黃土地區(qū)高速鐵路建設(shè)中的重大工程地質(zhì)問題研究（以鄭西客運(yùn)專線為例）.pdf

1、我國黃土面積約占全國陸地總面積的6.63％，其中濕陷性黃土約占3/4。在黃河中游的陜、甘、青及山西、河南等省，地表幾乎完全被黃土所覆蓋，連續(xù)分布面積達(dá)44×104km2，形成了地層連續(xù)、厚度大、面積廣的黃土高原地貌景觀。由于黃土特殊的工程性質(zhì)(水敏性、大孔性、結(jié)構(gòu)性)，黃土地區(qū)的鐵路工程建設(shè)常常會(huì)出現(xiàn)多種工程病害，如路堤的不均勻沉降，高濕度黃土中隧道的塌方和既有線黃土隧道出現(xiàn)拱部裂縫，樁基因負(fù)摩擦力作用引起的變形和破壞等多方面的問題，給

2、鐵路運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)帶來了較大的危害。 我國高速鐵路(客運(yùn)專線)建設(shè)起步晚，但發(fā)展速度很快，鄭州至西安鐵路客運(yùn)專線設(shè)計(jì)時(shí)速350km/h，是我國也是世界上在濕陷性黃土地區(qū)建設(shè)的第一條高速客運(yùn)專線鐵路。沿線黃土分布廣泛，約占全線總長度的80％，其中濕陷性黃土區(qū)段占全線總長度的65％，自重濕陷性黃土占線路總長度的27％，濕陷程度從輕微(Ⅰ級(jí))到很嚴(yán)重(Ⅳ級(jí))在整個(gè)路段均有分布，涵蓋了我國濕陷性黃土的全部類型。由于沿線濕陷性黃土的工程性質(zhì)非

3、常復(fù)雜，客運(yùn)專線對(duì)黃土路基、橋梁和隧道的特殊要求以及可供借鑒的研究成果和工程經(jīng)驗(yàn)不足，因此，以鄭西客運(yùn)專線為例研究黃土地區(qū)高速鐵路建設(shè)中的重大工程地質(zhì)問題具有極其重要的實(shí)踐價(jià)值和理論意義。論文的總體研究思路、主要研究內(nèi)容和成果如下： (1)從勘察、設(shè)計(jì)、施工和檢測方面論述了客運(yùn)專線的技術(shù)要求，分析了黃土工程地質(zhì)的研究進(jìn)展，提出了通過黃土地區(qū)的鄭西客運(yùn)專線需要解決的重大工程地質(zhì)問題。 (2)按自然地理概況(地理位置、地形地

4、貌、氣候與水文、地震)、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)特征等諸多方面闡釋了鄭西客運(yùn)專線黃土區(qū)域工程地質(zhì)環(huán)境。 (3)深入進(jìn)行了鄭西客運(yùn)專線黃土工程地質(zhì)特性分析與濕陷性評(píng)價(jià)?？偨Y(jié)分析了鄭西客運(yùn)專線沿線黃土的分布特征、物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)特征及物理力學(xué)性質(zhì)等工程地質(zhì)特性，通過現(xiàn)場試坑浸水試驗(yàn)研究了黃土的自重濕陷變形特性(發(fā)生發(fā)展變化規(guī)律、自重濕陷量及其沿深度的變化、濕陷土層下限深度、浸水濕陷影響范圍)、黃土場地的濕陷類型和等級(jí)、因地區(qū)土質(zhì)而

5、異的修正系數(shù)β0、黃土的濕陷敏感性及滲透性，在此基礎(chǔ)上對(duì)鄭西客運(yùn)專線黃土的濕陷性進(jìn)行了準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。 (4)通過濕陷性黃土地基處理措施與改良土路基實(shí)體工程的質(zhì)量檢測與評(píng)價(jià)以及沉降觀測試驗(yàn)研究，驗(yàn)證了鄭西客運(yùn)專線濕陷性黃土地基處理措施、填料改良技術(shù)與施工工藝的合理性和有效性，按照客專路基工后沉降15mm的標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)路基工后沉降進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)和預(yù)測，為鄭西客運(yùn)專線鋪設(shè)無碴軌道提供了基礎(chǔ)依據(jù)。 (5)結(jié)合大斷面黃土隧道的工程地質(zhì)

6、特點(diǎn)和重點(diǎn)黃土隧道的工程地質(zhì)條件及客運(yùn)專線雙線黃土隧道的支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)大斷面黃土隧道施工方法進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，研究了支護(hù)結(jié)構(gòu)的適用性及變形控制技術(shù)指標(biāo)。 (6)試驗(yàn)研究分析了濕陷性黃土區(qū)樁基負(fù)摩擦力、中性點(diǎn)及沉降變形的影響因素、發(fā)展變化規(guī)律及樁頂附加浸水沉降、土樁相對(duì)沉降與負(fù)摩擦力、中性點(diǎn)深度的關(guān)系，提出了濕陷性黃土地區(qū)樁基施工需要關(guān)注的重點(diǎn)問題。 (7)分析論述了路基、隧道、橋涵的修建對(duì)黃土地質(zhì)工程環(huán)境的影響，研究提出