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近日,国家发改委批复了徐淮盐、济青高铁等多条铁路项目,同时批复了成都、南宁两个城市的轨道交通近期建设规划,轨道交通项目的投资额合计超过2400亿元。
具体来看,新建通辽至京沈高铁新民北站铁路,项目投资预估算总额为220.1亿元;新建徐州至淮安至盐城铁路项目,项目投资估算总额414.9亿元;新建赤峰至京沈高铁喀左站铁路项目,项目投资预估算总额为204.4亿元;新建济南至青岛高速铁路项目投资估算总额599.8亿元。成都市轨道交通近期建设规划(2013~2020年)方案调整后,将增加投资467.2亿元;南宁市城市轨道交通近期建设项目总投资为529.37亿元。
土工材料具有质量轻、抗拉强度高、韧性好、能阻隔细颗粒移动、使水沿着土工材料表面渗出等特点,用于铁路基床封闭,易于达到提高路基稳定性、预防翻浆冒泥等基床病害的目的,且凭借相对较为简单的施工流程,可节省20%~40%的工程投资。在铁路工程中大量推广应用土工合成材料,不仅可以获得较高的经济和社会效益,还将对路基工程的技术进步产生深远影响。多位业内人士表示,此次政府大规模投资,对于土工合成材料的发展,将起到极大地促进作用。
地质条件差更加依赖土工膜
自2012年政府加大基础设施建设以来,以铁路建设为基础的民生工程迅速发展,尤其以偏远地区的铁路建设发展最为迅猛。根据中铁集团发布数据显示,越是地质条件差、施工环境艰苦的地方,铁路建设工程对于土工合成材料的需求越大。
达成铁路自东向西横贯四川盆地,穿越川东低山、川中丘陵、川西低山和成都平原四大地貌,沿线主要是翻浆冒泥土质。达成铁路设计按照国家一级次重型轨道单线铁路标准执行,在合格填料缺乏地段,采用0.1米后渗水+0.2米厚中砂夹层土工膜进行基床封闭处理,以防止雨水下渗软化基床土。该工程使用幅宽为4.0米、每平方米克重为600克的土工膜进行基床铺设,使用土工膜共计约103万平方米。
株六复线大龙至六盘水段位于贵州省中部,由东向西横贯贵州高原,线路先后穿越武陵山脉、苗岭丘陵山区,线路全长502.16千米,沿线地层主要由碳酸盐岩与碎屑组成。在增建第二线单饶或双绕时,路基设计按照《铁路路基设计规范》一级铁路重型轨道标准执行。该工程使用土工膜幅宽为4.0米,技术指标类似于达成铁路,全线使用土工膜约21万平方米。
内昆铁路新建段自宜宾站开始,线路总长度为385千米,沿线工程地质条件复杂,以危岩落石、岩溶、软土为代表,年平均降水量为738毫米~1226毫米。路基设计按国家一级次重型轨道单线铁路标准执行,在合格填料缺乏地段,采用厚度为0.2米的中粗砂夹一层土工布进行基床封闭处理,该工程全线使用土工膜约36.5万平方米。
忽略成本因素改善产品性能
市场越大,竞争就越大。在这个“大蛋糕”面前,部分不良企业为加强市场占有率,开始通过降低土工合成材料的耐久性压缩价格,保证利润。然而,这种做法将直接降低土工合成材料的蠕变、施工损伤、冻融、光氧与化学耐久性等性能,影响其使用年限。
西南交通大学教授罗强表示,土工合成材料企业参与铁路工程,合作方均为地方政府,成本并非首要考虑因素,寻求合作最重要的是具备过硬的产品品质,这也是规避“一次性合作”的重要途径。罗强表示,从材料研究角度,以满足工程应用为目的,土工合成材料企业在开发铁路建设用材料时应注重5方面问题。
一是加强对土工膜的基本性质(蠕变、老化等)、铺设和使用过程中受力和伤损情况等的实验研究,减少在确定材料物理力学性能指标时的盲目性和随意性;二是注意改善砂垫层中土工膜在列车动荷载长期作用下的疲劳特性,降低对土工膜隔水防渗等功能的影响;三是在继续进行室内实验和理论研究的同时,加强现场测试和对使用效果的客观评价,注意收集有价值的基础数据,特别应加强长期效果的现场观测和数据收集;四是围绕土工膜在基床中的应用,尽快形成一个可供设计用的计算分析方法,进一步探讨土工膜的合理布置位置及上下砂垫层的合理厚度;五是要明白不同等级的铁路,对基床的强度和刚度要求是不同的,应针对列车速度、密度、重量的差异,研究基床涂层的合理组合及土工膜的应用技术条件,加强土工膜工程应用的检测和管理,减少材料选择中的随意性。
“现有大部分土工合成材料企业配备的工程队伍的技术、管理水平偏低,因此,在土工材料推广过程中发挥的作用十分有限,我建议,应尽快加强政产学研联合科技攻关,结合工程项目开展有关设计理论、工作机理、材料耐久性等方面的课题研究,强化理论支撑,为结构设计提供支持。”罗强说道。
加强材料检验完善施工指南
“单方面提升产品性能并不能完全改善国内土工合成市场,”石家庄铁道大学教授杨广庆表示,“目前,铁路工程应用的超速发展和应用基础研究的相对薄弱,造成铁路建设实际应用中误用和不正确使用土工材料情况时有发生。个别施工单位为追求利润最大化,材料招标过程中只以低价中标为标准,导致所采购的材料质量和标准很难达到设计要求,给路基运营留下安全隐患。”
杨广庆表示,要规范铁道土工合成材料市场,应首先加强对土工材料的检验和审核,避免施工时因不按设计要求进行铺设,或者用低强度土工材料代替高强度复合土工材料,造成实际采购量少于设计量。
杨广庆同时建议,应尽快编制规范铁路土工合成材料加筋土结构设计与施工指南,完善设计方案,提高可操作性,为新产品推广应用奠定基础。此外,铁道系统应指定详细的产品标准,指定铁路生产、合格商认证程序,规范竞争机制,建立铁路市场准入制度。