重庆铁路枢纽东环线工程生态护坡技术工程示范方案比选研究

当前,推进生态文明建设是当前我国基础设施建设中的重大战略之一。成都铁路局重庆铁路枢纽东环线建设工程紧紧围绕交通强国建设目标和生态文明管理机制,积极倡导生态优先、绿色发展的战略定位。本文在综合考虑确保铁路边坡工程的长期运营安全和提高其综合经济效益及生态环境效益的基础上,开展了重庆铁路枢纽东环线工程典型示范工程生态防护技术方案的比选研究。经多方面综合对比分析,新的生态护坡技术方案较原支护方案在长期稳定性、经济性、工期、水土保持、生态、环保及景观效应等方面均具有显著优势。相关研究成果可为该铁路工程沿线边坡生态防护技术的实施和示范工程建设提供关键技术支撑和方案依据,具有较大的理论指导意义和工程应用价值。

大跨度上承式铁路拱桥优化设计与建设管理作用分析

为解决大跨度上承式铁路拱桥因初步设计存在的概算费用不足、结构不合理、施工难度大等问题,综合考虑施工地气候、材料运输等现场因素,采用优化设计和建设管理相结合的方式进行有效解决。从桥跨布置及拱上梁优化、拱上立柱优化和拱座优化等3方面进行优化设计;从目标管控和过程管控等2方面进行建设管理,并结合建筑业推广的新技术开展10余项专题评估、采用BIM全过程模拟技术与数字视频监控系统,确立多维度管控办法。综合优化结果表明:施工工期减少2个月;钢结构减少近1 800 t,混凝土减少近10 000 m^3,降低造价约4 000万;实现零问题安全保障;优化后桥型更加轻盈美观、稳定简约。

大跨铁路隧道拱部预制管片与现浇边墙组合的二次衬砌设计与建造技术

针对矿山法施工的隧道复合式衬砌中二次衬砌拱顶厚度和强度不足的常见质量问题,结合重庆铁路枢纽东环线胡家沟隧道的围岩地质和水文地质条件,对大跨铁路隧道复合式衬砌中由拱顶预制管片和现浇边墙相组合的新型二次衬砌结构开展现场试验,设计了适用于大跨铁路隧道复合式衬砌的二衬拱部预制管片结构及其拼装方法,并给出了拱顶预制管片和边墙现浇衬砌之间的衔接方式与防水措施,同时总结了矿山法施工的大跨铁路隧道由拱顶预制管片和现浇边墙相结合的二次衬砌施工工艺。

基于根系构型的调控提高植物边坡根系固土能力

植物护坡效果与根系在土壤中的空间造型和分布(根系构型)密切相关。采用水肥组合方法调控植物根系构型,通过一系列的室内外试验和理论分析,研究调控后的植物根系构型对边坡土体强度的影响。根据公路边坡工程的实际情况,制作了一路堤试验边坡,选用香根草植物作为生态边坡防护物种,采用9组不同的水肥组合调控植物根系在边坡土体内的生长构型。10个月后,通过十字架分层开挖,统计边坡植物根系发现,香根草根系含量随土层深度先增加后减少,与土层深度之间符合Gauss曲线关系。在施以水肥组合调控区域,香根草根系增生了大量的2级根和3级根,使得土体根系含量和根系表面积密度得到提高,且上坡向的根系占比超过下坡向,达到60%~66%。取不同区域原状土进行剪切试验发现,土体根系含量和根系表面积密度是影响土体抗剪强度的重要因素。通过回归分析发现,土体黏聚力与根系表面积密度之间符合线性关系。基于Wu氏模型,计算了植物根系对土体抗剪强度的增强作用,结果表明:自然生长条件下,单株香根草根系对边坡土体抗剪强度的增量ΔS大致为5.28~8.62 kPa;调控后,边坡土体增生的大部分2级和3级香根草根系与竖直方向的夹角大于坡角,使得单株香根草边坡土体的抗剪强度提高了17.59~33.97k Pa。上述研究结果表明,可利用水肥组合调控植物根系在边坡土体内的生长构型,进一步加固边坡土体,为提高植物边坡土体强度和预防边坡水土流失提供理论和实践依据。

矿山法施工双线铁路隧道二次衬砌拱部预制拼装结构的设计与工程应用

矿山法隧道采用模筑现浇混凝土衬砌时无法完全消除隧道拱部存在的混凝土衬砌厚度不够、强度不足、开裂掉块和背后脱空等常见质量缺陷,对铁路隧道的长期安全运营构成威胁。以重庆铁路枢纽东环线胡家沟隧道为依托工程,提出了复合式衬砌中拱部采用预制块和边墙模筑衬砌相组合的拼装二次衬砌,分析了拱部预制衬砌的分块方式和接头构造,总结了该预制拼装衬砌结构的施工工艺和经济性,并根据现场监测结果分析了衬砌结构的安全性和耐久性。结果表明:胡家沟隧道拱部预制衬砌试验段所设计的初期支护和装配式二次衬砌结构参数是可行的,且衬砌具有一定的安全储备;拱部预制衬砌和模筑边墙的接头形式宜设计为圆弧形;拱部预制拼装二次衬砌方案的总造价比模筑二次衬砌的总造价增加了314.71万元,综合造价增加了2.86万元/m。

不同生态技术防护方案边坡的稳定性分析

以重庆铁路枢纽东环线某生态护坡技术示范工程为例,利用Midas GTS/NX有限元软件建立了灌草护坡方案、矮墙—灌草护坡方案、格构锚杆—灌草护坡方案的数值模型并对3种不同护坡方案进行了稳定性分析。结果表明:灌草护坡方案使边坡土体的潜在滑动区域变深,塑性区域变小;格构锚杆—灌草联合护坡时,边坡的安全系数最大;矮墙—灌草联合护坡的安全系数比灌草护坡的安全系数略大。