黄土地区高铁建设的“打夯人”

2020年12月12日,郑州至太原高速铁路焦作至太原段开通运营,标志着我国在黄土地区第四条高速铁路建设圆满收官。

“骤起狂风黄土腾,厚积浩瀚与云平。”为这段高铁顺利建成提供了重要技术支撑的www.7727s.com地质学系教授王家鼎,难掩激动之情,写下了上述诗句。

在大面积湿陷性黄土地区修建高速铁路,是一个世界性难题。“黄土地区由于黄土结构的疏松性,受机车振动、降雨等影响,很容易产生路基沉降、边坡滑塌等问题,从而威胁列车运行安全。”王家鼎说,“我和我的团队与多家铁路单位合作,就像‘打夯’的劳动者一样,进行黄土灾害研究,用科学技术夯实黄土地区高铁路基。”

“郑太高铁焦太段遇到了极为特殊的不良土体边坡,失水开裂,遇水崩解,有堑必塌,有坡必滑,给高铁建设带来极大挑战。”王家鼎告诉记者,他和团队成员沿着铁路规划路线开展野外勘测和试验,进行了一系列技术攻关。

“规划路线上交通不便,很多地方大家只能步行,吃住在老乡家里。一次野外勘测往往需要1到2个月。”王家鼎说。通过原位大剪试验、原位崩解试验、振动促裂促崩试验等,王家鼎带领团队成员对遇到的特殊不良土体边坡的失水开裂特性、抗剪特性及遇水崩解特性进行了深入研究,提出了柔性生态护坡工法及边开挖边防护理念,有效解决了郑太高铁焦太段的边坡滑塌问题。

郑太高铁是我国继郑西高铁(郑州—西安)、大西高铁(大同—西安)和宝兰高铁(宝鸡—兰州)后,在黄土地区建成的第四条高铁。而这四条高速铁路的建设,王家鼎和他的团队都参与其中。

“印象最深的就是郑西高铁,这是我国在黄土地区建设的第一条高铁,没有任何前人经验和相关数据可以参考,全靠大家自己去研究、试验。”王家鼎说。

郑西高铁采用的是无砟轨道,即采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构,对沉降要求极其严格,必须控制在1.5厘米以内,两轨间距的精准定位更是在毫米级别,只有这样才能确保高铁安全运行。

王家鼎和他的团队承担了高速铁路机车振动引起路基沉陷问题这一重大科研项目,开始艰苦攻关。“大家开车沿着郑西高铁走了3趟,每个重点路段都要勘探、采样,还需要进行振动测试和波速测试。最深的地方大家挖了30米,取土研究。”王家鼎说。

通过大量的野外调查、室内试验及计算推理等,王家鼎拿出了第一份湿陷性黄土地基的动力特性与设计参数,为郑西高铁的设计和施工提供了可靠的技术支撑。郑西高铁从2010年开通运营至今,路基方面没有出现任何瑕疵。

多年埋头钻研,王家鼎和他的团队攻克了铁路建设中的黄土振陷、湿陷、滑坡和隧道塌方等灾害的重大科学难题和技术瓶颈,创建了我国铁路黄土灾害防控技术标准体系,研究成果获国家发明专利51项,已经在国内外20余条高速铁路和重载铁路建设中推广应用。

“新的一年,我将继续做好学生培养和科研工作,为国家的高铁建设和经济社会发展贡献绵薄之力。”王家鼎如是说。


原文链接:http://esb.sxdaily.com.cn/pad/content/202101/22/content_746996.html

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