高原铁路（精选4篇）
高原铁路 篇1
前言
钢轨是铁路线路的重要组成部分, 钢轨状态不良不仅增加了工务维修作业的强度, 缩短了钢轨的使用寿命, 严重的还直接危及行车安全。在铁路运输朝高速、重载、大密度方向发展的今天, 随着列车速度的大幅提高, 列车通过曲线时的轮轨动力作用也在不断增加, 进一步加重了钢轨伤损程度, 钢轨病害较为突出。昆明铁路局线路地处高原山区, 均为客货共线, 因地形条件限制, 曲线居多, 曲线地段的钢轨磨损严重, 钢轨病害尤为集中。例如南昆线更换才两年的小半径曲线钢轨已经产生了大量的钢轨病害, 不仅给工务部门带来养护上的困难, 更直接威胁到列车运行的安全, 急需找出原因并采取措施予以解决。
1 轮轨关系和钢轨病害形成原因
机车车辆在曲线上运行时, 各运动部件之间以及轮对与钢轨之间将会产生相对位移, 由此引起悬挂系统的弹性复原力和轮轨之间的蠕滑力。同时, 当机车车辆运行产生大振幅的横摆和摇头位移时, 还应考虑到由于重力刚度和重力角刚度产生的力和力矩以及机车车辆前、后端牵引缓冲装置作用在机车车辆底架上的横向分力的影响。其中, 弹性复原力和蠕滑力对车辆通过曲线的性能具有十分重要的作用和影响, 此外, 还可能扩大线路的横向不平顺, 从而影响机车车辆的运行平稳性。
如果轮对在通过曲线的全过程中, 始终能保持其轴线处于径向线且轮对中心在纯滚线上, 则轮轨间不产生蠕滑力和蠕滑力矩, 轮对在曲线上作纯滚动运动。实际上, 这种情况是不可能存在的, 只要轮对一开始运动, 其中心就不会与纯滚线重合, 同时, 轮对轴线也会偏转径向位置一个角度, 于是轮对上同时作用有力矩和径向力, 轮对在此力矩和力的作用下, 产生位移, 不断地调整自己的位置, 直到理想状态 (纯滚动) 为止, 但是轮对是继续运动的, 上述自动调整过程也就不断进行, 这时, 轮对中心始终围绕着纯滚线附近作微小的移动, 而轮对轴线相对其径向位置作微小的偏转。
考虑车轮与钢轨的运动特性及轮周牵引力, 同时研究牵引力大小对转向架导向性能的影响, 分析结果表明:牵引力可以改变轮轨纵向蠕滑力的大小和方向, 与惰行工况相比, 牵引状态下的轮对导向力矩有所减小, 轮对的自导向能力减弱, 不利于曲线通过。提高牵引力, 总轮轨蠕滑率将很快达到饱和状态, 牵引力越大, 轮轨纵向蠕滑力越大, 两侧纵向蠕滑力差值越小, 机车轮对自导向能力越差, 轮对冲角增大, 而轮轨横向蠕滑力越小;当牵引力增加到一定程度时, 总轮轨蠕滑率超过极限状态, 曲线通过时两侧轮径差太小而出现打滑和空转的现象, 从而使曲线地段出现肥边, 甚至出现鱼鳞纹掉块等钢轨病害。
2 钢轨打磨模式分析
钢轨打磨模式的制定要考虑主要轨道线型的因素, 如直线轨道、曲线轨道或伸缩接头等, 打磨模式由轨道线型情况和打磨次数联合决定。打磨模式分如下几类:
(1) 轮轨接触区打磨
如图1所示, 共有4种打磨方法:①侧边打磨。把磨石放置于钢轨轨距边角和外侧边角的位置, 使钢轨头部保持“凸”形, 相应也增加了磨石的接触面积, 提高了打磨效率 (见图1a、b) ;②钢轨头部打磨。为了移除轮轨接触区的波磨, 将磨石放置到钢轨头部中心位置进行打磨 (见图1c) ;③形成钢轨新的外形。打磨钢轨的滚动表面, 恢复钢轨头部表面的理论外形或原始外形 (见图1d) 。
(2) 轨距边角打磨
根据轨道线型如曲线、直线或伸缩接头来布置磨石的位置, 如下:①曲线半径在2 000～4 000 m:根据磨耗的范围, 在钢轨断面倾斜的角上布置磨石 (最大为70°) ;②切线或直线地段:当线路为半径大于4 000 m的曲线、轨距边角磨耗较少或半径小于2 000 m的曲线、移除钢轨头部波磨比打磨轨距边角更重要的情况下, 在钢轨顶面相对小的角度位置布置磨石 (-40°) , 并在钢轨头部布置磨石;③伸缩接头地段:为了不影响伸缩接头的其他部件, 磨石布置到与轨距边角相对较小的角度位置;④打磨次数:为消除钢轨表面疲劳的预防性打磨次数由打磨机械每次打磨的金属移除率来决定, 同时为了避免当通过吨数超过3000万t时的钢轨表面疲劳缺陷的发生, 要保证移除0.05～0.1 mm的波磨。
3 高原山区铁路曲线地段打磨模式的设定
钢轨打磨模式分为预防性打磨和修理性打磨两种, 应根据钢轨伤损情况进行选择。昆明铁路局高原山区铁路因受打磨能力限制, 大部分曲线地段钢轨均已存在较大程度的伤损, 应采用修理性打磨模式进行打磨。
国外多年研究发展的经验表明, 在直线地段对轨距角进行少许打磨, 可以提高列车的临界摆动速度。由于昆明铁路局管内线路在运营过程中发现有的地方光带或宽或窄, 或偏向一侧等不正常情况, 因此有效的方法是根据光带的实际情况, 选择合适的打磨模式, 对轨道进行非对称打磨, 适当改变轨道的廓形, 可以在很大程度上弥补上述原因造成的误差。曲线地段的钢轨, 由于轮轨关系复杂, 轮轨磨耗都很严重, 它与轮轨的材质及机械性能、转向架的结构 (如定位方式、定位刚度、轴距等) 、线路状态 (如曲线半径、坡度等) 、轴重、运行速度、轮轨断面的几何形状、润滑方式等有关, 其动力学因素分析如下。
列车在运行过程中, 车轮在支承列车重量的同时, 还要在钢轨上滚动, 当列车通过曲线时, 由于离心力的作用, 使得轮对外轮的轮缘与外轨的顶面和内侧面接触, 因锥形踏面在轮缘贴靠钢轨时, 踏面与钢轨的接触面为图2所示的A～C～B整个面, 这种接触, 轮毂和轨头凹凸部分在互相咬合的状态下, 由于滑动摩擦力的作用, 使得这些微小的凹凸部分在咬合和分离反复进行的过程中产生疲劳现象, 最终造成破坏和磨耗, 使轮毂和钢轨磨耗严重, 成为镟轮的主要原因, 这也是新线开通后磨合期内磨合的重点内容之一, 同时, 由于“粘着-滑移”效应等原因, 使得顶面靠近内侧, 即图2中A～C点产生严重的波磨, 这种情况在局管内的小半径曲线上普遍存在。
借鉴国外的先进经验, 根据铁路线路的实际情况, 分析理想的轨道状况为: (1) 对轨道而言, 下股轨道光带外靠, 以使锥形踏面的小半径部分与内轨接触, 减小内轨的行走距离, 上股轨道光带尽量内靠, 使锥形踏面的大半径作用在外轨上, 以尽量平衡上下股之间的长度差, 进而减少外股作用车轮的滑动, 理论上如果内外轨的滚动半径差引起的内外轨行走距离差略大于内外轨的长度差时, 外侧轮缘与轨道不接触, 完全由轮轨蠕滑力导向, 从而防止或减缓波磨和侧磨的产生; (2) 对轮对而言, 为减小由于轮毂磨耗引起的镟轮, 可以适当地打磨外股轨头内侧的圆弧 (即C点) , 经过打磨成型后的轨道如图3的A、D、B所示, 此时轨道接触的A、B点, 即两点接触, 可以避免轮毂和轨头凹凸部分在互相咬合的状态下, 由于滑动摩擦力的作用, 使得这些微小的凹凸部分在咬合和分离反复进行的过程中产生疲劳现象而出现的磨耗掉块等, 此时A点为承载点, B为导向点, 以A点为瞬时中心而滚动, 以B点为导向点滑动, 通过打磨改善轮轨作用后, B点以轮轨的蠕滑力导向, 即可以大大减缓侧面磨耗, 也可以减缓顶面波磨的发生。
对钢轨的断面廓形进行非对称打磨, 显著降低了轮轨横向力和冲角, 在减缓钢轨侧磨、延长钢轨使用寿命方面取得了很大效果, 国外应用经验表明:将这种技术用于重载铁路, 横向力可以减少50%～90%, 延长曲线地段钢轨使用寿命50%以上。两点接触和非对称打磨是预防钢轨疲劳裂纹的措施之一。
通过以上分析可知, 采取合适的打磨方法, 可以使外轨的滚动半径增加, 内轨的滚动半径减小, 增大内外轨的滚动半径差, 以补偿内外轨的长度差, 从而减小导向轮缘力、冲角以及轮对在曲线上的滑动, 达到减磨的目的, 同时, 还可以减缓轮毂的磨耗引起的镟轮等, 节约运营成本。
综上所述, 高原山区铁路目前适用的钢轨打磨模式应该采用非对称性打磨, 即在正线钢轨打磨中把直线和曲线分开来打磨。直线地段打磨钢轨的内拐角处、外拐角处和接触面 (即钢轨的顶部) 。曲线地段要看列车时速和线路的实际情况, 在出现肥边的曲线处, 应尽可能先把肥边处理掉, 或稍微多打一点来预防一下, 最后快速低功率的进行一次接近内拐角的大范围接触面的抛光处理, 随后把打磨定位于修理性打磨。因为现在昆明铁路局管内线路很多地段的伤损已经较大, 例如南昆线的小半径曲线地段已经出现了鱼鳞纹掉块, 而且掉块的程度已经达到2 mm左右, 而钢轨打磨车单遍打磨的切削量为0.1～0.2 mm, 因此打磨遍数应该在6～8遍, 对于局部伤损严重区段应视具体情况, 再定打磨遍数。
具体打磨模式设定见表1所示。
4 打磨后的效果
打磨后, 经列车碾压后在钢轨顶面中部形成25～30mm宽的光带;两股钢轨作用边交替出现车轮轮缘接触钢轨后留下的痕迹较打磨前更长, 列车的“蛇行运动”得到缓解, 而且光带居中后, 钢轨中部的塑性变形要小于钢轨顶角处, 有利于延长钢轨的使用寿命;列车高速通过时横向平稳性明显得到改善, 同时列车通过时的噪音远远小于未打磨前;打磨后的钢轨波磨明显得到改善, 列车通过线路时的轮对跳动现象明显减少。
5 结束语
打磨技术的应用, 能够有效地改善轮轨关系, 减少由于轮轨关系的恶化而引起的换轨、镟轮、转向架维修等大量费用, 同时还可以改善列车行车条件, 减小噪音、震动, 增加乘客乘坐的舒适度。对钢轨进行打磨, 最初用于整治波形磨耗, 现已发展成为一种多功能的现代化养路技术, 打磨的重点也已从钢轨修理转向钢轨保养。由于我国对打磨技术的研究起步比较晚, 因此, 更多的理论和技术还有待深入研究。
高原铁路 篇2
历史见证着辉煌，在计划经济的旧体制里运行了几十年的中国铁路正革故鼎新沿着改革与发展的轨道快速前进着，当京昆次这趟时代的列车风驰电制掣般地驶进新世纪时，让我们每一位昆客人无法忘记的是它年来满载着殊荣与业绩的光辉历程。三十多的发展，三代人的不懈努力，今天，当次再次挺立潮头，成为时代的弄
潮儿时，我们不能不为之欣喜与喝彩。
年，作为连接首都与西南边陲的沟通纽带，昆明至北京西的直快列车正式开行。她的诞生，结束了云南省无准轨快车的历史，同时宣告了京昆车队将承担起更多的义务、责任和使命。自此，在长达公里，贯穿六省一市，跨越长江南北的铁路线上，次列车全体职工凭借着团结、实干、拼搏、奉献的强大精神动力，一路展示着“昆客人”不懈追求、精益求精的优秀品质，留下了一串串闪光的足迹……原创：wenmi114.com
时隔年后的年，北京车正式改为特快列车，这不仅仅是行车速度上一次量的飞跃，更是服务观念上一次质的突破。京昆车队改变了以往“把旅客平安送到目的地就算圆满完成任务的观念，树立起追求旅客物质、精神‘双满意’的全新服务理念。经车队领导反复酝酿，形成了以点连线、以线带面的立体创新模式，并把“服务创新”作为自己生存、发展的唯一选择。观念的更新、服务质量的提高，使次列车自此踏上了光辉的里程─年，次列车首次被云南省、昆明市命名为“文明列车”。至今这一殊荣已连续年眷顾京昆车队。年次列车被铁道首批命名为“安全优质标准车”，同年又被共青团云南省委命名为“青年文明号”。美中不足的是始终与铁道部“红旗列车”的称号失之交臂。而这更激发起全队职工不夺红旗誓不罢休的斗志。次年，次列车首次进入铁道部“红旗列车”行列，车队职工欢欣鼓舞、喜极而泣，二十多的奋斗，两代人的梦想终于成真。年，次进入全路示范列车行列。接踵而来的荣誉，并没有使京昆车队的全体职工感到满足，他们始终坚信“没有最好的，只有更好的”，他们把成绩当成一面鲜艳的旗帜，一棵不断为自己划定目标的标杆，超越现在、超越自己是他们不懈地追求。
年，是次走进改革、推进改革、深化改革的关键一年。借全路管理体制改革和客运公司成立的春风，次列车按照云南省委、省政府加强精神文明建设的要求，把深化行业精神文明建设和创建品牌列车有机结合，全力以赴把次打造成为既能全方位达到铁道部优质品牌列车标准，又有独特文化氛围，既能展示民族文化大省良好形象，弘扬社会主义精神，又具有独特民族文化品位，以全新面貌驶向新世纪的现代化列车。我们首先从加强队伍素质提升入手，内提素质、外树形象，把提高服务质量作为赢得旅客，增强市场竞争能力的着力点来抓。同时改革了车队的领导机制和管理机制，从而激发了广大乘务员的内在动力。一系列的改革措施使次列车的创建文明行业活动建立在了一个富有成效的坚实基础之上。而今，享有全路进京红旗列车“五连冠”荣誉的次列车，不仅全面实现了乘务制度的改革，而且使服务质量跃上了新的台阶，被中央精神文明委授予“全国创建文明行业工作先进单位”称号。年再次被铁道部授予“全路文明示范列车”称号。××年中央文明办国务院纠风办又授予次列车“全国创建文明行业活动示范点”荣誉称号。
荣耀和光环的背后，是京昆车队三代人忘我的付出。在国企深化改革，创建品牌列车、争做文明行业的过程中，这个先进的车队始终保持着拼搏进取、奋发有为的精神状态，不被荣誉所俘虏、不被困难所压跨。原创：wenmi114.com××年，一场突入其来的“非典”疫情，严重威胁到人民群众的身体健康和生命安全。疫情牵动着全国人民的心。非典如镜，考验着每个人的意志、信心疫情如火，历炼着每个人的品格精神。次列车每一名乘务工作者冒着随时可能被感染的危险，纷纷递上请战书，恪尽职守，勇于奉献，坚持战斗在抗击“非典”的最前线。面对只有廖廖数人的车厢，每一位乘务员仍然能一如既往地微笑服务、真情待客。他们不惧困难、舍身忘己、刚毅坚强、蓬勃向上的精神品质得到了旅客的好评和社会各界的公认。××年月中华全总工会授予次列车“全国五一劳动”奖状。
高原铁路 篇3
新建太原至中卫至银川线铁路工程东起山西省太原市,横穿陕北高原,连接宁夏中卫、银川,加强了华北与西北地区间的社会、经济、文化、科技联系,对于实施国家西部开发战略,具有不可替代的作用。该线为国铁Ⅰ级双线铁路。该工程陕西省绥德至靖边段横穿陕北黄土高原,东起绥德县十里铺,向西依次经过子洲县城南、周家硷、魏家楼、双城等9个乡镇,西至靖边县杨桥畔,包括两个比选贯通方案:1.3%方案河谷阶地方案,0.6%山岭方案。1.3%方案CK263+000～CK379+700线长114.48km(含断链),0.6%方案从DK263+000～DK379+600线长114.03 km(含断链)。0.6%方案进入黄土梁峁沟壑区,交通不便;中段约40 km(魏家楼—贾家湾)0.6%方案和1.3%方案线路均沿蚂蚁河河谷两侧的山地延展,地形交错起伏,交通不便;西段约10 km(贾家湾—杨桥畔)进入沙漠边缘。从线路选线角度:1.3%方案坡度较大,上坡需采用双机牵引,0.6%方案单机牵引即可;0.6%方案是线路优选方案。
2 工作目的和选线方法
2.1 工作目的
工作的主要目的是查明新建太原至中卫至银川铁路工程(以下简称“太中银线”)陕西省绥德—靖边段的地质条件,为方案比选提供依据。其主要任务为:
1)查明太中银线陕西省绥德—靖边段工程1.3%和0.6%方案沿线的地质条件;
2)查明工程沿线不良地质的类型、分布、特征、规模、影响因素等,从工程地质角度评价其对线位的影响。
2.2 选线方法
2.2.1 加强既有资料的收集与分析
首先对工作区内的区域地质资料、地灾报告及历年各阶段铁路工程勘察资料等进行搜集、筛选,对有利用价值的资料进行了综合、系统的分析、评价,初步了解了沿线的区域地质情况及不良地质类型。
2.2.2 外业调查与调绘
调绘内容包括地形地貌、地层岩性及工程地质特征,主要是不良地质的发育程度及分布规律、水文地质特征等。调查范围主要为2 000图图幅范围,重点进行了1.3%方案及0.6%方案沿线的不良地质调查与复核;特别是在两位老专家帮助和指导下,重新对不良地质进行了现场定性、划分,重点对铁路沿线不良地质现象的类型、成因条件、分布及规模对线路走向的影响程度进行系统分析、评价。掌握了线位走向及沿线的地形地貌、地质条件、不良地质情况。本次工作采用的手段包括地质调绘、勘探、物探等。主要不良地质有滑坡、错落、崩塌、危岩、岩堆、堆塌[1]。
3 沿线主要不良地质调查与分析
3.1 不良地质类型和特征及分布范围
拟建工程沿线地质环境条件复杂,地质灾害类型较多,主要有滑坡、错落、崩塌、危岩、岩堆、堆塌。这些灾害受工程沿线的地形地貌、地质构造、地层岩性、水文地质、气候植被等诸多地质环境条件和人类活动方式与强度等因素的控制。其特征分述如下:
1)滑坡和滑坡群。主要发育在工程沿线的沟壑与河谷斜坡地带,随地貌单元的不同其发育特征、形成机制有所差异。黄土梁峁沟壑区,沟谷深切,多数切入基岩,形成由黄土与基岩组成的双层或多层结构斜坡,地下水常常从土岩接触带溢出,致使黏土岩或碎屑岩顶面风化层软化,抗剪强度降低,成为区域控滑结构面,使得黄土沿此面下滑形成滑坡,沿沟壑形成滑坡群。滑坡多为特大、大型黄土滑坡,发生时代晚,稳定性一般较差。受河流冲刷或工程影响,滑体前缘易产生滑动变形或使已基本稳定的古滑坡复活。在支、毛沟及分水岭地带,多数沟谷深切至基岩,沟谷仍以下切作用为主,滑坡多为特大、大型滑坡,中、小型黄土浅层滑坡次之,滑床陡,时代新,稳定性差,对工程危害较大。主要分布于0.6%方案,线路里程为DK305～DK309和DK319～DK330段。如本段线路中最典型的车家沟黄土滑坡(见图1)。该滑坡范围从沟口往冲沟内延伸达一公里多,为规模较大的滑坡,线路横穿滑坡体中部。其次,规模较大的还有红石沟滑坡(里程位置DK320+460～DK320+600),线路斜穿滑坡。
2)错落。其成因机制与滑坡类似,主要发育在工程沿线的沟壑与河谷斜坡地带,局部发育于307国道沿线。主要分布于0.6%方案(线路里程为DK309～DK330)段,1.3%分布于CK312+000～CK318+000段。如0.6%方案中最典型马岔沟错落体(见图2),里程位置为DK326+200～DK326+400,线路斜穿错落体。据访问当地老乡,此处十几年前曾发生过山体滑动,原滑体上的小路严重位移,滑体趋于不稳定状态。
3)崩塌。发育在工程沿线沟壑、河谷的斜坡地带,包括黄土崩塌和基岩崩塌。黄土崩塌多发生在沟谷中上游及其支、毛沟中。沟谷以强烈的下切作用为主,沟头溯源侵蚀强烈,高陡的黄土斜坡临空面大,卸荷裂隙相对集中,利于地表水入渗,产生潜蚀、溶蚀、湿陷、崩解,进而导致崩塌。基岩崩塌或产生于厚层砂岩的不同风化面间,或产生于软硬相间岩层分布地带,后者常因软岩风化脱落后使上部砂岩悬空拉裂形成基岩崩塌或危岩、危石。主要分布于0.6%方案,线路里程为DK309～DK330段。
3.2 不良地质选线原则
3.2.1 滑坡和错落地段的工程地质选线应遵循原则
1)应绕避地质复杂的巨、大型滑坡(错落)及滑坡(错落)群,避开地形零乱,坡脚有地下水出露的山坡;
2)当滑坡、错落规模小,地下水不发育,整治的技术条件可行、经济合理时,可选择在有利于滑坡、错落稳定和线路安全的部位通过[2];
3)线路通过稳定的滑坡、错落体时,不宜在其上部填方或下部挖方;
4)在地貌、地质条件上具有滑坡、错落产生条件,或因铁路修建可能产生滑坡、错落的地段,应认真研究线路平剖面位置,维护山体的稳定。
3.2.2 危岩、落石和崩塌地段的工程地质选线应遵循原则
1)线路应绕避山高坡陡、岩层受节理切割严重,危岩密集分布的地段;
2)线路可通过经工程处理后能够确保山体稳定,或采用支挡结构可保证运营安全,且经过技术、经济比较合理的地段。
4 评价与结论
4.1 评价
经过对铁路沿线调查,尤其对不良地质现象的类型、成因条件、分布及规模对线路走向的影响程度的系统分析、评价(见第78页表1),现从地质角度对线路方案做出评价:
1)1.3%方案工程地质条件优于0.6%方案。
2)1.3%方案在魏家楼以前主要走河谷地貌,地质条件简单,不良地质较少,局部方案需绕避错落体。0.6%方案主要走大理河左岸黄土梁峁沟壑区,地质条件复杂,不良地质较发育;由于施工,可能会引起不良地质复活,引起工程滑坡;且边坡较陡直,坡面防护是问题;其次施工条件也较差。
4.2结论
通过地质选线,经过经济与技术比选,最终选定1.3%方案为定测及施工方案。自2007年施工以来,保证了工程施工的顺利进行。
5陕北黄土高原工程地质选线及体会
1)地质条件复杂地区应加强地质选线工作,遵循地质选线的五大选线原则。陕北黄土高原区宏观上在河谷段选线优于黄土梁峁沟壑段选线,应避免在黄土冲沟中展线。
2)陕北黄土高原黄土滑坡、错落等不良地质较发育,规模较大,沿沟壑常发育有大量特大型黄土滑坡、滑坡群;工作中对其机制成因加强分析,调查中加强对滑坡等不良地质的发育特征的观察,尤其是对其形态、植被、陷穴、水文等异常现象的观察。调绘中注意采取“远观近察”的调查方法[3]。
3)黄土高原地区滑坡、错落等不良地质,在1万图、2 000图上根据其等高线疏密变化及其平面形态,不良地质形态较明显,易识别。工作中,可利用该特征快速识别滑坡、错落等不良地质。勘察工作中应加强航片、1万图及2 000图在选线过程中的应用,有重点的开展外业调查、核对工作。
4)工作中加强收集地方对不良地质的划分、勘察及治理的相关研究成果及经验。
摘要：介绍了新建太中银铁路工程绥德至靖边段横穿陕北黄土高原地区地形、地质条件的复杂性,阐述了通过现场调绘、勘探、物探及资料分析评价顺利完成该区地质选线的工作方法,提出了黄土高原地区不良地质选线的原则和措施。
关键词：陕北黄土地区,不良地质,工程地质选线
参考文献
[1]铁道第一勘察设计院.TB 10012—2007铁路工程地质勘察规范[S].北京:中国铁道出版社,2007.
[2]铁道第一勘察设计院.TB 10027—2001铁路工程不良地质勘察规范[S].北京:中国铁道出版社,2007.
高原铁路 篇4
1 青藏铁路建设环境保护目标
“保护冻土环境,保护野生动物,保护植被,防止污染”是青藏铁路冻土区环境保护的目标。在施工中必须严格遵循规范和设计文件,杜绝破坏冻土热平衡,做好预防和恢复工作,把青藏线生态环境不利影响降低到最低限度。
2 冻土工程施工中环境保护关键技术
2.1 临设工程施工
2.1.1 总体要求
在自然保护区的驻地位置,应限制在实验区内,避开或不得影响动物迁徙通道;驻地与铁路、公路应保持不小于200 m的距离,不宜太近;驻地要选择较好的地质条件,并尽量选在阳坡,避开风口和冲沟,避开可能产生热隔湖塘和热融滑坍、冰锥、冻胀丘等不良地质;避开草场、牧场;平整场地要坚持宁填勿挖原则,地表植被不得随意铲除,挖方处的草皮要妥善保存,以便回铺或移植;机械、车辆、预制场按保护冻土原则设置,并不得堵阻天然水系,场内不得积水;营区道路要做好规划,机械、车辆、人员严格行走线路,不得随意碾压便道以外的冻土草原;厕所不宜露天设置,有条件者宜设室内厕所,粪便结合当地自然条件妥善处理,避免污染水源;严禁随地丢弃生活垃圾,生活区应设垃圾箱,生活垃圾分类堆放,并定期择地掩埋;包装类(塑料袋、罐、瓶、电池等)垃圾应集中运至有处理设施的城市处理;临时房屋应设架空通风基础,或设碎石垫层加通风管基础;临时房屋应具有防风保暖、防雷击的功能;民工住房统一规划、统一管理。
2.1.2 分专业关键技术
1)临时便道路基工程应采用保护多年冻土的原则设计,以填方为主,尽量避免挖方,注意保护天然植被,不随意扰动天然地表,路堤高度不小于0.7 m,填方取土在批准的取土场进行。2)污水排放应符合环保要求,远离铁路、公路,不能直接排入江河中,不得在施工营地附近形成新的积水。多年冻土地区的施工营地、材料堆放场、预制场、机械保养场等临时工程,应选择在低含冰量冻土分布地段或融区,或基岩出露的平缓山坡,不得设置在植被覆盖良好的地段和高含冰量冻土地段,并加强施工管理,严格控制污染物的排放。3)临时工程的修建不得切割、阻挡地表和地下径流的排泄,不得在临时工程附近形成新的积水洼地。营地施工完成后,根据环保设计要求平整并在必要时用合适的土料覆盖营地地表,尽量恢复地表天然状态。同时还应对施工便道两侧的施工遗弃物进行清理,平整便道两侧地面,尽量恢复地面天然状态。4)大力宣传对生态环境和野生动物的保护,在施工营地设置保护生态环境及野生动物的宣传栏、标示牌,并制定生态环境及野生动物保护措施和惩罚条例。不得在野生动物栖息地和野生动物迁徙通道附近取、弃土、设置施工营地等临时工程,避免惊扰动物。严禁猎杀、恐吓、袭击野生动物,野生动物因意外需救助时,应及时给予救助并通知相关保护区管理机构。不得挖树根、铲草皮当作燃料,严禁采挖药材。不得随便进入自然保护区的核心区。
2.2 冻土工程施工
2.2.1 取弃土场
1)多年冻土区取土首先应考虑其对多年冻土稳定性的影响和对拟建工程的危害。多年冻土地区采取集中取土原则,取土场应设置在线路两侧植被稀疏的少冰冻土、多冰冻土分布地段或多年冻土中的融区,在高含冰量冻土分布地段和植被发育地段严禁取土。2)集中取土场应严格按照设计制定的位置设置,以减少对路基稳定性的影响,取土场离线路的距离不得小于500 m,并尽量避开视线,保护自然景观。3)集中取土场应选择在含粗颗粒填料的山包、高地或基岩出露的地段,取土数量以不形成低洼地形为原则。
2.2.2 路堑施工
1)路堑开挖尽量选在寒季,避免冻土热融滑塌,破坏冻土环境。由于工期的限制,在暖季施工时,需采取足够的防护措施(如遮阳棚防护),尽量缩短施工期。2)路堑开挖的土石方尽量利用,以减少取、弃土数量,路堑开挖前应将其开挖范围内原地表草皮切割成规格的草皮块堆放一处并加以保护,待施工完后,用于边坡防护等。3)弃土场应选择低洼,无地表径流、植被覆盖较差、远离线路的荒地,严禁侵占河道、湿地、自然保护区的核心区和缓冲区,不准将弃土堆设于植被发育良好的地段。弃土堆按设计要求对坡脚进行挡护,堆顶应进行平整覆盖并做好排水措施。
2.2.3 桥涵施工
1)严格按设计规划设置施工便道,固定行车路线,合理布置施工场地,限制人为活动范围,减少对地表的扰动,减少破坏地表植被。2)施工影响范围内,在施工前将草皮铲起,采取措施保护,以便在施工完毕后对施工场地进行恢复或按设计要求移植到其他地方。3)对开挖的河岸边坡,采取及时有效的岸坡防护措施,严格按设计要求施工冲刷防护工程。对营地生活垃圾及污水采取措施妥善处理。4)桩基础施工中,采取冲击反循环钻机及正反循环回转钻机钻孔时,采用钢箱作泥浆池并用枕木架空,避免开挖土坑作泥浆池扰动多年冻土的热平衡;同时采用泥浆净化器对泥浆进行净化分离,经净化后的泥浆循环使用,分离出的废渣或废浆及时运至堆土场,避免污染环境和扰动多年冻土的热平衡。采用螺旋钻机钻孔时,对孔口出渣及时清运。5)明挖基础的开挖应尽量避开在7,8,9三个月施工,如工期限制,应采取遮阳棚等足够的施工防护措施,并采用机械及爆破手段加快速度,减少对冻土的扰动破坏。
2.2.4 隧道施工
1)在施工中尽量减少对多年冻土环境的破坏,本着“预防为主、保护优先、开发与保护并重”,维护多年冻土稳定的原则施工。2)洞口临时设施尽量建在植被稀少的地段。对施工水池、空压机房、混凝土拌合站等有可能改变冻土环境的设施,需做好隔热处理,保持冻土原状。临时工程的修建不得切割阻挡地表径流的排泄,不得在临时工程附近形成新的积水洼地。修建工程时,应遵循宁填勿挖或尽量少挖的原则。3)空压机、发电机等噪声较大的设备需加设隔音装置,以免影响野生动物的活动。尽量使用电动机械,少使用内燃机械,以减少对空气的污染。隧道开挖的土石方可以利用的应尽量利用,以减少路堤取土数量和隧道弃渣数量。4)隧道弃渣场地应严格按设计或通过施工调查选择低洼无地表径流,无植被覆盖或植被覆盖较少,远离线路的荒地,严禁侵占河道、湿地、自然保护区的核心区和缓冲区。不得将隧道弃渣场置于植被发育良好的地段。不得在河流漫滩及两岸百年一遇洪水位以下弃渣。如果需增加设计以外的弃渣场,须先得到环保部门的批准后,才可使用,做到先批后弃。5)隧道弃渣堆按设计要求对坡脚适当进行挡护,堆顶应进行平整覆盖,并做好排水。隧道洞口及明洞施工时,严格按要求设计,尽量减少对地表的破坏,在衬砌完成后及时施作防水层及保温层等,及时按要求回填,保持冻土的原始状态。
2.3 冻土施工后的场地恢复
施工完成后,根据环保设计要求需对取弃土场、施工便道进行场地恢复工作,尽量恢复地表天然状态。取土场取土完成后,应将取土范围内地面、边坡进行整理,疏通排水通道,并按设计要求进行覆盖。还应对施工便道两侧的施工遗弃物进行清理,平整便道两侧地面,尽量恢复地面的天然状态。必要时还应采用移植草皮等措施以满足恢复场地的要求。图1为水沟施工植被恢复现场实景。
3 结语
环境保护作为青藏铁路建设的三大难题之一,已引起各界关注。在青藏高原冻土地区施工,环境保护是重点,笔者认为加强环境保护的关键技术有以下几点:
1)坚持“保护冻土环境,保护野生动物,保护植被,防止污染”的青藏铁路冻土区环境保护方针,是建设好青藏铁路的根本。
2)加强环境伦理道德建设,采取积极有效的措施保护植被和冻土,防患未然,未雨绸缪,做到“人人爱护环境,人人关心环境,人人保护环境”。
3)在施工中推行清洁化生产工艺,改变传统的污染“末端治理”的被动处理方式,采取“全过程控制”的主动管理模式,文明施工,尽量避免自然生态破坏,消减环境污染,补偿自然资源损失,使工程施工给环境造成的影响达到环境损失最小、费用最少、生态功能最佳的效果,保证青藏铁路的建设,推动西部经济的可持续发展。
参考文献
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[2]辛勤.青藏铁路建设与青藏高原环境保护[J].铁道知识,2006(3):40-41.
[3]朱玉峰.青藏高原工程建设中应注意的环境保护问题[J].山西建筑,2004,30(9):129-130.
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