岩溶地区修建客运专线勘察及设计对策研究

研究目的:宁安高铁地处长江以南丘陵地区,湖塘密布,地质条件复杂,铁路沿线可溶岩分布范围较广,碳酸盐岩分布的地段均有岩溶发育,溶蚀现象明显,岩溶发育程度多为中等发育和强烈发育,溶洞多呈串珠状,高铁建设面临的难题是如何有效查明自然地理和地质情况,根据溶洞发育程度,选择适宜的路基、桥梁方案,并做好结构沉降控制。基于此,本文开展岩溶地区勘察勘探方法及对应的结构物设计方案研究,从而保证设计的可靠性。研究结论:(1)岩溶地区勘察应精细调查分析,超前谋划组织,科学管理实施,宜采用钻探取芯试验、地震CT法和管波物探等新技术进行综合勘探,查明岩溶地段岩溶发育和分布情况;(2)岩溶强烈发育地段,考虑工程处理难度及费用,建议有条件情况以桥代路通过;(3)岩溶地段路基宜根据"先探后灌、探灌结合"的原则进行注浆动态设计;(4)岩溶区桥梁桩基础宜根据逐桩钻探资料,布置桩基基础展布图,桩基础需要穿透溶洞,支撑于底部稳定的基岩上,采用不等长桩设计;(5)本研究成果可为岩溶地区地质勘察勘探及结构物地基设计提供理论指导和科学依据。     

综合物探技术在海域岩溶勘察中的应用

为了查明某海域岩溶的发育规模及空间形态特征,确保盾构顺利穿越海底岩溶区,有效降低海底隧道施工风险。依托大连地铁5号线某区间海域岩溶勘察工程,首先采用海域地震反射法及海域瞬变电磁法对场区岩溶发育情况进行分区,再利用跨孔弹性波CT法,查明单个岩溶发育特征、规模,最终达到高精度探测海底隧道岩溶发育规模、空间形态特征等的目的。勘察结果表明：(1)传统的水面物探方法能从宏观区域上划分岩溶发育区段,利用水域地震反射法划分2处岩溶发育区,瞬变电磁法划分36处岩溶发育区,并将整个勘察区间划分为岩溶微发育、岩溶中等发育和岩溶强烈发育3个区段;(2)受海水导电性限制,传统的水面及孔间电法类物探方法在海域岩溶勘察中不宜采用;(3)跨孔弹性波CT方法能较为精确的探测局部单个岩溶的空间形态,准确扫描出两孔之间的岩溶发育情况,在二维剖面上清晰反映溶洞与隧道洞身的位置关系。     

成贵铁路岩溶特征及线路选线

研究目的:成贵铁路途经云贵川三省,可溶岩占研究区总面积的55%,段落总长197 km,沿线地表岩溶塌陷、溶洞、暗河等岩溶形态发育,规模普遍较大。为保障铁路施工及运营安全,以及为线路方案及工程设置选择提供依据,勘察需查明线路各方案的岩溶发育情况。研究结论:(1)研究区可分为3个区(四川盆地边缘褶皱带区、四川盆地-云贵高原过渡带区、云贵高原区)、4种不同的岩溶体系(栖霞茅口组岩溶体系、水平缓倾层间岩溶体系、倾斜岩层岩溶体系、倾伏褶曲封闭式岩溶体系);(2)通过不同水文地质单元、体系内岩溶发育环境的差异研究,找出岩溶发育的薄弱区及发育高程,使线路平面及竖向上得以最大程度绕避岩溶;(3)通过岩溶发育情况及岩溶水的量化研究,为线路方案选择、工程治理可行性提供了依据;(4)本研究成果可为岩溶区铁路、公路、地下工程、深基坑(井)勘察设计提供参考。     

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。     

洛湛铁路岩溶路基注浆加固效果检测

洛 (阳 )湛 (江 )铁路益娄段地处岩溶发育区 ,水文工程地质条件复杂。为此 ,施工和设计中确定了相应的岩溶路基加固原则和注浆工艺 ,通过现场施工监测、注浆前后钻孔注水试验对比、取芯观测和电法、面波检测等多种手段对注浆效果质量进行了全面检测 ,保证了工程质量     

盾构工程在岩溶发育区的综合技术与实践

论述在岩溶发育区盾构施工需考虑突水、地表塌陷、岩溶顶板塌陷、盾构机体下垂等风险。在运营期间,车辆振动可能引发地表塌陷、管片下方溶土洞坍塌,导致车辆运行存在风险。广州地铁在岩溶发育区的多条线路采用盾构施工,大多于2010年底投入运营。结合岩溶发育区盾构工程实践,总结、思考广州地铁在勘察—设计—施工建设全过程的综合处理技术。     

黔张常铁路岩溶区水文地质选线研究

研究目的:黔张常铁路岩溶区水文地质选线通过采用多阶段、多方法、先进有效的综合勘察技术,全面系统地对岩溶区复杂岩溶形态及岩溶水发育特征进行研究,查明岩溶和岩溶水的发育特征及分布规律,提出岩溶区水文地质选线原则,确定重点工程设置的位置、高程,最大限度地识别、评估、规避工程建设和运营风险,从而指导线路选线和设计。研究结论:(1)黔张常铁路通过可溶岩段落长约155 km,受夷平面、岩性、构造等影响,岩溶水的分布具有不均一性,根据岩性、暗河、岩溶泉的分布划分了地下水类型及富水程度;(2)通过遥感、水文地质调查、示踪试验、水量监测等综合勘察手段,查明了岩溶个体形态及岩溶水的分布特征;(3)根据岩溶及岩溶水分布特征与发育规律的研究,确定了水文地质线路选线原则,为隧道高程设置、线路走向提供了科学依据;(4)本文所述的水文地质选线工作内容及方法可为岩溶地区勘察设计提供参考依据。     

长昆高铁湖南段岩溶地段路基设计

岩溶塌陷是岩溶地区铁路路基的主要病害。由于岩溶发育的复杂性,岩溶地段路基的勘察是一个由点到面的深入过程,路基设计也同样是一个逐渐深化和动态调整的过程。在长昆高铁湖南段的路基设计中,始终贯彻动态设计的原则,不断调整和深化设计工程措施,对浅层岩溶发育区采取挖除换填处理,对深层岩溶(不易塌陷区-易塌陷区)采用注浆处理,对没有设桥条件的岩溶极易塌陷区采用低桩板结构跨越。设计方案可供类似工程借鉴参考。     

广清城际铁路清远站商业开发项目岩溶发育特征及工程措施

为了解决广清城际铁路清远站某商业开发项目拟建场地内岩溶发育给建筑地基设计和施工带来的困难,通过详细的施工勘察,对场地地基稳定性分区、桩基选型、嵌岩深度和岩溶处理措施等问题进行了分析和总结。研究结果表明,拟建场地内岩溶整体发育程度为微-中等,Ⅱ区和Ⅳ区钻孔线岩溶率低于1%,属于岩溶稳定区;Ⅰ区和Ⅲ区钻孔线岩溶率均超过5%,属于岩溶不稳定区域。经计算,嵌岩桩入岩1. 5倍桩径可满足承载力要求(基岩面起伏大的地段需适当加深)。施工期间的岩溶处理宜采取回填、钢护筒跟进、注浆等方法。     

深覆盖型岩溶对铁路客运专线的影响评价

结合工程实例,分析研究深覆盖型岩溶塌陷的影响因素、发育过程和机理,对研究区岩溶土洞塌陷的危险性进行了现状和预测评价,为铁路客运专线工程的设计提供依据。     

襄渝铁路新大巴山隧道涌水量预测研究

研究目的:新大巴山隧道是襄渝铁路增建二线安康至重庆段控制性工程,由于其地下岩溶水丰富,因此隧道涌水量预测对该铁路设计和施工具有重要意义。本文采用前苏联科学家普洛特尼科夫关于天然地下水资源的"储量分类"法(三种类型:动储量、静储量、调节储量),在分析地下岩溶水垂直发育的分带性、储水构造特征、施工期间地下水涌(突)水特征等基础上,划分出地下岩溶水储量类型,研究地下水动储量与降雨的线性关系,预测隧区百年一遇降雨条件下隧道的最大涌水量。研究结论:(1)隧址区地下岩溶水可分为动储量和静储量两种类型;(2)隧道地下涌水主要为动储量释放;(3)涌水量大小与降雨量密切相关;(4)预测的最大涌水量为215×10~4m~3/d;(5)研究方法经工程实践证明较有成效,研究成果对类似工程地质条件下的隧道工程建设具有借鉴意义。     

杨林隧道岩溶涌水成因分析及处治设计方案研究

结合杨林隧道右幅K19+903部位在典型富水岩溶发育、断层等复杂地质条件下发生涌水事件,针对隧道岩溶地区季节交替带的涌水特征,依据隧道勘察报告及实地踏勘分析涌水成因,采取超前地质预报地质雷达与实际开挖导洞相结合的方法对岩溶发育及地下水分布进行基本探明;在满足以上前提条件下,综合项目施工现场情况及施工实践经验确定处治方案,提出"洞内处理、近堵远排、分级泄压"一种新的动态处治设计思路,详细阐述了对该部位溶洞处理采取的主要处治设计措施。     

长沙地铁越江隧道穿越岩溶地层关键技术研究

研究目的:长沙地铁3号线阜埠河站-灵官渡站区间是穿越湘江及江中橘子洲的越江隧道区间,江底存在不同程度的岩溶发育区,工程及水文地质条件复杂,实施难度大。长沙地区尚无越江隧道长距离下穿江底岩溶强发育区先例,为解决复杂岩溶水底隧道穿越技术,降低施工风险,实现隧道穿越水下岩溶地层,本文对复杂岩溶水底隧道关键技术体系进行研究,以期为类似工程建设提供借鉴。研究结论:(1)对于越江隧道,通过确定合理过江线位方案,绕避岩溶区,能有效地减小岩溶穿越区距离,降低工程风险;(2)岩溶区越江隧道采用泥水盾构掘进工法,工程风险更为可控;(3)对于岩溶处理平台采用水上钢平台,能有效地减小岩溶处理产生的环境影响;(4)岩溶注浆处理通过制定合理注浆方案、注浆参数,保证溶洞处理效果并控制投资;(5)盾构掘进过程需合理控制,工筹安排应结合试验段开展,精细化控制盾构掘进过程;(6)本文关键技术体系对其他同类地层隧道施工具有一定借鉴作用。     

广清城际轨道交通项目岩溶发育特征浅析

结合广清城际轨道交通项目钻探情况,对线路所经地段岩溶发育情况进行分析.通过统计钻孔的见洞率,分析岩溶的发育概率,通过统计岩溶埋深和尺寸,分析岩溶的发育规模,以此获得广清城际轨道交通项目岩溶发育的特征,从而为该项目岩溶区各工点的后续勘探提供合理的建议.     

岩溶区铁路桥梁基础设计与施工技术

研究目的:桥梁设计与施工是现代铁路建设的关键.岩溶区,由于桥址下伏岩溶发育,基岩形态复杂,溶洞众多且具有一定的连通性,因此其基础施工,特别是桩基础施工过程中常遇到上覆地层坍塌、岩面突变、溶洞漏水漏浆等复杂问题,给岩溶区桥梁设计和施工带来一定困难.结合某铁路联络线特大桥建设实践,广泛借鉴国内外岩溶区桥梁基础建设的先进技术和成功经验,对铁路桥梁基础设计选型及桩基础施工技术进行了系统总结,并有针对性地提出了相关建议.研究结论:只要对岩溶详细勘察,合理设计,科学施工,严格检验,岩溶区铁路桥梁基础建设完全能够克服困难,达到质量要求.     

岩溶地区的基础设计及施工工艺

结合徐州东站房基础设计,探讨在岩溶地区特殊地质条件下的设计方法。岩溶地区的基础设计的前提是查明岩溶的发育情况及溶洞的分布,根据实际情况与规范选择适当的基础形式。同时本文论述了徐州东站房的岩溶地区基础施工的工艺要求,应采取有效的措施来处理基础施工中的漏浆、塌孔、偏孔等问题。     

穿越湘江水下岩溶发育区地铁盾构选型研究与应用

长沙地铁3号线越江隧道穿越湘江岩溶发育区,盾构施工风险高。针对沿线砾岩夹泥质砂岩复合地层、断裂破碎带和复杂岩溶地层等特殊地质条件,考虑水下高水压等因素影响,对地铁盾构选型进行研究。考虑不同施工风险,对盾构各关键部分进行设计与改进;对岩溶地层进行注浆预加固处理,分析泥水盾构对穿越复杂岩溶地层的适应性。采用改进的泥水盾构成功穿越湘江水下岩溶发育区,掘进效果良好,表明泥水盾构选型对穿越湘江水下岩溶发育区隧道的施工环境是合理且适应的。     

复杂岩溶地区高铁桥梁钻孔桩施工管理探讨

由于岩溶发育空间分布的复杂性和岩溶充填物的多样性,在桥梁桩基设计时会受地质探测精度的影响,钻孔桩施工容易发生漏浆、塌孔、倾斜、偏孔、卡钻、卡笼、混凝土超方、地下水污染等事故,给工程项目带来工期、质量、安全、环境保护、成本控制等一系列复杂难题。可根据岩溶发育情况、工期节点、工程数量、环境保护要求,抓住"人机料法环"中的关键要素,提高复杂岩溶地区桥梁钻孔桩施工管理水平。以山东平度地区潍莱高铁桥梁钻孔桩遇复杂岩溶处治方案为实例,在现有研究成果的基础上,结合多年现场工作经验,对岩溶桩基常用处理工法及设备选型进行定性、定量分析,探讨复杂岩溶地区高铁桥梁钻孔桩施工管理经验,为后续相关工程提供借鉴。     

3S技术在高原型岩溶区铁路地质调查的中应用

以新建西宁至成都铁路穿越的某段岩溶区为例,探讨高原型岩溶遥感地质调查方法流程,运用地理信息系统(GIS)、三维可视化等技术,查明该高原型岩溶区典型岩溶地貌分布,地表水及地下水补、径、排条件及岩溶发育程度。实地验证调查与遥感解译成果相符,对于类似地区的岩溶地质调查具有一定的参考和指导意义。     

成贵铁路工程环境与线路选线设计

研究目的:成贵铁路是复杂艰险山区高速铁路之一,穿越四川盆地向云贵高原攀升的斜坡过渡带,经过四川盆地南缘断褶带、滇东北崇山峻岭及贵州高原西北地区,沿线具有"矿藏多、采空区多、天然气多、峡谷多,地质构造发育、岩溶发育、重力不良地质发育、岩盐发育"的"四多、四发育"特点,地质、地形、环境极为复杂。本文在"地形选线"、"地质选线"、"环保选线"、"重大工程优先选址"的基础上,贯彻"减灾选线"理念,从工程建设源头做好地质灾害风险规避、防控工作;贯彻一县(市)一站、站城融合理念,尽力打造生态工程。研究结论:(1)沿线控制线路走向的主要因素有地形地貌、重点桥隧工程、城市规划、环境敏感区和煤矿采空区、岩溶、天然气等不良地质发育区;(2)线路最大坡度,一般20‰,困难25‰,个别30‰;(3)本研究成果可供复杂艰险山区铁路、公路工程建设借鉴。