铁路工程勘察设计与施工技术研究(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-09-12 22:55:55

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作者:卿三惠

出版社:中国铁道出版社

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铁路工程勘察设计与施工技术研究

铁路工程勘察设计与施工技术研究试读:

前言

我国西南地区位于印度板块与亚欧板块相互碰撞汇聚接触带及其附近,地处印尼鄄滇缅弧形构造与川滇南北构造带复合部位,地形起伏较大,地质条件复杂,气候湿润多雨,是我国地质灾害最为严重的地区,工程勘察设计与施工难度较大,铁路建设投资昂贵惊人。作为一个铁路工作者,有幸参加西南铁路勘察设计与施工实践30多年来,取得了一定的成绩,也积累了宝贵的经验和教训。为总结经验、吸取教训、更好地服务于铁路建设事业,作者收集整理自身从事铁路工程勘察设计与施工多年的技术研究成果,精心汇集编著而成本书。

第一篇 摇西南铁路工程地质研究与实践。简要介绍我国西南地区铁路建设概况;紧密结合西南地区铁路建设实践,重点论述西南地区的区域地质环境、地震地质灾害分布规律、形成机理及防灾减灾对策;分析西南地区不良地质(崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、地面塌陷、隧道涌水、有害气体、采空区、岩爆与大变形等)与特殊岩土(膨胀土、红黏土、软土、盐岩等)的主要工程地质问题及其对工程的危害;系统总结山区铁路选线技术、工程地质勘察与测试技术、地质综合勘探技术、地质灾害防治技术等的应用研究与实践的成就与经验,并对21世纪铁路工程地质与岩土工程技术的发展趋势提出了展望;最后介绍西南地区穿越“地质博物馆冶的宝成、成昆、南昆三大铁路干线的工程地质勘察成果实例。

第二篇 摇红层软岩地区高速铁路软基路堤沉降控制研究。结合我国新建的第一条200km/h客货共线铁路遂渝线的建设,以系统控制路基沉降为主要研究目标,遵循“概念模型建立—室内分析试验—现场施工监测验证—理论提升冶的技术路线,采用岩土试验、理论计算、有限元数值分析、离心模型试验、动态模型试验、现场试验与监测、行车试验与测试等方法,深入系统地研究了红层软岩(土)的物理力学性质及其工程特性、红层软弱土的分类及判别标准、红层软基及路堤的沉降控制方法、红层软岩填料填筑路堤和水泥稳定级配碎石基床表层的施工工艺、软基路堤的沉降监测与评估、基床的结构型式及其动态特性等关键技术并取得创新性成果,验证了红层软岩填料合理利用于软基路堤填筑的适宜性,其工后沉降能够满足设计控制标准(工后沉降臆15cm,沉降速率臆4cm/年)的要求。研究成果已成功应用于遂渝、达成、成渝铁路等工程建设,经济社会环境效益显著,具有重要的推广应用价值。

第三篇 摇铁路工程勘察设计与施工技术专题研究。汇集作者从事工程勘察设计与施工技术研究多年来在科技刊物上发表过的专题技术论文选编(个别篇目局部有修改),涉及山区铁路选线技术、不良地质(崩塌、滑坡、岩溶、地面塌陷、瓦斯)和特殊岩土(软岩、软土、红黏土)地区路基、桥梁、隧道工程勘察设计与施工技术、经验与体会等内容。各篇目紧扣典型工程案例,对复杂地质山区铁路选线、工程地质及水文地质勘察、岩溶和软弱地基处理、滑坡或边坡工程治理、长大隧道地质灾害防治、高速铁路设计与施工、工程试验与监测等技术问题进行了有益的研究和探索。

该书理论联系实际,论述深入浅出,选材案例典型,具有较高的理论和实用价值,可供铁路勘察设计与施工技术人员及大专院校师生学习和参考。

本书编撰过程中,引用了大量的参考文献资料,特向原作者单位和个人表示感谢。

由于编者水平所限,书中难免存在疏漏和不足之处,恳请读者批评指正。

编者2014年6月第1篇西南铁路工程地质研究与实践

内容提要

我国西南地区位于青藏高原东部,因受印度洋板块与亚欧板块碰撞挤压的影响,深大活动断裂发育,新构造运动强烈,地震频繁震级高,地壳升降幅度大,山高坡陡,谷深流急,岩体破碎,降雨量丰富,生态环境脆弱,是我国发生强烈地震及崩塌、滑坡、泥石流灾害的重灾区,给铁路勘察设计与施工运营带来大量疑难课题。

本篇简要介绍我国西南地区铁路建设概况;紧密结合西南地区铁路建设实践,重点论述西南地区的区域地质环境、地震地质灾害分布规律、形成机理及防灾减灾对策;分析西南地区崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、地面塌陷、隧道涌水、有害气体、采空区、岩爆与大变形等不良地质现象及膨胀土(岩)、红黏土、软土、盐岩等特殊岩土的主要工程地质问题及其对工程的危害;系统总结山区铁路选线技术、工程地质勘察与测试技术、地质综合勘探技术、地质灾害防治技术等应用研究与实践的成就与经验,并对21世纪铁路工程地质与岩土工程技术发展趋势提出了展望;最后介绍西南地区穿越“地质博物馆”的宝成、成昆、南昆三大铁路干线的工程地质勘察成果实例。第1章西南铁路建设概况1.1地理位置

我国西南地区包括云南省、贵州省、四川省、重庆市及西藏自治区,在西部大开发中还包括广西壮族自治区。6个省(市、自治区)的总面积257.06万km 2 (占国土总面积960万km 2 的26.8%),其中山区占75.1%,丘陵占20.24%,平原、盆地及大谷地占4.66%。1.2西南铁路分布与规模

根据2012年《中国铁道年鉴》统计,至2011年底,中国铁路营业里程达93250km,居亚洲第一位。一个横贯东西、沟通南北、干支结合的具有相当规模的铁路运输网络已经形成并加快完善步伐。西南及华南部分省区(包括四川、贵州、云南、广西、西藏、海南、重庆七省市及广东部分地区),经济不发达和贫困地区多,地形复杂和交通不便是制约该地区经济发展的重要因素。至2011年末,铁路营业里程13870km,占全国铁路营业里程的14.9%,路网密度53.1km/万km 2 。西南地区东部铁路网骨架虽已形成,但襄渝、焦柳、渝怀线间及湘桂线以南大片地区无铁路,西南的北口和广西壮族自治区尚无大能力对外运输通道,西南与西北交流及西南与东南亚交流缺少便捷通路。西南地区西部川西地区的铁路仍为空白。2011年大理至丽江铁路开通运营;长沙至昆明客运专线、成都至重庆客运专线、成绵乐城际铁路、巴中至达州铁路、云桂铁路、兰州至重庆、贵州至广州、南宁至广州、成都至都江堰、重庆至利川、黎塘至南宁、大理至瑞丽、玉溪至蒙自、蒙自至河口以及六盘水至沾益增建二线、渝怀线改造等项目建设进展顺利。

截止2013年底,西南及华南部分省区已建成通车的主要铁路通道有:

四川通道:成渝线、宝成线、达成线、达万线、遂渝线、成灌线。

重庆通道:襄渝线、阳安线、川黔线、渝怀线、渝利线。

贵州通道:黔桂线、湘黔线、贵昆线、水柏线。

云南通道:昆河线、成昆线、南昆线、内昆线、广大线、大丽线、玉蒙线。

广西通道:湘桂线、黎湛线、南防线、钦北线、黎钦线。

西藏通道:青藏线(西宁—格尔木—拉萨)。

粤海通道:湛海线、琼州海峡轮渡、海南西环线(2条)、海南东环线。

2003年~2013年12月,西南及华南部分省区已建成200km/h及以上高速铁路6条计1641km,在建高速铁路13条计7135km。见表1.1.1。

表1.1.1 西南及华南部分省区已建成和在建高速铁路统计

续上表1.3主要铁路通道概况

1.3.1 四川通道(1)成渝线

成渝线是新中国成立后兴建的第一条铁路。自四川省省会成都,向东南方向经资阳、内江至重庆直辖市,全长505km。早在1903年,清朝政府就有修建川汉铁路(汉口至成都)的打算,成渝铁路就是它的西段。四川人民为筹款修建这条铁路付出了沉重的代价,并在1911年的保路事件中流了鲜血。1937年6月国民党政府开始修建重庆至内江段。但开工一个月后,抗日战争爆发,资金和材料日渐短缺,至1941年陷于停工。后来由于军事上的需要,1946年10月又恢复施工,仍旧时修时停,工程终于瘫痪。

中华人民共和国成立后,1950年6月立即开工修建该线。当时清剿土匪的工作刚刚告一段落,人民解放军西南军区就抽调部队3万人担负施工主力,并先后动员10万民工参加筑路。全线于1952年6月竣工,1953年7月正式交付运营。实现了四川人民近半个世纪来修筑这条铁路的强烈愿望,结束了四川没有铁路的历史,毛泽东、周恩来、朱德等党和国家领导人分别为通车典礼题词。20世纪80年代,该线进行了电气化改造,1985年12月成渝铁路电气化工程验收交接。(2)宝成线

北起陇海线上的陕西省宝鸡市,向南翻越秦岭,经陕南重镇阳平关至四川省省会成都与成渝线相连,全长669km。宝成铁路是第一条出川的铁路,是沟通西北与西南的第一条铁路干线。1952年7月动工修建,1958年元旦交付运营。1975年7月宝成线完成电气化改造,成为中国第一条电气化铁路。1992年底,宝成线南段(阳平关至成都)又进行了复线建设,2001年建成通车。

宝成铁路是中华人民共和国成立后修建的第一条艰巨的山区铁路,线路标准为Ⅱ级,线路坡度高达30‰。线路所经由山岳地区最多,占全线的80%。地势险峻,山重水复,线路离宝鸡跨渭河后即进入陡峭的秦岭山区,沿清江河谷盘旋于群山之中,以三个马蹄形一个螺旋形的展线方式迂回爬高,线路重列三层,克服了航空距离25km、高差817m的越岭高程,随后以2364m的隧道穿过秦岭垭口,进入嘉陵江流域,形成有名的“十八盘”,工程艰巨,为中国第一个五年计划时期新建铁路之最。(3)达成线

位于四川省境内,自襄渝线上的达州市达县站南边的三汇镇车站出岔向西,经南充、遂宁,在龙潭寺与成渝线接轨通至省会成都,全长341km。该线由原铁道部和四川省合资修建,为国家Ⅰ级干线,正线为单线。1992年开工,1996年建成,2000年1月18日通过国家正式验收。该线对缓解宝成线压力,分流成渝线运量,发展四川经济具有重要意义。

2004年11月27日该线提速扩能改造工程开工建设,设计行车速度200km/h,双线电气化。2009年7月7日正式通车运营。(4)达万线

达万铁路是西部大开发通往长江三峡库区的重要配套工程之一。西起四川达州,东至重庆三峡库区重要港口城市万州,全长158km。该线由原铁道部、重庆市、四川省合资修建,为国家Ⅰ级铁路,1998年4月动工兴建,2002年10月23日全线正式通车。达万铁路与襄渝、达成铁路和长江航运一起,构成四川和重庆水陆联运的综合运输网络,并是沿江铁路通道的重要组成部分,对于改善川渝地区的交通条件,促进四川、重庆、鄂西和陕南地区的经济发展具有重要意义。(5)遂渝线

遂渝线位于四川盆地中部—东南部,起于四川境内既有达成铁路遂宁站接轨,途经四川省遂宁市,重庆市潼南县、合川市、北碚区,至沙坪坝区接渝怀线井口站引入重庆枢纽,新建线路全长144km。该线是我国新建的第一条时速200km客货共线的山区铁路,正线为单线,预留复线条件,是贯彻西部大开发战略、加强西部基础设施建设、实施铁路跨越式发展的标志性工程之一。

2002年11月开工建设,2005年12月建成通车。2009年1月增建第二线开工建设,2012年12月30日开通运营。

沿线线路两跨涪江、两跨嘉陵江,穿越华蓥山脉南麓,经过了川中丘陵、川东南低山两个地貌单元。合川以西为四川盆地典型的连绵红色丘陵地貌,构造影响轻微,岩层产状平缓,丘间槽谷广泛分布软土(厚3~12m),深层天然气蕴藏量大。合川以东属川东台褶带,狭长条形低山山脉与丘陵沿区域构造线方向交替排列组成平行岭谷地貌,受构造影响,褶皱、断裂较发育,岩层产状多变;煤层瓦斯、小煤窑采空区、岩溶等不良地质发育。

全线重点桥梁有薛家坝涪江双线特大桥1039m,主跨为(68+128+68)m;穿井坝涪江双线特大桥1026m,主跨为(68+128+68)m;草街嘉陵江双线特大桥810m,主跨为(88+160+88)m;新北碚嘉陵江双线大桥,主跨为(88+168+96)m。四座桥均为预应力混凝土连续刚构桥梁。重点隧道有荆竹岭隧道(4366m),西山坪隧道(2930m),松林堡隧道(1320m),桐子岭隧道(2433m),龙凤隧道(5271m)。其中:桐子岭隧道岩溶发育,施工中遇到严重岩溶暗河涌水突泥灾害,增设泄水洞处理。荆竹岭隧道穿过岩溶暗河,也遇到涌水灾害。龙凤隧道遇到长70m多的全断面岩溶洞穴充填物,采用旋喷桩加固软基,支护衬砌加强处理。西山坪隧道有瓦斯突出危险,按瓦斯隧道设计;松林堡隧道斜穿采空区,采取回填与压浆加固、衬砌加强处理。

1.3.2 重庆通道(1)襄渝线

自焦柳线上湖北省襄樊,向西经老河口至陕西省安康,然后向西南经四川省的达州至重庆直辖市,全长899km。该线开辟了西南地区与华中地区的又一钢铁通道。1968年4月和1969年3月该线自东、西两端分别开工,1978年6月全线交付运营。

襄渝线穿越武当山和大巴山脉,跨越汉江、嘉陵江两大水系,沿线峰峦重叠、水流湍急,工程艰巨,桥隧占正线长度的46%,全线90个车站有36个设在桥上或隧道内,洞中有站,桥上有站,构成独特景观,桥隧密度创下当时中国铁路之最。该线建成不久,一些地段出现塌方和古滑坡复活,严重威胁运输安全。建设者在20处滑动的山体上打进288根钢筋混凝土抗滑桩,创造了制服大滑坡的奇迹。随着襄渝线建成,过去只有几十户人家的十堰,现在成为了著名的汽车城。

1980年10月,襄渝线襄樊至安康段电气化工程建成通车;1983年12月,安康至达县段电气化工程建成通车,安康铁路分局成为全路第一个电气化铁路分局。1998年底,达县至重庆东的电气化改造完成,襄渝线全线实现了电气化。当人们乘坐奔驰在襄渝线上的列车,在陕西省安康附近的石庙沟站,还可以看到对面一座轻盈腾空、飞跨汉江的铁路桥,位于安康水电站的专用线上,这就是中国第一座斜腿刚构铁路桥——安康汉江大桥。该桥主跨达176m,居当时世界同类桥梁之首。1983年获国家优质工程金奖,1984年获国家优秀设计奖,1985年获国家科技进步一等奖。2005年8月,襄(樊)渝(重庆)扩能提速改造工程(复线铁路)开工建设,全长507km。设计行车速度160km/h,双线电气化。2009年9月20日全线建成通车。襄渝复线控制性工程牛角坪特大桥,是一座高138m、主跨为192m的预应力混凝土连续钢构双线铁路桥,在同类桥梁中居亚洲第一,被誉为“亚洲第一跨”。(2)阳安线

自宝成线阳平关站引出,沿汉水东行,经汉中盆地至陕南东部的安康,与襄渝线接轨,全长357km。1969年1月开工,1972年铺轨通车,1977年8月交付运营。1973年11月开始电气化施工,1977年6月全线电气化开通,是中国第一条一次建成电气化铁路的新建铁路。该线沿汉江进入陕南的汉中盆地小平原,沿线土地肥沃,气候温和,是陕西省主要粮食产地之一,同时还有铁、锰、铜等矿藏。这条铁路的建成,不仅具有路网骨干作用,还对当地的工农业发展起到促进作用。(3)川黔线

川黔线是连接原四川省重庆市、贵州省贵阳市的一条大干线,是西南地区铁路网骨架的组成部分。北起重庆成渝铁路小南海出岔,在自沙沱作环形展线上升,再与成渝铁路立交,以821m大桥跨长江至珞璜,经五岔,溯綦江至赶水,再溯松坎河进入贵州境内。过蒙渡后,因地势急剧上升,在马鞍山作环线立交展线,并以4270m长的凉风垭隧道穿过凉风垭分水岭,经桐梓以2147m长的娄山关隧道穿过娄山关分水岭,沿仁江河至遵义,跨乌江,经息烽至贵阳,全长463km。

该线重庆至小南海段与成渝线共轨,小南海至綦江由旧有綦江铁路改建而成,其余为新建。沿线地质条件复杂,原四川省(今重庆市)境内多泥质岩和砂岩,贵州省境内石灰岩岩溶现象普遍发育。1956年开工,1965年7月通车,1965年10月交付运营。1988年11月开始电气化改造,1991年12月电气化开通。

全线的重点工程有重庆白沙沱大桥(长江上游修建的第一座铁路大桥)、乌江大桥、娄山关隧道、凉风垭隧道、虾子河隧道等。其中虾子河隧道长1408m,是中国穿越岩溶暗河较多的隧道,施工时发现洞内有一条暗河,时断时续地与隧道洞身相切或交会,筑路人员采用特殊的处理办法,最后形成洞内有河、河上筑拱,拱上架桥,桥上铺轨的奇观;娄山关隧道,洞顶分布较多的陷穴、漏斗、洼地等,每当地面连续降雨量达到50~60mm时,洞内即发生涌水,后来在隧道内增建泄水洞,解决了涌水危害;凉风垭隧道(4270m),也遇到了较大的涌水灾害,是我国第一座采用平行导坑法施工的铁路隧道。2010年10月21日,渝(重庆)黔(贵阳)复线开工建设,设计行车速度250km/h,双线电气化。正线全长345km,其中重庆市境内112km,贵州境内233km,主要功能是客运、快运和集装箱运输。预计2017年建成通车。(4)渝怀线

渝怀铁路西起重庆市,经长寿跨长江至涪陵,再沿乌江两岸逆流而上,经武隆至彭水。自彭水后经黔江,翻越乌江与沅水的分水岭过酉阳、秀山后进入贵州铜仁市,再沿沅水支流锦江两岸进入湖南省怀化市。全线正线建筑长度625km,运营长度604km。

该线是川渝地区铁路对外运输的东通道,是中央实施西部大开发十大重点工程之一,为国家Ⅰ级单线电气化铁路,预留增建第二线条件。全线有桥梁372座,总延长75km;隧道190座,总延长241km,新建车站65个。桥隧占线路长度的50%,工程艰巨。2001年开工建设,2006年建成通车。

沿线地形起伏较大,相对高差50~1500m。重庆—秀山段褶皱及断层发育,秀山—铜仁段线路横穿断层密集带。沿线不良地质现象多,工程地质条件极为复杂。主要不良地质现象有崩塌、危岩落石、岩堆、滑坡、错落、泥石流、岩溶、瓦斯与煤窑采空区、断层破碎带、岩爆与地温异常、软土、膨胀土(岩)、水库坍岸等。该线重庆段位于长江三峡库区上游,生态环境十分脆弱,环保尤显重要,设计和建设中予以特别关注,工程概算中用于环保的资金达8.6亿元,西方最发达的国家也未达到这个水平。

该线主要重点工程有:长寿长江特大桥,该桥为我国双线铁路最大跨度的连续钢桁梁桥,主桥为(144+2×192+144)m,两个主墩位于江中,施工水深达38m;圆梁山隧道,全长11070m,属国内单线铁路第三长隧道,也是国内最长的喇叭口隧道,车站(两股道)伸入隧道944m。该隧道最大埋深780m,岩溶极其发育,涌水量达20万m 3 /d,是我国岩溶洞穴、高压涌水、突泥危害最为严重的隧道。隧道设计抗水压4MPa的高密度钢筋混凝土衬砌,2005年被收入中国企业新纪录。(4)渝利线

渝(重庆)利(川)铁路是中国《中长期铁路网规划》中“四纵四横”快速客运通道中沪汉蓉快速客运通道的组成部分,是中国一条连接重庆市与湖北省利川市的一条以客运为主、兼顾货运的国铁Ⅰ级双线电气化铁路。正线全长264.4km,设计行车速度200km/h、双层集装箱货车160km/h。全线共设重庆北站、双溪站、复盛站、长寿北站、涪陵北站、丰都站、石柱站、沙子站、凉雾站9个车站。

2008年12月29日开工建设,2013年12月28日正式开通运营。

1.3.3 贵州通道(1)黔桂线

自湘桂线上广西柳州,向西经金城江(今河池市),再折向北进入贵州省,经都匀、贵定至省会贵阳,全长610km。该线是抗日战争期间国民党政府迁都重庆后在西南建设的一条重要干线,1939年9月开工,1944年9月柳州至都匀附近的清泰坡段正式通车运营。但11月日军沿该线入侵,工程中断,已建成的铁路几乎全被破坏。该线建设中,因战时物质条件恶劣,沿线瘴气(亚热带潮湿地区流行的传染病)严重,再加日军侵犯掳掠,职工和家属死亡逾千人。1945年日本帝国主义投降后,国民党政府进行修复,但至1949年,只修通柳州至金城江段。中华人民共和国成立后,1955年9月开工修复金城江至都匀段,1958年元旦交付运营。1956年6月动工修复都匀至贵阳段,1959年3月交付运营。至此,黔桂线全线建成,成为进入贵州的第一条铁路。

2004年12月,黔桂铁路扩能改造工程正式动工。改造后柳州段到贵阳段489km,比原线路缩短119km。铁路等级为国铁一级单线,预留复线。限制坡度:6‰,加力坡13‰。最小曲线半径:柳州至麻尾一般地段2000m,困难地段1600m。牵引种类:电力。最大牵引质量:3800t。闭塞类型:自动站间闭塞。新建和改建桥梁163座,总长33476m;新建和改建框架桥16座,计280m;新建隧道138座,其中最长的定水坝隧道总长为8540m;新建及改建涵渠11993座;新建和改建车站47个。改造后柳州至金城江段为160km/h,金城江至龙里段为140km/h,单线平图通过列车能力45对,年输送能力1500万t。2008年7月31日,黔桂铁路贵州段独山县星朗至独山4个区间43km新线开通;8月15日黔桂铁路广西段洛满至洛东28.8km新线开通,三罗线蒸汽机车迁至柳城站运营;10月25日,黔桂铁路贵州段开通孟孔至都匀间线路和5个新车站;12月31日,贵州都匀至龙里段开通;2009年1月10日,广西金城江至贵州麻尾段开通。至此,黔桂铁路扩能改造新线全线通车。(2)湘黔线

东起京广线上湖南省株洲田心站,西跨湘江,经湘西怀化,进入贵州省,在贵定与黔桂线接轨,通至省会贵阳,全长905km。1953年动工兴建,东段湘潭至新化于1962年通车,西段新化至贵定1959年开工,中途一度停建,1970年复工,湖南、贵州各族民工约80万人参加建设,1972年接轨通车,1975年1月全线交付运营。该线与浙赣线一起组成了长江以南贯通东西的交通大动脉,成为西南地区通往中南、华东的捷径。1984年11月该线电气化工程开工,1998年全线电气化工程建成开通,2001年又建成了复线。(3)贵昆线

自川黔线终点贵阳西站,向西经六盘水进入云南省转向西南,经宣威、曲靖至昆明西站,全长639km,是贯通滇黔两省的重要铁路干线,并与湘黔线、浙赣线共同组成由西南边陲至东海之滨的东西大通道,1966年3月接轨通车,1970年12月正式交付运营。该线贵阳至树舍(在六盘水以西、贵州省边界处)段原属滇黔铁路,树舍至昆明段原属内昆铁路,其中昆明至沾益原为1m轨距的窄轨铁路。1958年8月滇黔、内昆铁路开始采用标准轨距(1435mm)改建;1962年铁道部决定滇黔、内昆铁路在树舍接轨,合称贵昆线。1990年7月,该线电气化铁路全线开通。

贵昆铁路蜿蜒行进于云贵高原乌蒙山区,地势险峻,多悬崖陡壁;地质复杂,多溶洞暗河。有些地段岩层风化破碎,工程相当艰巨。关键工程有岩脚寨、梅花山、老虎嘴隧道及北盘江(又名可渡河)大桥等。岩脚寨隧道施工中曾发生严重的瓦斯爆炸伤亡事故;梅花山隧道发生大量涌水突泥灾害;老虎嘴隧道遇到一个大溶洞,顺线路长30m,宽约15m,向上看不到顶,向下深约80m,最后不得不在洞内局部改线绕行处理。位于云贵两省交界处的北盘江大桥,主跨6孔80m钢板梁的钢塔架桥墩高44m,是中国当时铁路桥梁中最高的轻型钢架桥墩。

2001年建成贵阳至六盘水段复线,2007年建成沾益至昆明段复线,2012年2月建成六盘水至沾益段复线。(4)水柏线

六盘水至柏果铁路位于贵州省西部的六盘水市境内,线路呈南北走向,北端自贵昆铁路的六盘水站引出,行经六盘水市的钟山区、水城县、盘县特区,南端与盘西铁路柏果站接轨,正线建筑长度115km。水柏铁路北端与内昆线、贵昆线相连,南端通过盘西铁路与南昆线相通。1998年开工,2002年建成通车。

该线由铁道部和贵州合资修建,为国家Ⅰ级单线,限制坡度12‰,加力坡23.5‰,一次建成电气化的山区铁路。沿线穿行于云贵高原东部斜坡地带的崇山峻岭之中,群峰高耸,中部北盘江强烈下切,地形地质条件十分复杂,崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、瓦斯等不良地质发育,既有交通极度困难,工程非常艰巨,桥隧比重占线路长度的63%,是当时我国桥隧比重最高的山区铁路。该线勘察设计中加强了地质选线工作,在航测、遥感判释以及大面积区域地质调绘基础上,进行了多走向的线路方案比选。分别研究了接轨方案与东、中、西三大走向方案,加力坡方案及穿越水箐高瓦斯隧道的低线方案与经玉舍的高线方案,控制性工程北盘江大桥桥位方案及高桥位与低桥位方案,松河长隧与短隧方案,营盘展线与鸡场展线方案等。经过认真综合比选论证,选择了最佳线路走向方案。特别在北盘江至松河越岭地段,在航空距离仅13.6km的范围内,连续采用了三次螺旋展线的营盘方案,克服了574m的高差,并避开了大量不良地质问题。被铁路专家誉为“营盘展线方案是选线技术与艺术有机结合的典范”。

该线地质勘察中大力开展地质综合勘探,并对重点控制工程北盘江大桥的岩溶地基及高陡岸坡岩体稳定性进行了专题研究与评价,效果良好,提高了山区铁路工程地质勘察的质量和水平。北盘江大桥主跨236m(钢管混凝土拱),桥面至江底高273m,创下5项世界纪录,是我国建成的第一座铁路钢管混凝土拱桥,位居世界第一。北盘江大桥采用了新的设计理论、新结构、新材料及新工艺,在结构稳定、焊接标准和工艺研究、节点疲劳试验及半拱铰接转体施工等方面取得了新的突破,提高了我国山区铁路的建设水平。

该线选线设计,2004年获中国铁路工程总公司优秀工程勘察一等奖。北盘江大桥工程的勘察与设计,2005年同时获国家优秀勘察银奖和优秀设计银奖。

1.3.4 云南通道(1)昆河线

在云南省境内,自省会昆明北站,向南至中越边境河口,为1m轨距的窄轨铁路,全长468km。该线的前身是由当时法国政府指定法国滇越铁路公司建筑并经营的滇越铁路。该路工程艰巨,1904年动工,1910年完成。线路所穿行的南溪河谷,天气酷热,疟疾、痢疾等亚热带潮湿地区的恶性传染病流行,劳工死亡率惊人。据该路基本建成时统计,平均每公里约死亡筑路工人400余人,当地流传“一根枕木一条命”之说。该线建成后与越南境内的老街经河内至海防的铁路相衔接,成为当时法国对中国进行侵略的工具,现在是我国与东南亚国家进行物资交流的重要通道。(2)成昆线

自四川省省会成都向南,经国家风景名胜区峨眉山、卫星发射基地西昌、钢铁工业基地攀枝花至云南省省会昆明,全长1100km。北与宝成线、成渝线相接,南与贵昆线、昆河线连通,是西南地区的铁路网骨架。该线曾于1958年、1960年、1961年三次动工兴建,三次停工,1964年9月恢复施工,又因“文化大革命”动乱影响,延误工期两年。在30万筑路大军的辛勤努力下,1970年7月建成通车,1971年1月正式交付运营。

成昆铁路沿线70%地段,山岳河谷交错,地势险峻,地质复杂,为国内外罕见。线路从成都平原南下,傍秀丽的峨眉山麓前行,溯汹涌的大渡河转牛日河而上,穿越连绵的大小凉山。这一带地势险峻、坡陡流急。从金口河到埃岱58km的线路,就有隧道44km,几乎成了地下铁道;从甘洛到喜德,要越过岷江与雅砻江的分水岭,在120km的地段4次盘山展线,13次跨牛日河,修了66km的隧道和10km的桥梁,绕行了50km,才爬上海拔约2200m的制高点;喜德往南行进入安宁河谷,8次跨越安宁河下至海拔1000m的金沙江河谷,再溯龙川江上行至海拔约1900m的滇中台地;金沙江河谷是地质上著名的深大断裂带,属基本烈度为7~9度的地震区,崩塌、落石、岩堆、滑坡、泥石流极其发育,被称为“复杂地质博物馆”。线路沿此河谷3次盘山展线,49次跨过龙川江,才爬上金沙江和元江的分水岭,然后南下广通,经滇池地区的丘陵和淤泥地带到达昆明。

全线有桥梁991座,总延长107km;隧道427座,总延长345km,其中长度在3km以上的有9座,6km以上的2座;全线桥隧总延长452km,占线路长度的42%。由于地形地质条件极其复杂,全线122个车站中有41个不得不设在桥梁上或隧道内。重点工程金沙江大桥,主跨192m,创下当时中国铁路钢桁梁桥的跨度之最。沙木拉打隧道长6379m,是当时中国最长的铁路隧道。

成昆铁路工程浩大,举世瞩目。在地形地质环境如此复杂的条件下建成宏伟艰巨的工程,是中国铁路建设史上的壮举,1985年荣获国家颁发的科技进步特等奖。后被联合国宣布为“人类征服自然的三大杰作之一”,联合国总部至今仍摆放着我国政府赠送的“成昆铁路象牙雕塑”。(3)南昆线

东起广西壮族自治区首府南宁,向西北延伸,经百色、威舍,至云南省省会昆明,全长898km,为Ⅰ级单线大能力电气化铁路,是祖国大西南的出海通道。1990年12月动工兴建,1997年12月建成通车。

该线从海拔80m的南宁爬升到海拔1910m的昆明,其间有8次起伏。沿线广西百色至贵州、云南境内地形险峻,谷深坡陡、峡谷深切、水流湍急,工程地质、水文地质条件复杂,断裂发育、岩体破碎、岩性多变。地质灾害种类繁多,分布广泛,长度达600km。主要工程地质问题有:崩塌、危岩落石、滑坡、泥石流、断裂破碎带、岩溶、水害、煤层瓦斯、膨胀岩(土)、软土、泥炭土及长达80km的高烈度地震区等,被称为“工程地质展览馆”。

南昆铁路工程艰巨,全线有桥梁463座,总长72.3km;隧道及明洞263座,总长195.4km。其中重点工程较多,修建了当时长9392m的全国铁路最长的单线隧道——米花岭隧道和桥高183m、墩高100m的中国铁路第一高桥——清水河大桥。该线的八渡南盘江大桥,是我国首次采用V形支撑连续梁结构的铁路桥;喜旧溪大桥,是我国首次采用双板式桥墩大跨度连续刚构桥;板其二号桥,是全国第一座铁路弯梁桥;家竹箐隧道,全长4990m,是国内各项瓦斯指标最高的铁路隧道,又集高地应力和大涌水于一身,被称为“天下第一险洞”。石头寨车站的预应力锚拉式桩板墙被誉为“世界第一高墙”,田林车站新型加筋挡土墙(单级最大墙高11m)被誉为铁路加筋挡土墙之最等。

南昆铁路是我国20世纪90年代铁路设计及筑路水平的代表作,在各主要技术领域取得了38项具有创新意义和经济价值的研究成果,其中3项成果处于国际领先水平,10项成果具有国际先进水平,16项成果属国内首创。全线综合技术水平整体上达到20世纪90年代国际先进水平。南昆线的成套先进技术,开创了世界上在地质灾害路段长达2/3的高原地区修建长大铁路干线的先河。2001年荣获国家科技进步一等奖。(4)内昆线(水富至梅花山段)

内昆铁路地处云、贵、川三省结合部,从成渝线上的内江车站接轨,一路南下,经四川省的自贡、宜宾、安边,越金沙江进入云南省水富县,再经盐津、大关、彝良、昭通、贵州的威宁县至贵昆线上梅花山站接轨,沿贵昆线经云南的宣威、曲靖至昆明,全长872km。

内昆铁路是四川的又一条南通路,它的修建对于完善路网结构,缩短内地到出海口的运输距离,促进对外经贸发展,缓解云、贵、川三省运输的紧张状况,为黔煤入川,将区内丰富的资源转化为经济优势,促进沿线人民的脱贫致富,加强民族团结,巩固国防等有重要意义。

水富至梅花山段,长358km,为国家Ⅰ级单线电气化铁路。1998年6月开工,2002年5月建成通车。沿线地势险峻,地质复杂,崩塌、落石、岩堆、滑坡、泥石流、顺层、岩溶、煤层瓦斯、山间与斜坡软土发育,被称为“地质百科全书”。

该线水富至梅花山段,北部穿行于峡谷之中,从四川盆地海拔295m的金沙江畔攀升至云贵高原2231m的乌蒙山区(其中大关至昭通长77km地段,高差达1400m),南段穿行于乌蒙山区,跨越高山深谷。全线工程艰巨,有大中桥228座,总延长45.6km;隧道128座,总延长145.2km;桥隧比重占线路总长的53.3%;新设车站34个。勘察设计阶段,为绕避不良地质,在长400km、宽120km的范围内反复进行了多方案比选,共完成11000km的选线方案研究,并在重、难点工程设计中创造了一批科技含量高的经典范例。其中,花土坡特大桥长701m,主跨为(64+104+64)m,桥高138m,最高空心墩高110m,刷新了亚洲铁路高桥新纪录和我国铁路预应力混凝土连续梁桥最大跨度的新纪录;李子沟特大桥长1032m,主跨为(72+3×128+72)m,集超大群桩基础、超高墩群大跨、长联与新结构(刚构—连续组合梁,孤面变坡超高墩)等新技术于一体,桥高117m,最大墩高107m,为我国铁路建桥史上的创举;老煤洞特大桥长768m,创造了预应力混凝土箱形简支梁跨度64m的世界新纪录;曾家坪1号隧道开创了在不良地质岩堆体内设计开挖大跨三线隧道的国内首例。李子沟特大桥2004年获国家优秀设计铜奖,曾家坪1号隧道2003年获铁道部优秀设计二等奖。

此外,邓家湾车站伸入隧道,设计为双线加单线隧道。新寨隧道长4400m,地质构造复杂,穿越两套煤系地层,其中石炭系旧司段地层的煤与瓦斯有突出危险,并且漏斗、落水洞、暗河等岩溶现象发育;朱嘎隧道全长5200m,穿越哈拉河向斜,两次穿越梁山组煤系地层,煤与瓦斯有突出危险,煤尘有爆炸危险。此两座隧道,均按瓦斯隧道设计。(5)广大线

广(通)大(理)铁路在云南省境内,东起成昆线上的广通站,西至历史文化名城大理,全长206km。由铁道部和云南省合资修建,1999年5月全线开通运营。2012年11月29日,广大铁路实施扩能改造工程开工建设。改造后的线路全长174.45km,设计行车速度200km/h。全线设8个车站,新建桥梁78座,新建隧道42座,桥隧总长达109.88km,占全线总长的63%。计划2017年竣工。(6)大丽线

大(理)丽(江)铁路是国家中长期铁路网规划中滇藏铁路浩大工程的重要一段,向北连接延伸到西藏,向东则连接广(通)大(理)铁路到昆明,向西连接大理至瑞丽铁路,从瑞丽、腾冲延伸至缅甸,经缅甸与东南亚国家连接成铁路网。大丽铁路起自广大铁路大理东站,经洱海东岸至上关、西邑、鹤庆抵达丽江古城,全长164km,设计行车速度120km/h。沿线设大理、上关、鹤庆、仁和、丽江等车站。大丽铁路控制工程禾洛山隧道,因地处欧亚板块与印度板块碰撞的边缘部位和著名的大理—洱源—剑川活动断裂带、强地震带内,建设难度很大,施工期间发生了4次突泥、5次涌水、5次围岩变形,严重影响工程进度7个月之久。

该线2004年开工建设,2010年1月1日开通运营。(6)玉蒙线

玉(溪)蒙(自)铁路是规划建设的云南国际铁路大通道(泛亚铁路)东线的重要组成部分。起点为云南省玉溪南站,经通海、建水至蒙自,全长141km,设计行车速度120km/h。全线设置11个车站;有隧道35个、桥梁61座,桥隧共计77.84km,占线路总长度54.95%。全线最长隧道是通海县境内的秀山隧道(10300m);最高桥是建水境内曲江大桥,主跨为(90+90)m钢桁梁,桥高98m。

该线2005年9月1日开工建设,2013年2月23日开通运营。

1.3.5 广西通道(1)湘桂线

该线原是抗日战争时期国民政府为开辟大后方国际通道而修建的铁路。自京广线上湖南省的衡阳,向西南方向进入广西壮族自治区,经桂林、柳州、南宁,直至中越边境凭祥以南的镇南关(今凭祥市的友谊关),全长1013km。其中,衡阳至桂林段长361km,于1937年9月开工,1938年9月建成通车,因抗战军运紧急,工程以当时中国建筑铁路从未有过的每天1km的速度建成。该线桂林至柳州段,1938年8月开工,1939年12月完工。柳州至南宁段,于1938年6月开工,10月日军侵入广州后,为防敌军溯西江而上,于1939年1月停工,7月战局稍稳又复工,9月再度停工。直到1941年4月日军撤离后,为运输来宾以西迁江煤矿的煤炭,才恢复柳州至来宾间线路的施工,同年9月完工。南宁至镇南关段,1938年4月开工,同年11月因日军在广西钦州登陆入侵南宁而中止施工。

中华人民共和国成立后,1950年10月开工兴建该线来宾至凭祥段,1951年11月通车,1952年1月交付运营。1979年11月该线柳州至黎塘段的复线工程开工,1984年10月交付运营。其中,1981年建成的位于来宾附近的红水河二线桥是中国第一座铁路斜拉桥。该线自1987年后,又分期分段建成了电气化。

2008年12月11日开工建设湘桂(衡阳—南宁)铁路提速扩能改造工程,正线全长723.7km,设计行车速度250km/h,双线电气化。2013年12月30日通车运营。(2)黎湛线

该线自湘桂线上南宁东北的黎塘,向东南方向,经玉林、河唇至湛江港,全长318km。1954年9月动工兴建,1955年7月建成通车,1956年元旦交付运营。该线既是我国华南地区的出海通道,又是联系海南岛及南海的一条铁路干线,现已建成为复线。(3)南防线

该线是我国南方出海的又一通道。位于广西壮族自治区境内,自湘桂线上的南宁南站向南至南海北部湾的防城港,南宁至防城港长183km。1983年开工,由铁道部和广西壮族自治区合资修建。1985年全线铺通,1990年12月交付运营。

2009年6月23日,南防铁路扩能提速改造工程152.6km开工建设,设计行车速度250km/h,双线电气化。2013年12月30日正式通车。(4)钦北线

在广西壮族自治区境内,自南防线上的钦州,向东南至另一海滨城市北海,全长108km。该线为广西壮族自治区的地方铁路,也是南昆铁路的配套工程。1992年开工,1995年5月单线建成通车。2009年6月23日,该线扩能提速改造工程开工建设,设计行车速度250km/h,双线电气化。2013年12月30通车。(5)黎钦铁路

北起湘桂线黎塘车站,南下在沙江站进入新线。经横县、灵山、钦州等县市,在马皇站与南防铁路接轨,止于钦州站,全长165km。1998年12月建成通车。2009年6月23日,该线扩能提速改造工程开工建设,设计行车速度250km/h,双线电气化。预计2014年通车。

1.3.6 西藏通道——青藏线

青藏铁路由青海省西宁市至西藏自治区首府拉萨市,全长1956km。其中,西宁至格尔木段(简称西格段)长814km,1979年铺通,1984年投入运营。沿线海拔大部分在3000m以上,是当时中国建成的海拔最高的铁路。该线的关角隧道,海拔3690m,比著名的东岳泰山还高出一倍多,是我国海拔最高的铁路隧道。线路经过柴达木盆地中部的察尔汗盐湖,筑路人员在32km长的岩盐地段,成功的修建越过盐湖的铁路,荣获国家优质工程银质奖和科技进步二等奖。

青海格尔木—西藏拉萨段(简称格拉段),自格尔木市起,沿青藏公路南行,经纳赤台、五道梁、沱沱河,翻越唐古拉山,再经安多、那曲、当雄、羊八井,进入拉萨市,全长1142km(西藏境内542km),其中新建1110km,格尔木至南山口既有线改造32km,共设车站34个。

青藏铁路格拉段是世界上海拔最高、线路最长、通过多年冻土地段最长的高原铁路,翻越唐古拉山的铁路最高点海拔5072m。全线经过海拔4000m以上地段960km,连续多年冻土区550km,另有部分岛状冻土、深季节冻土、沼泽湿地和斜坡湿地。重点工程风火山隧道全长1338m,轨面海拔4905m,是世界上海拔最高的铁路隧道,比秘鲁铁路的海拔最高点还高出88m。沿线地震、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害严重。每年有效施工期仅6~7个月。青藏铁路建设面临着多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱“三大难题”的严峻挑战,技术难度很大,工程十分艰巨。2001年开工,建设工期6年。施工组织设计由北向南、逐步推进,分段建设、分段铺轨。2001年展开格尔木至望昆段施工,同时建设冻土工程试验段;2002年~2003年重点展开唐古拉山以北冻土工程施工,2002年铺轨至望昆,2003年铺轨通过风火山;2004年重点展开唐古拉山以南工程施工,铺轨跨过通天河;2005年底全线铺通;2006年全线配套;2006年7月1日全线建成通车。

1.3.7 粤海通道

粤海铁路通道位于祖国南部雷州半岛和海南岛。通道由湛海线、琼州海峡铁路轮渡、海南西环线和东环、西环高速铁路五部分组成。(1)湛海线:起自广东湛江,经遂溪、雷州、徐闻达海安,长约135km。2002年1月建成通车。(2)琼州海峡铁路轮渡:起自海安经炮台角,航渡达海南岛海口站,长约24km。2003年建成通车。琼州海峡铁路轮渡海峡宽约12.5海里,受南海和太平弘台风影响,5~11月为台风季节,尤其9月份最多,年平均大于等于10级台风的天数在5d以上,对铁路轮渡影响较大。琼州海峡铁路轮渡的建成,开创了我国铁路勘察设计、建造跨海轮渡铁路的新纪元,填补了国内空白,结束了中国无铁路轮渡的历史。(3)海南西环线:起自海口站,经琼山、澄迈、临高、儋州、白沙、昌江、东方、乐东达三亚,全长381km,2004年4月全线建成通车。

2004年12月,粤海铁路客运开通,中国铁路史上首对跨海旅客列车(海口—广州)开行。从此,铁路通道跨越了琼州海峡,天堑变通途。

2005年10月,为适应中国铁路第六次大面积提速调图的要求,铁道部和海南省投资对西环线进行提速改造,火车时速达160km,海南铁路真正融入全国铁路网络。(4)海南东环高速铁路:北起海口市,途经东部文昌市、琼海市、万宁市、陵水县,南至三亚市,全线近期共设14个车站,正线长度308km。

2007年9月29日,海南东环高速铁路(250km/h、双线电气化)开工建设,2010年12月30日建成通车。(5)海南西环高速铁路:北起海口市,途经澄迈、临高、儋州、昌江、东方、乐东,接入三亚市,全长344公里。2010年12月30日,海南西环高速铁路(250km/h、双线电气化)开工建设,计划2014年建成通车。

海南东环和西环高铁的建设,构成了海南省的环岛高速铁路,通过粤海铁路通道与全国铁路网连接,对于完善海南综合交通运输体系,提高海南铁路运输能力,发挥海南区位优势、自然优势,建设国际旅游岛意义重大。第2章区域工程地质环境2.1地势地貌

西南地区地势西高东低,山川秀丽、景象万千。山地、高原、丘陵、盆地均有分布。主要包括西藏高原、云贵高原、川西山地高原、四川盆地、渝东山地及广西盆地等。西南地区从西到东的地貌可划分为三个台阶:(1)第一台阶

西藏高原为第一台阶,高程以4000~5000m为主。高原上有喜马拉雅山、冈底斯山、喀喇昆仑山、昆仑山、唐古拉山、念青唐古拉山等山脉。其中,喜马拉雅山脉的珠穆朗玛峰8848m,冈仁波齐峰8638m,希夏邦马峰8012m;喀喇昆仑山脉的乔戈里峰8611m,公格尔山7719m,慕士塔格山7546m。在昆仑山脉、唐古拉山脉和冈底斯山脉、念青唐古拉山脉之间,是一片广阔的高原。冈底斯山脉和喜马拉雅山脉之间为雅鲁藏布江流域的东西向干流。(2)第二台阶

云贵高原、四川盆地周边及重庆地区属于第二台阶,高程以1000~2000m为主。高原西部周边高山也在4000~5000m高程以上,主要有玉龙雪山5596m、哈巴雪山5396m、梅里雪山6740m、碧罗雪山4553m、老君山4247m、点苍山4122m、高黎贡山4900m、白马雪山等。云贵高原自西向东高程降低,昆明一带高原盆地高程为1900~2000m,至贵阳一带盆地高程降为900~1000m。四川西部山地高原有4500m高程以上的万年雪山,大雪山主峰贡嘎山高程7590m,川西北岷山的最高峰雪宝顶5588m。四川盆地四周有龙门山、邛崃山、大相岭、大巴山、大雪山、大凉山、沙鲁里山、雀儿山、华蓥山、龙泉山及云贵高原上的大娄山,高程在1000~3000m,多为中山地貌地势。(3)第三台阶

广西盆地主要属于第三台阶,高程以1000m以下为主。盆地四周山地环绕,桂西及桂南有大明山、都阳山、高楼岭、十万大山、六万大山、勾漏山、大容山及罗阳山,桂北、桂东北有苗儿山、海洋山、九万大山和大瑶山,其中苗儿山和元宝山主峰高达2000m以上,其余多在1500m以下。广西盆地中郁江流域高程在50~200m,桂中平原等高程也在200m以下。2.2气候特征

西南地区地势地貌上分属三个台阶,从西部高山至东部平原,高程相差8000m以上,导致这大片地区的气候条件具有立体性特征。(1)太阳辐射热

西藏地区可达(75.4~83.7)亿J/m 2 ,金沙江及昆明西北部地带为(58.6~62.8)亿J/m 2 ,成都地带为(33.5~37.7)亿J/m 2 ,贵阳地区为(37.7~41.9)亿J/m 2 ,其他多为(46.1~54.4)亿J/m 2 。(2)年日照时数

西藏达3000~4000h,怒江为1600~2000h,金沙江及昆明西北一带为2400h;成都地区为1000~1200h,广西多为1600~1800h,其他多为2000~2200h。(3)年平均气温

西藏地区以4~8℃为多,藏南大峡谷有10~26℃的变化;云南地区多为12~22℃,成都平原为16~18℃,贵州地区多为16~18℃,广西地区多为22℃左右。

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