铁路煤矿采空区综合物探技术研究

研究目的:结合我院近年来对采空区的勘察经验,对采空区综合物探方法进行系统的讨论和总结,提出铁路采空区综合物探工作模式,以有效指导今后的采空区勘察工作,优选适宜的综合物探技术,发挥其高效、经济等技术优势,提高地质勘查精度,为高风险采空地区铁路设计和施工安全提供重要支撑。研究结论:(1)工程物探现已成为解决采空区铁路工程地质问题的首选技术,在调查基础上,对疑似采空区路段物探工作,可用物探结果指导钻探布置;(2)通过研究总结,提出了综合考虑地形、采空区埋深及物探方法适宜性等条件下的采空区勘察综合物探模式;(3)勘察中优选适宜的综合物探技术,清晰揭示了采空区的不良地质体;(4)本研究成果可为采空区铁路、公路、工民建勘察设计提供借鉴。     

CSAMT野外工作方法的研究与应用

研究目的:当前,由于铁路的发展,线位深入到采空区的情况逐渐增多,给选线带来一定难度,一直以来,如何利用物探方法提高采空区勘察精度是一个难题。传统的物探方法工作效率低,勘探精度达不到要求,通过对本次工作的研究,目的是提高物探对铁路地质采空区勘察的探测精度及工作效率。研究结论:通过研究得出:(1)影响CSAMT数据质量因素除不可控的人文噪声外,还有可以控制的电极距的长度误差、电极距的水平方向偏差、磁探头水平方向偏差等非人文因素;(2)通过对上述非人文噪声的研究,可减少外业采集产生的视电阻率误差,获得可靠、准确的地电信息;(3)将本次研究应用在铁路地质采空区勘察中,结合采空区地质问题所具备的物性特征及大地电磁解释原则,可提高物探对采空区勘察的探测精度和分辨率,满足铁路地质采空区勘察的需求;(4)本研究成果可用于指导类似采空区项目的勘察工作。     

铁路工程设计BIM技术的差异化与解决方案

研究目的:单体建筑的BIM技术及其应用已趋于成熟,但铁路工程BIM技术的开发与应用整体上尚处于起步和探索阶段。目前业主的需求越来越迫切和广泛,铁路工程设计BIM技术的开发与应用已迫在眉睫。通过建立基于BIM技术带状的铁路工程真实场景模型协同设计平台,实现各专业在同一个全线真实三维场景模型下的协同设计,使工程技术人员对各种工程信息作出正确的理解和高效的应对,从而提高生产效率、节约成本和缩短工期。研究结论:(1)带状大范围工程设计三维真实感场景技术的研究成功,开辟了一个全新的铁路工程设计应用BIM技术途径;(2)利用航空遥感影像数据和地形数据,由计算机生成与现场一致的三维真实场景模型;将各专业的工程三维模型按照里程坐标集成在一个带状连续的三维真实场景中,即可实现铁路工程BIM方式下的协同设计;(3)本文提出的铁路工程设计BIM技术开发与应用的解决方案,对铁道工程设计单位开展BIM工作具有一定的借鉴意义。     

小煤窑采空区工程地质勘察及稳定性评价

某铁路客运专线DK227+395～DK227+495段邻近小煤窑采空区,为了准确查明采空区工程地质条件,以及小煤窑的采空范围、埋深和边界,分析采空区对铁路工程的影响。克服小煤窑既有资料缺乏、隐伏问题较多等困难,采用资料搜集、地面调查走访、综合物探、钻探验证及室内试验的综合勘察方法,确定了采空范围、塌陷破坏影响边界及安全边界,并对采空区的稳定性进行评价。研究表明:(1)小煤窑采空区走访调查工作是综合勘察手段的基础;(2)采用两种及以上物探方法可以提高物探成果精度及准确度,减少钻探工作量;(3)该小煤窑采空区目前稳定性较差,可采用注浆加固等处理措施。     

基于FAHP模型的铁路工程项目风险评估研究

研究目的:目前我国铁路建设正处于跨越式发展时期,工程规模扩大,技术要求提高,工程标准愈发严格,铁路工程项目面临着更多不确定因素。如何有效防范铁路工程项目中可能出现的风险已成为需要迫切解决的问题。为探究影响铁路工程项目风险的关键因素,基于铁路工程项目的前期设计、中期施工、后期管理3个阶段,选取12个指标,采用层次分析法明确各因素的指标权重,之后构建基于模糊综合评判法的风险评估模型,并以石济高速铁路为例评估铁路工程项目风险水平。研究结论:(1)从权重来看,前期设计对于铁路工程风险影响因素模式的运行影响最大,其次是后期管理,再次是中期施工;(2)从评估结果来看,多数专家认为石济铁路建设面临较高风险,而前期的设计和后期的管理是整个项目所有风险因素中非常重要的因素,因此需要对这些风险因素进行重点防范;(3)本研究成果可为其他铁路工程项目的风险评估提供科学的理论指导和有益探索。     

公路工程下伏煤矿采空区物探方法研究

研究目的:煤矿采空区是制约公路工程建设的瓶颈因素之一,采空区的探测是亟待研究和解决的工程科技难题。采空区具有隐伏性强、空间分布特征规律性差等特点,给公路工程带来较大安全隐患。物探方法是探测采空区的有效手段。本文结合工程实践,对煤矿采空区物探方法进行探讨,旨在为类似工程提供借鉴和参考。研究结论:(1)利用瞬变电磁法、地震反射波法、活性炭测氡法探测煤矿采空区是可行和有效的;(2)由于采空区自身的特殊性和地球物理方法的局限性、多解性,单一物探方法往往对地质异常体很难定性,采取多种方法相结合的综合物探技术显得尤为必要;(3)采空区勘察应采用资料搜集、地质调绘、物探、钻探等综合勘察手段,以达到相互补充、相互验证的目的;(4)实际应用效果表明,综合物探技术已成为解决煤矿采空探测的首选技术,能够较准确地圈定煤矿采空区范围,从而为公路采空区勘察及工程选线、采空区处治提供依据。     

基于知识工程的铁路工程信息化建设方案研究

研究目的:我国铁路事业虽取得巨大发展,但同时也出现一系列问题,例如多信息系统交叉,业务数据分散、共享不充分;数据不完整、质量不高,大数据治理体系不完善;数据量急速膨胀而数据思维能力缺乏,知识应用不足等。为深刻分析这些问题的根本原因,本文提出完整的一套铁路工程信息化建设方案,以解决当前遇到的问题,也为日后铁路工程信息化的发展提供有益探索。研究结论:(1)要明确"培养核心竞争力、保持战略一致性、以需求为导向、建设服务型平台"的建设思路;(2)要深入应用知识体系梳理、知识模板和知识库构建、隐性知识显性化、数据资源标准化等方法论;(3)要开展知识体系建设、知识推送应用等工作,并建立一整套的围绕铁路工程信息化的标准、规范和评价体系;(4)本研究成果可用于铁路工程施工的信息化建设。     

微动技术在城区不良地质体勘察中的应用研究

研究目的:城区物探环境品质恶劣,地表、地物状态复杂,不同物性的干扰源众多,常规物探方法应用皆存在很大的局限性。在城区物探环境品质评价与对策分析的基础上,引入微动技术作为城区主要物探手段,以城市轨道交通不良地质体勘察为主要工程领域进行微动技术应用,评估、研究其适用性、准确性及可靠性,探寻一条适于城区物探环境的新的有效技术途径。研究结论:(1)通过对城区物探环境品质的综合评价和对策研究,探讨了城区物探面临的局限性和受制约性现状,表明城区物探具有方法创新的技术必要和应用需求;(2)将微动技术作为城区主要勘察手段,在城市轨道交通项目中成功探查并确定了多种不良地质体的地质特征及赋存状况;(3)微动技术在城区物探环境中表现出良好的场地适用性和成果准确性,能为轨道交通等城区工程的设计、施工、排险提供重要物探依据,并进一步消减地质隐患,具备推广应用的潜力。     

宜万铁路隧底岩溶探查物探技术应用研究

研究目的:结合宜万铁路工程勘查实例,介绍综合物探技术在探查隧底岩溶问题中的应用;研究在隧道封闭式结构环境中,人工场源在隧底不同结构形式下所表现出来的有效信号与干扰信号的波场特征;并针对隧道特殊环境,探讨如何从数据采集及处理两方面提高物探异常信噪比,从而提高勘探效果.研究结论:通过研究得出3个方面的结论:地震波与电磁波法在解决隧底岩溶问题中具有优势互补性,是最有效的探测组合;单点反射波法震源系统的效能是该方法应用效果的决定因素;在电磁干扰严重的隧道环境中通过合适的数据处理,地质雷达法对规模较大的岩溶洞穴仍有较高的分辨率.     

在建铁路隧道和路基基底岩溶物探技术探讨

研究目的:2013年11月17日中国铁路总公司工管中心下发《关于开展在建铁路隧道、路基基底岩溶探测工作的通知》,要求对在建铁路的隧道和路基基底岩溶开展物探。近3年来在贵广等线的在建铁路上通过开展大量的物探工作,在取得一些效果的同时也发现诸多问题,如物探成果资料难以满足岩溶病害整治设计的需要等,因此本文研究探讨所存在的问题,从而为物探工作正确定位和改进今后隧道和路基的岩溶探测方案提供依据。研究结论:(1)对于在建铁路隧道和路基基底岩溶物探,由于现场难以具备地球物理勘探前提条件、所选物探方法的局限性以及采用物探不能直接探测地下裂隙水等原因,只能部分解决隧底和路基基底的岩溶探测问题;(2)物探属于间接性勘探手段,并且为排除物探结果的多解性,应采用综合岩溶勘探手段,即选择30%的物探异常进行开挖揭示或验证性钻探;(3)当验证钻探资料表明岩溶特别发育时,应选择跨孔电磁波(地震波)层析成像法对岩溶进行比较精细的探测,为后续隧道和路基岩溶整治设计提供可靠的基础资料;(4)本研究成果可用于铁路隧道和路基的岩溶探测领域。     

地震CT结合地震映像法综合物探应用研究

研究目的:在铁路勘察过程中,经常遇到诸如采空区等地质隐患。对于这类不规则的地质隐患,物探勘探是一种有效的勘探方法。本文以地震映像法和地震CT法综合应用为例,为充分发挥两种物探方法的优点并互相补充,在测区先开展地震映像法以快速确定采空区的粗略空间展布,再依据地震映像成果布置钻孔,开展地震CT工作,精细探查采空的空间展布。结合工程实例,探讨方法的有效性。研究结论:(1)地震映像法和地震CT法各有优缺点:地震映像法能够高效快捷地确定采空区的平面位置,深度范围误差较大;地震C T分辨率高、可靠性好、图像直观、但需要借助钻探孔才能开展;(2)充分发挥两种物探方法的优点,能够有的放矢,在减少钻孔数量的同时,提高勘探的精度;(3)将两种物探方法综合应用在采空区勘探中是合理的、可行的,对类似的物探工作具有一定的指导意义。     

基于维克里理论的铁路工程招投标机制研究

研究目的:自2000年1月在国家基本建设强制实施招投标开始,铁路工程项目招投标机制在我国有了长足的发展,然而其中仍然存在着诸多不足,招标人面临的一个大问题是信息不对称。在铁路系统深化改革的背景下,传统的招投标方法必要随之改革与完善。将维克里理论的核心内容,应用于铁路工程项目招投标中,可以促使参与者诚实报价,这样不仅可以有效对有限的社会资源进行配置,减少社会资源的浪费,而且可以使双方都得到最大的收益。研究结论:(1)通过对维克里理论核心内容、投标人出价策略的分析表明,维克里理论确实可以有效解决在信息不对称情况下,投标人不诚实出价的问题;(2)将维克里理论应用于工程招投标,可以规避有限串标问题,因此更加适用于铁路工程项目;(3)利用维克里拍卖理论,可以使铁路工程项目得到更廉价、更优质的建筑商;(4)相关的价格激励也可以相应地提高承包商的利润,在一定程度上减少偷工减料等现象的发生,保证铁路工程建设更加健康发展;(5)该成果可供铁路工程及其他基建工程建设主管部门招标时使用。     

铁路工程招标风险因素的筛选及验证研究

为解决现有铁路工程招标中对风险因素分析不全面等问题,采用德尔菲法及因子分析法对铁路工程项目的招标风险因素进行筛选分析:(1)通过文献调研法确定铁路工程招标风险因素;(2)基于德尔菲法设计咨询问卷并进行专家一致性检验,确定铁路工程招标的风险因素;(3)采用因子分析法,将铁路工程项目的招标风险设计为咨询问卷并进行因子重组分析,以验证德尔菲法的可靠性。研究结果表明:铁路工程招标风险因素包括招标人因子、项目因子、投标人因子、政府因子4个方面(共15项招标风险因素);采用因子分析法对已有的铁路工程招标风险因素进行重组,优化了德尔菲法筛选的铁路工程招标风险因素;新方法既遵循了专家意见,又舍弃了"法律"实用性差的指标,使筛选的招标风险因素指标更符合铁路工程项目特性。     

数据融合技术在铁路地质遥感判释中的应用研究

判释效果。为提高地质遥感判释的精度和质量,本文探讨数据融合技术在地质遥感判释中的应用。研究结论:(1)采用多源数据融合技术进行地质遥感判释,可提高不良地质判释的准确度;(2)二维和三维遥感判释相结合,可实现不良地质由定性到定量的判释和分析;(3)今后应加强遥感与物探等勘察手段的融合应用研究,拓宽地质遥感判释的应用范围。     

高分辨率遥感卫星立体影像制作地形图在海外铁路勘测设计中的应用

基于海外铁路项目勘测设计中面临的地形基础资料奇缺及获取困难等问题,应用高分辨率遥感卫星立体影像制作地形图技术可以解决。结合海外铁路工程实例,对高分辨率遥感卫星立体影像立体定位、测绘制图、应用效果等进行分析和介绍,证明其精度和功能可以满足铁路勘测设计1∶2 000地形图要求,该项技术在海外项目勘测设计中值得推广使用。     

“铁路工程工程量计算统一规定”研究

研究目的:铁路工程定额所正在组织制定"铁路工程工程量计算统一规定",作为该课题参与编制者之一,作者对铁路工程工程量现状问题进行归类分析,提出编制"铁路工程工程量计算统一规定"的建议。研究结论:(1)"铁路工程工程量计算统一规定"应包括"综合说明"和"铁路工程工程量计算统一规定明细表";(2)明细表应包括工程项目名称、计量单位、工程量、工程量计算规则、计算公式、计算参数、计算依据、备注等8项内容;(3)制定明细表时,要力求避免工程量目前存在的问题,以现行概预算定额及工程量计算规则、现行施工技术指南、施工工艺和典型工点施工组织设计为依据,设置工程量子目;(4)科学合理编制"铁路工程工程量计算统一规定"对提高铁路建设项目工程造价准确性具有重要意义。     

煤层采空区铁路工程地质综合勘察技术研究

研究目的:在高速铁路、客运专线和铁路路网配套建设中,线路经过地段往往难以绕避一些时间久远、分布无规律且地面痕迹不明显的小煤窑等古老采空区。此类采空区对铁路建筑物的危害极大,如何准确地查明其空间位置、塌落、回填和充水情况、残留的有害气体成分和分布情况等,一直是困扰铁路工程地质勘察的一大难题。本文以赣龙复线铁路小密隧道出口段为工程实例,采用综合勘察技术查明采空区复杂的工程地质条件,取得合理的岩土参数,为采空区加固处理设计提供可靠依据。研究结论:(1)采用地质调绘、综合物探、结合必要的地质钻探、综合测试,并通过综合分析、研究等综合勘察技术可准确查明采空区复杂的工程地质条件,取得合理的岩土参数;(2)小密隧道施工已近四年,经施工验证,采空区地质勘察成果与实际地质条件相当吻合;(3)提出了铁路工程采空区综合勘察存在的问题和相关建议;(4)本研究结论可为类似采空区工程地质勘察提供一定的指导和参考。     

从空间本体论与工程控制论看智能铁路技术

研究目的:当前铁路行业推广BIM建模与应用方兴未艾,智能铁路概念又强势来袭,铁路行业亟需数字工程的空间观与工程控制论的组织原则来提供技术理论支撑,客观地辨识智能铁路、数字工程与铁路BIM的关系,科学合理地为有关技术决策者提供智能铁路顶层技术路线的技术支撑。研究结论:(1)构建数字铁路工程是开展智能化铁路工程的前提与载体;(2)从空间本体论与工程控制论角度出发,指出了铁路BIM构建数字铁路工程难以逾越的三大问题,即空间统一、高效构模及体系化系统性组织问题;(3)铁路行业内给予BIM的地位远远大于其在数字工程体系中应有的地位,建筑行业BIM"拿来主义"模糊了铁路数字工程前行的视线;(4)三维数字铁路产品回归空间本体与系统工程组织,沿袭"数字地球→数字城市→数字工程"一脉相承的技术理念,以3D GIS的技术手段与空间观出发,通过对铁路工程构件的自动建模研发,以空间数据库的组织形式提供了真正的全生命周期普适性应用价值,可为开展智能铁路应用创造实体条件与应用手段。     

城市钻探盲区的地质勘探方法研究与应用

研究目的:在城市轨道交通建设中,存在因某些原因无法开展钻探工作但可以进行物探作业的钻探盲区,其通常位于房屋密集区内,常规物探方法没有足够空间开展工作,导致市政工程勘察设计工作中存在资料缺失的问题。研究结论:(1)针对城市地质勘探中存在钻探盲区的现象,本文提出了一种基于标准区钻探物探统计特征的综合勘探方案,首先在标准区开展多种勘探方法试验的基础上,系统分析了各种物探方法的成果指标,再将标准区的指标参数推广应用于与其有相同特征的钻探盲区中,进而实现钻探盲区的地质勘探工作;(2)微动H/V谱比法和微动台阵法可应用于钻探盲区的地质勘探中,两者具有近似的勘探准确率;(3)本文提出的综合勘探方案在给出覆盖层起伏和不良地质发育情况时也给出了相关成果的准确率,满足轨道设计在钻探盲区的技术要求。     

铁路领域BIM研究知识图谱构建与分析

研究目的:建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)近年来在铁路建筑领域取得越来越广泛的应用,成为该行业赋能的重要技术手段之一。为研判BIM技术在铁路领域的应用现状及发展趋势,以国内外文献为数据源,运用文献计量理论方法,从研究热点和研究趋势两方面构建国内外BIM技术在铁路行业应用的知识图谱,从定性和定量两个角度剖析铁路领域BIM研究现状及趋势。研究结论:(1)国内外BIM技术在铁路工程领域的应用研究各有侧重点,国外注重BIM基础理论及标准化方面的研究且起步较早,成果较为丰硕,形成较为完整的知识体系,国内则多集中于工程实践的应用,虽原创性成果相对缺乏,但呈现出奋起直追之势;(2)从研究趋势角度分析,BIM技术与人工智能、物联网、云计算、大数据等新一代信息技术深度融合,实现铁路工程的协同设计、施工管理、运维阶段可视化管理、铁路全寿命周期管理、BIM应用标准化等工程领域深化应用,将成为未来的发展方向;(3)本文研究可为深入推广BIM技术在铁路领域的理论研究和实践应用提供借鉴。