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中铁西北院攻克湿陷性黄土修高铁:土质如“锅盔”

19-08-15 09:26 来源:中国新闻网 编辑:赵满同

 

  图为动车平稳驶过郑西高铁黄土路基。 张波 摄

  中新网兰州8月14日电 (记者 魏建军)作为兰州至徐州客运专线的先期工程,途经黄土高原的郑州至西安高速铁路,是世界上第一条大范围穿越湿陷性黄土地区、设计时速为350km的高速铁路,该铁路全线铺设无砟轨道,要求路基工后沉降量不超过15mm。

  路基沉降控制问题是湿陷性黄土地区高铁建设中最大的技术难题,国内外均无成熟的经验可供参考。攻克在湿陷性黄土地区修建高速铁路的科研难题,责无旁贷地落在了中铁西北科学研究院肩上。

  湿陷性黄土广泛分布于中国西北、东北、华中和华东部分地区。近年来,随着国家“西部大开发”战略的推进,在广袤的黄土高原上开展了大量的工程建设活动,修建高速铁路与客运专线便是国家改善西部面貌、发展中西部经济的重要举措。

  甘肃境内黄土具有分布广、厚度大、湿陷性强的显著特点,该技术难关的攻克对于甘肃铁路建设跨越式发展、提升交通品位,促进该省经济发展具有重大意义。

  据中铁西北院资料显示,这种特殊土就好比西北常见的面点——“锅盔”,未遇水时,很是瓷实,用手掰都费劲儿,一旦浸入汤汁,不消几分钟,立刻就绵软松散了。湿陷性黄土正是因浸水后,土的结构破坏而发生显著附加变形的土。

  因此,在湿陷性黄土场地上进行建设,一定要根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度,采取以地基处理为主的综合措施,防止黄土湿陷对建筑基础或路基基础产生危害。

  由国家科技部立项的“湿陷性黄土地区高速铁路地基路基沉降控制技术的研究与应用”,针对湿陷性黄土地区高铁路基沉降控制难题,以郑西高速铁路为工程依托,通过现场调查研究、大型室内外试验、理论计算和数值模拟等方法,研究、提出了湿陷性黄土地区高铁路基沉降控制的成套技术。

  但在谈及刚承接这个课题的心情时,就连课题组组长屈耀辉也表示:“困难重重,压力山大。”在前无来者的技术攻关挑战面前,中铁西北院举全院之力组织科研技术精干力量,组建了一支老中青相结合的技术攻关团队。

  

  图为兰新铁路第二双线湿陷性黄土地基“强夯+CFG桩”施工—采用强夯消除浅层黄土的湿陷性,采用CFG桩控制地基总沉降。 唐渭 摄

  有年(原)铁道部黄土专家楚华栋研究员,有“詹天佑铁道科学技术青年奖”获得者屈耀辉等一批中青年突出贡献专家为骨干核心力量,有擅长数据分析、刻苦钻研的科研能手……

  在将技术成果转化研发“高铁路基CDI多点组合式沉降观测仪”的过程中,项目组成员都住在一间大屋子里,大家常常加班到半夜,以“卧谈”的方式展开“头脑风暴”。“高铁路基CDI多点组合式沉降观测仪”的结构优化和埋设工艺,很大程度上都是在这样一个个深夜无眠的“卧谈会”上逐步完善的。

  经过中铁西北院科研团队连续7年的努力,该项目组取得了丰硕的研究成果,共提出了六大沉降控制原则,并研究了相应的具体工程措施与工法,最终形成了湿陷性黄土地区高铁路基沉降控制的成套技术。

  在中国中铁第五届科技大会上,中铁科研院的科研项目“湿陷性黄土地区高速铁路地基路基沉降控制技术”荣获中国中铁“十二五”十大优秀科技成果。

  截至目前,该技术成果已成功应用于郑西高铁、宝兰客专以及兰新铁路第二双线等国家重大、重点铁路建设项目的设计与施工中,为中国黄土地区高铁修建提供了重要的技术支撑,进一步提升了黄土地区的交通运输能力与品位,促进了中西部地区经济社会可持续发展。(完)

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