特殊地质条件下的铁路选线策略分析

(整期优先)网络出版时间:2012-09-19
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特殊地质条件下的铁路选线策略分析

鄢良军詹雯婷钟奕睿

鄢良军詹雯婷钟奕睿(西南交通大学峨眉校区土木工程系四川乐山614200)

摘要:铁路选线作为铁路建设工程中最为关键的工作,引起了铁路建设者深度的关注,一条铁路线路的走向将直接影响到铁路后期建设的难易程度、投资以及后期运营效益。而在选线工作中,各种不良的地质情况往往对线路的走向起了决定性的作用。本文围绕常见的不良地质现象,分析在具体情况下选线工作应该如何进行。

关键字:铁路选线滑坡地区泥石流地区沙漠地区

活动断裂层地区岩溶地区其他不良地质地区

在选线工作中,当遇到一些常见的不良地质情况的时候,首先考虑的应该是尽量采取绕避的方式,这样不仅对施工难度有很大的帮助,而且在后期运营的时候也会消除不必要的麻烦。但是往往存在线路不良地质区域很大,线路无法绕避的情况,在这个时候就要具体问题具体分析了。

1.滑坡地区选线

当铁路有可能处于滑坡地区的时候,在具体定线之前应该根据现场实地地质勘查以及历年情况的分析,准确定位滑坡体的大小、滑床深度等地质情况。同时应准确掌握周边的水文条件。

在实际定线的时候,应该以不恶化滑坡的稳定性为原则。对于滑坡体积庞大、滑床深度深、滑坡稳定性差的地区尽量采取绕避的措施。当应条件限制无法绕避时,应考虑以下几点:

(1).尽可能从滑坡体的上方通过;

(2).动面以下采用隧道的方式通过;

(3)于滑坡体不大、稳定层较浅的情况可以烤炉采用大跨度高架桥通过或者采用将全部滑体清除的办法。

当线路经过滑坡地区时,还应该注意对地表水的整治处理,修筑相关的排水设施。

2.泥石流地区选线

所谓泥石流是在山区或者山前因暴雨而形成的携带大量泥沙、石块,沿着一定的通道涌出的固体流。泥石流因其特点,可能会导致线路被埋、桥梁被冲毁进而导致行车中断的情况。

在泥石流修建铁路首先应该考虑绕避的措施,如改走其他河谷气度或者将线路定到河对岸。对于无法绕避的,可以根据泥石流的不同部位采用不同的通过方式。

(1).在泥石流的形成区因为山体特别不稳定,不良地质集中在此处,所以线路应该尽量靠内采用深埋隧道的方式通过;

(2).在泥石流的通过区,相对而言在通过区线路与泥石流接触的范围最小,并且在通过区坡度陡,有利于泥石流的排泄。采用隧道的时候应该避免浅埋,如果架设桥梁则应该基础的埋深。

在泥石流地区的工程处理上,以架设桥梁为宜,涵洞对泥石流的摩阻力大,不利于泥石流的排泄,并且后期的清淤和改造也比较难进行。

3.沙漠地区选线

沙漠地区的主要特征是风沙大和一年四季的温差大,线路容易被沙埋。在沙漠地区定线应该首先分析当地沙丘的活动规律、风力情况、主导风向以及沙源。在大面积沙丘地区定线的时候,应考虑一下几点:

(1).尽量选择沙丘的边缘地带,因在边缘地区风力相对较小,沙埋较轻并且常有潜水出现,有利于防护林的种植;

(2).在连绵不断的沙丘地区,宜尽量选择通过低矮沙丘地区,因在低矮地区更宜种植草木,可以减少流沙对铁路的危害;

(3).在风沙覆盖的山区或者丘陵地区,宜选择砂带之间的丘陵通过或者山沟中的通风侧。

(4).在以半固定或固定沙丘为主的地区,应使得线路尽可能不通过半固定沙丘的下风侧,从而避免沙体移动掩埋线路;

(5).铁路线路的走向应尽量保持与当地的主导风向一致,所以对于当地风向的调查十分的重要;

(6).在线路的平面设计当中应该减少曲线的使用,防止曲线内部风沙的堆积产生。若必须采用曲线的时候应考虑大半径曲线且尽量将曲线的凸侧朝向迎风面。

4.活动断裂带地区定线

在活动断裂带地区会导致地表位移和变形,还可能到时强烈的地震产生,与此同时,活动断裂带也是不良地质现象产生的控制因素。

在此地区进行线路选择时,首先应尽量避开活动断裂带,在无法避开的时候应采用抗震能力强,灾后易于修复的工程形式通过,同时注意一下方面:

(1).在无法饶碧的时候选择活动性相对较弱的“安全岛“通过,或在断裂宽度较窄的地方大角度通过;

(2).不应主动在活动断裂层上迂回展线,大型工程应该尽量布置在构造被动盘上;

(3).当线路穿越活动断裂层时,应从隧道结构和有利于救援的角度,选择合理的位置通过。并且在断裂带中不宜设置高大桥梁、隧道和高填深挖等大型建筑物;

(4).线路应该尽量绕避潜地震诱发再次地质灾害的地段,避开潜在的不稳定斜坡、松散的山坡堆积层以及可能发生大规模滑坡和崩塌的悬崖深谷等。

5.岩溶地区的选线

对于常见的岩溶形态有落水洞、竖井、漏斗、溶洞等,在这样的地区地下洞穴的坍塌会导致铁路路基下沉进而导致破坏。而溶洞、落水洞等的冒水则可能会导致路基被淹没,引起沉陷。在岩溶地区定线应注意以下方面:

(1).尽量避开大型、处于强烈发育期的岩溶;

(2).避开不透水层与可溶岩或不可溶岩的接触带;

(3).宜将线路定在难溶的岩层上,并且使得线路与主要构造线以大角度斜交;

(4).对于已经停止发育的中小型岩溶地区则应选择较窄处,易于处理的地区,并且在施工过程中做好相应的智力工作,如向溶洞内注浆等措施;

(5).在岩溶地区应尽可能减少隧道的使用,尤其是长达隧道的使用。

6.其他不良地质地区的选线

在线路通过分水岭的山坡时,应注意有无活动冲沟地区的不稳定地段,在定线时应该注意避开冲沟地段,如果不易避开则应该采用沟内筑堤并用不透水层加固。

在沼泽地区选线的时候应使得线路在沼泽最窄最浅处通过,并且选用沼泽地没有横向坡度或者坡度不超过1:20的地段。在淤泥厚度不大的时候采用通过方案更经济;在淤泥厚度较厚时应进行通过方案与绕行方案的比较。

水库地区的选线除线路高程必须保证之外,还应该研究地下水、水库淤积、水库坍岸等问题。

结束语:

作为铁路建设中最关键的工作,铁路选线的重要性不言而喻。根据实际情况,在遇到不良地质的时候做出合理的线路选择是十分必要的。只有在充分收集相关地质资料以及熟练的掌握实地选线的知识之后才能得到可行、合理、经济的线路方案。

参考文献:

1.中华人民共和国铁道部.铁路线路设计规范.北京:中国计划出版社,2006

2.易思蓉主编.铁路选线设计.成都:西南交通大学出版社,2009

3.何振宁.活动断裂带铁路选线问题初探.全国第三次工程地质大会论文选集,1988

4.净文常.浅议沙漠地区铁路选线.铁道工程学报,1999

5.韩康.艰险山区地震区铁路选线初步研究.铁道工程学报,2009

6.冯德泉.库尔勒至格尔木铁路风沙地区选线.铁道建筑,2012

7.赵建昌,刘世忠,吉随旺.铁路选线中的工程地质问题.中国地质灾害与防治学报,2001