乌鲁木齐铁路局管内地质病害类型与防治

乌鲁木齐铁路局管内地质病害类型与防治 乌鲁木齐铁路局管内 地质病害类型与防治 谯泽诊:乌鲁木齐铁路局,高级经济师,新疆乌鲁木齐,850011 蒋富强:中铁西北科学研究院有限公司,教授级高级工程师,甘肃兰州,750000 摘要:结合新疆维吾尔自治区特殊的自然环 境和地质条件,分析乌鲁木齐铁路局管内地质 病害类型和表现形式,以及主要病害形成的原 因和分布特点.针对风沙灾害,盐渍土病害, 雪害,水害,冻害和边坡溜坍,崩塌,落石 等病害,提出防治措施.充分运用现代科学技 术,研究铁路工程地质灾害的综合勘察,评价 方法和防治措施. 关键词:乌鲁木齐铁路局;地质病害;防治措 施;新疆维吾尔自治区 1概述 新疆维吾尔自治区是内陆干旱区典型代表,大气降 水稀少,大风日数多,纬度高,地形地势复杂,其境内主 要的大山从北到南为阿尔泰山,天山和昆仑山,山中间夹 有盆地,盆地内有沙漠.”中生代二叠纪是新疆维吾尔自 治区海陆格局地质发生大变化的时期,海水大范围退缩, 地面上升,’峡两盆地’雏形基本形成”.新疆维吾 尔自治区地处亚欧腹地,与多个国家接壤,战略地位十 cH|ESERA|LWAYs201’,02(:%苎 分重要.乌鲁木齐铁路局(简称乌局)管辖线路多数位于 新疆维吾尔自治区境内,如兰新,南疆,北疆铁路,管 内绝大部分线路处在干旱荒漠风沙地带.由于新疆维吾尔 自治区境内线路地质灾害类型多,延续里程长,分布范围 广,堪称全国各铁路局的”地质博物馆”ll-3J. 新疆维吾尔自治区幅员辽阔,地质结构及气候变化 较大,导致铁路沿线各类地质病害较多,给铁路运输安全 造成隐患,T务部门每年需要花费大量的人力,物力保障 线路安全畅通.乌局经过大量的调查研究和科学试验,对 线路各种地质病害进行分类整理,提出防治措施,取得一 定成绩,其中一些成果获得国家,铁道部和新疆维吾尔自 治区的科技奖励.随着铁路运营周期的加长和近年来的工 程增加,原有的平衡逐渐被打破,各种地质病害不断出 现,需要加大科技投入和病害治理力度. 一 59. 2地质病害类型及表现形式 乌局运营里程近3600km,路网密度略低于全国水 平,铁路跨越南北疆的土地面积约为160万km,从南 疆的和田到北疆的伊犁铁路里程约2800km,东西经度 75.一92.,南北纬度39.一47.,经纬跨度区域具有多种 气候特征和地质构造类型,易出现多种地质病害. 2.1风沙灾害 风沙地质灾害是最大的地质灾害之一,造成的损失 较为严重.乌局管内有着名的”百里风区”和风沙灾害 最为突出的”三十里风区”,风速之大在世界各内陆地 区实属罕见’. 大风对铁路运输的威胁主要表现在运行中的列车倾 覆,高大建(构)筑物体倾倒,列车玻璃破裂,以及携 沙气流对线路,桥涵风蚀,积沙等.大风刮断列车自动 报警天线和鸣笛标.道床内细粒物质增多,保存了较多 水分,导致轨道电路绝缘条件部分丧失,造成信号不能 正常显示,影响列车安全运行. 线路积沙是风沙危害的主要表现形式,风沙流受 阻使沙粒在线路上堆积,其次为沙丘整体前移,埋压道 床.风沙流遇到路堤阻挡或遇路堑沉落,致使大量沙粒 沉积掩埋线路,形成片状,舌状,堆状沙埋等形式,造 成列车慢行,停运,脱轨,甚至造成重大行车事故.涵 洞口是风沙流的通道,风沙流通过涵洞时动能衰减,跌 落的沙粒造成涵洞出水口处大量沙粒堆积,堵塞涵洞. 另外涵洞多为干河沟床的通道,沙源较为丰富.流沙带 来的积沙堵塞桥涵,致使暴雨形成的洪水不能下泻,严 重危害路基.积沙可造成道床板结和轨道失去弹性.由 于列车振动和冲击,沙子不断沉入轨枕底部,线路几 何尺寸不能有效控制,道床功能逐渐丧失,轨面标高改 变,产生拱道,低接头,三角坑病害等,同时增加了维 修成本.钢轨及联结扣件常年被积沙锈蚀,钢轨磨耗伤 损,轨面压宽,掉块及老化程度加快.配件折断,轨枕 劈裂失效,线路爬行,钢轨低接头等缩短了大修周期, 造成设备损坏.线路曲线超高和加宽不易保持,相对改 变轨距和超高值. 气流中沙粒具有较大能量,对钢轨,机车车辆及通 信设备进行撞击和磨蚀.沙粒堵塞油眼,造成机件严重 磨损,机车牵引力降低.由于风力强大,地表坚硬,沙 . 6O. 粒反弹高度可达5m.粗大沙粒的冲击作用造成水泥电杆 磨蚀,电线磨损,车厢外部油漆磨光等.沙尘造成能见 度低,了望条件差,给列车安全运行造成威胁,也给机 车,客车,通信信号,站务控制系统造成污染. 2.2水害 新疆维吾尔自治区的降水主要来自大西洋的盛行西 风气流,其次来自北冰洋的冷湿气流.降水分布规律是 北疆多于南疆,西部多于东部,山地多于平原,盆地边 缘多于盆地中心,迎风坡多于背风坡.乌局管内的线路 水害主要是天山山前戈壁漫流水和春天大量积雪融化形 成的洪水.受东天山,中天山的地形影响,每年6—8月 山区常常形成局地暴雨,洪水来势凶猛,突发性强,次 数频繁.局管内的兰新铁路,南疆铁路存在戈壁漫流水 害威胁,精伊霍及北疆部分铁路存在积雪融化形成的水 害威胁.戈壁漫流水害发生的时间,地点,次数,水流 路径,水量等不确定性强. 2.3盐渍土病害 盐渍土病害是我国盐渍土地区路基所特有病害, 主要包括溶蚀,盐胀,冻胀,翻浆等.随着含盐性质和 盐渍化程度不同,盐渍土的筑路性质及路基病害类型和 严重程度也不相同.溶蚀主要由氯盐渍土,硫酸盐渍土 引起.盐分受水溶解后可形成雨沟,洞穴,甚至出现湿 陷,坍陷等造成路基病害.硫酸盐渍土盐胀作用强烈, 冬季降温时硫酸盐的盐胀作用强烈,导致路面不平, 鼓胀,开裂;春融季节升温时氯盐及硫酸盐致使路基湿 软,沉陷,翻浆,结晶硫酸盐脱水加重翻浆.盐渍土病 害的影响因素有含盐性质,含盐量,含水量,温度等, 其中地下水位,地表积水的水分状况对盐渍土路基的稳 定性影响最大.因温度降低引起盐胀,温度上升区问 很大,而降温速率对盐胀也有明显影响,类似于对冻胀 的影响. 盐渍土病害主要是在新建哈罗铁路的盐岩路基及兰 新铁路,南疆铁路的部分路段.盐岩路基的变形较为复 杂,主要受盐块中水分及温度变化影响.盐渍土可对铁 路路基稳定性造成破坏,其表现形式为边坡松胀,路肩 开裂(松胀深度一般为0.3m),盐胀(吸水结晶体积膨 胀导致冬季胀轨),基床病害(春融土体软化,翻浆冒 泥),溶陷病害(洪水浸泡,路面边坡踏陷)及次生盐 渍化等. ‘,;要要CHINESERAILWAYS2011/02 2.4雪害 新疆维吾尔自治区北部的局部地区年降水量较全 国平均值略高,每年冬季受北冰洋冷湿气流和西伯利亚 寒流影响,沿准噶尔盆地出现大量降雪,导致精伊霍铁 路,奎北铁路和乌准铁路沿线大量积雪.雪害影响铁路 运输和运行安全,主要表现在路堑地段线路遭到雪埋, 下雪天能见度低及春季雪融洪水冲毁线路等. 2.5冻害 冻害的主要表现形式为冻胀,融沉和翻浆,其形成 的自然条件主要是土质,水和温度,主要因素有土质, 秋季或春季的水分来源,负温作用的冻结深度和冻结指 数,冻结速度,化冻速度等.粉质土的毛细水上升高 度大且速度快,在负温作用下水分易于迁移,具有较强 的冻胀性,春融时承载力急剧下降易形成翻浆;黏质土 在水源供给充足且冻结速度缓慢情况下,形成比较严重 的冻胀和翻浆;砾类土和砂类土一般情况下不易引起冻 胀和翻浆. 新疆维吾尔自治区处于北半球的高纬度地区,气候 寒冷.乌局管内大部分线路存在冻害问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,冻害区段主 要为多年冻土或深季节冻土,一些高山地区及高纬度地 区为多年冻土.大部分线路处于深季节冻土区,冻结深 度1.5,2.5m,线路路基受冻融循环影响而发生周而复 始的变化,导致线路 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 不易保持,大修周期缩短,维 护费用增加等. 2.6其他病害 铁路其他病害包括边坡溜坍,崩塌,落石等地质病 害.这些病害绝大部分发生在山区,其分布和发生具有 一 定的局域性,季节性和偶发性,但对铁路建设 和运营的影响不容忽视….乌局管内高边坡路 基病害相对较少,主要是防止边坡滚石,坍塌. 受春季积雪融化影响,北疆部分线路高边坡地段 存在泥流对线路的影响,南疆及东疆部分路堑地 段在长期风化作用下,边坡有疏松物质崩塌及落 石,影响列车安全运行. 3地质病害的防治措施 多年来,乌局针对各种地质病害进行了大量 的科学研究工作,在防治地质病害方面积累了大 量的经验,并取得一定成效. CHINESERA{LWAYs2011/02(:嚣 3.1风沙灾害防治措施 针对风沙灾害,铁路沿线采用挡风墙,挡沙墙及高 立式沙障等T程措施,起到了防治线路风沙灾害作用. 在较为复杂的戈壁微地形地貌条件下,风沙流的运动方 向,运动路径,风沙两相流的稳定性受到影响变得更为 复杂,采用常规措施不能防治风沙灾害对线路的影响, 应开展研究复杂地形地貌下的铁路风沙灾害防治措施. 在流动沙丘存在的沙漠地区,多变的风向造成复杂地形 地貌和风沙流相互影响,针对这种状况开展铁路风沙防 治技术研究. 3.2水害防治措施 针对水害,采取在铁路沿线修建挡水埝,增大桥涵 流量等措施.戈壁地区的洪水不确定性强,水害发生的 具体时问,地点,次数,水流路径,水量等不可预知. 因此,在采用工程防护措施同时,应与有关部门开展线 路水流来流方向的地形地貌,天气观测预报,云层高低 及云量的监测和研究. 3.3盐渍土病害防治措施 针对盐渍土病害,主要采用疏干路基中的水,换填 路基中的盐渍土体,增设毛细水的隔断层,以及在路基 表面铺设土工布隔断大气降水等措施.经整治后,一段 时间内可消除盐渍土对线路稳定性的影响,受材料耐久 性及施工质量限制,不可能彻底整治,应进一步开展研 究. 3.4雪害防治措施 针对雪害,主要对风吹雪进行治理,在路堑处修建 防雪明洞及防雪栅栏等.积雪融化形成的洪水对线路的 . 61. 影响考虑较少,主要原因是雪量难以确定,研究缺乏系 统性,积累的数据有限,防治措施针对性不强,未能很 好地结合当地的地形地貌.目前,研究工作开展有限, 应进一步深入研究. 3.5冻害防治措施 针对线路及站场路基冻害开展过研究及治理.在路 基中增加水平泄水孔,以疏干路基土体,减少冻胀量; 对基底的多年冻土层,采用在路基边坡增加碎石护坡或 用块石换填基底部位土体,保持基底多年冻土上限的上 升.对站场路基冻害,一是增加站场排水设施,二是改 进旅客列车上水装置,减少上水管道泄漏,有效地解决 路基冻害对铁路运营安全的影响. 3.6其他病害防治措施 针对铁路边坡溜坍,崩塌,落石等病害,近年来采 用挂网喷锚支护进行治理,取得较好效果.针对”百里 风区”大风引起的砾石滚落,采用低矮捎墙,降低了砾 石对列车破坏的影响. 4建议 新疆维吾尔自治区的”三山夹两盆”地形构造,以 山地和盆地为主的地貌类型,典型的大陆性干旱气候, 对不同区域的铁路建设及运营产生不同的影响,导致 出现各种类型的地质病害.乌局线路受各种地质病害影 响严重,造成各类事故及影响行车事件每年时有发生. 为了更好地利用人力,物力和财力,对线路病害进行防 治,提出以下建议. (1)新疆维吾尔自治内的铁路地质病害类型 多,形成原因复杂.地质病害防治是一项长期任务,防 治技术和T程治理措施短时问内难以收到较好效果,必 须高度重视地质病害的科研工作,加大科技投入,科学 防治. (2)针对地质病害,加强前期普查及勘察工作, 摸清地质病害的特点和成因,建立全局线路地质病害卡当 案,积累防治基础数据,统筹考虑,有步骤,有 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 地 安排病害研究和阶段整治工作. (3)加强与高等院校,科研院所合作,在国家, 部委及相关部门的支持下,推行铁路线路养护维修专业 化,社会化管理,提升地质病害防治技术水平. (4)充分运用现代科学技术,研究铁路工程地质 一 62一 灾害的综合勘察,评价方法和防治措施. (5)建立铁路地质灾害预测系统和减灾系统,提 高铁路系统对地质灾害的反应能力和减灾能力. 参考文献 【1]戚莓,于庆河,刘学军.新疆地质灾害预警预报与 防治现状研究[c].资源?环境?循环经济——中国 地质矿产经济学会2005学术年会 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 集,2005 [2]李媛,孟晖,董颖,等.中国地质灾害类型及其特 征一基于全国县市地质灾害调查成果分析[J】.中国地 质灾害与防治学报,2004,15(2) [5】石文慧.中国铁路地质灾害与防治[J】.铁道工程学 报,2005(12) [4]蒋富强,李荧,李凯崇,等.兰新铁路百里风区风 沙流结构特性研JJ.铁道学报,2O10,52(3) [5]李凯崇,蒋富强,薛春晓,等.兰新铁路十三间房 段的戈壁风沙流特征分析[J].铁道工程学报, 2010.158(5) [6]张碧琴,田茂杰,李霞,等.自然病害对新疆公路 建设的影响【J].中国公路,2005,25(2) [7】屈振学.季节性冻土区铁路客运专线路基的冻胀特 性分析与措施【J].铁道标准 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ,2009(12) 【8】蒋忠信.南昆铁路地质灾害与防治【J1.铁道工程学 报,2001,69(1) [9]程建铝,宋战平.喀斯特地区铁路隧道工程地质灾 害研究初探——以宜(昌)万(州)铁路金子山岩溶隧道 为例[J].水利与建筑工程学报,2006,4(3) [10】穆冬林.包西铁路大保当至延安段增建二线地质灾 害类型及防治对策『J].陕西地质,2O10,28(1) 责任编辑葛化一 收稿日期201O一12-28 磊冕CHINESERA/LWAYS2011/02