格库铁路最大坡度方案研究

格库铁路是我国西部地区一条重要的路网性干线铁路,横贯柴达木、塔里木两大盆地,翻越阿尔金山,地形高差巨大,线路最大坡度的选择是该项目设计的重点和难点。结合格库铁路沿线地形地质条件、运输组织、牵引质量、机车选型和综合经济性分析,对最大坡度进行多方案比选研究,提出在地形高差大的艰险山区,适当提高线路最大坡度,采用16‰最大坡度,通过充分发挥大功率机车的牵引力优势,优化铁路移动设备与固定设施合理匹配,可有效降低工程建设投资和节省运营成本,实现项目综合经济效益最优的目的;提出在坡度方案比选中采用单位坡度线路长度缩短率、单位坡度桥隧缩短率及单位坡度经济性等系列概念,可将最大坡度变化引起的线路长度、桥隧长度及工程造价变化程度大小予以准确量化,将通常笼统的、概略性的评判精准化。

格库铁路生态防护林区咸水滴灌风沙土盐分运移特征研究

土壤的盐分含量是影响植物生长的重要因素,盐分分布和累积状况关系植物的持续生长。梭梭(Haloxylon ammodendron)是荒漠地区极为抗旱耐盐的荒漠植物种,可以忍耐较高矿化度的咸水灌溉,为干旱区生态建设的重要植物种。开展了室外种植器种植梭梭苗的模拟实验,分别用淡水(CK)和矿化度20、30、40、50 g/L咸水进行灌溉。结果表明:(1)高矿化度水滴灌造成风沙土盐分含量和离子组成的显著变化,由非盐渍土逐渐转变为轻度盐渍土;表层盐结皮盐分含量远高于下层,且土层越深,土壤盐分含量越高,兼有表层集聚性与深层累积性特点;灌溉水矿化度越大,土壤积盐程度越大;土层越深,土壤pH值越低。(2)土壤中盐分以Cl^(-)、Na^(+)为主,也含有较多SO_(4)^(2-)离子;从表层至底部,Cl^(-)、Na^(+)、Ca^(2+)、K^(+)、Mg^(2+)和SO_(4)^(2-)6种离子含量先突降,而后随着土层加深,离子含量不同程度增加;CO32-和HCO3-具有明显的表层集聚特性。(3)当灌溉水矿化度在20~30 g/L时,梭梭仍然能较好生长,但矿化度30~50 g/L时,梭梭仍能够存活,但生长受到了明显抑制。研究结果对干旱荒漠地区地下咸水资源的开发利用和生态建设实践具有一定的参考价值。

格库铁路塔河中下游区段植物防沙方案设计

格库铁路塔里木河中下游区段风沙危害严重,防沙体系建设是格库铁路安全运行的关键难题,有必要在现有工程防沙措施的基础上,探索建立生物防沙体系的设计方法,从而保障铁路运营安全。利用综合分析方法,分析铁路沿线风况、土壤、地下水等风沙环境特征,结合铁路沙害实地调查结果以及高矿化度水造林试验结果,分析研究区建设生物防沙体系的可行性;通过风洞试验和立地条件分类方法,构建阻固结合的铁路防护林体系结构配置模式。研究结论为:格库铁路塔河中下游区段建立植物防沙工程是可行的,铁路沿线可划分为4个立地类型、3个危害程度、5种林带布局模式;共需种植各类苗木1 755.3万株,年需水量约983万m^(3)。

格库铁路芦苇把阻沙栅栏风沙防护参数优化设计

风沙危害防治是格库铁路安全运营亟须解决的关键问题。南疆地区盛产芦苇,是区域廉价、环保的防沙材料。本研究对芦苇把阻沙栅栏的最佳孔隙度、抗风性能和排间距等防护参数进行了风洞实验研究,并对其阻沙效益进行了实地监测,旨在为芦苇把阻沙栅栏优化设计提供科学依据。风洞实验结果表明,当芦苇把直径为5 cm、把间距为3 cm(孔隙度为37.5%)时,栅栏防护效果较好,阻沙效率在90%以上,且具有较强的抗风性能;当多排芦苇把阻沙栅栏排间距设置为10~15 H时,风沙防护效果较好。实地监测结果得出,2道37.5%孔隙度芦苇把阻沙栅栏阻沙效率达98.9%,障后14 H处仍具有阻沙作用,验证了风洞实验结果10~15 H排间距的正确性。芦苇把阻沙阻沙栅栏适宜在格库铁路风沙防治中推广应用。

新建格库铁路HDPE板高立式沙障防风效益数值模拟研究

以新建格库铁路风沙试验段为背景,基于Fluent欧拉双流体模型,对HDPE板高立式阻沙沙障周围风沙流运动特征进行了数值模拟,得出了HDPE板周围风沙流运动变化规律,分析了三道连续HDPE板沙障的合理间距问题,结果表明:当风沙流经过HDPE沙障时,会形成速度分区,孔隙率为10%和25%时,速度分区分别为气流减速区、气流加速区、气流高速区、低速回流区、速度突增区及消散恢复区,孔隙率增大至40%～50%时,速度突增区消失及低速回流区消失;风速相同时,HDPE板孔隙率越大,其有效防护距离越大;孔隙率一定时,入口初始风速越大,HDPE板沙障有效防护距离越小;三道连续HDPE板沙障,合理间距布设为30 m时,不仅是一种阻沙措施,也可作为一种固沙措施。

格库铁路HDPE板沙障孔隙率与有效防护距离关系

以格库铁路路基风沙防护为背景,基于ANSYS软件中欧拉双流体非定常模型,运用数值模拟方法,研究HDPE板沙障孔隙率与有效防护距离的关系。结果表明:HDPE板孔隙率较小时,在HDPE板沙障周围气流分别形成减速区、加速区、高速区、回流区、速度突增区和消散恢复区;随着孔隙率的增大,气流的高速区、速度突增区和回流区的面积减小并逐渐消失;孔隙率小于50%时,随着HDPE板孔隙率的增大,有效防护距离逐渐增大,有效防护距离与孔隙率呈一元二次函数分布,孔隙率大于50%时,随着HDPE板孔隙率的增大,有效防护距离逐渐减小,有效防护距离与孔隙率呈指数函数分布,因此HDPE板沙障最优孔隙率在50%左右。

格库铁路供电系统对新疆电网电能质量的影响分析

为了解决库格铁路对所经过地区电网产生的电能质量问题,消除谐波和负序电流对电网造成的危害,根据格库铁路新疆段电气化铁路牵引站供电方案,建立了新疆电网及格库铁路供电系统模型,分析了相关站点短路容量和电压波动水平,并通过电能质量评估方法评估了各站点的谐波和负序电流。分析结果表明,基于PSASP建立的新疆电网仿真模型能够正确评估相关站点短路容量和电压波动结果。格库铁路相关牵引站部分站点谐波和负序电流超标,可以通过采取消谐等治理措施,避免后期格库铁路的运行风险。

格库铁路疆内段沿线县市人口城镇化与经济城镇化进程

通过对比2000—2014年库尔勒市和巴音郭楞蒙古自治州以及全疆的人口城镇化和经济城镇化水平,研究格库铁路疆内段沿线县市的城镇化进程.结果表明,库尔勒市的人口城镇化和经济城镇化水平高于巴音郭楞蒙古自治州和全疆,经济城镇化和人口城镇化之间具有明显的相关关系,且经济城镇化对人口城镇化具有带动作用.

格库铁路主要地质灾害及地质选线

新建格尔木至库尔勒铁路在阿尔金山北缘断裂山前段,线路平面位置受高程约束,区域内地质构造复杂,不良地质灾害危害严重构成了控制线路方案的主要工程地质问题,通过综合勘察法,详细调绘了该地区构造及地质灾害特点,在充分总结汲取山区铁路综合选线技术经验的基础上,提出了阿尔金山北苑断裂山前段选线定线技术原则,选取地质条件具有优势的桥方案跨越该地区,选线效果显著,同时也为山区类似地质条件地区地质选线提供借鉴。

格库铁路桥路过渡段风沙流场数值模拟

【目的】为了探究桥梁与路基(桥路)过渡段和路基附近流场、水平风速和积沙特征的分布规律,揭示桥路过渡段沙害形成机理。【方法】通过数值模拟的技术手段对不同来流风速下桥路过渡段和路基附近的流场变化和积沙特征进行研究,并将数值模拟的积沙分布情况与现场实际积沙情况对比,验证数值模拟结果的准确性。【结果】当风沙流运动到桥路过渡段时,受到桥路过渡段的阻碍,产生速度分区,分别形成气流减速区、集流加速区、高速区、涡流回旋区和气流恢复区,且桥路过渡段背风侧减速区面积明显大于路基背风侧;桥路过渡段近地表处,气流速度先降低(负值)后升高再降低(负值),最后逐渐恢复至来流风速。距地表4.2 m高度处,速度变化基本呈V型分布,距地表4.4 m高度处,速度变化基本呈双V型分布。根据数值模拟结果,桥路过渡段迎风侧和背风侧积沙均较多,而桥下净空是良好的过沙断面,绝大部分沙粒被输送至桥梁背风侧,不会在梁底大量沉积;路基积沙主要发生在迎风侧,背风侧很少。【结论】随着时间的推移,桥路过渡段附近积沙会慢慢向周边蔓延,一部分沉积在梁底,造成梁底积沙,另一部分跃过路基,进入道床。因此,桥路过渡段沙害防治不可忽视,必须定期清理积沙,防止沙粒进入道床和钢轨,危害行车安全。

格库铁路青海段风沙地质选线

风沙是格库铁路青海段主要的不良地质问题。通过对沿线工程地质条件的研究分析,以及对典型流动沙丘的监测,查明了其活动规律,可为铁路选线提供原则建议。根据勘察过程中的两个选线实例,介绍风沙选线的过程及选线思路,为该地区其他工程建设提供借鉴。

格库铁路柴达木盆地段风沙防护动态设计

格库铁路是我国西部风沙地区的一条客货共线干线铁路,风沙防护是设计的重点和难点。为使风沙防护设计更有的放矢,提出新建铁路风沙防护动态设计的理念,利用土建工程完工至项目竣工的时间差,进行积沙试验,通过分析积沙特征、发展趋势及对铁路工程的危害情况,有针对性地确定不同段落风沙防护等级和方式,开展动态设计,使设计方案更好地适用于现场风沙危害,有效提高风沙防护的针对性,取得良好的工程效果。另外,在原有新建铁路风沙危害等级划分的基础上,结合现场积沙特点,提出适合新建铁路风沙防护动态设计所需的细化风沙危害程度划分标准,通过实践证明是可行有效的。

格库铁路台特玛湖区段风沙流特征及工程设置

研究目的:格尔木至库尔勒铁路穿越塔里木盆地,伴随着G218国道和塔里木河道在塔克拉玛干沙漠与库姆塔格沙漠之间穿行,其中通过的台特玛湖区处于库姆塔格沙漠向塔克拉玛干沙漠补沙的一条低洼及狭窄的输沙通道上,风沙流现象很严重,对铁路的建设和以后的运营养护都产生很大影响,设置的工程还有可能对G218国道的通行产生影响,因此,选择合适的工程方式通过严重的风沙流区段是本文研究的重点。研究结论:通过对线路行经的台特玛湖区域风沙流的特征和环境地质条件进行分析,在充分收集和分析了大量风沙资料的基础上,认为工程的设置应满足:(1)以疏沙为主,不宜设置阻沙工程;(2)减少对环境的改变,不能加重风沙对G218国道的影响;(3)运营期的养护维修相对容易,经路基、桥梁和明洞隧道三类工程方案对比,只有选择桥梁方案通过并控制桥下净空能满足上述条件;(4)该案例为以后在严重不良地质区域建设铁路时应在充分收集和分析资料的基础上进行多方案研究及论证方面提供了借鉴。

格库铁路青海境内无资料地区设计洪峰流量计算分析

设计洪水作为江河流域规划、水利水电工程规划和设计的主要依据,其成果的可靠性直接关系到工程的规模、安全及经济与社会效益.在分析有关资料和区域情况调查的基础上,利用《青海省水文手册》中洪峰模数等值线图、柴达木盆地南缘西部地区最大流量-面积经验公式,以邻近格尔木水文站作参证站,对青海省境内格库铁路桥无资料地区设计洪峰流量进行计算.通过与相关成果的对比及合理性分析,得出不同频率下的设计洪峰流量.按照格库铁路桥防洪标准,100 a、300 a一遇设计洪水和校核洪水采用经验公式法计算成果.该成果不仅为格库铁路的设计和建设提供服务,也为境内合理开发、利用水资源、制定防洪规划和城镇发展布局等提供参考.通过对该地区设计洪水进行计算分析,可为相似区的水文分析计算工作提供参考.

格库铁路南山口站至格尔木站间列控系统方案研究

通过提出格库铁路南山口站至格尔木站间ITCS系统和CTCS-0系统覆盖范围不同的3种方案,并从ITCS系统和CTCS-0系统工程实施内容、车载系统配置、行车列控模式切换、司乘人员操作控制、工程投资等方面进行对比分析研究,得出适合格库铁路南山口至格尔木间的列控系统方案,从而解决格库铁路引入格尔木枢纽,与既有青藏铁路格拉段南山口站至格尔木站间的格尔木河线路所交汇,引起上述两种列控系统在格尔木枢纽地区交叉重叠引起的列控系统兼容问题。

大风、沙尘暴、扬沙天气对格库铁路的影响及应对措施

大风、沙尘暴、扬沙天气是形成地貌的基本驱动力和物质基础之一,也是灾害形成的主要条件。风沙灾害不仅在地质历史时期对全球地貌演化起着重要作用,而且在现代文明时代也对人类环境和活动产生了重大影响。风沙灾害导致土地沙漠化加剧,破坏了人类赖以生存的生态环境。它造成了大量可利用土地资源的急剧流失,影响了人类开展的各种工农业生产活动,对人类生命财产安全构成极大威胁。本文采用新疆地区1961—2020年60年期间,库尔勒市、尉犁县、铁干里克、若羌县气象站观测的气象资料,分析了影响格尔木库尔勒铁路运营的大风、沙尘暴、扬沙天气的空间分布规律,提出了相应的改善措施,为格库铁路健康发展提供参考借鉴。

格库铁路青海段沿线大风特征统计分析

选取格库铁路青海段沿线6个气象站资料,分析了格库铁路青海段沿线1981~2020年平均风速风向、大风日数、极大风速风向特征。结果表明:格库铁路沿线各站点年平均风速最大值出现在4月和5月,之后出现明显的减弱,最低值出现在12月;各站点年平均风向年频率分布,格尔木、胡杨林全年平均风向以W为主,小灶火全年平均风向以WNW为主,茫崖全年平均风向以NE为主,甘森全年平均风向以NW为主,大乌斯全年平均风向以SSE为主;大风主要集中发生的季节各不相同;格库铁路沿线各站点年平均极大风速最大值出现在4~7月,之后出现明显的减弱,最低值出现在11月至翌年1月。

格库铁路青海段桥梁与风沙流互馈过程数值模拟研究

通过CFD流体仿真技术手段,对桥梁周围风沙流场特征进行研究,揭示格库铁路沿线桥梁与风沙流的互馈过程。研究结果表明:桥梁本身的存在打破了风沙流原本的平衡状态,当风沙流运动到桥梁附近时,受到桥梁的阻碍作用,产生明显的分区特征。当气流运动到梁下净空时,近地表处水平风速增大,沙粒被输送至桥梁背风侧,不会在梁底发生沉积,在背风侧受到反向气流的影响,风速持续下降,气流的携沙能力大大降低,大部分沙粒沉积在背风侧低速区。随着净空高度的增加,桥梁迎风侧阻滞减速区和背风侧低速区的面积不断减小,迎风侧气流衰减幅度不断降低,桥梁两侧产生积沙的可能性大大降低。因此,在沙区铁路桥梁的设计中,可以适当增加净空高度来减轻铁路桥梁周围的积沙。

格库铁路S2标段施工安全管理要点浅析

铁路在运输生产的过程中,尤其需要注意的就是安全问题。铁路营业线路在运营过程中的安全问题备受关注。对其运营的管理手段至关重要。不仅关系到铁路的运输安全,而且与人们的生命财产安全息息相关。文章以格库铁路S2标段的施工情况为例,重点分析了铁路安全管理要点,仅供参考。

西部“天梯”格库铁路全线开通

12月9日9时40分,伴随着响彻戈壁大漠的汽笛声,K9756次旅客列车从库尔勒站驶出,青海格尔木至新疆库尔勒铁路(格库铁路)全线贯通。格库铁路全长1206公里,此次开通的新疆段长734公里。从号称"死亡之海"的塔克拉玛干大沙漠,到阿尔金山无人区进入青海,格库铁路海拔从800多米拔升到最高3500米,落差相当于800层楼的高度。这条大漠新动脉全线贯通,为我国新增了一条进出新疆的铁路大通道,相当于用一架"天梯"连通了新疆和青海。