黄土地区管道沿线填土边坡滑坡发生机理和防治对策

应用数值模拟方法,对黄土地区管道沿线填土边坡滑坡病害的发生机理进行研究。主要包括3种工况：自然斜坡的初始应力场回归、填土在自重作用下的固结沉降及降雨对坡体变形的影响。结果表明：填土在自重作用下产生固结沉降以及向临空面方向的卸荷变形,在此应力重分布过程中,填土坡面以及坡体上部产生大量张拉破坏单元;降雨是填土边坡变形破坏的主要诱因,一方面增加了填土坡体的容重,另一方面,沿张拉裂缝下渗的雨水软化了填土与原自然坡面的接触带,导致了填土高边坡的滑动失稳。在稳定性评价的基础上,根据管道所处边坡部位的特殊性,采用锚管构架、锚索地梁以及反向坡排水等工程措施对工点病害进行治理。计算结果和现场监测资料表明,治理后的坡体变形得到了有效控制。     

湿陷性黄土区公路涵洞地基处理措施效果研究

研究目的:湿陷性黄土地区公路涵洞病害时有发生,为解决湿陷性黄土地区公路涵洞因地基处理不当而导致的工后沉降变形过大等问题,本文以青海省新建民小一级公路沿线Ⅲ级自重湿陷性黄土地区的两座涵洞为工程实例,采用换填法和灰土挤密桩法分别对两座涵洞进行地基处理,对其处理效果和地基沉降变形特征进行研究,以期为不同地基处理方法在湿陷性黄土地区公路涵洞地基处理中的应用提供参考。研究结论:(1)换填法和灰土挤密桩法都能有效减弱或消除湿陷性黄土地区涵洞地基因浸水而引起的湿陷变形,可较大幅度地提高涵洞地基承载力;(2)灰土挤密桩法对提高地基土压缩模量比换填法更有效;(3)通过现场监测得到,换填法和灰土挤密桩法涵洞地基的一年累计沉降量分别为25.0 mm和18.2 mm,分别完成最终沉降量的79.9%和78.1%,两种复合地基的沉降变形呈现先增大后趋于平缓稳定的变化趋势;(4)经换填法和灰土挤密桩法处理过的涵洞地基累计沉降量都在稳定可控的范围内,能够有效提高涵洞结构的安全性,相比于换填法,灰土挤密桩法对降低湿陷性黄土压缩变形、提高地基承载力更为有效;(5)本研究成果可为湿陷性黄土地区涵洞地基设计和病害防治提供理论指导和科学依据。     

西康线K147滑坡分析与整治

堆填土滑坡在我局铁路沿线分布较为普遍,尤其是半堤半堑和斜坡高填土路基下沉和滑动多数为接触型滑动,即滑动面产生在人工填筑土其下老地面(基岩面)的接触面附近。本文针对堆填土滑坡,分析其成因及稳定性,对处治措施进行多方案比选,选择安全经济的整治措施。本例采用抗滑桩、桩间板和截排地表水的综合方案,为治理堆填土滑坡提供参考。     

函谷关隧道下穿新黄土冲沟施工技术

研究目的:研究大断面隧道下穿新黄土冲沟地段施工中的偏压影响,提出防止隧道坍塌的施工技术。研究结论:(1)水泥土回填、混凝土明渠修筑及混凝土咬合桩打设等技术措施,防止了地表水下渗、浸蚀,消除了地表水对湿陷性黄土的影响,提高了冲沟及其边坡的稳定性;(2)应用水玻璃硫酸浆液注浆固结粉砂层等加固措施,减少了因隧道开挖引起的地表沉降,保证了隧道开挖的稳定性;(3)提高隧道初期支护强度和刚度,控制隧道开挖支护变形,可有效控制隧道偏压的影响;(4)通过CRD工法优化,缩短工序距离和工序时间,可以达到初期支护早日成环,对控制黄土隧道变形和地表下沉行之有效。     

斜坡高路堤路基病害治理及分析

研究目的:受工程投资、使用功能等因素影响,在以往的铁路建设中出现过较多的斜坡高路堤路基工程。由于设计、施工对斜坡地形高路堤的建设经验可能存在不足,或为了节约工程投资对斜坡高路堤工程采取的措施安全储备不够,从而出现了部分斜坡高路堤路基病害。本文通过实例分析斜坡高路堤病害的治理并进行总结,供今后类似工程参考。研究结论:通过某铁路斜坡高路堤病害的治理及分析得出:(1)斜坡高路堤路基病害应急抢险可优先采用反压护道及钢花管桩注浆措施;(2)斜坡高填方路堤应加强上方侧排水、改善路基填筑材料及地基基底条件,提高安全储备;(3)斜坡高填方路堤宜设置侧向约束加固桩;(4)该研究结果对斜坡高路堤铁路、公路工程等设计施工具有指导意义。     

某浅埋偏压铁路隧道变形综合治理及监测研究

广西某铁路浅埋偏压隧道在施工和运营期间出现变形,体现为衬砌开裂、地表裂缝与边坡滑移等病害,影响行车安全。为明确变形原因并提出合理治理措施,同时探明综合加固措施对坡体和隧道的加固效果及其稳定性状态,通过地质勘察、现场监测试验与理论分析等技术手段,对该典型浅埋偏压山区铁路隧道进行变形特征、变形原因、综合治理措施及其现场监测试验等方面研究。结果表明：(1)加固前隧道内水沟电缆槽侧壁、仰拱、拱顶等出现裂缝,地表相继出现纵向开裂和弧形裂缝,地表变形较大;(2)隧道边坡变形主要由于隧道通过丘陵斜坡中下部,呈浅埋偏压,洞身所在地层为全风化层,坡脚开挖造成应力释放,稳定性差,持续降雨强度大,地表水下渗较严重;(3)提出卸载反压、注浆增强、锚索桩相结合的综合加固处理方案。加固后,地表横向位移呈幅值小于4.7 mm的小幅波动状态,锚索桩深部横向位移最大挠跨比为1.45‰,有效抵抗地层下滑力;隧道径向、竖向相对位移稳定在较小值,有效控制了隧道和边坡变形发展,增加其稳定性。     

黄土的透气性、气相运动及影响

研究目的:包气带黄土边坡等不良地质问题及独特地貌形态,均与土的含水率有密切关系,包气带铁路路基以及其它地基基础工程出现的变形等问题,亦往往与土的含水率变化有一定联系。本文旨在通过分析包气带液相水的运动、液相水与气相水分的转化、气相运动对含水率的影响,揭示包气带黄土含水率变化的机理及影响因素,深化对黄土以及其它土类物理力学性质变化原因的认识,为合理解释黄土地貌、工程地质方面表现出的特殊性提供新的观点和思路。研究结论:(1)包气带土的含水率受气相运动、降水渗入、液相水在重力作用下下渗等共同影响,并进而影响土的物理力学特征等;(2)影响包气带气相运动的主要因素是土的透气性、气相与大气的相对湿度、气相与大气的压力差等,西北黄土等地区半干旱-干旱气候环境下,包气带气相运动对含水率的影响一般占据主导地位;(3)土的透气性是土的渗透性、可压缩性等之外另一重要的特征;(4)黄土较高的孔隙比、所处干旱-半干旱的气候环境,导致具有较高的透气性与透水性、较强烈的气相运动、较低含水率、较高的强度,包气带黄土的气相运动影响黄土的强度等基本特征及各种不良地质作用,且是其独特地貌形成的主要原因之一;(5)本文研究内容主要用于工程地质与水文地质勘察等方面。     

黄土隧道地基的湿陷性问题研究

研究目的:我国在黄土地区修建了大量的隧道工程,对隧道地基的湿陷性评价和处理没有专业规范,仅参考《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB 50025—2004)的有关内容执行,在隧道内仰拱未封闭条件下进行地基处理,速度慢,难度大,风险高。结合郑西、宝兰客专科研项目,提出黄土隧道的湿陷条件与建筑工程不同,隧道工程基底力学模型也不同于建筑工程,不能套用建筑规范,需研究适用于隧道工程的湿陷性系列技术。研究结论:(1)新黄土发生湿陷的内因是其特殊的"峰窝状"结构,诱发因素及必要条件为外部荷载和水;(2)隧道开挖对其地基为减载作用,建筑工程结构对地基为加载作用;(3)隧道工程地基的湿陷变形从隧道底部起算(建筑工程从地面起算),隧道两侧及顶部土层的湿陷量不计入;(4)隧道地基湿陷量计算值为隧底各黄土层湿陷量的累计值,相应湿陷性等级划分为三级;(5)一般条件下,隧道洞门及洞口段地基需进行湿陷性处理;(6)相应研究主要成果已纳入《铁路黄土隧道技术规范》(Q/CR 9511—2014),并应用于宝兰客专等线的铁路隧道建设。     

综合地质勘察方法在黄土梁峁区隧道工程中的应用

黄土梁峁区在我国西北分布广泛,由于地表被厚层风积黄土覆盖,给该地区隧道工程的地质勘察工作带来一定难度.以宝鸡一兰州客运专线某隧道工程的勘察工作为例,针对黄土梁峁区的地形地质及隧道工程特点,采用了航片判释、地面地质调查、物探、钻探等综合地质勘察方法,查明了隧道区地层岩性、构造的分布及特征,为工程设计及施工提供了较为准确的地质资料.     

降雨条件下灵台黄土滑坡变形机理分析

研究目的:为了更好地应对西部铁路建设中常见的黄土滑坡问题,本文以一处典型黄土滑坡为例,结合滑坡区的工程地质条件,建立地质模型,对其降雨条件下的变形特征、诱发因素及形成机理进行了分析,旨在通过深入研究黄土滑坡在降雨条件下的变形机理,为铁路工程建设中该类地质灾害的防治工作服务。研究结论:(1)灵台滑坡是在自然条件下受降雨影响,雨水顺节理裂隙下渗,坡脚遭到雨水浸润、侵蚀,上部土体充分湿陷,在自身重力影响下形成的中型滑坡;(2)对滑坡体在一定降雨条件下进行有限元模拟,得出整个灵台滑坡降雨入渗过程就是降雨对基质吸力影响强度逐渐降低同时影响范围逐渐扩大的过程;(3)结合实际勘探资料,对滑坡天然状态与饱水状态应力-应变的力学行为进行比较分析,得出滑坡失稳、破坏与滑移的力学机制;(4)本文研究成果可为黄土滑坡的防治工作提供理论基础。     

注浆技术在路基下沉病害整治中的应用

本文作者论述了采用注浆技术处理铁路路基下沉病害的机理及技术要点，结合工程实例介绍了黄土地区病害整治措施、施工工艺和治理效果，对类似病害的处理有一定的参考价值。     

中兰铁路黄土滑坡发育特征及成因机理研究

中兰铁路北湾至转石梁段发育有大量黄土滑坡,具有成因复杂、危害严重、治理困难等特点,对线路运营危害极大。在野外调查、无人机航拍的基础上,综合工程勘探、遥感解译成果,运用成因机制法分析沿线黄土滑坡的成因机理,提出了有针对性的防治措施。研究表明:(1)区内黄土滑坡在平面上多呈簸箕形或长舌形,普遍具有"低滑速、短滑距、多期滑动"的特征;(2)滑坡滑体多为砂质黄土,在下伏基岩风化严重的斜坡上,滑体底部存有母岩碎块,按地质成因机理可分为牵引-溜坍型滑坡和溜坍-剪切型滑坡两类;(3)牵引-溜坍型滑坡多孕育于斜坡的中、低处(多为小型滑坡),溜坍-剪切型滑坡多发育于斜坡的较高处(多为中型滑坡);(4)在降雨作用下,斜坡上覆黄土的力学行为是两类滑坡成灾的关键,可采取"清除上覆黄土+排水+坡面防护"的防治措施。     

非开挖支挡结构在高铁路堑变形治理中的应用

研究目的:高速铁路无砟轨道路基工程变形控制要求极为严格,为保证列车运营的舒适性、安全性,运营高速铁路几乎不允许路基出现任何变形。某高速铁路在运营过程中一段路堑边坡坍滑变形,严重影响其运营安全,针对该段高速铁路行车密度大、行车时速高、施工风险大的特点,提出微扰动非开挖支挡结构与风险管理相结合的处理方案。研究结论:(1)采用钢管微型桩跟管钻进潜孔钻施工后再通过锁口梁连成整体,可以有效遏制边坡变形、提高边坡稳定性,施工过程中对路基边坡扰动小,是高铁变形病害整治的一个重要原则和思路;(2)运营高速铁路变形病害整治施工风险安全等级高,将风险管理理念纳入工程设计领域,对治理方案风险因素进行了识别,并制定了详实的风险处理对策,是确保高铁变形病害整治成功的关键措施;(3)整治工程实施后路堑边坡变形得到了有效遏制,至今路堑变形稳定,实现了行车条件下高速铁路无砟轨道路堑边坡变形病害的整治,微扰动非开挖支挡结构与风险管理相结合的高铁变形病害整治技术可为今后高铁路堑变形病害治理提供参考和借鉴。     

地质环境因素在包西铁路庆兴隧道进口边坡失稳中的作用

通过分析包西铁路庆兴隧道进口边坡围岩变形失稳的原因,特别是对于包括地质结构(围岩的软弱夹层、围岩中的软弱结构面等)、活动断层构造、现代构造地应力、区域地下水、地表水等方面的地质工程因素进行了研究,指出控制边坡变形的因素主要是高地应力、围岩的软弱夹层以及地表水三个方面,系统地说明了地质环境因素在工程活动中的作用,并根据现场的实际情况对发生边坡变形的围岩进行了相应的治理.     

某客专路基变形病害整治技术研究

研究目的:为保证高速行车安全。高速铁路无砟轨道路基工后沉降控制要求极为严格。某客专建成通车后,某车站部分路基出现近80衄的水平变形,大大超过规范允许值,严重影响高速列车安全运营,在没有工程经验可供借鉴的条件下,需要采取合理措施对该段路基水平变形异常段落进行整治。研究结论:针对路基横向变形病害进行了整治,取得了良好的效果,得出以下结论:(1)以高压旋喷桩进行路基横向变形病害治理是可行的,通过施工时产生的侧向推力可以缓慢而有效的挤压及推动地基土进行纠偏;(2)采用的以水准测量为主、轨道检测和土层深部位移监测及孔隙水压力监测为辅的监测系统,切实有效地保证了施工安全;(3)建立的系统的预警预报程序和管理体系是保证治理工程顺利实施的管理措施;(4)该研究成果可在无砟轨道路基变形病害治理领域推广应用。     

昆明轨道交通3号线深基坑岩土工程勘察与评价

研究目的:昆明轨道交通3号线东西向穿越处于滇池盆地中的昆明市主城区,沿线工程地质条件、水文地质条件及周边环境复杂,通过3号线车站深基坑的工程地质及水文地质勘察,对场地的稳定性、基坑围护结构型式、降排水方案、基坑抗浮和隆起、基底处理及基坑施工等岩土工程问题进行分析评价。研究结论:(1)昆明轨道交通3号线东西向穿过昆明市主城区,岩土层次多,地下水较丰富,发育有可液化砂土、岩溶、浅层天然气等不良地质和人工填土、软土等特殊岩土,区域稳定性较差,工程地质条件及水文地质条件复杂;(2)通过对各深基坑地质条件及场地条件等的综合分析,各基坑主要宜采用明挖顺作法施工,局部受交通等条件限制地段采用逆作法施工;(3)处于盆地中的深基坑宜采用地下连续墙的支护结构,混凝土+钢管进行支撑,采用坑内设置侧沟和集水井,人工抽排地下水的降排水措施,基底采用搅拌桩、换填等措施进行处理,满足抗浮及隆起的要求;(4)处于残丘地段的基坑工程地质条件相对较好,地下水不发育,可放坡开挖,采用土钉墙等进行支护,基底进行适当换填。     

滑坡地段隧道变形的地质力学模型及工程防治措施

研究目的:在山区铁路中,有很多隧道都修建在山体斜坡内,这些隧道常常会发生变形开裂等病害。调查表明,隧道变形病害与所在斜坡出现滑坡现象密切相关,并且严重危及铁路行车安全。针对这一问题,本文对隧道变形特征、滑坡与隧道变形的相互关系以及有效的工程防治措施等方面进行了研究。研究方法:在对滑坡地段近30座施工和运营隧道进行调研的基础上,根据隧道与滑面的相对位置关系及相应的隧道变形特征,建立地质力学模型。研究结果:建立了分析滑坡与隧道变形相互关系的4类地质力学模型,分析了4类模型的受力模式和变形特征。结合4类地质力学模型和工程实例,给出了针对隧道变形的不同特征选择工程防治措施的具体方法。研究结论:(1)隧道与滑面的相对位置关系是决定隧道变形特征的主要因素;(2)工程防治措施应与隧道的变形特征相结合。     

朔黄铁路龙宫站高边坡病害分析及治理研究

研究目的:目前,针对我国广袤的北部湿陷性黄土覆盖寒冷山区的高边坡在雪融渗水、冻害及列车低频重复重载作用下的病害机理尚未有系统性的研究,本文通过对既有重载朔黄铁路龙宫站高陡边坡病害形成机理、现状及发展趋势进行系统性的分析研究,探索我国北部湿陷性黄土覆盖寒冷山区高边坡科学合理的加固治理方案。研究结论:(1)设计上应有一定的前瞻性,适当考虑预留改扩建工程或改扩建的线位条件;(2)既有坡体病害的产生不是单一因素作用的结果,往往是各种不利因素耦合叠加的结果;(3)对既有运营铁路的病害发展趋势要合理研判,根据研判作出科学合理、安全可靠、服务运营的设计方案;(4)我国广袤的北部黄土覆盖寒冷山区的高边坡在雪融渗水、冻害及列车低频重复重载耦合作用下,容易成为运营、养护的高风险点;(5)本研究对我国重载铁路高陡边坡病害治理具有一定的参考及借鉴意义。     

高速铁路斜坡路堤变形控制探讨

研究目的:变形控制已成为高速铁路路基的主要控制因素之一,斜坡地基在我国道路建设中普遍存在,斜坡地基上修建路堤工程的稳定、变形及施工具有其特殊性,并存在一些问题。分析斜坡地基上修建高速铁路路堤工程存在的问题,并提出一些应对的工程技术措施,对工程实践具有重要的指导意义。研究结论:斜坡地基上修建的路堤工程除控制水平地基存在的工后沉降、路基与结构物的差异沉降外,还存在路堤不均匀沉降、陡坡路堤过大侧向变形等问题。经研究提出以下解决方法:(1)缓于1∶2.5的斜坡路基,采用挖台阶填筑;(2)采用侧向约束桩、路肩桩板墙等限制地基侧向变形和保证地基稳定;(3)采用复合地基提高地基强度和减小地基沉降;(4)采用锚索桩、板椅式桩板墙等减小支挡结构顶部侧向变形;(5)设置过渡段、加密地基加固桩间距用以消除不均匀沉降;(6)本文可为对变形控制要求严格的高速铁路斜坡路基加固设计提供有益参考。     

太中银铁路苗家坪1号隧道进口复杂地质施工技术

苗家坪1号隧道进口段地质比较复杂,是太中银铁路工程的重点项目。重点介绍太中银铁路SJSI标段项目部,在该隧道存在典型湿陷性黄土、隧道偏压、人工填土、人工洞穴等复杂地质条件下,根据围岩监控量测数据和黄土工程地质特点,采用加强工序措施和扇形钢架支撑预案,有效防止隧道偏压;采用加密钢架回填片石混凝土技术措施,处理隧道内的人工洞穴;采用先进行仰拱封闭、后进行挤密桩或混凝土桩施工技术,对隧道基底进行加固处理。通过实施验证,各项施工技术措施可行。