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地震映像法在探明隧道底部隐伏岩溶中的研究

铁道工程学报 2024年第10期41卷 52-56,69页

作者：王树栋牟元存高树全李星刘祖富刘鑫常聚友中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

研究目的:在建高速铁路岩溶隧道的施工,要探明隧道底部影响隧道安全的隐伏岩溶进行工程整治,确定采用何种方法才能快速探明其岩溶的深度、性质和范围,由此提出采用地震映像法,本文对其展开研究。研究结论:(1)采用地震映像法的偏移距、... 详细信息

研究目的:在建高速铁路岩溶隧道的施工,要探明隧道底部影响隧道安全的隐伏岩溶进行工程整治,确定采用何种方法才能快速探明其岩溶的深度、性质和范围,由此提出采用地震映像法,本文对其展开研究。研究结论:(1)采用地震映像法的偏移距、同相轴断裂宽度特征,与相邻测线斜向近距离同特征的平面物理连通,以及正验计算统计其岩溶波速,反验解释其岩溶形态并钻孔验证,达到快速探明隧道底部影响隧道安全的隐伏岩溶的深度、性质和范围可行;(2)能探明隧道底部多条测线下最大深度达30 m内不同深度的岩溶较发育和岩溶发育、充填黏土溶洞、空腔溶洞、残留洞渣,进行工程整治,整治要确定最佳有效方案,其分别对应于水泥注浆、高压旋喷桩、桩板结构或砌石支墩、清除残留洞渣,以及整治后的隧道底部强度稳定,不下沉不上拱,并确保岩溶水排泄畅通,就能确保隧道安全;(3)要重视隧道底部仰拱二次填充层施工质量的力棒敲击检测,振声均达质量完整的实响声;(4)本研究成果可为铁路、公路岩溶隧道等领域快速探明隧道底部影响隧道安全的隐伏岩溶的深度、性质和范围,确定最佳有效整治方案提供参考。

关键词：地震映像法快速探明岩溶工程整治强度稳定隧道安全

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高速磁浮轨道功能件适用范围分析

铁道工程学报 2024年第4期41卷 35-41页

作者：钱科元蔡文锋胡连军林红松中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

研究目的:为探明高速磁浮轨道功能件拟合曲线线路时所产生轨道形位偏差的规律,指导高速磁浮轨道功能件的设计、选型,提升磁浮线路的拟合效果,满足高速磁浮线路高平顺性的要求,建立功能件拟合曲线线路的几何模型,探究不同曲线半径工况下... 详细信息

研究目的:为探明高速磁浮轨道功能件拟合曲线线路时所产生轨道形位偏差的规律,指导高速磁浮轨道功能件的设计、选型,提升磁浮线路的拟合效果,满足高速磁浮线路高平顺性的要求,建立功能件拟合曲线线路的几何模型,探究不同曲线半径工况下功能件的功能面的位置、偏转值的理论偏差变化规律,提出功能件的适用范围。研究结论:(1)功能件在曲线段的拟合效果与功能件的长度、定子排列方式、导向面曲率半径、曲线线路参数有关;功能件长度越短、曲线半径越大拟合效果越好,定子径向(折曲)排列曲线拟合效果优于定子直线排列,带有曲率半径导向面对改善小半径平面曲线的拟合效果明显;(2)2.064 m、3.096 m、6.192 m长的定子直线(折曲)排列的功能件能够拟合的竖曲线半径应分别大于1900 m(950 m)、2800 m(950 m)、5700 m(1950 m),直线型、R=790 m和R=1550 m导向面的功能件,在平面曲线半径分别为∞、790 m、1550 m的线路上拟合效果最优;(3)本研究成果可为功能件的设计/选型、施工误差控制、优化功能件拟合磁浮线路的效果等提供参考。

关键词：高速磁浮功能件曲线拟合理论偏差适用范围

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山区铁路慢行小变形地质病害特征及对策研究

铁道工程学报 2024年第8期41卷 23-29页

作者：陈明浩张广泽崔建宏周航张营旭中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

研究目的:近年来,我国开通运营的多条山区铁路发生路基上拱、隧道底鼓、桥梁偏移等小变形地质病害,变形量一般在几十毫米甚至上百毫米,严重影响轨面平顺性,导致不同程度限速运行。本文通过3个典型案例分析,研究各类小变形地质病害的工... 详细信息

研究目的:近年来,我国开通运营的多条山区铁路发生路基上拱、隧道底鼓、桥梁偏移等小变形地质病害,变形量一般在几十毫米甚至上百毫米,严重影响轨面平顺性,导致不同程度限速运行。本文通过3个典型案例分析,研究各类小变形地质病害的工程特征及变形原因,提出更符合工程实际的防控对策。研究结论:(1)路基上拱小变形地质病害多发生在深宽路堑地段,主要为卸荷回弹、膨胀蠕变耦合作用导致缓倾软质岩层持续变形,可采用“应力隔断、应变消能、结构脱离”的防控措施;(2)桥梁偏移小变形地质病害易发生在地形切割较陡的破碎岩土体组成的斜坡地带,处于滑坡酝酿期的蠕动阶段,应将蠕变体作为滑坡体,采取截排水和支挡措施提高其稳定性;(3)隧道底鼓小变形地质病害多发生在地质构造环境复杂区段,发生卸荷松弛-弯曲板裂耦合的挠曲褶皱型底鼓蠕变变形,可综合采用“降水压、调曲率、增厚度、提强度”的防控措施;(4)本研究成果可为后续山区铁路慢行小变形地质病害综合勘察与整治提供指导。

关键词：山区铁路地质病害基底上拱工程地质勘察防治对策

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鲜水河构造带隧道高地应力区岩爆特性分析

铁道工程学报 2024年第8期41卷 74-78,85页

作者：冯涛蒋良文袁东林之恒孟少伟陈宇中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

研究目的:青藏高原持续隆升,导致鲜水河构造带及邻区高地应力特征突出,地应力场极其复杂,研究高地应力的孕灾特征有助于隧道岩爆的风险防控,特别是时滞型岩爆的孕灾和致灾机理的研究。本文阐述鲜水河构造带地貌、地层岩性、构造及地应... 详细信息

研究目的:青藏高原持续隆升,导致鲜水河构造带及邻区高地应力特征突出,地应力场极其复杂,研究高地应力的孕灾特征有助于隧道岩爆的风险防控,特别是时滞型岩爆的孕灾和致灾机理的研究。本文阐述鲜水河构造带地貌、地层岩性、构造及地应力场特征的孕灾总体认识,通过对该区域隧道近10 km约1300次岩爆统计,从发生概率、等级、埋深、位置、时间、距离等多角度研究岩爆特征,对发生的5次时滞型岩爆和隧道时效性变化特征进行分析,展望后续岩爆研究的重点。研究结论:(1)鲜水河构造带及邻区受高地应力影响,隐伏小微构造发育且无规律,为岩爆创造了特殊的孕灾环境,岩爆发生的随机性大;(2)该区域隧洞岩爆等级以轻微岩爆为主,具有“分区破裂”和脆性变形特征,时滞型岩爆一定程度上具有“继承性”;(3)建议加强沟谷应力场低埋型岩爆和滞后型岩爆或硬岩潜在时效破坏的监测研究;(4)本文研究成果可为类似高地应力环境下岩爆预测和防控提供借鉴。

关键词：鲜水河构造带深埋隧道高地应力特征时滞型岩爆施工岩爆特征风险防控

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关于深圳都市圈城际铁路选线设计思路的探讨

铁道工程学报 2023年第6期40卷 1-5,11页

作者：谭庆中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

研究目的:通过对粤港澳大湾区城际铁路分布差异性分析,新时代都市圈城际铁路呈现引入城市中心的发展趋势;对于穿行城市中心的城际铁路,因受城市规划、交通、水利、环保、建(构)筑物等诸多外部因素控制,为了实现城市与城际铁路协同发展,... 详细信息

研究目的:通过对粤港澳大湾区城际铁路分布差异性分析,新时代都市圈城际铁路呈现引入城市中心的发展趋势;对于穿行城市中心的城际铁路,因受城市规划、交通、水利、环保、建(构)筑物等诸多外部因素控制,为了实现城市与城际铁路协同发展,确保项目顺利建设,对穿越城市中心的城际铁路选线设计思路进行系统梳理和研究。研究结论:(1)在总体选线方面,对规划符合性、环境保护等方面提出了建议;(2)在车站分布及选址方面,对站间距及站位选择进行了分析并提出了车站设置思路;(3)在线路引入车站、机场方面,对引入的线路方案提供了设计思路;(4)在区间选线方面,结合沿线地形、地质情况、外部建(构)筑物等控制因素,对线路平、纵断面设计提出了建议;(5)本研究成果充分结合了深圳都市圈城际铁路建设经验,对新时期城际铁路平、纵断面设计及线站位方案稳定具有指导和借鉴意义。

关键词：城际铁路深圳都市圈穿越城市中心选线设计

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某高铁隧道岩溶水文地质特征及施工病害分析

铁道工程学报 2023年第10期40卷 86-92页

作者：付开隆周羽韦正雄王志军中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

研究目的:贵南高铁朝阳隧道穿过区域性的水利背斜构造,可溶岩分布于背斜两翼,洞身位于岩溶水水平循环带。隧道施工过程中,可溶岩段发生较大规模的涌水涌泥现象,并伴随出现泉水漏失、地面塌陷等环境地质问题。隧道掘进的风险评估、岩溶... 详细信息

研究目的:贵南高铁朝阳隧道穿过区域性的水利背斜构造,可溶岩分布于背斜两翼,洞身位于岩溶水水平循环带。隧道施工过程中,可溶岩段发生较大规模的涌水涌泥现象,并伴随出现泉水漏失、地面塌陷等环境地质问题。隧道掘进的风险评估、岩溶水及泥砂的引排工程设计、环境保护设计,都需要在分析涌水涌泥、泉水漏失及地面塌陷的相关性的基础上进行岩溶水文地质条件综合评价。研究结论:(1)隧道内的涌水涌泥均发生于岩溶水主通道附近,涌水涌泥规模与降雨量密切相关;(2)隧道施工排水完全截断了隧道进口端立新水库和出口端鱼胆水库的补给水源,造成水库干涸;(3)隧道施工排水部分截断了进口端鱼村大泉补给水源,造成泉水减流;(4)岩溶地面塌陷发生于隧道涌水水源补给区(洞丢村)岩溶谷地内,洞身开挖排水降低地下水位导致地面塌陷集中产生;(5)本研究成果对岩溶发育区隧道工程勘察具有指导意义。

关键词：朝阳隧道涌水涌泥泉水漏失地面塌陷

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铁路大跨度中承式钢管混凝土拱桥抗震设计

铁道工程学报 2023年第4期40卷 50-54,73页

作者：戴胜勇张敏陈克坚刘名君中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

研究目的:大跨度钢管混凝土拱桥具有良好的跨越能力,近年来在公路、铁路等交通领域得到了较好的发展和应用,但在8度及以上高烈度地震区尚未有成功建设的案例,其抗震性能及措施尚有待研究。本文以拉林铁路藏木雅鲁藏布江大桥(以下简称藏... 详细信息

研究目的:大跨度钢管混凝土拱桥具有良好的跨越能力,近年来在公路、铁路等交通领域得到了较好的发展和应用,但在8度及以上高烈度地震区尚未有成功建设的案例,其抗震性能及措施尚有待研究。本文以拉林铁路藏木雅鲁藏布江大桥(以下简称藏木大桥)为背景,制定合理的抗震设防标准及性能指标,根据大跨度桥梁抗震概念设计原则,确定抗震设计方案,建立数值模型,开展非线性时程分析,研究铁路大跨度中承式钢管混凝土拱桥抗震性能和合理减隔震措施。研究结论:(1)大跨度中承式钢管混凝土拱桥采用一联连续的窄幅主梁、减重、综合减隔震措施等减隔震方案,能有效降低结构地震内力,控制罕遇地震工况下位移;(2)研究成果表明大跨度中承式钢管混凝土拱桥当采用合理的结构和减隔震措施后具有较好的抗震性能,在8度高烈度地震区主体结构在罕遇地震作用下也能保持基本弹性,具有良好的技术、经济性能;(3)本研究成果可为高烈度地震区铁路大跨度钢管混凝凝土拱桥设计提供参考和借鉴。

关键词：铁路桥梁中承式钢管混凝土拱桥抗震设计

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渝怀二线新白沙沱隧道瓦斯突出及工区判定

铁道工程学报 2023年第2期40卷 59-65页

作者：张雄文杜宇本王科中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

研究目的:渝怀铁路增建二线新白沙沱隧道四次穿过二叠系上统吴家坪组煤系地层,煤层层厚0.35~0.81 m不等,隧道设计和施工均需要确定瓦斯突出危险性及瓦斯工区类型。本文在调查、收集临近既有煤矿、铁路隧道煤层瓦斯资料的基础上,采用瓦... 详细信息

研究目的:渝怀铁路增建二线新白沙沱隧道四次穿过二叠系上统吴家坪组煤系地层,煤层层厚0.35~0.81 m不等,隧道设计和施工均需要确定瓦斯突出危险性及瓦斯工区类型。本文在调查、收集临近既有煤矿、铁路隧道煤层瓦斯资料的基础上,采用瓦斯压力梯度法计算并判定瓦斯突出危险性,采用绝对瓦斯涌出量公式计算并判定瓦斯工区类型,旨在为隧道结构设防、风险管理、施工组织等提供依据。研究结论:(1)新白沙沱隧道埋深位于瓦斯风化带以下,场区瓦斯压力梯度约为4.5×10^(-3)~5.1×10^(-3)MPa/m;(2)隧道揭煤处开挖工作面瓦斯初始压力超过了0.74 MPa的临界值,为瓦斯突出危险工作面;(3)隧道穿煤系地层段绝对瓦斯涌出量约为2.0~2.2 m^(3)/min,为高瓦斯工区;(4)本研究成果可作为瓦斯隧道设计和施工依据,研究方法可为临近矿井和既有铁路的瓦斯隧道工区及突出判定提供参考。

关键词：新白沙沱隧道瓦斯压力瓦斯突出瓦斯绝对涌出量瓦斯工区

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大方山隧道岩溶水分带综合分析

铁道工程学报 2019年第6期36卷 67-73页

作者：周学军中铁二院工程集团有限责任公司

研究目的:岩溶发育的垂直分带性已得到普遍认同,目前多数研究主要集中在分带现象的描述及如何规避岩溶风险进行选线上,而针对实际工程项目如何进行分带,采用何种方法进行分带的研究则较少。本文通过对大方山岩溶隧道采用工程地质及水文... 详细信息

研究目的:岩溶发育的垂直分带性已得到普遍认同,目前多数研究主要集中在分带现象的描述及如何规避岩溶风险进行选线上,而针对实际工程项目如何进行分带,采用何种方法进行分带的研究则较少。本文通过对大方山岩溶隧道采用工程地质及水文地质调绘、物理勘探、钻探等综合勘察方法,对隧道所在位置地下含水的强弱,泉点、暗河、岩溶洼地之间地下水相互关系,岩溶地下水的补给、径流、排泄条件,雨季、旱季岩溶洼地及隧道洞身地下水位测量等进行综合分析,以确定隧道所处分带。研究结论:(1)岩溶地下水分带应根据岩溶发育情况采用综合手段开展,遵循遥感、地质测绘、物探、钻探、监测、测试等各项工作的程序,循序渐进,相互配合;(2)大方山隧道岩溶段落地下水可划分为季节交替带和水平循环带;(3)根据地下水分带结果结合水文地质单元及选用相应的计算方法预测隧道涌水量,对施工时涌水、突泥风险进行预判;(4)本研究成果可对岩溶地区隧道所处地下水分带、涌水量计算方法的选定以及水量预测提供指导作用。

关键词：岩溶水分带综合勘察水文单元隧道涌水量风险预判