客服QQ號：2992009682
返回近年來，中國鐵路設計集團有限公司（以下簡稱：中國鐵設）在工程地質勘探領域大力研發推廣應用新技術、新工藝和新方法，提高勘察設計效率和工程建設質量，降低工程造價，在防治路基凍脹、鐵路采空區勘察、鐵路地質勘察、隧道質量檢測、基層巖溶探測等方面取得了重要成果，有力推動了中國鐵設高效優質完成重點鐵路勘察設計任務。
凍脹監測技術為路基凍害把脈
在季節性凍土區修建高速鐵路，凍害是路基建造中的一大難題。近年來，中國鐵設地路院通過對哈齊高鐵、沈丹高鐵、盤營高鐵、大西高鐵、牡綏鐵路、哈佳鐵路、哈牡客專等項目中建立了試驗段并進行長期路基凍脹監測，提出了路基防凍脹優化措施，對路基防凍脹技術措施效果進行分析與評價，歸納了施工控制要點，有效指導了嚴寒地區高速鐵路路基結構設計及凍脹整治，獲得一系列季節性凍土區高速鐵路路基防凍脹設計、建設、運營維護以及規范修編等成果。
在寒冷、嚴寒地區，凍脹敏感性土分布廣泛，入冬前降雨量普遍較高，或地下水豐富，在冬季低溫嚴寒作用下凍脹現象普遍發生。鐵路作為長距離線性運輸工程，沿線往往穿越多個不同的凍土分區，其凍結深度差異較大，可高達3.5米左右。對于時速大于200公里的鐵路，對路基的平順性要求很高，尤其是高速鐵路的無砟軌道，要求路基變形不能超過4毫米。在各種不利因素疊加條件下修建軌道，又要保證線路平順與運營安全，路基防凍脹問題是路基設計的重點也是難點。
面對上述技術難題，中國鐵設地路院提出了一系列監測方案，首次制訂了在嚴寒氣候條件下，季節性凍土地區，跨越多個凍深區、多工點、不同路基結構、不同地形氣候條件、覆蓋全線路基的凍脹變形監測方案，采用傳統的人工監測和高科技遠程自動監測相結合的方法，全面監測路基段落的變形和凍脹參數，并添加工程試驗方案研究和室內試驗。通過調試改進了自動監測元器件，地路院構建了路基體的三維凍脹監測系統，建立了凍脹數據處理與分析系統，對采集的海量數據進行系統分析得到真實準確的監測結果，并結合氣候特點分析不同工程試驗方案發生凍脹的影響因素、凍脹機理，為確定嚴寒地區采取何種路基防凍脹結構和防凍脹措施提供了可靠數據與技術支撐。同時，他們還對現場不具備試驗條件或工程量較大的試驗進行室內試驗研究，更充分地了解凍脹機理，并作為現場監測和工程試驗方案的補充。
目前，地路院的監測技術方法和路基防凍脹技術已逐漸應用到多條線路中。路基防凍脹技術不僅改善了路基防凍脹效果，改進了施工工藝，而且為相關技術體系和標準的形成提供了良好的支撐。隨著嚴寒地區高鐵技術的建設發展，路基凍脹變形監測及防凍脹措施等技術成果將帶來更多無形的經濟效益。
綜合物探法破解采空區勘察技術難題
中國鐵設在長期的鐵路勘察設計過程中，經常面對礦產采空區的巨大挑戰。由于圍巖差異性以及開采方式、地下水分布、埋深、開采厚度、開采年代不同等問題，采空區及圍巖整體存在不確定性，導致采空區勘察難度十分巨大，從而使工程設計難以開展。為此，中國鐵設地路院物探專業通過深入開展綜合物探研究，取得了良好效果。
針對重點及難點的中深部采空，地路院物探專業綜合利用大地電磁法、瞬變電磁法、地震反射法、測氡法、重力、磁法、天然源面波等手段。在太焦線、佳沈線等重點項目中，他們科學圈定采空區范圍，確定采空區邊界，不僅取得豐碩的勘探成果，而且將綜合物探技術延伸到巖溶、地裂縫等不良地質的勘察，總結出針對不同采空區的組合方法，建立了相應的綜合勘察模式。
沈白線作為近些年采空區的勘察重難點項目，大范圍的煤礦、銅礦、鐵礦、石膏礦等10個采空區，密布于線位兩側，對鐵路選線造成了極大干擾。為此，物探專業采用了10多種物探方法有效破解了采空區勘察技術難題：采用重磁法對3處金屬礦進行了采空區勘察，成功圈定了采空區范圍；采用地震反射（炸藥震源）進行石膏礦采空區勘察，成功掌握了采空區范圍和采空區分布情況；在沒有鉆探揭示地層巖性的前提下，先期布設地震反射（炸藥震源）測線及天然源音頻大地電磁法（AMT）測線，直觀地對變質巖（巖漿巖）與沉積巖地層的界限進行了展示，為地質專業大規模排查采空區以及劃定塌陷影響范圍界限奠定了堅實基礎。
采空區綜合物探技術的深入研究，在鐵路選線過程中發揮了巨大的作用，有效破解了深部采空區勘察技術難題，掌握了大地電磁、瞬變電磁及地震反射等深部采空區勘察關鍵技術。地路院在鐵路采空區勘察領域進行的測氡和微動勘察新技術研究，填補了鐵路采空區勘察領域的空白。
深層靜力觸探技術滿足更高工程建設要求
深層靜力觸探技術是中國鐵設具有自主知識產權的一項新型原位測試技術，由中國鐵設地路院勘研所研發并推廣應用。該技術是在常規靜力觸探的基礎上通過改進關鍵性設備和優化現場操作工藝，而形成的能夠滿足勘察設計深度要求的一種巖土工程原位測試方法。目前，深層靜力觸探技術獲得2項發明專利（專利號：ZL201210096828.2），獲得了6項實用新型專利和1項軟件著作權，2011年獲天津市科技進步二等獎，并已在多個鐵路、城市軌道交通和工業與民用建筑項目的勘察中得到應用。
傳統的靜力觸探一般是利用壓力裝置將裝有傳感器的探頭勻速壓入土層中，獲得錐尖阻力和側摩阻力等參數，然后計算得出諸如土層承載力之類的土體物理力學參數，為工程設計提供依據。由于靜力觸探具備快速、經濟、測試數據連續等特點，在工程勘察項目得到了廣泛的應用，但是地層中不均勻分布的硬層卻成了制約常規靜力觸探大展拳腳的“攔路虎”，加之我國高速鐵路的快速發展，勘探深度越來越深，很大程度上限制了靜力觸探在重大工程勘察項目中的應用。
2008年，中國鐵設地路院勘研所開始進行深層靜力觸探技術研發，經過一系列設備改造和新工藝的運用，最終成功研制出以無纜觸探為基礎的深層靜力觸探設備及工藝。該深層靜力觸探方法利用旋轉水沖下入護管等措施來提高探桿穩定性；采用小直徑大噸位探頭，并在探桿與觸探孔壁之間注入潤滑劑等措施來減少探桿摩擦力，增加靜力觸探的深度，使其滿足高速鐵路、地鐵等項目的勘察深度要求。目前，該技術在天津地區最大測試深度為75米，有效破解了常規靜力觸探不易穿透硬層的難題，滿足了勘察要求。
近兩年，地路院在適宜的地區，如廊涿固保城際鐵路、霸商鐵路、石衡滄港城際鐵路等項目中都大量采用了深層靜力觸探技術，有效保證了勘察質量、提高了勘察效率，節約了勘察成本。
隧道質量檢測和基底巖溶探測有妙方
近年來，中國鐵設在鐵路路基、橋梁和隧道工程檢測業務方面獲得了長足發展，尤其是利用綜合檢測法解決了在隧道質量檢測和基底巖溶探測中遇到的難題，以高水平的檢測技術服務和良好的服務態度獲得了建設單位的廣泛認可。
隧道質量檢測包括對隧道初支和二襯襯砌厚度、襯砌密實度、襯砌后空洞、襯后回填密實度和襯砌強度的檢測。中國鐵設地路院在解決常規檢測的同時，自主創新利用地質雷達法解決隧道襯砌后空洞規模的定量檢測，實現了對空洞空間位置和空洞體積定量解釋和判定，為建設單位組織后續缺陷處理提供了翔實的數據，獲得各方一致好評。
基底巖溶探測為近年來地路院新開展的檢測業務，包括隧道基底巖溶探測和路基基底巖溶探測。目前，該方法已經在西南地區基底巖溶探測工作中發揮主要作用，發現了多處重大基底巖溶，為后期鐵路安全運營提供了可靠保障。
2017年，地路院共中標6個隧道質量檢測和基底巖溶探測項目。在中國鐵設成規模承攬橋檢工作中，地路院共完成了大萊龍鐵路全線180余公里77座控制性橋涵400余孔跨的現狀普查、無損檢測、靜動載試驗及提速試驗等作業內容，涉及普通混凝土梁、預應力梁、鋼桁梁及輕型墩等多種構造形式，為大萊龍鐵路擴能改造設計工作提供了充分技術依據。
旋轉觸探，一項方便經濟的技術
為研制出性能穩定、操作方便、經濟實用的新型觸探設備，中國鐵設地路院對原位測試技術進行了開發研究，創新研發出了旋轉觸探新技術。
旋轉觸探是將一定規格和形狀的探頭按一定的速率和轉速旋轉貫入土中，同時測記螺旋錐頭在旋轉貫入過程中所受的貫入阻力、旋轉扭矩及排土水壓的測試方法，是中國鐵設原創的原位測試新方法。這一方法包含旋轉觸探測試儀器設備，可以貫入、旋轉、給水于一身的旋轉觸探車，可以同時測定壓力、扭矩、水壓力的傳感器，數據采集處理儀等成套裝置和操作工藝。目前，旋轉觸探技術已在天津樞紐大北環線等多條鐵路及地鐵項目的地質勘察中得到了推廣應用。
經過多項技術難關，該項技術可以連續測試較深地層的力學參數，滿足不同工程的需要，特別是能夠滿足高速鐵路橋梁樁基持力層的選擇和地基沉降計算的需要。在實際工作中，旋轉觸探可穿透硬層，在天津地區最大土層測試深度為86米，實現了勘察數據采集自動化、處理智能化，對拓展原位測試技術、提高勘探質量、縮短勘探周期、節約勘探經費具有重大意義。
旋轉觸探自2001年研發以來，共獲得了4項國家發明專利（專利號：ZL200810151891.5）、9項實用新型專利授權和2項軟件著作權。旋轉觸探測試方法獲中國鐵道學會科學技術二等獎，測試儀器獲中國鐵道學會科學技術三等獎，成果應用研究獲中國鐵道學會科學技術一等獎，旋轉觸探研究部分成果已納入新修編的《鐵路工程地質原位測試規程》送審稿中，為旋轉觸探測試技術的推廣應用提供支持。隨著旋轉觸探在工程應用中不斷總結完善，旋轉觸探測試技術的應用前景將更加廣闊。
