高海拔严寒地区隧道冻害研究现状及展望

针对高海拔严寒地区隧道冻害问题,结合隧道冻害的相关研究,从冻害类型及原因分析、冻害机制、温度场、处置措施等4个方面的现状进行阐述和分析,对当前研究存在的不足和未来的发展方向进行探讨。主要成果为:1)通过对高海拔严寒地区隧道工程实例进行分析,总结4种冻害类型及4种冻害原因;2)基于含水风化层冻胀理论、整体性围岩冻胀理论、衬砌背后积水冻胀理论、裂隙水冻胀理论等4种冻胀理论,建立多年冻土区以整体性围岩冻胀理论为主、季冻区以裂隙水冻胀理论为主的多理论联合分析的方法;3)温度场研究方法分为现场监测、理论解析、模型试验、数值模拟等4种,其中现场监测是对洞内外温度进行监测,而理论分析、模型试验、数值模拟则是对监测结果进行验证分析;4)冻害处置措施有防排水措施、保温防寒措施、抗冻措施等3种,防冻的关键是将三者相结合进行综合治理;5)指出冻害机制适用性、温度场研究方法现状、处置措施适用性等方面的不足,未来应在高海拔严寒地区建立多种冻胀理论、多种研究方法综合应用的研究体系,并在隧道防排水、保温防寒、抗冻等方面给出处置措施。

综合物探方法在高寒高海拔地区隧道不良地质体勘查中的应用研究——以玛沁隧道为例

隧道地质工程勘察中对地下岩体的破碎和隐伏断裂勘探是一项必要的工作手段。玛沁地区属典型的高寒高海拔地区,单一物探方法因存在多解性而不能较准确地表征勘查区的不良地质体发育情况。为查明玛沁隧道浅地表强分化层的厚度、隐伏断层位置及影响带、破碎软弱带及岩体完整性等不良地质体的分布情况,应用音频大地电磁法和高密度电阻率法等综合物探方法对玛沁隧道发育的不良地质体进行勘探。综合勘查区地质特征和综合物探研究成果表明,综合物探方法在高寒高海拔地区隧道勘查中不仅能够有效识别浅地表强分化层和破碎软弱带等不良地质体,而且可提高物探解释的精度。

高寒地区河流型湿地公园生态驳岸设计策略研究

概括了近年来生态驳岸研究概况与类型。以青海省刚察县沙柳河国家湿地公园为例,通过对沙柳河国家湿地公园驳岸空间缺乏生态性、形式缺少吸引力、功能较为单一,缺乏文化特色性等问题进行调研分析,提出了因地制宜的生态驳岸设计策略。通过生态缓冲带的设置,生态驳岸的改造,植物群落的构建以及园路设计4个方面对驳岸空间进行优化,并且根据湿地区域环境的差异设计适合高寒地区河流型湿地的生态驳岸,以期在稳固驳岸结构的同时获得可持续生态效益和景观效果,为高原寒冷地区河流型湿地驳岸的设计提供参考。

An investigation of the influence of ground surface properties and shading on outdoor thermal comfort in a high-altitude residential area

Landscape elements in residential areas can effectively improve the outdoor thermal environment,with different outcomes depending on the climate conditions.This study explores how the ground surface and shading properties affect the outdoor thermal environment in a high-altitude plateau climate where few studies have been conducted.The measurements were conducted during summer and winter in a residential area in Lhasa,Tibet.Without natural shading such as trees,there is a positive correlation between Sky-view factor(SVF)and Physiological equivalent temperature(PET)during winter and a negative correlation during summer.When SVF exceeds 0.65 in summer,it may cause human discomfort.Compared to artificial shading such as a tensioned membrane,deciduous trees are superior at improving human comfort,as they can increase PET by 10.56℃ in winter and decrease it by 9.73℃ in summer.During summer,high-reflection water-permeable bricks can reduce the PET by 1.08℃,and lawns can reduce the mean rachation temperature(Tmrt)by 1.650C;however,the lawns may produce a microclimate with a high air temperature.The results from this paper can be used as a reference for landscape planning and design in residential areas in high-altitude cold-climate regions.

高海拔寒冷地区混凝土抗冻耐久性试验研究

高海拔寒冷地区具有海拔高、气温低、昼夜温差大等特点。在冻融循环作用下,高海拔寒冷地区混凝土结构容易发生损伤而影响建筑物使用年限,当损伤严重时甚至威胁建筑物的安全。为了研究高海拔寒冷地区混凝土的工作性能、力学性能、抗冻耐久性以及冻融损伤机理,在某高海拔寒冷地区桥梁施工项目制作了4种不同混凝土试件,开展了混凝土冻融循环试验,并对不同冻融循环次数下的高寒混凝土试件进行了核磁共振试验。结果表明:从宏观力学性能来看,高寒引气减水混凝土的抗冻耐久性表现最佳。同时,4种高寒混凝土试件的抗冻耐久性与混凝土内部的小孔(<0.01μm)和中孔(0.01μm~0.05μm)所占比例密切相关,即高寒混凝土内部的小孔和中孔所占比例越大,混凝土抗冻耐久性越好。

高寒高海拔区弃渣堆生态修复技术研究综述

川藏铁路高寒高海拔段拥有独特的生态环境和地理特征,大量隧道弃渣需要堆积,导致弃渣堆的生态修复成为川藏铁路工程建设的一大难题。基于此,本文通过大量文献整理,总结前人在高寒高海拔区的生态修复研究成果,以期为川藏铁路高寒高海拔区弃渣堆的生态修复提供思路。总体来说,要做好土壤基质保育、改良与重构,合理进行植被群落配置,综合运用生态修复技术,最终实现高寒高海拔区弃渣堆的生态修复。

高寒高海拔地下矿山绿色开采技术研究进展

近年来,高寒高海拔矿山建设项目日渐增多,在助力当地经济快速发展的同时,也带来了诸如破坏当地生态环境等系列问题,亟需发展一套适合高寒高海拔矿山资源开发特点的绿色开采技术。笔者结合多年高原矿山开采技术研究经验,认为应从智能采矿方法、尾矿充填、强化通风、安全监控与信息化等方面建立高寒高海拔矿山的绿色开采框架,其中采矿方法应遵循机械化、自动化、智能化的发展方向,降低工人在高原缺氧环境下的作业强度,提高劳动效率。充填工艺需解决低温环境充填料浆输送困难及充填体强度发展缓慢等问题,应发展全尾砂膏体充填技术,提高尾砂利用率,降低地表大量堆存尾砂对自然环境的影响。鉴于高原矿山氧含量不足、通风网络复杂等特点,提出分区增压补氧及按需分时调控的通风思路,并重点对工作面进行除烟降尘强化通风,改善工人的作业环境。为动态监控地表沉降位移及井下作业安全风险,需开展区域及局域地压调控技术研究,并建立高反认知及安全培训体系,持续保障高原地下矿山大规模安全开采。以上形成的高寒高海拔地下矿山绿色开采新成果,探索了高寒高海拔地下矿山绿色开采新路径,具有可行性及很强的创新性,可为其他高原矿山提供技术参考。

高海拔高寒地区富水隧道防排水施工技术分析

从自然环境和地理条件两个方面介绍了高海拔地区的特点,结合艾肯隧道工程特点,从软弱围岩加固、注浆加固施工、排水施工、衬砌加固施工等方面对富水隧道防排水设计及施工进行探究,以降低高海拔高寒地区富水隧道突涌、渗漏病害发生率,确保隧道施工安全。

高海拔高寒地区隧道冬季施工技术研究

本文主要介绍了在国道317线雀儿山隧道施工中,由于该隧道地处于高海拔低纬度地带,冬季漫长气候恶劣,对施工人员健康和施工质量均提出了严峻考验。为保证施工人员的身心健康和工程质量,项目部对此制定了详细的供暖保暖方案,从作业区和混凝土施工等多个方面进行温度控制。通过一系列举措,不但确保了施工生产的稳步推进,而且工程质量也得到有效保障。该高海拔高寒地区隧道保暖控温等技术也为后续类似施工提供了借鉴和参考。

高寒高海拔地区植物群落的多样性与分布特征

【目的】探明高寒高海拔地区雅砻江中游段的植物群落结构及多样性,为雅砻江中游段及相似类型工程扰动区生态修复的植被配置提供参考。【方法】采用典型样地抽样调查法统计植物特征,分析雅砻江中游段不同海拔梯度植物物种组成、优势种、植物多样性指数的变化,研究海拔梯度对其植物群落结构及多样性的影响。【结果】雅砻江中游段共有植物507种,隶属105科312属,其中,蕨类植物10科16属24种,裸子植物3科9属15种,被子植物92科287属468种。海拔<2700 m,植物类型以灌草为主,物种数为103种,优势种为金合欢、华西小石积、小马鞍叶羊蹄甲、余甘子、牡荆、油橄榄、扁核木、刺悬钩子、蔷薇、火棘、蓼和黄茅;海拔2700~<3500 m的植物类型以乔灌草为主,物种数为305种,优势种为川滇高山栎、云南松、高山松、多变柯、腋花杜鹃、大白杜鹃、地盘松、白桦、丽江云杉和滇高山栎;海拔3500~<4500 m的植物类型以灌草为主,物种数为86种,优势种为长苞冷杉、大果红杉、杜鹃、冷箭竹、大箭竹、两色杜鹃和西南委陵菜;海拔≥4500 m以高山草甸为主,物种数为13种,优势种为风毛菊、红景天、侧茎垂头菊和矮金莲花。随着海拔的升高,植被多样性总体呈先升后降趋势,其中,Pielou均匀度指数(E)总体呈下降趋势,相同海拔各层级植物多样性为草本层>灌木层>乔木层;乔木多样性受海拔的影响最大,草本受其影响最小。【结论】雅砻江中游段不同海拔梯度优势种存在差异,海拔梯度对植物群落结构和多样性具有直接影响,其植被多样性随着海拔的升高呈先升后降趋势。

高海拔寒冷地区碾压混凝土大坝温控施工技术研究

在高海拔寒冷地区修建碾压混凝土大坝,海拔高、寒冷、太阳辐射强、昼夜温差大等气候条件影响,对大坝混凝土的温度控制极其不利。为保证大坝混凝土的施工质量,必须提高碾压混凝土大坝修建时温控技术水平。文章结合大古水电站施工实际,提出并实践使用了天然雪山融水冷却降温技术,配合新型保温保湿工艺,大坝温控防裂取得成功,大坝上下游面实现零危害裂缝,并在大坝取出直径219mm、长度26.2m的碾压混凝土芯样,打破了碾压混凝土坝的芯样世界纪录。根据西藏寒冷地区的特点以及坝址区特殊施工条件,大坝温度控制的成功经验可供类似工程参考。

严寒地区森林高铁站房施工组织探讨

长白山站房建设因地制宜,采取有效冬期施工措施,合理组织施工顺序,通过“保主体、强穿插、赶站场”的总体施工思路,同时按照站房施工站场优先的原则,优先施工高架站房两翼确保钢结构及时插入,为后续外幕墙、金属屋面提前插入施工提供必要条件。最终保质保量顺利完成了各项节点工期,为类似铁路站房建设积累了宝贵经验。

提高高海拔高寒地区变配电所蓄电池性能的思考与探索

针对高海拔高寒地区牵引变电所、电力变配电所阀控式密封铅酸蓄电池运行中存在的性能下降严重、无法满足一二次设备运行安全需要的问题,从产品设计、运行管理、检修维护等方面分析原因,结合高原运行环境特点提出了提高蓄电池性能的具体措施。

粗颗粒路基土冻胀特性研究现况

在一定的组合条件下,粗颗粒路基土也可以发生冻胀率超过百分之一的显著冻胀。重点论述影响粗颗粒路基土冻胀敏感性的关键因素——土质、水分特征及荷载方面的研究成果,对比分析国内外冻胀特性评定标准和土的冻胀理论,列举评价两个目前普遍被认可的冻胀模型及其后续发展,提出未来寒区粗颗粒路基土冻胀特性研究方向建议。

高寒地区JYC生态基材护坡现场试验及测试研究

选取川西高寒高海拔地区鹧鸪山隧道西引道典型的路堑岩质陡边坡作为现场护坡试验工点,介绍JYC生态基材护坡的施工工艺与方法,对植被在高寒气候条件下的生长状况和越冬过夏能力进行长期的监控和评价。3 a多的现场护坡试验表明:JYC生态基材不仅具有良好的保水、保肥,耐旱抗冻和抗侵蚀能力,而且具有优良的团粒结构和黏结性能,能够与锚杆、铁丝网和植物根系组成复合的工程结构,并与岩质陡边坡形成一个有机整体,确保了基材自身和边坡在雨水和严寒条件下的浅、表层稳定。经过3 a多的取样测试表明:JYC生态基材物理性质较稳定,pH值属于中性土壤范围,天然含水率在40%左右,能够很好地满足高寒地区岩石陡边坡植物生长的要求;并且3 a中JYC生态基材养分含量的平均值分别为:全氮3.61 mg/kg,有效磷19.55 mg/kg,有效钾504.90 mg/kg,有机质7.56%,基材属于肥力较强的基质,能够持续提供给植物生长10 a以上的养分。JYC生态基材护坡技术既经济又环保,并能有效地防止土壤的酸化和板结,掺入高分子材料的生态基材护坡方法,是高寒高海拔地区岩质陡边坡生态护坡技术发展的方向。

高寒高海拔地区岩质陡边坡JYC生态基材护坡技术

针对川西高寒高海拔地区的气候特征和生态环境,提出川西高寒地区生态护坡的植被配置模式;通过一系列室内外试验,成功地研发一种适宜于高寒地区岩质陡边坡植被恢复的新型JYC生态基材;利用正交试验,研究生态基材的组分构成和配比,并重点分析生态基材各组分与草种生长的耦合关系。3年多的现场护坡试验表明:JYC生态基材具有良好的黏结性能,与锚杆、铁丝网和植物根系组成复合的生态–工程结构,并与岩质陡边坡形成一个有机整体,确保基材自身和边坡浅表层的稳定。经过反复的雨水冲刷和严寒考验,基材流失量极少、无垮塌现象,证明JYC生态基材具有较好的耐旱抗冻性和抗侵蚀性。现场取样测试表明:JYC生态基材的养分含量较高,全氮含量大于0.2%、有效磷含量大于20 mg/kg、有效钾含量大于200 mg/kg,有机质含量大于5%,属于肥力较强的基质,能够持续提供给植物生长10 a以上的养分。掺入高分子材料和磁性肥料的JYC生态基材护坡技术比喷锚支护、喷混植生等边坡防护方法更加环保、经济,是高寒高海拔地区岩质陡边坡植被防护技术发展的方向。

隔沟交替灌溉在高原夏菜莴笋上的应用研究

在甘肃河西走廊高海拔冷凉区以莴笋"太原笋"为试材,研究了常规沟灌(CFI)、固定隔沟灌溉(FFI)、隔沟交替灌溉(AFI)对莴笋生长、生理特性、产量及水分利用效率的影响。结果表明,隔沟交替灌溉(AFI)模式下莴笋的茎粗、茎重、产量、叶片净光合速率、蒸腾速率与常规沟灌(CFI)模式下无显著差异。AFI较CFI节水22.2%、水分利用率提高26.9%,实现了经济产量不降低。莴笋上应用隔沟交替灌溉技术具有较大的节水潜力。

密度与氮肥施用量对高寒区玉米产量的影响

在不同密度下,研究了施用氮肥对玉米新组合同玉1号和同玉386号产量的影响,结果表明,高寒区春玉米在常规的栽培密度和氮肥施用量的范围内,密度和氮肥施用量对玉米产量构成因素的影响是单独起作用的。在具体生产实践中要把握好群体和个体以及密度与土壤肥力、施肥水平、田间管理水平的相互关系,高水肥地块种植密度为55 500～57 000株/hm2、施氮量(折合纯氮)为375 kg/hm2时可以获得最佳产量。

国道317线鹧鸪山隧道工程引道生态护坡方案设计

鹧鸪山隧道地处高海拔的国家天然林保护区,引道边坡裸露面与周围自然环境极不协调,边坡绿化势在必行。本文在详细调查引道边坡情况的基础上,按照边坡的坡度、高度和物质组成,对边坡进行了分类。结合当地气象水文等条件,针对不同类型边坡拟定采用生态基材、三维网客土绿化、植生穴等绿化工法,提出了适宜于不同绿化地段的乔灌草配置模式和灌草配置模式,并进行了相应的物种选择。

氮磷钾平衡施肥对高海拔冷凉区洋葱产量的影响

采用"311-A"拟饱和最优回归设计,研究了氮磷钾平衡施肥对高海拔冷凉区洋葱产量的影响。结果表明:洋葱最高产量施用尿素、过磷酸钙、硫酸钾分别为45.0、110.0、36.7kg/667m2,最高产量为7 173.96kg/667m2;最佳经济施肥量为尿素、过磷酸钙、硫酸钾分别为38.0、95.8、17.3kg/667m2,最佳利润为4 768.23元/667m2。