本书系统论述了铁路及轨道交通施工和运营中经常遇到的常见主要工程地质问题及其勘查设计方法,包括区域稳定性问题,地震与活断层问题,崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、风沙等不良地质现象特征以及工程地质问题,盐渍土、黄土、膨胀土、软土和冻土等特殊土的特征及工程地质问题,路基、桥渡及隧道等铁路主体建筑物的工程地质问题。
铁路工程地质学分析和预测在自然条件和工程建筑活动中可能发生的各种地质作用和工程地质问题,例如:地震、滑坡、泥石流,以及诱发地震、地基沉陷、人工边坡和地下洞室围岩的变形,因破坏、开
采地下水引起的大面积地面沉降,及其发生的条件、过程、规模和机制,评价它们对铁路工程建设和地质环境造成的危害程度,并研究防治不良地质作用的有效措施,为铁路建设保驾护航。再版修订时,保持了第one版图书的原有结构框架和基本内容,作者根据第one版面世至今28年间铁路建设、地质灾害、规范标准等的变化和特点,引入工程地质学科国内外Z新研究成果,将理论与实践紧密联系,资料丰富,图文并茂,可读性和参考性强。
由西南交通大学蒋爵光教授主编的《铁路工程地质学》第one版面世迄今已经28年有余。在这28年中,作为国民经济的大动脉,中国铁路以不断刷新的中国选度,印证着时代的进步与变迁,火车从慢到快,高速铁路从无到有,伴随着GJ对基础设施工程投入力度的加大,铁路网遍布全国。从冰雪北国到彩云之南,从瀚海之滨到世界屋脊,一条条钢铁巨龙驰骋在中华大地,一声声汽笛轰鸣响彻神州九霄。
在这28年中,中国铁路路网已从“四纵四横”向“八纵八横”发展和布局、把全中国紧密地串联在一起。目前中国铁路营业里程已超过13万公里,其中,中国高速铁路在全世界所占的比例高达66. 7%, 居世界第one位。2008年8月1日正式开通运营的京津城际铁路则是中国大陆第one条城际高速铁路,也是《中长期铁路网规划》中第one个开通运营的城际客运系统。2009年12月26日开通运营的武广高速铁路,是中国“四纵四横”高速铁路网中第one个开通的初期运营速度350 km/h的高速铁路,拉开了我国高速铁路建设的序幕。武广高连铁路的开通,标志着我国首次将G字头的高速动车组列车投入运营中,成为当之无愧的“中国第one速”, 我国的高速铁路建设从此进入新时代。随后于2011年6月30日全线正式通车的京沪高速铁路、2012年9月28日全线建成通车的郑西高速铁路以及2012年12月1日竣工运管的哈大高速铁路等,全面开启了我国人口密集及经济发达地区范围高速铁路建设局面。同时,我国的中西部地区一直被世界其他GJ认为是难以通行的天堑,但是相继开通的西成高速铁路、兰渝铁路、渝贵铁路、成贵高速铁路等铁路线,以及即将开通的成兰铁路让蜀道难成为历史。
中国铁路通过不断地钻研和创新,28年来,克服了一个又一个世界公认的铁路建设难题,随着不同地区高速铁路修建,建立了我国在黄上、膨胀土、软土及冻土地基上修建高速铁路的勘察设计技术标准体系。而通过青藏铁路建设成功攻克高原冻土,西成高速铁路、兰渝铁路、成兰铁路等建设解决的复杂艰险山区诸如高位崩滑地质灾害、泥石流、岩溶以及深埋长大隧道高地应力环境下确保施工及运营的复杂工程地质问题,都为即将开建的具有“显著的地形高差、强烈的板块活动、频发的山地突害、脆弱的生态环境、高寒缺氧气候环境”五大环境工程特征的川藏铁路提供重要的参考借鉴、工程地质工作者面对不断涌现的新问题开展了众多卓有成效的研究工作,从而大大促进了铁路工程地质学科的发展。
此外,这28年又恰是地震及地质灾害多发期,1995年“1·17”日本阪神7. 3级大地震,1999年“9·21”中国台湾集集7. 6级大地震、2001年“11·14”中国东昆仑8. 1级特大地震、2006年“7·17”印尼爪哇岛7. 3级大地震、2008年“5·12”中国汶川8. 0级特大地震、2011年“3·11”日本官城县海域8. 6级特大地震、2013年“4·20”中国芦山7. 0级强烈地震、2014年“8·3”中国鲁甸6. 5级强烈地震,2017年“8·8”中国九寨沟7. 0级强烈地震,这些地震除了造成建筑物破坏及大量人员伤亡外,还诱发了大量的同震及次生地质灾害。另外,这28年来,国内还发生了数起特大型崩滑及泥石流地质灾害,如1996年“9·18”贵州印江堵江滑坡,2000年“4·9”西藏波密易贡堵江滑坡,2003年“7·13”长江三峡库区千将坪堵江滑坡,2004年“9·5”四川宣汉天台乡堵江滑坡,2008年“5·12”汶川特大地震诱发的北川唐家山滑坡、安县大光包滑坡、绵竹小岗剑滑坡、青川东河口堵江滑坡,汶川地震灾区2010年“8·13”、 2013年"7·10”、 2019年“8·20”特大泥石流灾害,2017年“6·24”茂县新磨村特大滑坡灾害等,这些灾害的形成机制及规模完全突破原有滑坡、崩塌及泥石流的传统理论及认识,工程地质工作者通过针对这些特大地质灾害的防灾减灾、勘察设计、工程治理方面的工程实践,积累了宝贵的经验,从另一方面推动了我国工程地质学科的发展和跨越。
与工程地质学发展的Z新水平相适应,本次再版引入了工程地质学科国内外Z新研究成果,对区域稳定性,崩场、滑坡和泥石流灾害,特殊岩土的地基处理,铁路主体工程Z新勘察方法,Z新规范和规程等都做了大福度修改完善和充实。作为高等院校地质工程专业教学用书,为了让学生系统掌握本专业工程地质学基本概念和基本理论,本书尽可能将基本概念清晰表达,并将基本理论与工程实际紧密结合,做到理论和实践的高度融合。
再版教材以第one版教材为基确、在保持原有结构框架和基本内容基础上,结合Z新研究成果和规范、标准进行了重新编写,其中胡卸文执笔绪论、第五章、第六章、第八章;蒋爵光执笔第二章、第十六章;赵晓彦执笔第十四章、第十五章、第十七章;罗刚执笔第one章、第三章、第十章、第十一章、第十三章;胡厚田执笔第四章、第七章;程少华执笔第九章、第十二章。吕小平和赵志明分别参与第五章、第八章编写。Z后由胡卸文统稿。
本书由中铁第one勘察设计院集团有限公司孟祥连GJ勘察大师和中铁二院工程集团有限责任公司张广泽教授级高工主审。在两位主审全面审阅书稿基础上,于2020年1月召开了审稿会议,孟祥连、张广泽、李建强,冯涛等对书稿提出了宝贵的修改意见和建议。会后编者根据审查意见又进行了认真修改完善。在此,编者对参加本书审稿的专家表示衷心感谢。
本书得以及时完偏得益于李水平、洪美玲、贺书恒、刘丁毅等在电子版录入、绘图、排版、校改等方面所做的大量工作,编著者向他们致以诚挚的谢意。
书中的缺点和不妥之处热优欢迎读者提出批评和指正。
编者
2020年2月
胡卸文,西南交通大学地球科学与环境工程学院教授,博士生导师。教育部高等学校地矿学科(2006—2010)和地质类专业(2013—2017、2018—2022)教学指导委员会委员、中国地质学会工程地质专业委员会委员等。1988年毕业于成都地质学院(现成都理工大学)。一直从事水电、交通、国土等领域的地质灾害等重大工程地质问题研究。蒋爵光,1929年生。1953年唐山铁道学院桥隧系毕业,留校任教,原长春地质学院进修教师,西南交通大学地质工程系教授(1994年退休)。一直从事工程地质、岩体力学的教学科研工作,曾参与铁路、公路、地铁和水电等工程有关地质及岩土相关的研究、咨询与论证等工作。赵晓彦,西南交通大学地球科学与环境工程学院教授,博士生导师。GJ精品课程(土木工程地质)及GJ来华留学英文授课品牌课程(geology applied to civil engineering)负责人。2000年毕业于西南交通大学地质工程专业。一直从事交通、市政、国土等领域的地质灾害及防治研究。罗刚,西南交通大学地球科学与环境工程学院副教授,硕士生导师。全国青年工程地质委员会委员,国际工程地质协会(IAEG)会员。2012年毕业于西南交通大学。一直从事崩塌、滑坡等地质灾害研究。胡厚田,男,1938年出生,硕士研究生,教授。主要从事崩塌落石及滑坡灾害防治方面的研究。程少华,女,1934年出生,大学本科学历,副教授。主要从事成都黏土工程地质性质研究、大瑶山隧道地应力研究。
绪论
第one篇 区域稳定性工程地质研究
第one章 地应力
第二章 地震
第三章 活断层
第二篇 不良地质现象的工程地质研究
第四章 崩塌
第五章 滑坡
第六章 泥石流
第七章 岩溶
第八章 风沙
第三篇 特殊土的工程地质研究
第九章 盐渍土
第十章 黄土
第十一章 膨胀土
第十二章 软土
第十三章 冻土
第四篇 铁路主体建筑的工程地质研究
第十四章 路基工程地质研究
第十五章 桥渡工程地质研究
第十六章 隧道工程地质研究
第十七章 铁路工程地质勘察