高铁区域生态原貌和退化评价方法研究

针对高铁建设及高铁路域区域生态环境系统的特点,本文在获取路域区域不同环境生态原貌信息资料后,应用复合生态系统原理、生态学、环境科学、系统科学等理论和方法对原始数据进行分类整理分析,并根据所收集数据的性质、质量和数量等,运用主成分分析、系统聚类和复合加权模型等方法,对路域原生态系统、区域生态环境的生态原貌进行综合多目标、多属性、多层次复杂系统评价分析,建立高铁路域生态本底评价指标体系和高铁路域退化生态系统诊断评价指标体系。选取湖南省某高铁项目,对其路域生态原貌信息进行整理,实证本文所建立的生态原貌诊断评价指标体系和高铁路域退化生态系统诊断评价指标体系的正确性。     

隧道结构地震灾害评价等级及处治技术研究

研究目的:强震造成灾区隧道损毁严重,严重影响抗震救灾及灾后重建的进程。本文以汶川地震隧道震害为研究背景,基于科学重建的需要,并结合抢通、保通和恢复重建三阶段的特点以及隧道结构的恢复目标,对隧道结构震害评价等级及不同阶段处治技术进行研究。研究结论:(1)建立了隧道结构震害评价等级,主要包括隧道震害程度分级原则、钢筋混凝土和素混凝土二次衬砌震害等级评价以及抢通、保通和恢复重建三阶段震害处治重点;(2)明确了抢通、保通和恢复重建三阶段隧道衬砌结构震害处治技术;(3)汶川地震灾区震后运用隧道结构震害评价等级及处治技术进行恢复重建,达到了恢复重建的目标,使震区隧道恢复或超过震前的运营及抗震水平;(4)研究成果可为震区隧道震害修复及抗震结构设计提供参考。     

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。     

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。     

智能牵引变电所站域后备保护系统研究

研究目的:为充分利用智能牵引变电所网络数据共享的特征,提高牵引变电所继电保护的整体性能,分析了牵引变电所常规后备保护的不足,提出了站域后备保护的功能需求,研究了综合利用站域信息的牵引变压器后备保护、母线主后备保护、馈线远后备保护和失灵保护、死区保护实现方案,构建了牵引变电所站域后备保护系统。研究结论:(1)智能牵引变电所站域后备保护系统综合利用牵引变电所站域信息,基于保护的方向选择性和逻辑选择性进行综合判断;(2)站域后备保护系统实现了牵引变压器后备保护、母线主后备保护和馈线远后备保护的功能;(3)典型故障情况下的保护动作情况分析表明,站域后备保护系统能够改善和提升传统后备保护的性能,实现快速、准确切除故障元件的目标,提高智能牵引变电所后备保护的可靠性;(4)本研究成果可为智能牵引变电所继电保护优化配置提供借鉴。     

高铁路涵过渡段不均匀沉降及注胶效果检测

研究目的:高铁无砟轨道路涵过渡段是不均匀沉降的高发地段,通常使用注胶手段进行化学抬升,而无砟轨道脱空沉降以及抬升后的注胶效果无法直接评价,需要对其进行无损检测。本文研究拟找到准确、高效的无砟轨道脱空沉降以及注胶效果评价手段。研究结论:(1)基床表层的不均匀沉降状况与轨面沉降曲线高度吻合,轨道沉降主要由基床表层沉降引起;(2)使用400 MHz地质雷达天线可以有效检测轨道的不均匀沉降情况,支承层底脱空部位雷达波形频率降低(波形变胖),子波旁瓣减小;(3)地质雷达可以有效检测轨道注胶效果,表现为明显的强反射同相轴,可对注胶范围以及注胶饱满程度进行评价;(4)本文研究对大部分轨道脱空以及沉降检测具有借鉴意义,对轨道沉降抬升治理效果评价具有指导意义。     

运营高速铁路重点地段综合变形监测评估方法研究

高铁铁路运营阶段将对重点变形观测地段展开长期性、周期性的变形监测,是保障高铁线路平顺性的重要工作。本文基于某铁路局运营高速铁路重点地段变形监测咨询评估项目的长期实践,进行以下研究:(1)分析咨询评估流程,基于各关键环节建立咨询评估体系,在过程中进行质量控制;(2)阐述区段变形分析、数据质量分析、预警机制与重点段调整等评估工作重难点问题;(3)提出断面沉降监测、CPⅢ不定期复测、横向变形监测、轨道逐枕全几何尺寸测量等成果的综合变形分析方法,结合实例进行分析。本文研究成果对高速铁路重点地段变形监测咨询评估体系建立有借鉴意义,提出的综合变形分析方法可为轨道养护维修提供依据。     

高铁路基智能微渗保润技术应用效果研究

研究目的:采取有效措施预防和治理荒漠化环境对高铁线路运营安全的威胁是亟待研究的重大铁路工程问题之一。以宁夏地区荒漠化为背景,对智能微渗保润技术在高速铁路沿线路基边坡荒漠化防治中的应用效果进行客观评价,为荒漠化地区高速铁路沿线生态环保工程建设提供科学依据。研究结论:(1)智能微渗保润技术作为一种创新技术成功应用到高铁路基边坡水土保持及沙害防治领域中,是荒漠化地区高铁路基沿线防沙治沙的一项新技术、新方法;(2)智能微渗保润技术可以明显改善路基边坡土壤的水分、养分条件,为植被生长提供必要的基础环境;(3)相对于普通养护条件,智能微渗保润维养系统试验段路堤边坡植被的成活率、密度、盖度、株高等均得到大幅度提升,既能达到防沙治沙的生态环保目的,又能起到良好的景观效果;(4)本研究成果可为荒漠化地区高铁路基沿线的风沙防治与生态环保提供参考。     

绿色高铁建设环境成本CS、BPNN估算方法研究

研究目的:如何界定高铁建设环境影响内容、估算环境成本是高铁实现绿色工程的重要内容。本文在界定高铁建设环境成本的计算内容基础上,运用显著性成本方法(CS)建立高铁建设环境成本数据库,运用BP神经网络方法预测拟建工程全生命建设环境成本,并以长益城际铁路进行实例验证,结果表明该模型适用性强,对高铁全生命建设环境成本预测准确性高。研究结论:(1)通过CS理论提取高铁工程显著性环境成本项目可以大幅简化环境成本估算工作量;(2)BP神经网络在高铁项目环境成本估算方面具有适用性;(3)为更准确估算环境成本,需进一步完善高铁项目建设环境成本数据库;(4)本文提出的高铁建设环境成本估算方法和评价体系,可应用于铁路行业高铁项目的建设环境成本估算和控制等工作。     

高速铁路桥梁并行地段最小线间距的确定

研究目的:西延高铁引入西安铁路枢纽时,为符合城市规划、减少对城市切割、节约土地,新建线路与既有铁路通道并行,或多条新建高铁线路尽量同一通道并行布线。本文首先介绍新建高铁与既有高铁桥梁并行地段线间距的确定方法,主要受桥梁架桥机的控制;其次介绍两条新建高铁桥梁并行时最小线间距的确定方法,主要受桥梁结构尺寸控制。研究结论:(1)在枢纽地区,建筑密集、通道狭窄,线路通过时尽可能选择与既有线并行,或同方向线路采用同一通道布线;(2)桥梁并行地段最小线间距的确定对于减少拆迁、节约土地、降低成本起着至关重要的作用,同时也可获得地方政府支持,促进项目的实施;(3)不同类型桥梁并行地段最小线间距的控制方法,对其他高速铁路具有借鉴与指导作用。