针对青藏高原多年冻土区的路线选线工作,结合青藏高速公路的勘察设计,分析了青藏高原的建设特点及各种控制因素对高速公路选线的影响,提出了青藏高原多年冻土区高速公路选线的基本原则,并结合实际工程进行了路线方案的选线研究。
为解决传统公路选线方法难以完全考虑青藏高原多年冻土区复杂地理环境的问题,将地理信息系统(GIS)的空间数据分析技术与智能进化算法引入到多年冻土区的公路选线过程中。利用GIS进行青藏高原多年冻土区的空间数据挖掘,从冻土病害影响因子的连续度和发育度方面考虑多年冻土区微地貌对公路选线的影响,建立了冻土病害危险度计算模型。利用面向对象技术开发组件式GIS,应用于青藏高原多年冻土区,完成了对多年冻土区复杂地理信息的分析和提取。构建了线位优化遗传算法,确立了自适应的迭代策略,借助粒子群算法,建立了基于遗传算法的路线优化模型。以青藏高原西大滩至昆仑山口路线走廊带某路段为例,进行了公路智能选线研究,经算法多次迭代后,得到了最优的线位方案。研究结果表明:在实际环境数据试验中,遗传算法在迭代至第60代左右时得到危险度最低的优选方案,其综合危险度稳定在3.75左右。可见,青藏高原多年冻土区公路智能选线方法能够结合各类冻土病害的危险程度,为公路线位布局指明冻土病害影响较小的区域,有效兼顾了"主动保护多年冻土,确保路基稳定,生态环境友好,布局经济合理"等要求,可作为多年冻土区公路路线设计的参考方法。
为了进行多年冻土区公路路线设计,以多尺度效应理论为基础,提出了基于保护冻土由粗到细、由面到带、由带到线的分层目标选线方法,构建了理论模型。结合不同地形地貌、既有工程、构造物与建筑物在不同比例尺下的表现形态,给出了分层目标法的层次划分,确定了每个层次下公路路线选择的影响因素。考虑路线节点重要度和地形地貌的影响,给出了第1层次下多年冻土区选线模型。利用公度原理给出了第2层次下平均海拔、平均坡度、年平均地温、冻土分布、融区构造和既有工程等影响因素的标度分级,并构造了第2层次下多年冻土区公路选线困难度模型。综合考虑冻土地温、冻土含冰量、冻土病害和植被覆盖带来的冻土危害,同时兼顾多年冻土区既有工程的热干扰,构建了第3层次多年冻土区公路选线可靠度模型。以青藏高原多年冻土区秀水河至雅玛尔河段为例,运用分层目标法进行了公路选线。研究结果表明:运用分层目标法确定的路线方案可以准确避绕高病害率的冻土区域,避开既有工程的相互干扰,从而获得工程困难度低、可靠度高的路线方案。
研究目的:(1)处理多年冻土地基有被动保护、主动降温、被动保护结合主动降温、两种主动降温相结合、以桥代路等多种工程结构,各种处理多年冻土地基结构的功效不同。为合理使用处理多年冻土的工程结构,需统筹考虑影响多年冻土工程地质条件的主要因素,对多年冻土的工程地质条件进行分级。(2)根据多年冻土工程地质条件分级及对应的工程结构,估算工程费用,为多年冻土区工程地质选线提供科学依据。研究结论:(1)青藏铁路多年冻土的工程地质条件划分为良好、一般、差、极差四级,分别采用普通路基、单一主动降温措施、两种主动降温措施组合、以桥代路等工程结构通过。青藏铁路自2006年7月通车后,多年冻土区列车以100 km/h速度的平稳运行,证明了多年冻土工程地质条件分级的设想可行,对应采用的工程结构稳定可靠。(2)多年冻土区极差地段以桥代路,估算造价为4 000万元/km,为其他等级地段多年冻土工程费用的4.4～15.4倍,青藏铁路多年冻土区选线时,对多处不同类型的极差地段进行了绕避或以最短的距离通过。
青藏±500kV直流联网工程穿越青藏高原多年冻土区,冻土特有的工程问题将对工程设计、施工和安全运营产生重要影响。由于输电线路属于点线结构的工程特点,即塔基的稳定性关系到整条线路的稳定性,而塔基点位又具有一定的可调性,因此,多年冻土及厚层地下冰的分布特征对于输电线路的选线、选位较其他线性工程更具重要意义。本文主要在输电线路沿线冻土分布的基础上,重点对微地貌条件下冻土和厚层地下冰的分布发育规律进行了分析和研究。并在此基础上,结合输电线路工程特点,就线路的选线选位的原则进行了分析和确定。
青藏铁路沿线的多年冻土区分布范围广泛,冻土不良地质现象发育,线路通过时难以绕避。在翔实勘察和认真分析的基础上,根据多年冻土区铁路选线的原则,对多年冻土分布的乌丽山垭口区域线路方案进行比选。
本文通过分析多年冻土的地质特征及多年冻土的不良地质现象 ,结合青藏铁路和青藏公路沿线多年冻土地段的病害 ,浅谈多年冻土地区铁路工程地质选线及多年冻土地区的工程处理措施
青藏公路沿线季节冻土和多年冻土的总长度为７６０ｋｍ。根据气温冻结指数和融化指数可估算最大季节冻结深度和最大季节融化深度。根据含水量划分出５种冻土类型和５个冻胀敏感性等级。提出了光缆埋设若干选线和施工建议。