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黄土地区铁路的主要工程地质问题及对策

黄土塬、梁、峁及低山丘陵区地形破碎,深切黄土 冲沟发育,塬边及冲沟两岸既有斜坡变形和工程隐患 问题极为突出,因此在选线工作中必须遵循由面到线, 由线到点,分步推进,逐渐缩小选线范围的工作思路。 首先,通过大面积航空遥感判释和地面调绘理清工作 区内的地形、地质条件,尤其是区内滑坡、错落等不良 地质现象的 发 育 和 分 布 规 律,避 开 地 形 零 乱、沟 谷 深 切、下伏地层层面倾斜方向不利及地下水发育的斜坡
4 客运专线黄土路基的地基处理
陷,以消除全部黄土层的自重湿陷性,它适用于处理厚
客运专线的路基稳定和沉降控制要求极高,黄土
度大、自重湿陷强烈的湿陷性黄土地基。预浸水法的 地基处理的工程量和费用也很大,必须针对不同的地
缺点是用水量大,工期长,一般应比正式工程至少提前 基条件制定合理的处理方案。客运专线黄土路基地基
黄土特有的工程和水理特征,决定了黄土地区的 斜坡变形和湿陷性地质问题十分突出,严重影响着线 路方案的选择和工程设置。黄土地区的铁路工程建设 必须解决好两方面的问题,首先是大的线路方案选择, 二是工程方案的设置。
2. 1 黄土地区的铁路选线
黄土平原及河谷阶地区地形平坦,突出的问题是 黄土湿陷、软弱地基和地表排水不畅。因此,线路方案 应尽可能选择在地势相对较高、地层相对单一、土质干 燥、湿陷性较小地带,避开地层复杂、土层软弱、低洼积 水、含水量大和地下水发育地段,以降低地基处理的难 度和费用。
1. 5 黄土泥流
黄土地区水土流失严重,一些崖边变形严重的冲 沟在强降雨的作用下易形成泥流,对其上的建筑物造 成威协,因而在通过黄土冲沟,设置桥、涵工程时应加 以重视,留足净空。
1. 6 黄土陷穴
黄土塬、高阶地边缘及较大黄土冲沟内,黄土陷穴 较发育,坡面冲沟内黄土陷穴多呈串珠状分布,其下多 贯通。黄土陷穴是黄土湿陷性和地表水下渗的共同作 用的产物,对斜坡地带工程的设置影响很大,必须查明 其发育状态,进行合理的工程整治。
1 黄土地区的主要工程地质问题
黄土地区的工程地质问题很多,与一般地区的工 程地质问题相比既有共同性,又有特殊性。黄土地区 主要而常见的工程地质问题主要有湿陷性黄土、饱和 黄土、松软黄土、斜坡变形、黄土泥流、黄土陷穴、砂质 黄土地震液化。
1. 1 湿陷性黄土
湿陷性黄土主要指新黄土和新近堆积黄土,中更 新统的老黄土上部也具有一定的湿陷性,对这一部分 老黄土 的 湿 陷 性 在 客 运 专 线 工 作 中 应 加 以 重 视 和 判定。
1. 4 黄土斜坡变形
黄土斜坡变形包括滑坡、错落、崩塌、溜塌及坡面 冲刷等。黄土斜坡变形是黄土地区最为突出的工程地 质问题,在黄土塬边,河流斜坡、沟谷崖边等部位通常 都分布有不同时期的大量斜坡变形体或正在发育的新 斜坡变形体。它们的发生和发现规律是与黄土地区特
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铁道勘察
2011 年第 4 期
有的地层结构和黄土特有的抗水流浸润冲刷能力密切 相关的,对这些地区的工程建设影响巨大,必须加以高 度重视。
强化黄土地区防排水系统设计和施工工作,对于 降低工程隐患和减少病害至关重要,可以起到事半功 倍的作用。
根据黄土地基地质条件,结合工程的重要程度、地 基稳定和沉降变形要求、施工组织与开通运营之间的 时序关系,制定出的黄土地基处理方案才能达到科学、 合理、经济的目的。
参考文献
[1] TB10012—2007 铁路工程地质勘察规范[S] [2] TB10027—2001 铁路工程不良地质勘察规程[S]
湿陷性黄土的厚度与它分布的地貌单元、沉积厚 度、成因及湿陷类型有关,一般黄土台塬、高阶地上的
收稿日期:2011-05-03 作者简介:孟祥连( 1966—) ,男,1987 年毕业于西南交通大学工程地质 专业,教授级高级工程师。
湿陷土层厚度大于低阶地上的。低阶地上的黄土多以 Ⅰ ~ Ⅱ非自重湿陷性为主,湿陷土层一般厚 2 ~ 10 m; 自重湿陷性黄土主要分布于高阶地、黄土梁峁及黄土 塬上部,湿陷等级以Ⅱ ~ Ⅳ级自重为主,湿陷性土层一 般厚 10 ~ 30 m,局部可达 30 m 以上。
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创新管理模式,发挥高校科研优势: 刘静沂
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确立教师的主导地位,以人为本,通过卓有成效的管 不断提高自身素质,加强服务意识,运用现代管理手
理活动来激发和调动教师从事科研的主动性、积极性 段,为加快高校科研发展速度,提高高校的科研水平做
和创造性,发挥高校科研优势,以实现高校科研工作 出应有的贡献。
考[J]. 科技管理研究,2009( 2) [3] 安雪飞. 新时期高校科研管理工作的几点思考[J]. 中国高校科技
与产业化,2009( 12)
真正树立优势,提高自身的竞争力和生存力。广大科
研管理工作者在新的形势下,要顺应时代发展的需求,
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1. 2 饱和黄土
饱和黄土是指原具有湿陷性的新黄土,由于地下 水的运动使其湿陷性退化,并呈现饱和状态( 饱和度 大于 80% ) 的黄土。其主要工程地质问题表现在强度 低、压缩性高、不满足建筑物对地基土的要求,必须进 行处理。
1. 3 松软黄土
松软土是我国在高速铁路和客运专线建设过程中 定义的一种对地基土强度进行判别的一个概念。既有 工程勘察实践表明,对于新近堆积黄土和新黄土而言, 由于黄土特性和沉积环境的影响,通常其 PS ≤3 MPa 或[σ]≤180 kPa,其强度不满足高标准铁路沉降变形 控制要求,因而地基需进行处理。
土或土灰挤密桩法具有原位处理、以土制土和处 理深度较大等优点,适用于地下水位以上、处理深度 5 ~ 15 m 的湿陷性黄土。当地基土的含水量大于 24% 、 饱和度大于 65% 时,不宜选用这种方法。
重锤夯实法系通过夯锤对天然地基表面进行夯 击,以减少土中空隙,增大土的密度,一般可消除 4 ~ 7 m 深度 内 黄 土 的 湿 陷 性。当 表 层 土 的 饱 和 度 大 于 60% 时,不宜采用此法。
地基上进行强夯,当夯击能为1 000 ~ 2 000 kJ时,一般可 快,能确保地基浸水时不发生湿陷事故。因此,对于上
消除夯面下 5 ~ 8 m 深度内的黄土湿陷性; 同时,5 m 深 部结构荷重大或浸水可能性大的重要建筑和结构物,
度内土的压缩模量和容许承载力也得到明显提高。
采用桩基础是合理的。
预浸水法是利用黄土浸水后产生自重湿陷的特 点,在施工前进行大面积浸水,使土体预先产生自重湿
强夯 沉管水泥土挤密桩 预钻孔沉管水泥土挤密桩
处理目的以 消 除 湿 陷 性 为 主,强 夯 对 周 围 建筑物有影响段落不能采用
湿陷厚度 15 ~ 20 m
预钻孔柱锤冲扩水泥土挤密桩
上部湿陷性黄土 下部为松软土
湿陷厚度不大于 6 m 湿陷厚度大于 6 m
强夯 + CFG 桩 短、长桩复合地基
前者主要消 除 上 部 的 湿 陷 变 形,后 者 重 点 解决地基压缩层的压缩变形
2. 2 黄土地区的工程设置
黄土地区的工程设置应严格遵循宜桥则桥,宜隧 则隧,宜路则路的原则。
工程的设置不应改变原有的主要排水条件,工程 设置要合理可行,不能人为地减少排水桥涵的设置。
必须加强排水系统的设置,尤其是路基排水系统 与桥涵工程应严格对接; 另外,排水天沟不能设置在人 工回填土上,以免回填不实,下沉破坏,造成排水系统 失效; 逆向排水沟设置不宜过长,以确保排水顺畅。
的目标。高校科研管理人员要不断更新自己的理论知
参考文献
识和管理手段,提高自己的业务水平。
3 结束语
[1] 王韫之,刘 卫. 创新科研管理体制,提升科学研究水平[J]. 理论 导报,2009( 6)
[2] 米 晓,李瑞瑞,杨 芳. 新时期高校科研管理工作中的问题及思
高校科研管理工作的创新是一个系统工程,只有 努力改善科研环境,完善科研体制,增强创新能力才能
半年到一年进行,且应有充足的水源保证。
处理推荐方案见表 1。
序号
表 1 客运专线黄土路基地基处理方案推荐
地基类型
处理方案
备注
湿陷厚度不大于 3 m
挖除换填
上部湿陷性黄土 下部非湿陷性黄土
湿陷厚度 3 ~ 6 m 湿陷厚度 6 ~ 12 m 湿陷厚度 12 ~ 15 m
地下水位接近地面,黄土的饱和度大于 80% ,基 本上没有了湿陷性,地基松软
CFG 桩
同松软土地基处理
液化层上部为湿陷轻微或厚度很薄的湿陷性黄土 强夯、沉管碎石挤密桩或沉管 CFG 挤密桩 采用单一措施
5 结束语
充分应用航空遥感手段进行大面积地质调绘,可 以极大地提高黄土地区地质工作广度和效率,降低劳 动强度,提高铁路选线质量。
黄土地区铁路的主要工程地质问题及对策: 孟祥连
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文章编号:1672 7479( 2011) 04 0047 02
黄土地区铁路的主要工程地质问题及对策
孟祥连
( 中铁第一勘察设计院集团有限公司,陕西西安 710043)
Major Engineering Geology Problems and Solutions for Railways in Loess Areas
黄土是第四纪以来在干旱及半干旱地区形成的, 颜色呈淡黄、褐黄色或黄色,颗粒成分以粉粒为主,富 含碳酸钙,大空隙和垂直节理发育的一种特殊土,因其 分布范围大,工程性质独特而广受关注。铁路系统黄 土地区既有研究和工程实践成果虽已十分丰富,但近 几年随着黄土地区高标准铁路的建设也暴露出了一些 新的问题,对这些问题和新的工程处理措施进行梳理, 仍具有很强的现实意义。
黄土山区应充分利用区内相对较大宽阔沟谷和山 间谷地以路桥方式布线,尽量减少通过黄土山区斜坡 地带的线路长度,降低工程风险。
线路纵断面的设计应尽可能适应地形,避免大填 大挖或采用短隧道群,尤其在斜坡凌乱地带,既要避免 填挖频繁过渡而改变原有的排水条件所带来的工程隐 患,也要充分认识到采用短隧道群频繁进出洞所增大 的洞门工程安全风险。
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