郑太高铁复杂地质条件下山区综合选线研究

研究目的:郑太高铁位于华北地区西部,穿越了晋中平原、太岳山区、长治盆地、晋城盆地和太行山区等多种地貌单元,有地形条件复杂、环境敏感区众多、不良地质集中等特点,而高速铁路技术标准高、工程安全要求严格,在进行复杂山区高铁选线时线路适应地形及绕避障碍的灵活性较差。该区域的其他铁路项目选线过程中也存在类似问题,尚未总结出一套行之有效的选线方法。随着该区域大原高铁、雄忻高铁、太绥高铁等高等级铁路项目陆续进入设计和建设阶段,亟需对郑太高铁复杂地质条件下山区综合选线技术进行研究总结,提出在该区域安全有效的选线理念。研究结论:(1)郑太高铁是该区域第一条穿越复杂地质条件的高速铁路,针对复杂地形和地质条件,尤其是煤矿采空区等不良地质特征,综合运用煤田古地理学、聚矿规律学、构造地质学、地层学、采矿学等多学科基础理论,结合线路综合选线技术,总结出该区域“经济选线定方向、地质选线找路径、环保选线提品质、工程选线控风险”的综合选线技术理念;(2)本研究成果可为复杂地质条件下山区综合选线提供技术支撑,为该区域内的线性工程规划和建设提供借鉴。     

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。     

风沙地区高速铁路综合选线原则研究

风沙灾害威胁着沙区铁路建设运营，由于高速列车具有速度快、车体轻的特点，线路在穿越风沙地带时受到的风沙流威胁更大。为在选线设计时就将线路风沙危害尽可能地减小，通过分析风沙流对高速铁路建设和运营的影响机理，针对风沙地区特殊的自然条件，结合铁路选线基本理论与方法，提出风沙地区高速铁路综合选线原则及风沙流区、戈壁区、大风区的高铁线路选线设计要点。以兰新高铁为例，通过详细勘察风沙区和分析现有资料，从线路走向方案设计、工程投资、环境影响等方面研究风沙地区高速铁路综合选线原则在实际线路工程中的应用，并确定了高速铁路在风沙地区较为合理的线路设计方案。经过兰新高铁多年的实际运营表明：该方法具有较好的工程应用性，可为今后风沙地区高速铁路选线设计提供一定参考。     

InSAR技术在高速铁路采空区地质选线中的应用研究

随着高速铁路的快速发展,铁路选线不可避免地将会穿越采空区,需要准确查明采空区的分布和影响范围。文中使用InSAR(合成孔径雷达干涉测量)技术,通过2009~2015年间的数据对比分析,查明某在建高铁跨越采空区的分布和影响范围,为线位的选择提供指导。结果表明,InSAR是一种有效的采空区变形监测技术,在铁路跨越采空区变形分析及指导地质选线中具有广阔的应用前景。     

墨镫至左权铁路选线设计方案的研究

通过对墨镫至左权铁路线路走向(越岭)方案的对比研究，得出根据越岭隧道长度、两站引线线形、工程投资、占用煤田资源和穿越采空区等要素优化出的选线方案。     

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。     

包头至银川高速铁路环保选线与生态补偿研究

包头至银川高铁经过河套平原、西北荒漠地区,针对沿线环境敏感区密集分布,生态环境脆弱等特点,在资料收集、现场调研、环境敏感区特征分析和意见征求的基础上,开展环保选线和生态补偿研究。经多方案综合比选分析,确定合理线路走向方案,提出穿越西鄂尔多斯自然保护区的工程措施和四合木保护恢复措施。研究表明,铁路设计中应加强环境保护工作,强化环保选线理念,一是坚持保护优先,应绕尽绕,从源头减少对环境的影响;二是开展多方案比选,能减则减,最大程度上缩短穿越环境敏感区的长度;三是加强工程保护措施,合理开展生态补偿。研究结果表明,通过以上方法,有效解决了包银高铁包惠段环保选线中遇到的问题。     

斜孔勘探技术在西渝高速铁路采空区勘察中的应用

采空区勘察是铁路工程地质选线的重要组成部分,采空区具有危害性大、隐蔽性强、既有资料准确性参差不齐等特点。在陡倾岩层的勘察中,斜孔勘探可与产状倾向大角度相交针对性布置钻孔,且相同孔深可揭示更多地层以相互印证,具有明显的靶向勘察优势。目前,斜孔勘探用于铁路采空区勘察的案例较少,本文以西渝高速铁路铁峰山越岭段采空区勘探为工程背景,在收集分析矿区资料和进行详细地质调绘的基础上,采用斜孔勘探对煤矿采空区进行勘察,为线路走向及标高选择提供了明确的依据,起到了良好的效果。     

贵阳至南宁高速铁路引入南宁铁路枢纽方案研究

贵阳至南宁高速铁路是我国“八纵八横”高速铁路主通道中包(银)海通道的重要组成部分,分析贵南高铁引入南宁铁路枢纽难点及存在问题：引入枢纽线路方案受控因素多且选线难度大,既有客站到发线适应能力不足,既有动车所存车及检修能力不足。针对以上难点及存在问题,结合南宁铁路枢纽现状、南宁市城市规划、地质条件、既有客运系统能力和既有机辆检修设备情况等因素,研究贵南高铁引入南宁铁路枢纽的合理方案。首先,研究5个重点段落线路方案,并在既有城市规划、主要工程数量和工程地质条件方面进行比选,最终采用兰海高速公路西侧穿越采空区方案;其次,提出主要客站分工调整方案,以解决既有客站到发线能力不足的问题;最后,就既有动车所存车及检修能力不足的问题,给出远期补强方案和条件预留规划。     

大定源瞬变电磁法在铁路采空区勘察中的应用

中深部大型采空区严重影响铁路选线和铁路建设,在铁路勘察阶段必须将采空区的埋深、边界探测准确,才能保证铁路建设及运营的安全。介绍大定源瞬变电磁法探测中深部煤矿采空区的应用研究,证明大定源瞬变电磁法可准确查明中深部采空区的埋深及走向,为铁路选线和建设的安全提供保障。     

成达万高铁明月山至峨层山区段线路方案研究

成都-达州-万州高速铁路(成达万高铁)明月山至峨层山区段穿越我国西南川东平行岭谷低山区,区域内重大经济据点、不良地质、环境敏感区域、重大厂矿企业、地下管线等因素严重制约铁路线路走向.为此,首先结合开江南站位和采空区通道确定线路的整体走向方案;然后结合工程投资、不良地质、环境敏感区域、工程可实施性等因素,确定线路的局部走...     

高速铁路引入铁路枢纽线路选线研究

本文针对我国高速铁路建设引入铁路枢纽的线路选线缺乏系统研究和总结的问题,开展了相关研究。在深入分析高速铁路引入铁路枢纽线路沿线的利益群体诉求及不利后果基础上,提出高速铁路引入铁路枢纽的城市选线要“走得通、走得稳、走得好、走得省”的内在要求,及按规划规则选线、顺应民意选线、工程代价选线的原则,总结了高速铁路引入枢纽城市规划走廊选线、社会稳定选线、运营选线及工程选线四大城市选线理念和实施技术路线。最后以新建南宁至凭祥高速铁路引入南宁枢纽为例,对本文提出的选线理念和技术路线进行阐释。本文提出的高速铁路引入铁路枢纽线路选线利益群体分析、选线理念、技术路线及其研究方法,可为类似铁路选线提供借鉴。     

某客运专线大面积采空区勘察评价

某客运专线DK53+200~DK67+200段穿越辽宁本溪市某采空区,该采空区具有多层位、年代久、移动变形机理复杂等特点。采用资料搜集、调查、钻探、孔内电视成像相结合的综合勘察方法,查明采空区平面及空间分布形态;利用统计、计算、三维可视化等综合评价方法,分析采空区残余移动变形的时空规律,为铁路建设、运营、维护提供了强大的数据支持,并起到了探索"铁路下伏采空区残余变形综合评价"的作用。     

由黔张常铁路浅谈岩溶地区地质选线

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,且各矿厂采空区分布较多,地形及地质条件的限制决定了线路的走位。由于地形及工程地质条件的巨大差异,之前在西北地区总结出来的一套铁路地质选线工作方法已完全不适用。通过参与黔张常铁路初测、定测阶段的地质选线及勘察工作,针对湘西北地区特殊的地质、地形条件,总结出一套地质选线工作方法,为类似地区的铁路地质选线工作提供参考。     

高速铁路紧邻深厚采空区稳定性分析及对策

研究目的:随着高速铁路的快速发展,铁路选线难免会受到深厚采空区的影响制约,此采空区具有覆盖层厚、煤层埋深大、煤层厚、开采后易引起地表大范围变形等特点;采空区的地表变形对高速铁路安全存在着重大安全隐患。准确查明采空区的边界条件及评价场地稳定性是保证铁路安全的核心问题。本文以高速铁路紧邻煤矿深厚采空区为工程实例,通过采用综合勘察技术方法查明深厚采空区的工程地质条件及边界条件,并经地表变形监测综合分析评价场地的稳定性,为铁路留设保安矿柱及采取工程防护措施提供可靠的依据,进而保证高速铁路安全稳定。研究结论:(1)通过采用煤矿采掘资料、地表变形调查、物探探测及深孔钻探等综合勘察方法,综合确定了深厚采空区的边界范围;(2)根据地表变形监测成果及InSAR解译形变趋势,经时效性分析,综合评价了采空区的稳定性;(3)采用概率积分法预测计划开采区的地表变形影响范围,合理地确定了保安矿柱的留设宽度;(4)提出了铁路工程的防治对策及煤矿禁采措施;(5)本研究结论可为类似采空区稳定性分析提供参考。     

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。     

TS-InSAR技术在郑济高铁区域沉降时空动态分析中的应用

为研究高铁工程全生命周期区域沉降时空变化规律,需要深入分析TS-InSAR方法在年际间的区域沉降监测成果。为此,选取郑济高铁山东段作为研究对象,采用TS-InSAR方法对83景Sentinel-1A/B进行年际间数据处理,分别获取2017年1月至2019年7月、2019年6月至2020年12月的沉降监测结果,对监测结果进行空间维度和时间维度的应用对比分析,探索郑济高铁沿线沉降漏斗的时空年际变化规律及原因。研究表明,研究区内最大区域沉降速率为13.52 mm/a,沉降空间位置也发生较大变化,2019年6月后,区域沉降出现减缓。通过实验,总结一套铁路勘察设计、建设管理和运维期间区域沉降时空动态分析方法,可为高铁勘察设计选线和运营监测提供可靠的地面沉降时空分析成果。     

高速铁路兰州至张掖三四线越岭隧道选线研究

结合高速铁路兰州至张掖三四线乌鞘岭越岭地形地貌、不良地质、自然保护区等控制因素及相邻既有铁路情况,按照高速铁路"短、直、快"的选线原则之外,从工程地质、环保、经济、安全、工期等方面对地质条件复杂的乌鞘岭越岭方案进行研究,经多方案分析研究,沿既有铁路越岭隧道并行敷设,不但可满足高速铁路选线原则,还可以充分利用既有隧道斜井、竣工地质勘察资料及施工措施经验,解决乌鞘岭工程地质复杂选线问题。     

铁路选线理念的创新与实践

研究目的: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工作.随着铁路技术标准的提高和高桥、长隧修建技术的提高,铁路选线理念发生了较大变化,高速路选线设计更加注重工程安全、更加注重环境,城镇规划,资源开发、交通、农田、水利设施间的协调,要求总体上相互配合,全局上经济合理,更多地采用高新技术,这也是世界一流高速铁路、客运专线的总体设计要求,为此,线路选线的质量将直接关系到铁路工程建设的可靠性、安全性、技术可行性和经济合理性及社会接纳性,关系到铁路和地方经济社会的发展,因而它是高速铁路建设应重视的首要问题,只有树立正确的选线理念,才能建设世界一流的高速铁路.研究结论:本文简述了高速铁路选线的主要制约因素,提出了坚持地质选线、重大工程优先选址、环保选线、规划选线、资源选线、横断面选线,六位一体的选线原则理念,并强调在确定线路走向时要做到失小得大,对重点线路与非重点线路区别对待,做到合理配置资源,避免浪费.在线路方案比选中,要高度重视投资控制,但不能把投资作为唯一的要素考虑.只有投资合理、社会综合效益最大化的线路方案才是最优方案.     

西南及邻区高速铁路岩溶工程地质分区研究

我国西南及邻区发育分布有大量的可溶岩,随着中西部高速铁路建设的加大,大量的铁路不可避免的穿越岩溶发育区,岩溶问题给该区域的高速铁路选线及建设带来巨大的挑战。根据多条已建成和在建的岩溶山区高速铁路岩溶工程地质问题,探讨这些地区高速铁路建设所面临的主要岩溶工程地质问题。拟定以地形地貌、气候和高铁主要岩溶问题为主控因素的分区原则,构建高原岩溶区、斜坡过渡带岩溶区、岩溶化平原区等3大高速铁路岩溶工程地质区;在此基础上基于地层岩性、地质构造、岩溶发育程度和岩溶水系统特征为控制因素的分区原则,细分为17个高铁岩溶工程地质亚区。高速铁路岩溶工程地质分区的研究成果,有利于针对西南及邻区不同的岩溶工程地质分区特点,制定相应的高速铁路勘察设计方案,以查明铁路建设遇到的复杂岩溶工程地质问题,拟定相应的工程措施,规避铁路建设的工程风险。