全桥精细有限元模型和简化模型的地震响应计算结果,验证所提出的简化分析模型的有效性。基于简化分析模型,研究SUHP位置对高速铁路轨道-桥梁系统地震响应的影响规律,获取SUHP对高速铁路轨道-桥梁系统地震响应最不利的位置,分析SUHP在最不利位置下墩高比对高速铁路轨道-桥梁系统地震响应的敏感性,得到了5跨、7跨和9跨高速铁路轨道-桥梁系统地震响应参数随墩高比增加的变化规律。研究结果表明：提出的简化模型既可准确分析不等高高速铁路轨道-桥梁系统在地震作用下的全桥动力响应,又可对其任意桥跨进行局部分析,且具有较高的计算效率和精度;不等高墩桥跨显著增大了高速铁路轨道-桥梁系统的地震响应,地震作用下SUHP在轨道-桥梁系统中的最不利位置位于中间跨处;高速铁路轨道-简支梁桥系统的主梁最大位移、钢轨最大位移、普通墩的墩底剪力均随桥梁跨数及特殊墩墩高比的增大而显...     

综合地质勘察方法在南口-孙河隐伏断裂勘察中的应用

在铁路工程勘察阶段,需要主动发现和绕避活动断裂,以降低地质风险,及时发现并确定其准确位置就显得尤为重要。京张铁路通过的南口-孙河断裂是隐伏活动断裂,且地表受人为活动影响较大,单纯的地质调查很难确定其位置。采用野外地质调查、物探、钻探等多种地质勘察方法,查明了南口-孙河断裂的具体位置及主要特征,为工程设计提供了可靠的依据。     

“四极三高”地质隧道施工关键技术与创新

目前对集穿越活动断裂带、高地应力、高地质灾害风险、软弱破碎岩性、地下水丰富等于一体的“四极三高”地质隧道施工技术研究较少。结合穿越岷江活动断裂带的成兰铁路“四极三高”红桥关隧道工程,针对其施工时极易发生变形侵限、钢拱架扭曲断裂、初支结构严重破坏,研发了长短锚杆与纵环向等刚度拱架组合体系、微三台阶上部预留大核心土的隧道开挖方法,加快了隧道施工进度以及初支结构封闭成环,有效控制了隧道大变形的发生;针对活动断裂带隧道错动大、震后结构损伤大的特点,研发了隧道穿越活动断裂带不等长多节段圆形衬砌结构体系,有效地增强了隧道结构的抗错动能力;研发了活动断裂带宽变形缝隧道结构防排水体系,解决了活动断裂带隧道渗漏水难题。这些创新技术的应用,实现了隧道安全快速掘进,可供类似工程参考。