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。     

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。     

岩溶地区隧道浅埋段下穿既有构筑物处理技术

研究目的:随着高速铁路发展,路网密度增加,铁路选线不可避免会下穿高速公路、地方道路或厂房、民房等不可拆除的地表构筑物。当岩溶发育地区铁路采用隧道形式下穿通过既有构筑物时,可能会揭穿隧道范围内的溶腔或岩溶管道,造成充填物流失或松动,给地表构筑物带来潜在性危害,进而可能影响生产、生活安全。本文结合成贵铁路大方隧道建设情况,就岩溶地区隧道浅埋段下穿既有构筑物隧道施工方法进行研究,提出能够用于未来类似工程的相关理论依据,以有效降低施工过程中对既有构筑物结构安全的影响,确保既有构筑物的使用功能及结构安全。研究结论:(1)应采取措施避免隧道影响范围的溶腔或岩溶管道内充填物流失或松动;(2)需考虑隧道开挖振动及洞内变形对地表构筑物的影响,采用合理的施工开挖方法;(3)加强与构筑物产权单位的协调沟通,确定构筑物防护要求,采取措施确保隧道施工安全和构筑物安全;(4)本研究结论对岩溶地区类似工程条件下隧道设计和施工具有一定的借鉴意义。     

象山隧道通过岩溶地段病害分析与处理

龙厦铁路象山隧道穿越复杂岩溶地段,施工期间出现大量涌水,引起地表沉降,本文通过对象山隧道DK(YDK)24+000～500岩溶地段工程地质、水文地质及涌水、地表沉降病害现象的分析,研究确定了合理的工程处理措施,对类似工程具有一定参考价值。     

拉日铁路地热隧道方案比选研究

研究目的:通过对拉日铁路地热隧道不同的地质、地热条件的分析,确定地热隧道线路方案的选线原则,并为地热隧道线路方案的选择和完善提供依据.研究结论:从选线来看,拉日铁路色麦至仁布段地热隧道具有典型的高原山区河谷地热铁路选线的特点.选线时,线路要尽量绕避雅江两岸的滑坡、错落、泥石流、岩堆、危岩落石、断层等不良地质现象,特别是要绕避地热发育地段;线路要尽量与地热分布带大角度相交,以最短距离通过.选出的线路应符合安全、可靠、合理、经济的的原则.     

岩溶地区复杂地质条件下铁路线路方案比选

黔张常铁路多穿行于中低山和丘陵地区,岩溶、滑坡等不良地质发育,且分布有矿场采空区,地形地质条件对线路布设有较大限制。介绍黔张常铁路在武陵山区采用遥感、物探、钻探等综合勘察成果指导岩溶地区铁路选线的研究方法,对水沙坪至晏家堡段的三个线路方案,从工程地质、工程设置、工程投资等方面进行分析比较,优选出绕避不良地质、工点设置合理、工程经济性较优的方案,并对岩溶区复杂地质条件下铁路选线思路进行总结。     

重庆至贵阳铁路息烽至修文段线路方案研究

重庆至贵阳铁路扩能改造工程地处西南山区,是我国西南至华南地区快速铁路通道的重要组成部分。为探索复杂山区铁路选线技术,以重庆至贵阳铁路息烽至修文段线路方案研究为例,针对地质条件、环境敏感点、城镇规划等影响因素,对该段线路经新寨、经罗家坝、取直、经久长、经久长西侧5个方案进行分析。从线路条件、地质条件、环境保护、工程风险、施工组织、工程投资等方面进行综合比选。研究表明,岩溶地质风险是本段选线主要制约因素,从而提出线路较长、投资略高,但以短隧和桥为主,隧道处于垂直循环带,突水、突泥施工风险小,地表失水带来的社会稳定风险低,工程风险及实施难度小的方案。研究结果表明,对于复杂山区铁路,应坚持减灾、环保、以人为本、综合比选的选线设计原则。     

黔张常铁路武陵山越岭隧道群工程地质选线

研究目的:岩溶地质灾害是黔张常铁路武陵山越岭隧道群铁路选线的重要控制因素之一。本文以黔张常铁路武陵山越岭隧道群工程为例,通过从岩溶危害与工程风险、工程设置条件、工程投资等方面对不同的隧道线路方案进行分析、比选,确定相对合理的武陵山越岭隧道群线路方案。研究结论:黔张常铁路武陵山越岭隧道群研究了三个方案:南方案(D14K)、中方案(DK)、北方案(D12K)。通过分析、比选,得出结论:(1)D12K方案受岩溶危害程度轻,工程风险相对较小;(2)从工程设置条件分析,各方案工程设置条件基本相当;(3)从工程投资方面分析,DK、D12K方案分别较D14K方案贵2 636.2万元、5 686.3万元,但D14K方案受岩溶危害大,工程潜在风险大;(4)北方案(D12K)设置武陵山越岭隧道长度短,工程设置条件尚可,虽工程投资略高,但工程受岩溶危害小,工程风险较低,为最优方案;(5)本研究成果可为以后优化岩溶地区隧道地质选线工作提供参考,以降低工程投资和施工风险,保障工程安全。     

张唐重载铁路的综合选线技术

研究目的:重载,是我国铁路主要发展方向之一;选线,是铁路工程建设极为重要的一个环节,直接关系到建设方案的合理性,决定着投资规模。重载铁路的选线又有其独具的特点。张唐铁路是我国新时期以煤炭运输为主的重要干线,寻找到合理的线路走向,是张唐重载铁路建设的基础。本文分析了重载铁路的特征、影响铁路选线的各种因素,提出合理的选线原则和方法,确定科学合理的线路走向。研究结论:在进行重载铁路选线时应综合考虑铁路功能、安全节能、工程投资、城镇规划、环保影响、地形地质条件等因素,使得线路功能完善、技术经济合理、环境影响小,综合效益最佳。     

孙家沟至瓦塘地方铁路选线设计

孙瓦地方铁路为山区重载铁路,受各种控制因素影响,选择合理的线路走向是本项目建设的基础。从重载铁路的特征、影响铁路选线的各种因素分析,提出合理的选线原则和方法,确定科学合理的线路走向。在全面、准确分析项目特点的基础上,综合考虑铁路路网功能、工程投资、环保要求、地形地质条件等因素,合理确定特殊工点处理措施。对线路走向进行综合研究,确保实施方案综合效益最佳。     

基于地质实体的铁路选线优化与决策模型设计

铁路选线设计是在三维空间决定线路位置的决策优化过程,特别是山区,河谷深切、构造复杂,不良地质普遍发育。岩溶、顺层、滑坡、断层破碎带和崩塌等主要不良地质现象分布广泛,比选线路方案时对地质因素考虑得最多,更加注重“地质选线”,地质因素往往成为线路方案取舍的决定因素。采用智能选线技术,依据技术标准并考虑约束条件可自动生成经济、节能、环保、合理的线路优化方案,为此,本文就遗传算法的基因编码、线路染色体、终止准则优化模型实施步骤开展设计。研究成果对指导西南山区铁路选线设计具有重要的优化作用。     

武广铁路客运专线南岭越岭地段工程地质选线思路与实践

结合武广铁路客运专线越岭地段的地形地质特点,在遥感解译、大面积地质调查测绘的基础上,选择线路绕避复杂构造、地表岩溶负地貌区段,在可能的条件下抬高线路纵坡通过垂直渗流带,无法绕避的暗河宜上跨并避开溶洞发育区。该段隧道施工过程中揭示围岩整体较好,未发生灾难性地质灾害,表明工程地质选线较为成功。     

黔张常铁路武陵山隧道岩溶发育特征及分布规律分析

在碳酸盐岩地区修建铁路,岩溶是主要的工程地质问题。本文通过地表地质调查、物探及钻探对黔张常铁路武陵山隧道的岩溶分布进行研究,阐述了测区岩溶的位置、范围、深度和形态特征,并从岩性、构造、地貌等方面分析了岩溶发育特征及分布规律,对测区岩溶发育强度进行分级,对岩溶空间分布与隧道的关系和岩溶地基稳定性作出初步评价,为工程设置安全性和线路方案合理性评价提供可靠依据。     

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。     

浦梅铁路引入武夷山地区方案研究

研究目的:通过对浦梅铁路线路在武夷山地区走向方案的研究,考虑工程投资、通道的完整性、货运功能、客运功能、与城市规划的结合、环境影响、地形地质条件等因素,使得实施方案技术经济合理,综合社会效益最佳。选线设计中提供的一些思路,为客货共线快速铁路在困难山区选线设计积累经验。研究结论:深刻分析浦梅线在武夷山地区线路方案的特点及研究思路,确定出合理的推荐方案。通过对走向方案的过程分析,体现了路网、环保、地质、规划、工程数量等对方案选线的影响及重要性。     

高压气体及弱成岩地层山区铁路综合选线

研究目的:近年来,我国在西部铁路建设过程中的复杂地质问题逐渐显现,西部地区广泛分布的三叠系板岩、新近系砂岩地层极大地增加了隧道建设难度。本文依托新建西宁至成都铁路穿越拉脊山隧道工程,针对高压气体、弱成岩地层等复杂地形地质条件和山区铁路施工运营特点,对复杂地层中长隧道选线及工程问题开展研究。通过对拉脊山地质特征及设置长大隧道工程适应性分析,提出艰险山区铁路选线原则和方法。研究结论:(1)结合工程地质条件和类似工程经验,确定线路方案选择原则,从施工难度与风险、辅助坑道设置、隧道设置和工程投资等方面对比分析了不同方案适应性,结果表明绕避高压气体、最短通过弱成岩地层设隧方案最优;(2)结合工程建设难点,对隧道修建、施工方案、高压气体以及弱成岩地层隧道结构设计等关键问题分别研究,并给出了对应工程措施;(3)本文结论可为后续类似工程建设提供参考。     

郑万高速铁路小三峡隧道选线分析

铁路选线应结合地形地貌、不良地质、工程条件、工程造价、施工及运营风险等“全寿命周期”进行综合比较。本文在充分吸取复杂艰险山区减灾选线经验的基础上,以郑万高速铁路最长、最复杂的小三峡隧道为工程背景,开展隧道穿齐耀山背斜岩溶地质发育地段的选线研究,并创新提出“三维地质选线”方法,即隧道平面选线、隧道纵断面选线和隧道横断面选线,供类似项目参考借鉴。     

新建武广铁路岩溶发育区地质选线

武广铁路客运专线郴州～红岩段,大面积出露碳酸盐岩,岩溶发育,既有南岭隧道发生了严重的涌水、突泥及不可逆转的环境病害.依据本段线路地质选线的原则以路基通过为主,辅以低桥跨暗河通道、短隧道穿"孤峰",进行了3个方案的地质选线比选工作,确定了短隧方案为本段线路的推荐方案.     

山西中南部铁路吕梁山越岭方案研究

以山西中南部通道翻越吕梁山越岭方案为例,从区域地形、地质出发,结合沿线经济据点、煤矿分布、泉域保护区及自然保护区分布,综合经济、技术比选,确定了合理的越岭方案,阐述了越岭选线需要综合考虑各相关因素和条件,才能选择出经济合理的线路走向。铁路越岭选线不仅受到地形、地质条件限制,而且需要合理处理线路走向和地方经济发展、环境保护等全方位的关系,做到综合社会效益最佳。     

化解复杂岩溶隧道突水突泥风险应用技术研究

研究目的:宜万铁路穿越我国典型的鄂西碳酸盐岩地区,岩溶隧道总长约占线路长度的75%.当隧道穿越石灰岩、白云岩等可溶性岩层时,岩层地质成因常常非常复杂,极可能发生大型～特大型突水突泥,将对隧道施工带来巨大危害,施工应对稍有不慎,就可能酿成重大甚至特别重大的事故.而目前相关隧道施工规范、铁路工程监理规范并未列出具有操作性的风险控制措施,且无可供参考的实例,依然处于摸索阶段.因此,研究化解复杂岩溶隧道突水突泥风险的实用技术,对于保障施工安全、构建和谐铁路建设局面极其必要.研究结论:通过目前在建的宜万铁路风险隧道风险管理实践,总结出了化解岩溶隧道突水突泥风险的关键实用技术,并经实践应用,证实其行之有效,对加强未来类似隧道的施工风险控制有较大的借鉴价值.