Perspectives of high speed rail transport in short-medium period

In this paper an analytic method to evaluate technical and economic conditions of convenience for new high speed lines in guided transport systems, is described. In particular it answers the following main questions: what are the conditions to construct a new high speed line; what is the optimal operational speed of a new line; which is the better between two systems, differing in costs structure and quality of performance? It is shown that a modern railway, able to reach a speed up to 300 km/h, is in short-medium period better than contactless systems so far tested. In the last part of the paper a hypothesis of a new generation contactless system is outlined. A comparison with high speed railway shows that, from a theoretical point of view, this new system called “synthesis solution,” could be in the future the real competitor of the railway.     

复杂岩溶隧道突水突泥防灾报警系统设计

2006年1月21日,宜万铁路马鹿箐隧道突发大规模突水突泥,造成了重大经济损失和人员伤亡,从而引起了部各级领导的高度重视。宜万铁路是在建的地质条件最为复杂的线路之一,隧道工程多发育岩溶,具有突发性突水突泥的可能,修建风险大。为了进一步规避施工风险,减少施工过程发生突水突泥造成经济损失和人员伤亡,设计中根据隧道工程地质、水文地质,以及隧道工程特征,对岩溶隧道进行了风险等级划分,并针对Ⅰ级风险隧道进行突水突泥防灾报警系统设计(系统包括预测预报、注浆堵水、安全逃生三个方面),该设计在国内外尚属首次,设计成果在宜万铁路进行了应用,并取得了一定的成效。     

岩溶地区隧道设计的几点思考及建议

岩溶地区隧道修建中出现的问题较多,尤其是岩溶水对施工安全、结构安全、运营安全的危害,并严重影响建设工期和工程投资。为此从岩溶发育的类型、岩溶对隧道工程的影响和危害等方面,通过近年在株六、渝怀、宜万等铁路项目的工程实例,对岩溶地区隧道工程设计理念、设计技术等进行了系统分析,提出了岩溶地区隧道工程的选线应尽量避开岩溶水的径流带及深部缓流带的建议;针对岩溶危害,在隧道结构设计时应结合安全评价,采取适宜的加强措施;岩溶水一般宜按"宜疏不宜堵"原则治理,辅助坑道、洞口设置等应重视对岩溶水引排的适应性。     

RPD-150C多功能钻机在齐岳山隧道中的应用

齐岳山特长隧道为宜万铁路的控制性工程,在溶岩地段施工中,最大的危险就是岩溶高压突水、突泥,为了保证施工安全必须严格地进行超前地质预报。超前地质钻探作为一种简便、直观的物探方法有着其它物探手段无法比拟的优越性。由中铁十二局首家引进的RPD-150C多功能钻机是目前世界上比较先进的钻孔设备,在齐岳山隧道工程中的应用实践表明,这种钻机能有效地克服目前国内超前地质钻探中数据记录自动化程度低、钻探深度浅和钻孔速度慢等不利因素。     

郑西客专高桥隧道下穿既有铁路设计与施工

郑西客专高桥隧道出口下穿既有南同蒲铁路段集成了特浅埋、大断面、新黄土、小角度下穿等技术难点,由于浅埋、新黄土隧道施工易发生较大变形甚至突然性塌方,为确保下穿段施工安全和既有线运营安全、同时保证隧道建设工期,通过技术经济比选,最终确定采用超前管棚+双层支护+台阶法方案。现场通过地表对既有线进行加固、洞内100 m长管棚超前支护和双层喷锚支护,以及仰拱快速封闭等技术手段,实现了采用台阶法安全、快速下穿通过既有铁路段的目的。文章介绍了方案比选情况和现场施工情况,对试验测试情况进行了总结分析,对大断面黄土隧道下穿既有铁路段采用双层支护台阶法的适用性进行了评价,并提出了其技术关键和相关注意事项,为类似工程提供了一种新的建设思路。     

宜万铁路马鹿箐隧道进口泄水洞揭通溶腔施工技术

在宜万铁路马鹿箐隧道施工中,出口平导PDK255 978处发生了溶腔突水、突泥的情况,造成了重大突发性工程地质事故。鉴于溶腔规模大、水压高、储水量和动态补给量大等地质条件,采取了地表钻孔封堵平导、在平导进口左侧20 m处增加泄水洞的优化施工方案;结合现场实际情况,尽早揭通溶洞,并采取了直墙平底断面型式、锚喷初期支护以及取消二次衬砌、取消围幕注浆和管棚、采用光面爆破、加强超前地质预报等措施,施工中取得了较好的效果。     

基于非线性渗流模型的管道型岩溶隧道突水机理研究北大核心CSCD

管道型岩溶突水是一个复杂的多场耦合的非线性渗流问题,致灾具有突发性。为揭示管道型岩溶突水灾害的发生机理,文章基于多物理场耦合作用机理,开展了不同溶腔水压、岩溶管道内不同填充介质、不同岩溶管道宽度及岩溶管道长度条件下的多场耦合分析。得到以下结论:(1)管道型岩溶破坏模式下发生的突水灾害,根据填充介质透水性能的异同而表现不同;(2)流体从富水溶腔中流出时流速较小,流经岩溶管道后流速逐渐增加,进入隧道后达到最大值;(3)影响突水过程的因素主要有:富水溶腔水压、岩溶管道或断层裂隙带内填充介质的种类、岩溶管道的宽度、隧道与水源的距离,其中,岩溶管道宽度及岩溶管道内填充介质类型对突水影响大于其他因素。     

TRIZ理论在隧道概念设计中的应用尝试

文章介绍了创新理论——TRIZ理论及其基本原理,以高速铁路隧道设计中一具体问题为例,尝试利用TRIZ理论,借助计算机辅助创新设计平台和专利库,以获得创新性概念设计方案的设计方法。     

高原区内燃牵引2～4km单线隧道自然通风可行性分析

基于关角隧道、羊八井隧道内燃牵引机车有害气体浓度冬季监测结果,以及拉日线隧址区现场风速观测,提出了拉日线隧道外自然风速的建议值。通过对隧道热位差产生的隧道内自然风速的计算,以及隧道内风速和污染物浓度一维非恒定流数值模拟,确定了隧道内自然风速的合理取值,计算了活塞风风速及活塞风长度;分析了拉日线3 000～4 070 m长度隧道全年内可实现自然通风的时段。研究表明,长度3 000 m以下的隧道,运营期间可实现自然通风;长度3 000～4 070 m的隧道采用自然通风,可在远期运行图周期内使有害气体达标。     

深埋富水大型溶腔隧道施工技术——宜万铁路野三关隧道“602溶腔”释能降压及安全施工技术

文章以宜万线野三关隧道"602"溶腔为例,对深埋大型富水溶腔隧道的综合施工技术进行了系统的论述,主要包括查找溶腔、判释溶腔、锁定溶腔、打开溶腔、处治溶腔等释能降压技术,以及泄水洞、信息化注浆、开挖支护、长期监测、结构安全评价等过溶腔安全施工关键技术。     

关角特长铁路隧道防排水措施概述

文章分析了关角隧道地下水的赋存条件与分布规律,以及地下水补、径、排特征;详细计算了隧道涌水量,根据洞内、洞外、斜井的不同情况,采取了不同的防排水措施;并对搞好特长隧道施工过程中的防排水提出了建议。     

新建高速公路上跨运营高铁隧道结构安全分析

在新建高速公路上跨运营高速铁路隧道的施工中,线路的交叉必然会引起既有隧道结构的受力改变,从而影响铁路隧道的运营安全。基于此,文章结合工程实例,针对上跨交叉段,采用MIDAS GTS/NX有限元分析软件进行数值模拟分析,研究高速公路荷载施加前后高速铁路隧道结构受力和安全系数的变化情况。结果表明,高速公路荷载施加后,既有隧道应力增加和结构安全系数降低的幅度较小,对隧道结构的安全性能影响很小,隧道处于安全状态。     

Study on Designed Water Pressure Limit on Secondary Lining for Single-Track Railway Tunnels with High Water Pressure北大核心CSCD

With the rapid development of China high speed railway, there is a dramatic increase of deep-buried and long mountain tunnels, and more and more tunnels are disturbed by high water pressure during construction and operation. Design for tunnel lining with high water pressure is one of the central concerns in the field of tunnel engi-neering, and the key problem is to forecast water pressure on the secondary lining and determination of water pressure resistance grade. The upper limit of water pressure on the secondary lining is studied by investigation and analysis in this paper. The study shows: (1) There should be an upper limit for the grade of water pressure resistance; (2) It is not very effective to improve the tunnel structure bearing capacity by only increasing the lining thickness haphazard-ly, and the appropriate maximum thickness of secondary lining is 1 m; (3) It is also unsatisfactory to improve the tunnel structure bearing capacity by simply increase concrete strength grade. The appropriate concrete grade is between C40 and C50. (4) In view of tunnel structure safety and good operation performance, the upper limit of water pressure resist grade should be no more than 1.2 MPa. When water pressure on the secondary exceeds the designed value,comprehensive measures should be taken to adjust the value to the appropriate range. © 2018, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

Design and Construction HSL Immersed Tunnels in Holland

Currently, two immersed tunnels are being constructed in Holland as part of a high speed railway link. Designing and building these two tunnels was a challenge due to a combination of factors: Technical specifications with small tolerances, which are never encountered before in Holland, poor soil conditions and a short construction period had to be managed.Some major aspects will be explained in this paper.     

大断面软弱围岩隧道开挖施工浅析

文章结合南钦高速铁路NQ1标段蕾树岭隧道工程实例,阐述了大断面软弱围岩隧道洞口、洞身的施工方案及要点,提出了控制软弱围岩掌子面变形的具体技术措施,为今后类似隧道工程施工提供技术参考。     

Comparative environmental impacts of different modes

While modern railway systems in general are considered to have comparatively low environmental impacts, high speed rail systems require special attention to ecological appraisal. Two case studies are presented - the new rail lines of the West German Federal Railways, and the European high speed rail project Paris-Brussels-Cologne/Amsterdam — which show that environmental compatibility can be costly and time-consuming. However, it would seem that the environment would not be a main issue for the proposed Amsterdam-Groningen-Hamburg connection if it primarily used existing rail lines.     

盾构始发水泥土加固后水平冻结温度实测研究

依托于苏州地铁二号线火车站东风井2#洞门盾构始发水平冻结加固工程,通过实时监测杯型冻土壁温度场,分析了不同阶段的盐水温度规律,以及在不同深度、不同土质和不同冻结区域的土体温度发展特征;并计算了不同土质冻土壁厚度、交圈时间和发展速度.监测结果分析表明,在整个冻结期间,任意时间都是板块体加固区测温孔温度低于圆柱体加固区测温孔温度;同一测温孔中,冻结前期水平入土越深温度越高,冻结后期水平入土越深温度越低;在相同冻结能量和冻结时间内,水泥土加固粉砂土比粉质粘土温度要低;水泥土加固粉质粘土释放潜热的天数是水泥土加固粉砂土的2倍;在冻结效果方面,包括冻土壁交圈时间、冻结壁厚度、冻结壁平均发展速度、冻结壁平均温度,水泥土加固粉砂土比水泥土加固粉质粘土更好.     

长凼子隧道岩溶突水、突泥特征及控制因素分析

长凼子隧道横穿长江支流大溪河分水岭--齐耀山复式背斜,为非单一碳酸盐岩溶区.区内岩溶及岩溶水受自然地理、地形地貌、地文期、地层岩性、构造地质控制,岩溶发育,岩溶地下水丰富,给隧道施工带来很大危害.文章对长凼子隧道岩溶突水、突泥特征及控制因素进行了分析,其分析结果对类似岩溶隧道的勘察、设计、施工,以及综合超前地质预报具有重要的指导作用和参考价值.     

关角隧道斜井岩溶裂隙水处理技术探讨

文章以西格二线关角隧道3#、4#斜井涌水处理为例,详细介绍了注浆堵水方案、注浆工艺、抽排水设备的配置;并根据灰岩岩溶裂隙水的涌水特征,总结、探讨了斜井施工中堵、排水措施的水量选择标准和注浆措施的选取标准.可为其它类似工程设计、施工提供工程借鉴与参考.     

地铁盾构区间穿越铁路站场设计与施工分析

文章以郑州地铁1号线火车站站至二七广场站盾构区间隧道为背景,对隧道施工中的特级风险源——区间下穿国铁站场路段的施工过程进行了三维仿真数值模拟。按照国家相关规范标准,两轨面间的差异沉降不得大于5 mm,这对地铁下穿段的施工提出了较高要求。数值模拟计算结果表明,通过对下穿段一定范围内的土体进行注浆加固,可以有效控制盾构隧道施工引起的既有铁路纵向和横向沉降及不均匀沉降,从而保证既有铁路的运营安全。