GSM-R技术在青藏铁路冻土地温监测系统中的应用

为了解决青藏铁路多年冻土地段路基的热融冻胀问题,确保多年冻土地段路基的稳定,部分冻土地段路基应用了热棒技术。文章介绍热棒的工作原理、施工方法及施工后路基沉降的观测,实践证明采用热棒技术对多年冻土路基的地基稳定有较好的效果。

青藏铁路——世界冻土工程博物馆 关键词：青藏高原、冻土、地基、片石层通风路基、热棒等 青藏高原是世界上面积最大、海拔最高的高原，地理位置独特，自然环境恶 劣，地质条件复杂，素有“世界屋脊”、“地球第三极”之称。青藏铁路格拉段将 穿越约547km多年冻土地段，另有部分岛状冻土、深季节冻土、沼泽湿地和斜 坡湿地，全线线路海拔高程大于4000m地段约960km，在唐古拉山越岭地段， 线路最高海拔为5072m，为世界铁路海拔之最。“高原”和“冻土”问题是本线 的两大难题，其特殊性和复杂性在世界上独一无二。【1】 冻土，是指温度在0℃以下，并含有冰的各种岩土和土壤。冻土在冻结的状 态下体积膨胀，到了夏季，冻土融化体积缩小。冻土的冻结和融化交替出现，就 会造成路基不稳定，影响正常通车。冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含 有丰富的地下冰，水分产生迁移并具有相变变化特征，因

解决gsm-r弱场强区以及盲区的覆盖问题是gsm-r整个无线覆盖系统的一个重要环节,是提高gsm-r系统可靠性的重要保障。基于gsm-r铁路专用综合数字移动通信系统对隧道覆盖的技术解决方法进行探讨,针对青藏铁路试验段工程中的隧道覆盖系统中一系列技术问题给出详细的分析。

为防止雨水冲刷路基,保护路基边坡不受雨水浸蚀,工程部门采取了多种措施来保护边坡的稳定,铺草皮是常用的技术措施之一。1960年在青藏公路多年冻土地区k1113+800附近修建了一段40m长的路堑草皮护坡工程,草皮是作为保温材料而应用在边坡工程上,草皮层保持了边坡冻土人为上限深度的稳定。1975年在风火山地区修筑了路基试验工程,在dk0+235处修建了一座一孔2.0m×

青藏铁路多年冻土区局部地段以普通路基形式通过,其稳定性与铁路的正常运营密切相关。2002～2003年在北麓河布置了普通路基试验段,用于监测路基的温度状态。基于监测资料,分析路基边坡温度变化过程、路基及下部土体温度场分布以及进入多年冻土的热流量。结果表明,阳坡面年平均温度比阴坡面高2.9℃,阴坡面温度年较差比阳坡面大2.2℃。受地表温度边界条件控制,路基阳坡下土体融化深度明显大于阴坡,且路基下部土体处于升温状态。路基下部土体不同部位主要表现为吸热强度逐年略有减小的吸热状态。模拟计算50年气温升高1℃条件下路基温度场,结果表明50年后路基冻土上限下降明显,并且冻土温度主要介于0～-0.5℃之间。

基于埋设在青藏铁路清水河地区路基中两个断面内的共8个地温测试孔3年来的地温观测资料,研究了该地区铁路路基下伏高原多年冻土融化特征,分析了多年冻土上限的变化规律以及填筑铁路路基施工对下伏多年冻土赋存条件的影响。研究表明,由于受到填筑路基时赋存在路基填料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土近地表的地温变化特征与天然地面下的多年冻土的地温变化特征有明显的不同,且向阳面与被阴面差别较大。多年冻土的上限在施工初期会有一个明显的下移沉降,随着时间的推移,虽然残存在路基中的热量逐渐消散,多年冻土上限下降会逐渐稳定。由于受到太阳辐射和路基边坡形状及融化夹层的影响,多年冻土上限会逐渐稳定,但不会在短时期内上升到天然地面下多年冻土的上限水平。

研究目的:分析青藏铁路施工区多年冻土上限的变化规律以及填筑铁路路基施工对下伏多年冻土赋存条件的影响。研究方法:系统分析埋设在青藏铁路清水河地区路基中2个断面内的共8个地温测试孔3年来采集的地温观测资料,研究该地区铁路路基下伏高原多年冻土融化特征。研究结论:由于受到填筑路基时赋存在路基填料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土近地表的地温变化特征与天然地面下的多年冻土的地温变化特征有明显的不同,且向阳面与被阴面差别较大。多年冻士的上限在施工初期会有一个明显的下移沉降,随着时间的推移,虽然残存在路基中的热量逐渐消散,多年冻土上限下降会逐渐稳定,但由于受到太阳辐射和路基边坡形状及融化夹层的影响,多年冻土上限会逐渐稳定,但不会在短时期内上升到天然地面下多年冻土的上限水平。

l型挡土墙是一种新型支挡结构。通过在青藏铁路冻土地区设置试验段,分析了l型挡土墙的预制、施工准备工作、路堑开挖、吊装和回填、整坡等施工工序并提出施工要求。综合分析l型挡土墙现场地温测试试验所得数据资料,得出冻土融化深度变化的基本规律。l型挡土墙具有劳动强度低、对生态环境破坏少、运输吊装方便等优点,便于机械化施工,满足高原冻土地区气候环境恶劣的施工要求。

49中国铁路chineserailways2008/08 青藏铁路 qinghai-tibetrailway 1　工程概况 在青藏铁路冻土地区修建道路工程（尤其是路堑工 程）需开挖冻土和使用支挡结构挡土。重力式挡土墙承 受变形能力差，在基础和墙后土冻融循环及冻胀力的作 用下，容易产生裂缝甚至倒塌；桩锚式挡土墙受冻土上 限控制，施工中对冻土扰动较大，稳定性差且工期长、 施工困难 [1] ；拼装式l型挡土墙具有轻型和柔性特点， 层号名称厚度／m土层状况 ①砂土2.1 棕色，松散，潮湿，上层为粉砂， 下层为砾砂层，2.1m见冻土 ②黏土6.7棕红色，硬塑，土质均匀，冻土上限为2.6m ③砂岩2.9棕红色，强风化，节理发育，岩 芯破碎，锤击易碎，含多冰 ④泥岩2.9棕红色，全风化，节理较发育，岩 芯较破碎，锤击易碎，含少冰 ⑤砂岩2.9灰色，

似于混凝土柱中箍筋的作用,因此计算时仍可以参照 《混凝土结构设计原理》中对于箍筋的处理方法,对碳 纤维布的作用进行量化,以确定粘贴的层数。另外,柱 体可以全部用碳纤维包裹,也可以部分包裹,初期的研 究证明部分包裹可能更具优势,如图3的立面图所示。 用碳纤维布加固的混凝土柱不仅能够提高承载 力,而且能够提高混凝土柱的延性[1]。因此,对处于 地震活动较为频繁地区的桥梁墩台进行加固时,用它 更具优势。 4　碳纤维布加固的施工要点 (1)施工准备　充分分析、研究加固的桥梁或其构 件的特点,并对使用的材料、配套树脂、机具做好准备 工作。 (2)原结构混凝土基面处理　对粘贴的混凝土基 面进行打磨处理。如果在潮湿环境,应该对表面进行 干燥处理、清除表面的浮灰、把转角打磨成圆弧状,混 凝土表面如有裂纹,应该首先封闭裂纹。表面处理关 系到粘贴的效果,是碳纤维布能

本文根据多年生高原植被独有的高原适应特性,及高原严寒多变、生态脆弱,种草恢复高原植被效果差、成本高、周期长的气候环境条件,通过对高原植被移养、再植季节与移植、养护方法的深入探索,在充分利用路基基底、土场、便道等原有草皮的基础上,提出了能快速恢复高原植被、及时防护加固路基边坡和代替圬工结构施作草皮水沟的植被移养再植技术。并提高了高原植被移养再植的利用率和成活率。有效地减轻了对高原生态环境的破坏,保证了路基边坡的长期稳定,同时减少了路基圬工结构的数量,节省了大量工程成本。

介绍了钻孔灌注桩在青藏铁路多年冻土地区的施工方法、施工步骤以及施工注意事项,分析钻孔灌注桩对冻土层的热扰动机理,结合地温测试试验对回冻时间进行了研究,分析了影响回冻时间的因素,表明钻孔灌注桩适合在多年冻土地区应用。

浅析铁路gsm-r系统互联互通及测试 摘要文章主要从工程角度探讨了中国铁路gsm-r网络互联互通的重要性和必要 性，在给出国外互联互通测试进展的基础上，着重从我国gsm-r互联互通测试的主要 接口及测试内容、测试环境搭建、测试实施步骤、实施效果等方面进行了阐述。 1、前言 近年来，铁道部已经将gsm-r作为一项重要的技术装备政策，相继在青藏线、大秦 线和胶济线进行gsm-r网络的建设与试验，并且取得了很大的成功。根据铁道部《中 长期铁路网规划》的安排，我国铁路将扩大建设规模，完善路网结构，快速扩充运输 能力和提高铁路装备水平，并在未来几年内新建1．2万公里的客运专线。客运专线的 高速性、安全性和应用于客运专线列车控制系统、调度指挥系统及信息化系统等对铁 路通信系统提出了极高的要求。 gsm-r为调度通信、列车控制和信息化提供了综合的平台。gsm-r系统基于公网g

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结合热棒在青藏铁路多年冻土区路基中的应用，介绍了热棒的工作原理、作用，分析了热棒在施工中的技术要求，实践证明，应用热棒解决了基础冻胀、融沉等热力过程中的许多问题，保障了多年冻土地区地基的稳定。

通过对青藏铁路安多段多年冻土斜坡路基试验点地温的监测,分析2003年12月~2006年10月3个冻融周期内的地温变化特征,指出由于路基的坡向不对称与几何形态的不对称所导致的斜坡路基温度场呈强烈的不对称。从3年人为上限的变化看出,路基已基本进入热平衡状态;用有限元模拟路基修筑后2年的人为上限变化,与实测对比,验证了模型建立的合理性,并通过计算预测未来30年的温度场,得出多年冻土有向季节性冻土退化的趋势。

在介绍热棒工作原理的基础上,结合青藏铁路17标段施工,阐述了热棒的施工技术要求及其应用,经实践证明,热棒在多年冻土地区的应用是一种很好的方法,为类似工程提供了借鉴。

针对青藏铁路高原多年冻土区涵洞工程的特点,详细地介绍了高原多年冻土地区涵洞工程的设计原则和施工方法。

青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。高寒缺氧、多年冻土、生态脆弱是建设青藏铁路的三大难题。因此多年冻土区设计和施工是建设青藏铁路的关键之关键。文章根据青藏铁路多年冻土区建设的体会,重点介绍片石通风路基在青藏铁路多年冻土区设计原理、施工工艺和如何保护多年冻土。

从土工格栅的工作原理出发,分析了在多年冻土区特殊路基中土工格栅加固过程.通过土工格栅在青藏铁路五道梁地区的应用实例,结合现场变形温度的监测,认为土工格栅对减小路基的沉降影响不大,但能有效地减小侧向变形,从而有效地减小纵向裂纹.采用商业数值计算软件abaqus,引入接触单元,模拟青藏铁路五道梁地区的加筋路基的温度、变形过程.数值模拟结果与实际测得的结果吻合,说明土工格栅在青藏铁路应用的合理性.

从冻土隧道冻害产生的基本因素、冻融圈的变化规律分析,提出青藏铁路多年冻土隧道隔热保温的设计思路及\"防水板+隔热保温层+防水保护层\"的隔热保温结构形式,并结合围岩温度变化进行现场测试,分析得出围岩地温在逐渐回冻,从而验证了隔热保温设计的合理性,其设计方法及思路可为以后相关类似工程的设计提供参考。

结合青藏铁路施工实践,介绍多年冻土区高含冰量冻土路堑的设计特点、工程爆破设计、施工准备及施工方法。工作的重点是力求避免引发热融滑坍