采空区铁路工程地质选线研究

研究目的:为更好指导采空区铁路勘察选线工作,系统总结采空区铁路勘察选线设计的基本流程,提出采空区铁路选线安全距离计算方法、相关参数标准及选线途径。研究结论:研究表明,在不同等级铁路安全距离计算中,应采取相应的岩移角选取标准,高速铁路及无砟轨道客运专线应采用边界角,而普速铁路可采用移动角。结合工程实例,提出采空区铁路工程地质选线的方法和途径,包括线路方案比选——在矿区外围选线、局部方案优化——在矿区内选线,以及基于采空区变形计算和监测的铁路选线。     

某采空区沉陷现状及残余沉降预测研究

研究目的:采空区残余沉降预测是采空区建筑地基稳定性评价理论的重要内容,对研究采空区上方建筑物抗变形优化设计及地基沉降变形预测预报有着重要意义。本文根据采空区的工程地质概况,选择合理的地表沉陷预测模型;通过地表沉陷预测程序,结合采空区移动时间及地表分析,对铁路沿线地表沉陷进行预测和分析,为线路方案比选提供地质依据,达到铁路工程跨越采空区地质选线的目的。研究结论:(1)针对本采空区开采时间跨度大、回采率低的特点,地表移动变形预测可采用概率积分法预测模型;(2)采空区边界可以通过开采方式、煤窑井口、钻孔数据和地面塌陷情况综合分析确定;(3)通过残余沉降、倾斜、曲率变形量以及影响线路长度等参数可以看出,该段线路穿越老采空区采用长桥方案更切合实际;(4)根据预测残余移动变形影响边界对长桥方案进一步优化,经实际工程验证,成果可靠;(5)该研究成果可为类似跨越采空区铁路工程地质选线提供借鉴。     

深埋水溶采空区铁路选线与防治措施研究

研究目的:中南地区一硝盐矿区采用水溶法开采地下500 m深度的盐矿,采空区地表变形严重,铁路枢纽货车外绕线拟穿越该矿区,工程风险大。本文基于地表实测变形数据,研究水溶开采诱发地面变形特征,采用自然平衡拱理论结合物探方法分析地面塌陷风险,确定合理的线路通道,并提出穿越深埋水溶采空区铁路的综合防治措施。研究结论:(1)采空区地表存在两个累计沉降量达927 mm和843 mm的沉降中心,沉降中心位于矿柱上,水溶采空区已发生连通;(2)南通道覆岩破坏严重,覆岩垮塌至地面风险高,北通道覆岩相对完整,仅局部井身破碎漏失,工程地质条件相对好,确定北通道为铁路通道;(3)预测停采后地表移动延续时间小于施工工期,提出了矿区停采、封井、路基沉降加宽等综合防治措施,施工期地面变形追踪监测显示,综合防治措施抑制地表变形效果显著;(4)采用泊松函数预测铁路最大工后沉降4.1 cm,满足通车条件,外绕线铁路于2020年8月正式通车运营;(5)本研究成果可为类似复杂采空区铁路选线与处理提供参考。     

浅谈煤矿矿区铁路选线设计

结合巴准铁路选线设计实践,谈煤矿矿区铁路选线设计的基本原则、方法以及采取的相应措施.巴准铁路地处内蒙古自治区西南部鄂尔多斯市伊金霍洛旗和准格尔旗境内,是神华集团煤运大通道的重要组成部分,为万吨重载铁路,铁路沿线煤矿分布密集.通过对西召到四道柳段矿区内选线方案进行比选,综合考虑工程投资、煤矿的压覆、铁路工程的安全性等因素,推荐采用工程投资较大,但绕避采空区、对各煤矿切割较小,对煤矿的开采影响较小的方案.     

阜六线霍邱铁矿段稳定性评价及选线

阜六线霍邱铁矿园区段,分布大小十几家铁矿,矿井开采范围与线路安全有极其密切的关系,矿层厚度、产状、埋藏深度、开挖厚度、开采率以及有关沉降、塌陷等情况严重影响矿区段的线路方案稳定。通过对阜六铁路铁矿园区段采空区进行稳定性评价,比选高速公路东西两侧线路的优缺点,得出线路走向最佳方案。     

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。     

玉磨铁路采空区段地质选线研究

研究目的:玉溪至磨憨铁路沿线矿产资源丰富,采空区对线路走向影响较大。本文通过对沿线采空区地质概况、开采情况进行详细调查,并参照相关理论对其稳定性进行分析,重点对影响控制线路方案的铜矿和盐矿采空区段进行地质选线研究,探究合理的方案,为玉磨铁路选线提供重要参考依据。研究结论:玉磨铁路牙骨铜矿、磨黑盐矿及磨歇盐矿采空区分布于不同段落,具有不同采空特点。通过地质选线研究得出以下结论:(1)牙骨铜矿采空区开采年代久远,难以查明采空情况,建议采用绕避采空区的他郎河下游方案;(2)磨黑盐矿采空区地表沉陷明显,可研设计方案位于移动盆地内,且矿区地下水侵蚀作用等级高,建议线路避绕;(3)磨歇盐矿采空区避绕方案长度变化小,虽然桥隧比增加,但仍为地质选线推荐方案;(4)采空区往往稳定性较差,治理难度较大,工程风险大,线路方案应尽量绕避;(5)本文分析结果可以为类似环境条件下采空区地质选线提供一定的参考。     

铁路综合选线原则思考

铁路选线是铁路设计中最根本、最重要的工作,是影响全局性的总体设计,选线质量的高低对项目的工程量、投资、建设难度甚至运营维护都将产生直接影响。为尽可能提高选线质量,文章对综合选线的原则进行了一些探讨。影响铁路线路方案的因素众多,包括政治、经济、国防、地方规划、环境敏感点、地形条件、重大不良地质、水文等,文章分析了选线工作中可能遇到的主要影响因素,提出了相应的选线原则,包括规划选线、地质选线、环保选线、安全选线等。铁路选线工作应注重搜集相关资料,分析影响线路方案的因素,根据影响因素选择相应的选线原则,当不同原则出现冲突时,应抓住主要制约因素确定原则,做到综合最优。     

阜阳至六安铁路线路走向方案设计

阜六铁路是阜阳—六安—安庆—景德镇铁路的重要组成部分。通过对线路功能定位、预测运量、选线及节省工程投资等方面的分析,推荐采用北起阜阳枢纽袁寨车站,南接六安地区分路口站的西线线位方案。并对西线方案进行进一步研究,推荐霍邱铁矿区西侧和阜六高速公路东侧的西线Ⅱ方案。     

西安至韩城城际铁路线路走向方案研究

西安至韩城城际铁路是关中城市群城际铁路网中的重要项目,线路方案受沿线城镇布局、城市规划、环境保护区、煤矿采空区、旅游开发区等多种因素影响。从规划选线、环保选线、地质选线、工程选线以及站位选线等不同方面,以综合选线的研究方法在众多的控制因素中通过技术经济比选和利益平衡选择出一个能够满足各方利益诉求的线路方案。目前本项目已经通过预可行性研究初步评审,评审专家和沿线地方政府均对推荐的线路方案予以肯定。     

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。     

拉日铁路选线回顾

拉(萨)日(喀则)铁路位于西藏自治区西南部,线路穿越近90 km的雅鲁藏布江峡谷区,沿线地势起伏多变,地形、地质条件复杂。结合路网规划、线路功能定位、接轨方案和线路走向方案、沿线地质情况、环保要求、地方经济发展规划等特点,提出复杂山区铁路选线的基本原则和研究思路,为同类山区铁路选线提供借鉴。     

复杂艰险山区高速铁路减灾选线设计研究

复杂艰险山区地质灾害问题十分突出,工程建设条件差,高速铁路线型标准高,适应地形及绕避不良地质的灵活性差。对于长达数百至上千公里的复杂艰险山区高速铁路带状工程,众多的地质灾害绕无可绕、避无可避时,只能避大就小,海量筛选技术可行、经济合理、风险可控的线路和工程方案。高效识别“长线路、宽廊道”范围地质灾害,量化百年服役期铁路工程安全风险,科学确定“宏观走向”“空间线位”“工程设置”等多层次风险调控举措,实现以“减灾”为核心的方案群多目标智能优化,是复杂艰险山区高速铁路成功修建与安全运营的关键。本文简介了复杂艰险山区高速铁路减灾选线设计成套技术,该技术以“一套减灾选线理论与方法”+“三大减灾选线支撑技术”为核心,成功突破了复杂艰险山区修建高速铁路的技术瓶颈,支撑了6300 km复杂艰险山区高速铁路的工程建设,指导了1.3万km高速铁路的勘察设计,并被其他陆地交通项目借鉴利用,在服务“交通强国”战略、“一带一路”建设中具有重大意义并具有广阔应用前景。     

长昆客运专线(湖南段)综合选线设计研究

长昆客运专线湖南段是国家"四纵四横"客运专线沪昆客专的一部分,沿线所经区域环境敏感点多,地形、地质困难,岩溶、地下水系发育,选线设计方案复杂。通过对长昆客运专线湖南段选线设计中一些典型选线案例进行分析及施工运营验证,线路方案设计满足规划要求,同时防范重大工程风险、满足环保要求,做到工程经济合理。提出选线设计应符合通道内路网规划、功能定位,遵循环保选线、地质选线、规划选线、经济选线等综合选线理念,重视施工运营安全。     

西宁至成都铁路同仁至甘加越岭段工程地质问题及地质选线

为了科学地指导西宁至成都铁路同仁至甘加越岭段的地质选线工作,采用综合勘察方法,借鉴兰渝铁路的勘察及施工经验,并结合灰色关联法与变权理论,查明三叠系软岩大变形及上新近系砂岩水稳性为研究区的主要工程地质问题;根据岩性、岩体完整程度、层厚、强度应力比、地下水等因素,对三叠系软岩大变形进行风险分级;构建地质选线数学模型对多种线路方案进行定量评价,得出最优方案,为地质选线提供依据。     

崩塌滑坡灾害对川藏铁路康定—昌都段选线的影响

线路选线是铁路工程设计与建设中一项关系到全局的总体性工作,线路走向是否合理,直接关系到铁路本身的工程投资和运营效果。地质灾害是影响铁路选线最重要的因素。通过滑坡崩塌灾害对线路的影响分析,可最大限度避免线路经过严重地质灾害地段,规避重大工程风险。通过对川藏铁路康定—昌都段沿线崩塌滑坡灾害调查和量测,结合遥感解译成果,主要考虑沿线崩塌、滑坡灾害的影响,给出关键区段、节点的铁路地质选线策略,对比规划线路,提出基于崩塌滑坡灾害影响的建议线路。     

西宁至成都高速铁路拉脊山选线研究

西宁至成都铁路穿越祁连山脉余脉拉脊山地段,该区域弱成岩工程水稳性地质问题非常突出,尤其是铁路勘察阶段遇到的高压CO2气体,国内尚属首例,可供借鉴的工程经验十分有限。如何科学、经济、安全、合理地进行地质选线及工程设置,成为控制铁路前期线路方案的重难点。本文通过开展地质专题勘察,查明不良地质分布的特征及特性,并借鉴兰渝铁路的施工经验,平面上绕避高压气体的影响,减少通过弱成岩的段落,纵断面上尽量抬高线位,避免弱成岩遇水崩解的发生,有效解决了线路平纵断面的设计难题,可供类似特殊复杂地质条件下线路方案的选择参考借鉴。     

宝兰高铁渭河隧道水文和工程地质选线研究

渭河隧道是宝鸡至兰州高铁重、难点控制性工程。区内地质构造运动较活跃,黄土滑坡、富水砂岩层及饱和卵砾石等不良地质发育,复杂的工程及水文地质条件严重制约着渭河隧道选线工作。通过野外地质调查、原位测试、室内试验、理论计算、地质分析等方法对影响隧道选线的地质问题进行了综合评价,提出竖向绕避滑坡群方案,通过分层抽水试验解决了复杂地层涌水量计算参数的问题,对合理确定隧道埋深和辅助坑道方案的选择具有指导意义。     

蒙西至华中地区铁路五里川至邓州段线路方案研究

五里川至邓州段铁路的修建将使本地区资源优势迅速转化为经济优势,因此设计出线路短、工程小、投资小的铁路方案,对促进区域内经济发展和完善路网结构均具有十分重要的意义。通过对蒙西至华中地区铁路线位走向的研究,针对路网规划,功能定位,接轨和线路走向,地质选线,环保要求,地方经济发展特点等影响因素,对五里川至邓州段线路进行了沿既有线、既有线北侧和既有线南侧3个方案的分析和探讨,经综合比选提出了五里川至邓州段采用沿既有线方案作为推荐方案的建议。     

蒙华铁路黄土滑坡风险评价研究

为了降低滑坡等不良地质在铁路建设和安全运营过程中产生的危害,在选线过程中需对区域内不良地质发生的风险进行评估。以蒙西至华中煤运通道工程黄土高原区为研究对象,基于遥感与GIS技术开展区内黄土滑坡风险评价研究,通过GIS技术分析滑坡与环境要素的内在联系,确定18个滑坡影响因子并进行定量研究;根据区内滑坡遥感解译成果和影响因子数据建立加权叠加模型,实现滑坡风险等级区域划分,并提出一种新的因子权重计算方法:通过建立滑坡因子变异系数在滑坡处与研究区的数学关系确定因子权重,具有客观可靠性;基于黄土滑坡风险评价结果,对拟选线位进行方案比选,提出最优线位通过方案。研究成果可应用于铁路工程选线设计和防灾减灾等工作。