El proyecto de ampliación de capacidad y reconstrucción del Ferrocarril Ganlong (denominado Ferrocarril de Alta Velocidad Ganlong, el mismo a continuación) es una línea troncal ferroviaria nacional con una velocidad de diseño de 200 km/h. un ferrocarril de alta velocidad de dos vías y un importante proyecto de construcción nacional El ferrocarril de alta velocidad Ganlong La línea principal tiene una longitud total de 250,4 km y la longitud total en la provincia de Fujian es de 139,095 km. Ferrocarril construido en zonas montañosas con topografía y condiciones geológicas complejas en mi país. Las complejas condiciones geológicas la convierten en una de las zonas difíciles para la construcción de ferrocarriles de montaña en nuestra provincia. En particular, hay numerosos puentes y túneles, que representan el 77,8% de la longitud de la línea. Las condiciones de la ingeniería geológica e hidrogeológica son complejas, se desarrollan diversos procesos geológicos adversos y el proceso de estudio es difícil y problemático. Vale la pena resumir las lecciones aprendidas.
1 Servicio Geológico del Tramo Fujian del Ferrocarril de Alta Velocidad Ganlong
Este tramo está situado en la zona montañosa media-baja del noroeste de Fujian, con colinas y terrazas fluviales distribuidas y valles desarrollados. La estructura está desarrollada, las rocas carbonatadas están ampliamente distribuidas, el karst está desarrollado, el terreno es empinado, los valles están profundamente cortados y la mayoría de los valles tienen forma de V. Desde el Proterozoico Tardío, el desarrollo de estructuras geológicas en el área de exploración ha experimentado múltiples ciclos de desarrollo. Este sistema tectónico se compone principalmente de cuatro estructuras principales y estructuras en forma de "montaña": norte-sur, este-oeste, noreste y norte-noreste. Estas estructuras controlan la distribución y aparición de rocas intrusivas en el área y la dirección de los ríos, y tienen un gran impacto en las condiciones geológicas de ingeniería de los macizos rocosos del área.
A lo largo de la línea se exponen numerosos estratos con litología compleja, principalmente esquistos proterozoicos, sinianos, cámbricos, ordovícico-silúricos y lutitas fangosas (intercaladas con capas de rocas sedimentarias del Devónico); al Terciario son principalmente areniscas, limolitas, conglomerados arenosos, etc. y ocasionalmente hay líneas de carbón. Las rocas intrusivas están ampliamente distribuidas a lo largo de la línea y representan aproximadamente el 40% de la misma. Las principales litologías son granito de biotita y granito de grano fino intruído a principios del período Yanshan, granito monzonítico de biotita gneis indosiniano-valisciano, granito mixto de Caledonia, granodiorita intruida a finales del período Yanshan y diferentes períodos de vetas rocosas. Los estratos cuaternarios a lo largo de la línea son de origen complejo, distribuidos principalmente en depósitos aluviales del Holoceno al Pleistoceno (principalmente arcilla, grava arenosa, etc.) y residuos de taludes del Pleistoceno (principalmente arcilla arenosa). La distribución y el espesor varían ampliamente. Hay de 2 a 10 metros de suelo limoso en los valles entre montañas o colinas. Los tipos de agua subterránea a lo largo de la línea incluyen principalmente agua de poros de roca suelta, agua de fisuras de lecho rocoso y agua kárstica.
2 Métodos de medición para ferrocarriles de alta velocidad en zonas montañosas
El estudio geológico de ingeniería de ferrocarriles de alta velocidad en zonas montañosas es un trabajo integral. Primero recopile datos geológicos a lo largo de la línea, luego realice mapeos geológicos o geológicos de ingeniería y luego lleve a cabo métodos de exploración como prospección geofísica, perforación, pruebas geológicas y pruebas en interiores. Finalmente, mediante un análisis exhaustivo y la recopilación de datos, se prepara un informe de investigación calificado. La tendencia de desarrollo del estudio geológico de ingeniería ferroviaria de alta velocidad es adoptar métodos de estudio y análisis integrales. Por lo tanto, al realizar estudios de ferrocarriles de alta velocidad en áreas montañosas, no solo debemos considerar la secuencia de los procesos, sino también la conexión de varias disciplinas y organizar razonablemente el trabajo de estudio para garantizar que se lleve a cabo de manera razonable y manera ordenada.
La investigación sobre los métodos de estudio geológico de la ingeniería ferroviaria de alta velocidad se lleva a cabo durante la construcción de vías férreas de alta velocidad. En los últimos años, durante la construcción de ferrocarriles de alta velocidad en áreas con condiciones geológicas complejas, los técnicos en ingeniería ferroviaria como He Huawu han explorado continuamente tecnologías de exploración y métodos de estudio para ferrocarriles de alta velocidad y han logrado ciertos resultados. Hay muchas unidades geológicas y de relieve que se atraviesan con frecuencia a lo largo de los proyectos ferroviarios montañosos de alta velocidad, y hay una gran cantidad de túneles, puentes y otros proyectos de control (por ejemplo, el ferrocarril de alta velocidad Qianlong representa el 77,8% del longitud de línea). La topografía, la estructura geológica, la ingeniería geológica y las condiciones hidrogeológicas a lo largo de la sección de Fujian del ferrocarril de alta velocidad Qianlong son extremadamente complejas. Hay muchos problemas geológicos desfavorables, como colapsos, deslizamientos de tierra, flujos de escombros y colapsos kársticos a lo largo de la línea. se caracterizan por tener muchos tipos, amplia distribución y gran escala. Su impacto se manifiesta principalmente en masas rocosas rotas o litología débil.
Como resultado, el karst de roca carbonatada está ampliamente distribuido en la cuenca de Changting y también se encuentra disperso esporádicamente en Zhongfu, Xiaochi y Longyan, todos los cuales cubren karst de tipo. La aplicación de métodos de estudio integrales para el ferrocarril de alta velocidad de Qianlong ha sentado las bases para identificar los antecedentes geológicos de ingeniería, las características de desarrollo del karst y el agua kárstica, la relación con puentes y túneles, y el grado de peligros, y ha jugó un papel vital para evitar eficazmente los riesgos geológicos existentes.
3 Problemas en los estudios ferroviarios de alta velocidad
Para resumir los problemas comunes en los estudios ferroviarios de alta velocidad en zonas montañosas, los aspectos principales son los siguientes.
(1) Los topógrafos de diferentes industrias tienen una comprensión insuficiente de la topografía ferroviaria y existen desviaciones en su comprensión de las especificaciones ferroviarias. Por ejemplo, una gran cantidad de unidades de estudio, como la construcción de viviendas, la metalurgia, la industria química y el transporte portuario, realizan estudios ferroviarios entre industrias. Cada departamento habitualmente copia sus propios métodos de estudio de la industria, lo que resulta en una evaluación errónea de las condiciones geológicas de ingeniería a lo largo de la línea. . Durante mucho tiempo, la industria topográfica de mi país ha estado sujeta a fragmentación y gestión múltiple. No existe un sistema de topografía de ingeniería completo y unificado, y no existe un estándar nacional que pueda aplicarse a toda la industria de la ingeniería civil. Debido a las diferentes especificaciones y estándares actuales de estudios de ingeniería en diversas industrias, también existen diferencias en los requisitos y contenidos específicos de los estudios, como la denominación de los materiales geotécnicos, los parámetros de cálculo y las fórmulas de diseño geotécnico, los diferentes métodos de licuefacción de arena sísmica y el Impacto del agua y el suelo en los edificios. Evaluación de la corrosión de materiales, requisitos para muestreo y pruebas in situ, procedimientos y operaciones de prueba en interiores, etc.
(2) La fusión de las fases de reconocimiento da como resultado un ciclo de reconocimiento irrazonable. El estudio geológico de ingeniería ferroviaria debe realizarse en etapas desde el exterior hacia el interior, de poco profundo a profundo, y proporcionar con precisión los resultados del estudio requeridos en las diferentes etapas del estudio. Sin embargo, debido a los apretados calendarios y a las pesadas tareas por líneas individuales, las etapas de investigación a menudo se fusionan, dejando tiempo insuficiente para llevar a cabo el trabajo de investigación. Las consecuencias suelen ser graves. Por ejemplo, si las condiciones geológicas no se investigan claramente y el diseño se modifica constantemente después de la construcción, lo que genera retrabajos y desperdicios, conducirá a trabajos posteriores pasivos, períodos de construcción prolongados y mayores inversiones. En el peor de los casos, puede dejar riesgos de seguridad durante la fase de operación y provocar accidentes de seguridad importantes.
(3) La tecnología de perforación está atrasada, el progreso de la perforación y la tasa de extracción de núcleos son bajos, la profundidad de perforación es insuficiente o ultraprofunda y el trabajo de perforación no puede cumplir con los requisitos de estudio y diseño. Es común que los agujeros de cimentación de puentes se perforen a una profundidad insuficiente o excesiva. La litología de la zona de fractura estructural es relativamente rota y suelta. Los cimientos de puentes grandes y medianos, puentes extra grandes y puentes altos deben evitar la zona de fractura estructural, especialmente la zona de contacto con rocas blandas y duras, lo que provocará. Dificultades en la construcción o tratamiento de los cimientos. Si la zona de la falla es amplia, se debe proporcionar un número mínimo de pilares y estribos sobre ella. Las zonas de falla deben quedar expuestas durante el estudio.
Por ejemplo, el hoyo T14 en el puente Wenfang JZ-ⅲ097-B excede los 40,0 m, que es la capa de granito erosionada 40,0 ~ 55,0 m es la zona de fractura estructural, y la litología es granito fragmentado fuertemente erosionado; con rayones El agujero tiene 5 m de profundidad y penetra en el granito inferior débilmente erosionado; Para puentes grandes y medianos, puentes extra grandes y puentes altos, la carga de cimentación del puente es relativamente grande, por lo que a menudo se utilizan pilotes de gran diámetro encajados en roca. No hay duda de que la capa portante es roca débilmente erosionada. Sin embargo, si la roca débilmente erosionada está enterrada profundamente y hay una capa gruesa de roca fuertemente erosionada en la parte superior, y la resistencia del lado del pilote puede cumplir con los requisitos de capacidad de carga, la profundidad del agujero se puede controlar hasta un cierto espesor de roca fuertemente erosionada. Según la literatura relevante, cuando la longitud y el diámetro del pilote de los pilotes encajonados en roca son mayores (L/D > 20) (es decir, la longitud del pilote es mayor que 50 m) y las propiedades del suelo alrededor del pilote son buenas, el impacto lateral La relación de carga compartida de resistencia es superior a 70, y la mayoría de ellos están en Por encima de 80, la carga compartida de resistencia del extremo del pilote es relativamente pequeña. Por ejemplo, si el área aluvial del orificio JZ-ⅲ097-BG del puente Zhenghuashan excede los 6,2 m, de 6,2 a 49,6 metros es granito completamente erosionado; de 49,6 a 67,0 metros es granito fuertemente erosionado y se pueden utilizar orificios finales de pilotes de fricción.
(4) La búsqueda de la precisión de los parámetros geológicos desvía la credibilidad de la evaluación. Existe un principio de incertidumbre bien conocido en física, que también se aplica a algunos problemas geológicos en ingeniería geotécnica o ingeniería geológica: es decir, los cuerpos de roca y suelo están llenos de singularidad y variabilidad, y los parámetros de diseño o propiedades físicas y mecánicas de la geotécnica. La ingeniería no debería estar determinada por un valor fijo absolutamente preciso, y sólo mediante un análisis exhaustivo, estadísticas y juicios empíricos se puede proponer un valor de intervalo recomendado para que lo utilicen los diseñadores.
Porque es difícil predecir de forma cuantitativa y precisa en ingeniería geotécnica. Esto se debe a que los materiales geotécnicos son medios discontinuos, las rocas están llenas de juntas y grietas, y el suelo es un conjunto de partículas dispersas. de múltiples fases compuestas. Por ejemplo, al medir la aparición de superficies estructurales como juntas y fisuras en pendientes rocosas, es más realista utilizar un valor de intervalo para representar la aparición de superficies estructurales, pero no es realista utilizar sólo un valor fijo para representar la aparición de superficies estructurales. Para otro ejemplo, el grado de erosión de la roca cambia gradualmente de arriba a abajo, y los indicadores mecánicos también cambian gradualmente. Los parámetros de diseño de ingeniería geotécnica solo pueden ser un valor de intervalo o un valor estadístico. Es inapropiado pensar que los parámetros geotécnicos que tienen una precisión de cierto valor son absolutamente precisos; de lo contrario, afectará la precisión de la evaluación de ingeniería geotécnica.
(5) La gestión de las pruebas geológicas de ingeniería y las pruebas geotécnicas no existe, y la cantidad y calidad no cumplen con los requisitos, lo que afecta la certeza de los parámetros geotécnicos. Existen muchos tipos de pruebas geológicas de ingeniería, incluidas pruebas in situ de campo y pruebas en interiores. Debido a diferentes métodos de prueba, los mismos parámetros obtienen datos diferentes. Si el método de prueba es razonable se ha convertido en una parte importante de la precisión de los parámetros de diseño de ingeniería geotécnica.
Hay muchas razones para que los datos de las pruebas geotécnicas sean inexactos. En primer lugar, la alteración de las muestras de suelo se debe principalmente a métodos de muestreo inadecuados, transporte a larga distancia, preparación de muestras no calificada y operaciones de prueba inadecuadas. El segundo es el error de cálculo, que hace que los datos de prueba se distribuyan aleatoriamente. En tercer lugar, en comparación con los materiales de construcción, los materiales geotécnicos son complejos y cambiantes. Cuando el número de muestras es insuficiente, los indicadores de la prueba generalmente no son representativos. Debe haber una cierta cantidad de indicadores de prueba y se pueden obtener valores representativos mediante estadísticas matemáticas.
(6) El personal técnico geológico carece de experiencia y no puede realizar un análisis completo de los datos geológicos de fondo, y su nivel de análisis integral es insuficiente. Debido a diferencias en las condiciones geológicas y a imprecisiones en los parámetros de diseño geotécnico, los resultados del estudio no pueden reflejar bien las condiciones geológicas, lo que reduce la confiabilidad de los cálculos de diseño geotécnico. Por lo tanto, es necesario enfatizar la combinación de análisis cualitativo y análisis cuantitativo de los resultados de los estudios geológicos de ingeniería para implementar una evaluación integral.
Un juicio integral requiere tanto conocimientos teóricos sólidos como una rica experiencia práctica. La experiencia inadecuada también se refleja en juicios erróneos sobre estratos o cuerpos geológicos. En el caso del karst enterrado, el karst generalmente se desarrolla en la unión de roca soluble y roca insoluble. La arenisca suprayacente se considera erróneamente como suelo de grava gruesa, y el material de relleno del karst fácilmente se considera erróneamente como material aluvial. Por ejemplo, el hoyo de subrasante JZ-ⅲ097-b 18907 a 1,8 ~ 4,3 m es arenisca de color rojo púrpura en forma de pedazos rotos, que se considera erróneamente como suelo de grava gruesa; 4,3 ~ 7,4 m es suelo arcilloso de color gris oscuro, que contiene brechas, y el diámetro de la grava es de 5 ~ 10 mm, es relleno kárstico, mal considerado como material aluvial (grava).
4 Conclusiones
El estudio del ferrocarril de alta velocidad en zonas montañosas y montañosas medias y bajas tiene las características de condiciones topográficas y geológicas complejas y el desarrollo de condiciones geológicas adversas. adoptar métodos integrales de encuesta y análisis integral. Durante el proceso de estudio, es necesario estudiar en profundidad las especificaciones y procedimientos relevantes de la ingeniería ferroviaria y resumir diversas experiencias exitosas y lecciones aprendidas de los fracasos. Esta es la garantía de un estudio de alta calidad.
El análisis anterior de los problemas del estudio geológico de ingeniería ferroviaria de alta velocidad fue recopilado y compilado por Zhongda Consulting.
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