![](/lib_static/assets/images/user_logo/34d32503d758e16021434fdb285d30210c193cae.jpg)
浅谈铁路工程技术研究论文
铁路工程技术论文范文一:浅谈铁路工程技术与发展
摘要:铁路工程技术,主要表现为施工技术,施工技术管理包括技术基础工作、施工过程技术管理工作、技术开发与技术总结四大部分。本文以铁路的工程技术、材料及铁路的发展做出的探讨。
关键词:工程技术工程标准 高铁发展
中图分类号:K826.16 文献标识码:A文章编号:
1.铁路工程技术标准的确定
因为铁路科学技术在不断地发展,铁路工程技术标准也在逐步更新。铁路工程技术标准主要有以下几点:⑴轨距:铁路轨道两股钢轨头部内侧之间的最短距离。铁路工程技术标准规定:标准轨距为1435毫米。轨距大于或小于标准轨距的分别称为宽轨距和窄轨距。⑵坡度:铁路区段内在规定的行车速度下对机车牵引重量起限制作用的坡度,即一个一定类型的机车,牵引一定重量的列车在上坡道上能够以“计算速度”运行的最大坡度,称为该线的限制坡度。⑶曲线半径:铁路平面的中心线,由直线和曲线(圆曲线及缓和曲线)组成。曲线设置在两相邻直线间。列车以一定速度通过曲线时,为了列车的安全,曲线最大外轨超高和未被平衡的离心加速度应受限制。当列车以求得的“平衡速度”通过曲线时,能够保证列车安全、稳定的圆曲线半径的最低限值,称为铁路的最小曲线半径。⑷限界:为了保证机车车辆的安全运行和铁路建筑物不受损害,需要规定几种横断面的轮廓尺寸,以约束机车车辆的构造外型尺寸和建筑物设备的位置,这种规定称为铁路限界。⑸到发线有效长:到发线是站线的一种,是供列车到达或出发使用的线路。到发线供列车停留而又不妨碍邻线行车或调车的长度,称为到发线有效长。一条铁路线路的到发线有效长应根据这条铁路的等级、输送能力和所处的地形,并考虑与相邻区段到发线有效长的配合等因素决定。⑹洪水频率:根据数理统计原理,推算一定大小的洪水在任何一年会发生的概率,常以分数 1/T来表示。⑺标准活载:在铁路桥梁和线路建筑物设计中,要考虑各种可能产生的外力作用,其中主要外力之一就是列车的活载。但是铁路上使用的机车车辆类型繁杂,车列组合形式也不尽相同,因此需要制定一种有代表性的车列组合,作为设计的依据,这种特定车列组合所形成的活载,就称为标准活载。
2.桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计标准
为统一铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计标准,贯彻国家有关法规和铁路技术政策,使设计符合安全适用、技术先进、经济合理,以下的要求: 材 料:⑴混 凝 土――混凝土强度等级可采用C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、 C60。钢筋混凝土构件当采用HRB335级钢筋时,桥跨结构混凝土强度等级不宜低于C30。其它结构混凝土强度等级不宜低于C20。预应力混凝土主要承重结构的混凝土强度等级不宜低于C40。管道压浆用水泥浆强度等级不宜低于M35,并掺入阻锈剂。混凝土的骨料选择及碱含量应符合《铁路混凝土工程预防碱―骨料反应技术条件》(TB/T3054)的规定。混凝土中的氯离子含量不得大于0.06%,在有腐蚀性环境下的桥涵结构应采取耐腐蚀措施。 ⑵钢筋 ――铁路桥涵混凝土结构可采用下列类型的普通钢筋和预应力钢筋:①普通钢筋宜采用Q235和HRB335钢筋,其技术条件应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013)和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》 (GB1499)的规定。承受疲劳荷载的桥涵结构(≤0.5), HRB335钢筋的化学成分6MnC+应小于或等于0.5%。 ②预应力钢丝应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》 (GB5223) 的规定。③预应力钢绞线应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》 (GB5224)的规定。④预应力粗钢筋可采用预应力混凝土用高强度精轧螺纹钢筋。 注:⑴普通钢筋系指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋。⑵严禁使用经高压穿水处理过的HRB335级钢筋。
3.中国高速铁路关键技术
⑴接口设计:高速铁路技术是轨道,桥梁,路基,通信,信号,电力,牵引,供电,环保等专业技术高度集成的创新性工程体系。系统中各专业的技术创新, 都将对桥梁技术的发展起到促进作用。在高速铁路的大系统中统筹考虑桥梁技术发展,综合考虑专业之间的接口以及设计、 施工、 运营、 养护维修技术。
⑵运营养护:随着高速铁路陆续建成, 在提高建设质量的前提下,特别急需系统完善运营及养护维修技术,进而形成我国高速铁路桥梁运营养护维修的技术与管理体系。
⑶高速铁路应用技术:随着材料和加工技术的进步, 目前我国桥梁支座已经形成了多种材料系列化定型产品,同时也形成了系列化设计、 加工、 安装、 养护维修方面的技术规程。为满足高速铁路桥梁更高的刚度需求、 适应某些区域沉降地区特点、 预留建成后沉降的调整条件,我国已研发了满足调高需求的可调高盆式橡胶支座。
⑷高性能混凝土材料应用技术:结合我国环境特点和材料、 工艺、 装备水平, 高速铁路工程多采用高性能混凝土材质。高性能混凝土是选用优质原材料, 掺加矿物细掺料和高效外加剂,采用现代技术制作的混凝土,具有低水胶比配制特点,能满足结构耐久性、 体积稳定性等要求。目前我国已初步掌握高性能混凝土工作机理、 材料控制标准、 工艺等主要技术,系统制定了设计、 施工、验收规范规程。
4.现代铁路发展动向综述
从一开始起铁路优于其他交通运输工具的地方是速度较快和每列列车装载较多。现代铁路又在高速及重载方面有新的发展。
⑴提高速度
法、意、联邦德国、英、苏、美等国铁路都用不同的方法致力于提高旅客列车速度。在技术上,采用传统轨道将旅客列车速度提高到250公里/时左右已成为可能。此外,德、日、法等国正在探索磁浮式铁路,试验时速已突破500公里。
⑵增加载重量
指的是:①增加货运车辆载重,在原有桥梁与轨道荷载潜力范围内提高车辆轴重与增加轴数,货车载重可达100吨。②增加列车中车辆数目,列车编组为100~150辆,最多达200辆,用机车5~8台分挂于列车各部,列车长为1800~4000米,列车货物载重1~2万吨。③发展循环专用列车或单元列车,即为一个特定用户专编车型一体化的直达列车,在两固定站(如矿区、港口等)之间循环运行。重载长大列车的运输成本在美国比普通货运列车约降低1/3~1/4,在货运量大的线路上有明显的经济效益。
⑶新的课题
现代铁路的发展给铁路工程提出了不少新问题,例如:客运和货运线路标准之间的巨大差别;加修第二线的最佳时间;站坪长度、坡度、曲线的优化设计;轨道结构的强度与稳定性等,都有待于深入研讨。
总结
新技术的发展是高速铁路发展的需要,如何处理技术参数标准和高速之间的统一和矛盾是今后铁路研究的重要课题。铁路建设工程管理是一项综合的管理过程,它涉及的专业知识面广,专业种类多,具体管理内容多,各方协调关系复杂,如何科学地把握好工程管理中各个环节,使之不出问题或出了问题后能妥善、尽快及时地解决,是铁路管理工作应着重考虑的地方。
参考文献:
中华人民共和国铁道部. 新建时速 300 ~ 350公里客运专线铁路设计暂行规定 (上、 下 ) [ S ] . 北京: 中国铁道出版社, 2007
林峰.公路路基施工问题探讨[J].四川建材,2007,6.
李萍.浅谈公路路基施工技术要点[J].青海交通科技,2007,5.
铁路工程技术论文范文二:铁路工程中轨道铺设施工技术
摘要:铁路工程在我国的交通业之中,具有十分重要的作用,直接推动着我国经济的发展,因此需要保证其质量,铁路工程之中,轨道铺设技术是其十分重要的组成部分,基于此,本文探讨了铁路工程之中轨道铺设相关技术。
关键词:铁路工程;轨道铺设
中图分类号:TU74文献标识码: A
引言
铁路轨道的施工对整个铁路建设工程来说具有重要意义,铁路轨道施工是一项非常系统的工程,需要事前严谨规划、合理设计。铁路轨道施工质量的好坏直接关系到铁路工程能不能正常投人运行。在文章中,笔者从正线铺设道床的施工工艺出发,系统探讨了铁路轨道施工的工艺。
1、道床预铺底碴
底碴是铁路道床的重要组成部分,位于道床道碴层和路基基床表层之间,起着传递、分散列车负荷的作用,并防止底碴和路基颗粒之间互相渗透,既防止了渗水过度,也起到了防冻保温的作用。使用的道碴应进行品种、外观的检验,质量必须符合现行《铁路碎石道床底碴》的规定。碴面平整度不得大于10 mm。道岔前后各30 m范围内应做好顺坡并碾压。
2、轨排拼装
轨排在铺架基地设单线往复式轨排生产线拼装,轻轨锚固及轨排拼装采用固定式锚固拼装作业线拼装,轻轨锚固采用反锚方法,利用熔锅熬制硫磺砂浆,拼装由散枕、翻一道枕、上锚固板、翻二道枕、灌浆锚固、翻三四道枕、匀枕、散扣件、布轨、预上扣件、扣件紧固、质量检查、吊轨排等工序组成。
3、机械架梁
施工前先做好施工调查,做好架梁准备,对填土质量、桥头地形、地貌情况、墩台施工质量等进行调查复核。了解梁片的技术标准、生产日期、直曲线梁标识、几何尺寸的验收,避免不合格桥梁的出现。架梁的主要工序包括:复测桥跨及墩台支撑垫石几个尺寸、桥梁准备、桥头路基加固、架桥机定位、桥梁换装、喂梁、吊梁、落梁、安装支座、焊接连接板、铺桥面轨、梁肋及支座锚栓孔灌注混凝土、桥梁接缝处理、封锚、桥面板等。
4、底碴摊铺作业的道碴摊铺设备
在底碴摊铺过程中,为了确保因路基基层床表层轨道作业不当而影响道碴的平顺性和均匀性,选用国内合资的Titan423型摊铺机铺设底层道碴,该道碴摊铺设备具有经济实用的特点,另外,在底碴摊铺工序中,也可以采用平地机和压力机等机械设备,通过人工配合作业的方式来设底碴摊铺,但是,这种人工配合作业的方式在施工过程中难以控制,难以保证摊铺质量。针对某铁路客运专线轨道工程施工,其主要采用Titan423型摊铺机改造后的设备来进行底碴摊铺施工,其主要通过改造摊铺机系统中的刮板输送带,即改变刮板输送带的节距,并加上一层橡胶垫板,提高刮板输送带的结构强度。
5、轨道铺设机组配置
由于国内外出现了各种各样、不同种类的铺轨机组,目前,轨道铺设施工主要有群枕法、单枕法等铺设方法,这就要求不同的铺设方法应采用不同的轨道铺设机组配置,而轨道铺设中使用最多的是单枕法,针对单枕法的机组配置,主要包括瑞士马蒂萨公司生产的TCM60行铺轨机组、美国HTT公司制造的NTC性铺轨机组和国内生产的PC500型铺轨机组,第一,对于TCM60型机组铺轨机组,其最高布整速度可以达到15根/min,2.2km/(12h),由于履带走行器宽度与轨枕长度相同,并且钢轨与轨枕同车装运,不仅能保持道碴平整度,也能提高车辆利用率,缩短钢轨铺设时间,但是,由于布设的`轨枕容易倾斜,则容易造成轨枕倾翻;第二,对于PC500型铺设机组,其最高布整速度也可以达到15根/min,2.2km/(12h),由于垂直布设轨枕,布枕准确,钢轨与轨枕同车装运,车辆利用率高,钢轨铺设时间段,能够是实现一次铺设长500m钢轨,该铺设机组性能好,价格低廉实惠。该铁路客运专线轨道工程施工主要采用TCM60型铺设机组设备进行轨道铺设。
6、补碴、MDZ机组作业中的机组配置
针对MDZ作业机组,其主要进行线路维护作业,采用MDZ作业机组配置进行线路维护作业,不仅可以提高轨道铺设质量,也可以提高轨道铺设的平顺性和密实度,针对某铁路客运专线轨道工程,其主要采用SPZ-200型双向道床配碴整形车、WD-320型动力车、08-32型自抄平起拨道捣固车等MDZ作业机组,其都是基于集机、电、液、气于一体化的大型线路机械,第一,SPZ-200型双向道床配碴整形车是一体化的自行式大型线路机械,主要对道床进行抛碴、清扫轨枕;第二,WD-320型动力车可以将道碴重新排列,其工作原理是通过激振装置产生的垂直静止压力,使道碴发生相应的变化,从而提高道碴的密实度和精度,进而提高线路作业效率;第三,08-32型自抄平起拨道捣固车,目前,已被升级为09-32型自抄平起拨道捣固车,其具有作业效率高、操作方便的特点,在补碴、MDZ作业中,该配套技术不仅可以进行起道、抄平等作业,也可以进行枕端道喳夯实作业,通过ALC自动导向技术来实现现场作业的实时监控,即控制主车的作业速度和降低车体冲击次数,从而提高作业的准确度。
7、钢轨的焊接
施工中使用u75v的热轨性能更好,并且价格合理,适合在地铁施工中推广。我国的钢轨焊接工艺分为气压焊、接触焊和铝热焊三种。气压焊运用电流通过电阻时产生的大量热量进行钢轨焊接,并经过一定的顶锻加工达到焊接所需的效果。接触焊的焊接效率相对更高,焊接的质量也更好,是目前世界范围内广泛使用的焊接方式。铝热焊的施工环境比较差,焊接后钢轨接头的质量没有保障,焊接后接缝处的极限强度只能达到母材的70%,所以一般地铁轨道施工焊接中不采用这种方式。但针对轨道交通中既有线钢管和续建部分钢管的焊接,使用铝热焊具有明显的优势。铝热焊的焊接工艺相对简单,比较适合流水性较强的作业。在进行铝热焊施工作业时,首先要对氧气瓶、加热的工作压力等进行严格控制,以此保障焊接的顺利实施和焊接的质量。
8、站线人工铺轨的施工工艺分析
8.1、站线人工铺轨施工前的准备
站线人工施工前的准备主要包括三方面的内容,具体如下:第一,根据工程施工组织的计划以及工期的安排,精心组织轨料和轨枕的进场;施工所需要的施工设备应当由卡车运抵施工现场。第二,在铺轨之前,应当根据信号专业设计的标准进行信号的测定,从而合理确定绝缘接头所处的位置。第三,在铺轨之前,应当准备好施工的材料和施工的用具,检查施工机械和施工机具的性能是不是完好等
8.2、施工工艺分析
人工铺设。从站线的一段岔尾部开始铺设,根据铁路信号绝缘接头的位置来确定非标轨的具体长度;使用单轨车把钢轨沿着正线均匀散布到位,然后用合乎工艺标准的抬轨钳用人工的方式抬人承轨槽,并与之进行连接
轨枕位置用白漆标杆在一侧钢轨内侧,而在曲线地段标于外股钢轨轨的内侧,而另外一侧则用方尺进行定位如果一侧钢轨扣件上的太紧,则需要进行相应的调整,然后再进行温度的计算轨道线路达到施工标准之后,应用机车进行压道处理,然后再进行沉落和整修道床,以便使道床的断面符合相关的设计要求;轨道的配件必须齐全,做到钢轨、坡脚线和渣肩线三线平行。
此外,在上渣整道过程当中,应该对轨道线路的方向、水平以及标高、接头错才、超高等进行仔细检查,发现问题应立即整改。
9、轨道床裂缝的修补
一般对影响轨道床整体强度、危及列车行车安全的裂缝需要提前停止地铁运营,封闭修补区域,掺入早强剂并用混凝土浇筑来修补裂缝,保证尽快恢复地铁运行。但这种方法对轨道运行的影响比较大,目前多运用“封口注胶”的方法来修补裂缝。首先对裂缝表面进行处理,去除混凝土表面的灰尘和杂物,然后将封口胶粘在裂缝的中心部位,注入胶体前先检查裂缝的状态,保持注入器和孔的间距为20一25厘米。之后将裂缝密封并让封口胶自然固化,为后续工作做准备。封口胶固化后注入灌注胶,等灌注胶固化后清理混凝土表面。
10、结语
铁路助推中国经济快速发展,同时随着中国经济社会的快速发展,铁路工程的建设规模和投资规模将会大幅度增加在铁路工程建设中,轨道的铺设是重中之重,在文章中,结合自身的实际经验,系统分析了铁路轨道施工的工艺,主要有铁路正线道床的铺设工艺、站线人工铺轨的施工工艺等。希望文章有助于提高铁路轨道施工工艺水平。
参考文献
[1]程木珍.浅谈铁路工程中轨道铺设施工技术应用[J].科技信息,2011,05:734+762.
[2]石永军.浅谈铁路工程中轨道铺设施工技术[J].技术与市场,2012,06:228.
[3]薛淑红.海南东环城际铁路轨道工程施工技术方案研究[D].西南交通大学,2013.
[4]屈文波.城市轨道交通工程多种轨道结构施工技术研究[D].西南交通大学,2013.
工程地质是一门认知工程-地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全。下面是我为大家整理的工程地质论文,供大家参考。
工程地质论文 范文 一:隧道工程地质雷达检测分析
【摘要】通过实际工程应用,介绍地质雷达的特点、原理和探测解析 方法 ;在隧道工程的超前地质探测预报以及隧道结构检测的应用中,证明了地质雷达的实用性、先进性及其实际应用中的重要作用。
【关键词】公路隧道;地质雷达;检测;超前预报;应用
1、工程概况
小北山二号隧道为长隧道,按左、右线分离布设。左线隧道起讫里程ZK19+571~ZK21+091,长1520m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高30.353m,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高17.398m,坡高0.5%~-1.317%,隧道最大埋深约209m。右线隧道起讫里程ZK19+599~ZK21+081,长1482m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高30.493m,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高17.490m,坡度0.5%~-1.321%,隧道最大埋深约212m。隧道位于丘陵地区,山体地形陡峭,山体植被较发育,山体发育花岗岩孤石,大小不一。隧址区基底主要为燕山期花岗岩,局部见辉绿岩岩脉,覆盖层由粘土、全~强风岩组成,基岩由中~微风化岩组成。隧址区地下水类型主要为 潜水 ,含水层主要为第四系松散层的孔隙及中~微风化岩的风化裂隙。
2、地质雷达的发展及其应用
随着社会的高速发展,有很多的方便加上很多的仪器可以在岩土勘察中使用,重要的方法有弹性波法及其电磁波法。在实际工程当中经常使用的电磁波法就是地质雷达,隧道地震探测仪比较适合远距离宏观的地质问题探测;并且地质雷达方法可以结合高频电磁波而进行非常快的无损伤探测,因此频段非常高的话可以在隧道结构当中进行检测。公路的隧道工程埋深、规模以及数量随着时间的增加而不断地变多,而在施工的过程当中也遇到了很多复杂的工程地质条件。虽然说在设计以前都作了非常详细地质勘察,但是在隧道实际的开挖施工当中,还会有非常多的问题发生的。从这些方面就可以很好地说明,在隧道施工过程当中的围岩稳定性状况以及一些掌子面前方的实际情况,并且做出及时地超前预报。当隧道发生一些事故或者竣工以后,应该结合现行的规范上面要求以及隧道本身的结构特性,不但应该在隧道的表面进行观测以及净空断面进行测量,需要的时候还应该采用地质雷达进行一些更深入的检测,例如围岩的密实完整稳定的情况、钢拱架的分布情况、有无离析以及蜂窝麻面、衬砌混凝土的均匀一致性以及相对应的完整性以及衬砌有效厚度等等。经过实际的情况可以证明,地质雷达技术可以在隧道的施工当中作出非常详细的超前地质预报。现在,地质雷达检测技术已经发展到了单点探测以及连续探测的实时自动成图。而国外的国家探地雷达基本上是单脉冲雷达,其工作的频率在50到2G赫兹,最为代表性的国家是美国和加拿大。我们国家所生产的一系列地质雷达,结合地下工程的超前预报的特点,采用的是脉冲调制式,这个的探测距离非常大,而且分辨率也非常高,其工作的频率大约在160到220兆赫兹,其探测的距离可以达到40到60米,可以很好地适应超前地质预报以及部分的工程检测。
3、探测的原理以及方法
结合设计的图纸以及设计的任务书按照规定进行开展地质超前预报的工作,其预测应该是沿着隧道纵向三十米的范围以内对一些不安全的地质问题进行检查,对前面的地层岩性变化以及水文地质特征(软弱岩层的分布、断层发育及其影响带、水的赋存情况等)进行探测,对隧道围岩的级别进行分析,并列出一些施工的建议,确保隧道施工的安全,减少一些不必要的损失,为动态的设计提供所需要的地质参数,从而可以更好地为隧道施工进行服务。本次的地质预报使用的是地质雷达系统,运用了空气耦合型100兆赫兹的天线,结合探测的前方岩石的特点以及现场施工的条件,对距离30米左右进行详细地探测。而这次预报的工作面位于ZK19+735里处的地方,使用一些点测的方式,使用一系列的方法对工作面的正前方进行详细地预测。
4、数据的处理以及得出来的结果
对实际测量出来的资料用一系列的软件进行处理分析,再结合现场的岩性所具体的实际情况,选择一个比较适合的相对介电常数,进而得出来一些成果,在成果的解释当中,开始的时候,假如发现了有非常明显的反相位反射波组出现的话,就应该岩性变坏的一个表现;假如发现了有非常明显的正相位强波反射波组出现的话,就应该是岩层岩性变好的一个表现,结合反射波反射强度的实际大小就可以区分反射界面前方介质的一系列的特征。依据雷达数据处理结果并结合地质资料分析得出以下预报结果:(1)掌子面为强风化花岗岩,上方自稳能力差,中部伴随严重掉块,局部潮湿明显,推断围岩级别为Ⅴ级。(2)掌子面右侧前方4~10m(ZK19+739~ZK19+745)区域反射信号强烈,同相轴紊乱,推测此区域与掌子面情况类似,有明显破碎带,围岩完整性差,推断围岩级别为Ⅴ级。(3)掌子面前方10~15m(ZK19+745~ZK19+750)区域反射信号衰退稳定,同相轴平稳但仍存在断开处,推测此区域岩性略微好转,但依旧破碎且含水,推断围岩级别为IV级。(4)掌子面前方15~30m(ZK19+750~ZK19+765)区域信号较弱,加大增益后发现同相轴较为连续,推测此区域岩性好转,级别应为IV级。依据结果给出的建议:(1)ZK19+735掌子面围岩为强风化花岗岩,自稳能力差,局部潮湿明显,中部掉块严重,应严格控制进尺,加强支护,预防坍塌。(2)掌子面前方10m区域围岩与掌子面情况相似,稳定性差,破碎带明显,容易坍塌。严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。(3)掌子面前方20m区域后,岩性有所好转。建议采用上下台阶方法,并严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。
5、结束语
地质雷达在隧道工程施工或者是后期的运营过程当中,可以很好地对工程的质量进行详细地检测,可以更严格地控制工程的质量,更好地检查工程的缺陷。假如说天线的频率特性以及工作的方法有一定的影响,而地质雷达在对介质参数的探测当中,还存在很多的争议,那么经过不断地完善以及发展,地质雷达在隧道工程检测当中一定有一个非常重要的角色。综上所述,应用地质雷达在地质超前预报当中可以精准地探测预报隧道施工当中危害的工程施工安全的相关地质灾害。而地质雷达可以探测出来隧道的结构中重要的施工缺陷,可以为有问题的隧道提供一些非常可靠的依据,这样就可以提高工作的效率,并且节省一些资金。
工程地质论文范文二:福仁山隧道工程地质研究
【摘要】福仁山隧道是中国水电十四局承建的西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段的一座典型隧道工程。该隧道地处秦岭南麓低中山区,位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,内部组成与构造变形十分复杂,工程地质现象较为特殊,具有一定的研究意义。
【关键词】福仁山隧道;工程地质特征;地质构造
1福仁山隧道工程概述
目前在建的西成客运专线按国铁Ⅰ级、双线建设,设计时速250公里每小时,功能以客运为主,从西安出发,穿越秦岭经陕西汉中、翻越米仓山进入四川境内,经四川广元至江油与绵成乐客运专线相接直抵成都,预计线路通车后,将大大缩短西安到成都的直线距离。从西安到汉中仅需1小时、到成都需3小时。该项目由西安至四川江油段和成绵乐城际铁路两段组成,全长660公里,项目投资估算总额约为688亿元。西成客专陕西段全长342.9公里,建设工期5年。中国水电十四局负责西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段,正线全长31.81Km。该标段主要包括:罗曲隧道进出口路基工程94.7m,隧道工程4座(包括部分得利隧道6330m、福仁山隧道、罗曲隧道、范家咀隧道)总长度30.47Km,桥梁3座(金水河特大桥、酉水河大桥、金龙河大桥)总长度1.2457Km。福仁山隧道地处秦岭南麓低中山区,隧道范围平均海拔1200m,最高海拔为1634.1m,洞身地表起伏较大,地表自然坡度为30°~40°,分布有众多基岩“V”形侵蚀谷,多为南北展布,隧道区域山高坡陡,基岩裸露,沟壑纵横,地形复杂,植被茂密。隧道起讫里程为DK159+625.95~DK172+725.5。进口位于金水河牛角坝,出口位于酉水河宋家堰,最大埋深929m,最小埋深46m,洞身均位于直线以上,隧道以3‰上坡进洞至DK162+900后以8‰下坡出洞。进口位于金水河右岸坡地上,隧道中含有一座斜井,为本标段重点控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速铁路设计规范》(TB10621—2009)中规定的限界尺寸,隧道内采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道内线间距为4.6m.曲线上隧道衬砌内轮廓不加宽,施工针对围岩情况采取短进尺、分部开挖和初期支护,二次衬砌及时跟进,以确保施工安全。
2沿线气候条件
本区域为亚热带湿润季风气候,特点是温暖湿润,四季分明,降水量多集中在夏秋季节,常有暴雨灾害,年平均气温15.2℃,极端最高气温38.4℃,极端最低气温-5.9℃,年平均降水量785.5mm,年平均蒸发量1160.5mm,最大积雪厚度4cm。
3工程地质特征
3.1地层岩性
隧道通过的地层主要有第四系全新统(Q4),志留系下统(S1),元古界中上统(Pt2-3)及太古界(Ar)的构造岩类。(1)第四系全新统(Q4)主要包括:膨胀土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、块石土(Q4d18),多为灰黄色,粒径小于或等于2-60mm的约占10%,大于60-100mm的约占25%,大于200mm的约占55%。(2)志留系下统(S1):片岩夹大理岩(S1Sc+Mb),大理岩(S1Mb)、片岩(S1Sc)、主要为灰黄青灰色变晶结构,片状块状构造。(3)元古界中上统(Pt2-3):变粒岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),大理岩夹片麻岩(Pt2-3Mb+Mb)。多为灰褐色,浅灰色,风化厚度约为1-10mm。(4)太古界(Ar):片麻岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),灰褐色,浅灰色粒状变晶结构,块状结构,风化厚度2-8mm。(5)构造岩类主要包括:碎裂岩,多为青灰色、灰褐色,宽度约20-65m,工程地质较差。
3.2地质构造
福仁山隧道位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,相当于秦岭造山带的蜂腰部位,隧道主体位于佛坪窟窿的南半部,历经多次地质构造活动的影响,其内部组成与构造变形十分复杂。目前已经发现的主要断层包括:f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、f71-1、f71-2,其中f66为逆断层,产状N65°-N80°W(65°-N75°),破碎带宽约为10-30m,断层带物质成分为碎裂岩,局部夹断层角砾岩,断裂带内部岩体较为破碎,隧道洞身通过地段为DK159+856~DK159+878.4。f67为逆断层,产状N60°-N80°W(50°-N65°),断裂带宽30~40m,内部成分为断层角砾,洞身通过地段为DK160+281~DK160+318。另外,隧道段还发育两处背斜及一处向斜,背斜核部洞身中心里程为DK165+543~DK169+062,岩体破碎,节理发育,向斜核部未穿过洞身,富水,岩体破碎,节理发育,由于隧道区各地质体的发育时代,构造运动强烈,区域性大断裂贯穿东西,发育数条低序次断裂,岩石节理裂隙较发育,分布较多节理密节带,岩体较破碎-较完整。
3.3不良地质及特殊岩土
(1)隧道范围内不良地质为隧道进口处左侧分布的大理岩岩溶,岩溶现象主要发育在隧道进口左侧金水河右岸的大理岩中,以溶洞形式发育,溶洞直径约1-3m,可见延伸深度大于10m,不完全填充,充填物为角砾及杂砂土。(2)隧道范围内的特殊岩土为膨胀土,具弱-中等膨胀性。
4工程设计情况
针对福仁山隧道地层岩性多样、地质构造复杂、不良地质现象多发的工程地质特点,施工单位在详细的实地勘察和室内研究的基础上,制定了较为科学合理的设计方案:(1)洞口工程采用斜切式洞门,并设置明洞段,出口采用倒斜切式洞口边仰坡设置截水天沟,边坡采用锚网喷支护。(2)洞身工程隧道内部采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道采用复合式衬砌,初期支护采用喷锚支护设置喷混凝土,锚杆,钢筋网,钢架,二次衬砌等,各衬砌类型预留变形量,特殊地形地质地段对支护 措施 采用管棚,小导管等措施进行了加强。
参考文献:
[1]王毅才.隧道工程[M].北京:人民交通出版社,2013.
[2]兰州铁道学院.隧道工程[M].北京:人民铁道出版社,1977.
[3]张咸恭.工程地质学[M].北京.地质出版社,1983.
[4]高速铁路设计规范(TB10621—2009)[S].2009.
工程地质论文相关 文章 :
1. 工程地质勘探中的钻探技术应用论文
2. 地理地质论文
3. 环境工程地质在城市规划中的作用分析
4. 地质矿产经济发展论文
5. 探析煤矿地质测绘重点及地质因素研究论文
6. 探究当代水工环地质现状及发展趋势论文
273 浏览 3 回答
87 浏览 2 回答
188 浏览 3 回答
324 浏览 7 回答
264 浏览 7 回答
305 浏览 7 回答
338 浏览 7 回答
192 浏览 7 回答
215 浏览 6 回答
170 浏览 6 回答
113 浏览 8 回答
148 浏览 5 回答
176 浏览 7 回答
127 浏览 7 回答
240 浏览 4 回答