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时间:2018-07-07
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1、铁路工程论文精选中国盐湖铁路的主要技术问题及其工程措施摘要:介绍盐湖铁路的工程环境特点,论述在盐湖区修建铁路存在的主要技术问题,就盐湖铁路的盐溶防治、饱和粉细沙地基加固和超盐渍土路基填筑应采取的工程措施进行了系统阐述。关键词:中国铁路,盐湖,盐溶,防治中国的盐湖主要分布于西北内陆地区,察尔汗盐湖是我国最大的内陆盐湖,位于青海省柴达木盆地的中部,湖区面积5800km2。青藏铁路一期工程西宁格尔木段在翻越锡铁山后进入察尔汗盐湖区,线路南北横穿察尔汗盐湖,在盐湖上修建了长32km的岩盐路基,在盐湖南北两岸通过了12.47km的盐沼饱和粉细沙地基和55km的超盐渍土地段,在这种特殊的地质条件下修建
2、铁路在世界上没有先例。为解决在察尔汗盐湖修建铁路的技术难题,通过大量的研究和试验,针对盐湖铁路工程问题提出了可行的解决方案和处理措施,成功跨越了察尔汗盐湖。在当时的技术经济条件下,创造了中国铁路建设的又一个奇迹。1盐湖铁路的工程环境特点1.1盐湖区自然环境特征察尔汗盐湖处于柴达木盆地的地势最低洼处,为周边水系的汇流中心,东西长150km,南北宽30~40km,海拔2670~2680m,绝大部分为干涸的盐滩,地势平坦开阔。察尔汗盐湖深居内陆,气候极为干燥少雨,呈内陆高原干旱气候。根据察尔汗气象站观测资料分析,该地区年平均气温5.2℃,年平均降水量25.1mm,历年最大降水量66.6mm,年平
3、均蒸发量高达3561.1mm,平均相对湿度仅有28%,是我国最为干旱少雨的地区。盐湖是长期干旱气候条件的产物,干旱少雨的特殊气候环境有利于盐湖的进一步浓缩,这是察尔汗盐湖上能够修建铁路的前提条件。1.2盐湖区水文地质特征察尔汗盐湖是周边内陆河流及地下水的汇流中心,入湖河水主要消耗于湖面的蒸发和补给晶间卤水,湖面大小受入湖径流的调节呈周期性的变化,由于湖区地势平坦,遇特大洪水年湖面将迅速扩大。1989年格尔木河暴发特大洪水,入湖径流急剧增加,位于铁路西侧的达布逊湖水面积扩大了2~3倍,湖水借助风势漫溢到线路附近,影响了岩盐路基的稳定。盐湖地表以下0.2~0.8m为高矿化度的晶间卤水,矿化度高
4、达310~410g/L,相对密度1.2~1.3,岩盐空隙度较大,渗透性强。晶间卤水与湖水间存在相互补给关系,并随湖水位的升降而缓慢变化,在每年13月出现低水位,79月出现高水位,变化幅度0.1~0.4m。在盐湖边缘的局部区域,岩盐层下存在低矿化度的承压含水层,承压水以越流形式上渗补给晶间卤水,由于低矿化度承压水渗入盐层后具有溶蚀作用,在局部地段形成盐溶。1.3岩盐的工程特性察尔汗盐湖是以易溶盐类氯化钠为主要成份的化学沉积,线路通过地段主要为干盐滩,岩盐层出露于地表。岩盐层厚度自南北边缘向湖心增厚,表层为坚硬的鳞刺状盐壳,因受大气降尘影响呈土黄色,盐壳以下即为纯净的岩盐层,铁路通过地段的最大
5、盐层厚度为17.7m。岩盐中氯化钠的平均含量在70%以上,其它为氯化镁和氯化钾等。岩盐呈颗粒镶嵌结构,盐晶粒度5~15mm。由于未经长期的地质成岩作用,颗粒之间连接较弱,岩盐强度随盐晶固结程度、空隙率和含泥率的不同而变化很大,不受溶蚀影响的天然岩盐强度远大于一般土体。根据现场载荷试验,除盐湖南北边缘局部地段地基承载力不足需采取加固措施,其余的绝大部分地段都具有足够的承载力,能够保证路基稳定。岩盐具有溶解度大、溶解速度快的特点。但在察尔汗盐湖的干旱气候条件下,一次最大降水量不足13mm,通过降水淋溶试验和水均衡试验都证明,天然降水对岩盐的淋溶作用很轻,对岩盐强度没有明显的影响,以岩盐作为路基
6、持力层是可靠的。2盐湖铁路的主要技术问题2.1盐溶青藏铁路通过察尔汗盐湖的北部盐溶区,有2.7km的路基基底分布着盐溶,盐溶形态主要有溶洞和溶塘两种基本类型。溶洞是盐溶的主要形态,溶洞的形成主要是低矿化度承压水渗入岩盐层底部发生溶蚀的结果。溶洞发育区的底部都存在低矿化度的承压含水层,承压水水头高出岩盐层晶间卤水位0.5~1.0m,承压水矿化度为100~250g/L,由于存在竖向水位差,低矿化度承压水通过弱隔水层的孔隙越流补给晶间卤水,在盐层底部发生局部溶蚀形成溶洞。当溶洞贯穿整个盐层,洞口出露于地表时称为明洞;当溶洞未贯穿盐层,隐藏于盐层内部时称为盐溶暗洞。由于盐溶暗洞埋藏在盐层内部,一般
7、检查难以发现和处理,若不采取有效的防治措施,随低矿化度承压水的渗入溶洞将不断发展,洞顶盐层厚度逐渐减小,当减小到一定厚度时将不足以支持路基和列车荷载而发生塌陷,直接影响线路的行车安全。溶塘是湖积平原与盐湖接触带由溢出的地下水溶蚀岩盐形成的卤水塘,沿盐湖北缘呈条带状分布,线路选择在溶塘带的最窄部位,通过溶塘带的长度仅0.1km。盐溶的变化趋势直接关系到盐湖铁路的安全稳定。盐湖是干旱气候的产物,干旱少雨的气候条件造成盐湖的蒸
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