近日,由鐵一院主編的我國首部濕陷性黃土地區軌道交通建設技術地方標準——《西安軌道交通工程濕陷性黃土場地建設技術標準》(以下簡稱濕陷性黃土技術標準)發布實施,為項目精細化設計提供了重要依據。
該標準由陜西省住房和城鄉建設廳、陜西省市場監督管理局聯合發布,針對地鐵地下結構基底荷載為減載的特點,結合黃土濕陷受控飽水和壓力的特點,建立了濕陷性評價的工作流程和評價方法,有效地解決了黃土區軌道交通地下車站、隧道的濕陷性評價問題。
“濕陷性黃土、地裂縫、文物保護”是西安地鐵工程建設的三大難題,尤其以“濕陷性黃土”對工程建設影響最大。在濕陷性黃土技術標準實施之前,工程勘察、設計、施工均按照國家《濕陷性黃土地區建筑標準》體系開展工作,后者針對軌道交通工程在建構筑物分類、試驗、濕陷性評價、地基處理等方面具有明顯的局限性。
對此,鐵一院技術團隊開展科研攻關,采用以探井取樣、室內試驗和現場試坑浸水試驗為主的勘察方法,開展大厚度濕陷性黃土地基處理的相關科研工作,并在西安軌道交通第一、二期工程建設中不斷積累、總結科研成果,提出了“非自重場地按照一般場地設計,自重濕陷土層底界作為地下結構濕陷底界的濕陷性評價原則”。
在三期建設規劃實施之際,鐵一院聯合8家勘察、設計、咨詢和施工單位組成編制組,深入分析了西安軌道交通工程完成的13組大型浸水試驗成果,超150萬米鉆探、3萬余米探井成果,數千冊的基坑、隧道、地基處理等設計文件和近200公里已運營線路的長期監測成果,首次提出了軌道交通建構筑物分類標準,濕陷性試驗、濕陷性地基評價方法和地基處理原則等。
編制組先后開展調研工作20余次,召開專家討論會、咨詢會、審查會8次,編委會40余次,邀請徐張建、劉厚健、鄭建國等全國濕陷性黃土知名專家參與編制或指導,為本次標準成功實施奠定了堅實基礎。
本標準所建立的評價體系將提升西安地鐵工程的安全性與經濟性,填補了國內專業技術領域的空白,為我國濕陷性黃土地區綜合管廊、市政工程、輸水工程、鐵路工程、公路工程等地下工程建設提供參考和借鑒。
據了解,鐵一院在西北地區鐵路建設中積累了深厚的濕陷性黃土勘察、地基處理經驗,并在多個國家重點工程中實現了關鍵突破。特別是全球首條濕陷性黃土高鐵——鄭西高鐵,通過開展現場自重濕陷性黃土場地浸水試驗,發現實際濕陷量遠超理論計算值,驗證了強夯、擠密樁、柱錘沖擴樁等技術的有效性;首次采用“強夯+CFG樁”“擠密樁+CFG樁”組合措施,解決了深厚濕陷性黃土與松軟土地基的協同處理難題。
在寶蘭高鐵建設過程中,技術團隊創新采用深試坑、鉆探與靜力觸探結合的綜合勘察手段,精準查明隴西地區濕陷性黃土分布規律,為地基處理提供數據支持;同時,優化地基處理技術,基于鄭西高鐵設計經驗,針對不同濕陷等級和地層條件,提出了“淺層采用強夯或擠密樁、深層結合CFG樁復合地基”的分級處理策略,實現成本與工效平衡。
在濕陷性黃土研究領域,鐵一院累計獲得440余項相關專利440項(含發明專利90項),覆蓋黃土勘察、地基處理、監測技術等領域,主編《鐵路黃土隧道技術規范》,參編《高速鐵路設計規范》《濕陷性黃土地區邊坡工程勘察規范》《黃土原位測試規程》等涉及黃土章節的編制,在濕陷性黃土領域持續發揮領頭羊作用。
鐵一院將充分發揮設計院先導作用,以創新驅動培育新質生產力,強化“產學研用”協同創新,打造一批關鍵核心技術和標志性知識產權,為行業高質量發展作出新的貢獻。