ЗАЩИТА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ И СООРУЖЕНИЙ ОТ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ. Правила проектирования и строительства (2016 год)

 

  Главная      Учебники - Разные 

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

ЗАЩИТА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ И СООРУЖЕНИЙ ОТ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ. Правила проектирования и строительства (2016 год)

 

 

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА
И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СВОД ПРАВИЛ
ЗАЩИТА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ И СООРУЖЕНИЙ
ОТ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ
Правила проектирования и строительства
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
(Первая редакция)
Москва 2016
Р Е Ф Е Р А Т
Объем отчета
-
стр.
из них текста
-
стр.
таблиц -
стр.
рисунков -
стр.
Ключевые слова: промышленный транспорт, нормативные документы,
Свод правил, техническое регулирование, железнодорожный путь, элементы
верхнего строения пути, карьерный транспорт, земляное полотно,
снегоборьба, cкальные обвалы, оползни, cсейсмические воздействия, охрана
окружающей среды, нормы устройства , мероприятия по защите
окружающей среды, проектирования, строительство, реконструкция.
Объект исследования является железнодорожный путь и элементы
верхнего строения пути, земляное полотно. Свод правил разрабатывается
впервые в соответствии с Федеральным законом от 27.12.2002г. №384-ФЗ
«О техническом регулированииª и Постановлением Правительства РФ от
19.11.200г.№858 «О порядке разработки т утверждения сводов правилª
Цель работы
- разработка основных требований безопасности
железнодорожного пути и объектов промышленного транспорта при
проектировании и строительстве и защиты от воздействия неблагоприятных
природных явлений.
Выполнен анализ нормативной информационной базы защиты
железнодорожного пути и сооружений , представлены требования и нормы
устройства железнодорожного пути, дана классификация нагрузок при
проектировании и строительстве верхнего строения объекта, даны
особенности проектирования земляного полотна в карьерах, представлены
материалы по техногенным нарушениям природной среды и его защите.,
представлены разделы по охране окружающей среды и пожарной
безопасности.
3
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
6
1. Основные положения по проектированию и строительству
8
железных дорог промышленных
8
1.1 Особенности эксплуатации и проектирования железнодорожных
путей промышленного транспорта
8
1.2 Водоотвод в условиях открытых горных разработок
10
2 .Основные факторы негативного воздействия природных явлений на
эксплуатацию железнодорожного пути
13
2.1 Влияние наледи на сооружения железных дорог
13
2.1.1. Возникновения наледей при выборе места перехода
18
2.2 Проектирование железных дорог в районах распространения наледей. 21
2.3.Влияние снежных лавин на эксплуатации железных дорог
22
2.4 Проектирование на участках развития склоновых процессов
24
2.5 Снежные лавины - фактор неблагоприятного природного явления
27
2.6 Проектирование в районах карстообразования
30
2.7 Проектирование в заболоченных районах
30
2.8 Проектирование железных дорог в местностях, подверженных снежным
заносам
31
2.9Проектирование и строительство железных дорог в районах
распространения вечномерзлых грунтов
32
2.10 Проектирование железных дорог в районах распространения сыпучих
песков
36
2.11 Проектирование железных дорог в сейсмических районах
38
3.Мероприятия по защите железнодорожных путей
39
3.1 Защита пути от снега, песчаных заносов, паводков
40
3.1.1.Способы защиты пути от снега
40
3.1.2. Организация и планирование очистки пути от снега
42
3.1.3. Очистка от снега стрелочных переводов
45
3.1.4. Организация работ по отводу воды
46
3.1.5. Очистка пути на участках перемещения сыпучих материалов
47
3.2 Мероприятия по защите пути от снега, песчаных заносов и паводков.. 49
3.2.1. Очистка стрелочных переводов
52
3.3 Использование снегозащитной техники и лесозащитных полос
56
3.4Защита железнодорожного пути от скальнообвальных явлений
58
4
4. Особенности содержания передвижных путей карьеров
63
4.1 Особенности содержания железнодорожных путей на подрабатываемых
участках
66
4.2 Особенности содержания технологических железнодорожных путей. . 67
5. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
69
6. ЛИТЕРАТУРА
71
5
ВВЕДЕНИЕ
Свод правил разрабатывается в соответствии с требованиями и
положением Постановлений правительства и Технических регламентов,
действующих на железнодорожном транспорте.
Задачей разработки Свода правил «Защита железнодорожного пути и
сооружений от неблагоприятных природных явлений. Правила
проектирования и строительстваª является защита железнодорожного пути и
сооружений: мостов, путепроводов, зданий станции от снежных и песчаных
заносов, снежных лавин и скально-обвальных явлений.
Развитие транспортной инфраструктуры
,
наращивание
экономического потенциала районов Севера, Сибири, Дальнего Востока
ставит задачи по ужесточению требований к экологическим нарушениям
в виде аварий на нефтегазопроводах, на железнодорожных путях и
транспортных объектах химических и металлургических предприятиях,
связанных с неблагоприятными природными явлениями. эксплуатационных
расходов и себестоимости перевозок.
Вопросы защиты железнодорожного пути от снежных заносов, лавин ,
оползней, циклоны и других атмосферных явлений, рассмотрен в Правилах,
специальных инструкциях и положениях.
Кроме того, загрязнение окружающей природной среды
промышленным транспортом связано с выбросами отработавших газов
двигателей тепловозов и автомобилей, потерей насыпных и наливных грузов
при перевозке и производстве погрузочно-разгрузочных работ, шумовыми
воздействиями и вибрацией, аварийными ситуациями с опасными грузами.
Стабильности
работоспособности
железнодорожного
пути
определяется состоянием верхнего строения пути, тесно связанного с
обеспечением надежности земляного полотна, которое, как несущая
6
конструкция пути, работает в сложных условиях, обусловленных природно-
климатическими и техногенными факторами воздействия. Потеря прочности
верхнего строения пути при воздействии определенных неблагоприятных
природных явлениях приводит к аварийной ситуации в движении
подвижного состава и нарушению работы объекта.
Для своевременного предупреждения транспортных экологических
нарушений, разрабатываются
мероприятия направленные на защиту
железнодорожного пути, выявления участков угрожающих безопасности
пути. Разработка и внедрение Свод правил должен обеспечивать выполнение
обязательных требований технических регламентов к инфраструктурным
объектам защиты железнодорожного пути и сооружений, которые
необходимо учитывать при проектировании
(включая изыскания),
строительстве, реконструкции этих объектов от снежных, песчаных и
земляных заносов, снежных лавин, камнепадов, оползней, селей, осыпей,
оврагообразования, водных потоков и осадков, от воздействия сильных
ветров, от возможного выхода на путь скота и крупных диких животных,.
Свод правил позволит регламентировать вопросы безопасности при
проектировании, строительстве, реконструкции в соответствии с
техническим регламентом Таможенного союза
«О безопасности
инфраструктуры железнодорожного транспортаª, также повысить
требования технического регламента о безопасности зданий и сооружений и
обеспечивать выполнение требований действующих нормативных
документов., в том числе СП 37.13330 Актуализированная редакция СНиП
2.05.07-91* « Промышленный транспортª
Технический эффект от внедрения свода правил на железнодорожном
транспорте связан с обеспечением безопасного движения подвижного
состава на железнодорожных путях промышленного транспорта , на которых
возможно негативное проявление неблагоприятных природных факторов.
7
1 Основные положения по проектированию и строительству
железных дорог промышленных
1.1Особенности эксплуатации и проектирования
железнодорожных путей промышленного транспорта
Эксплуатационные и технологические условия работы промышленного
транспорта имеют важные и значительные
отличия от
условий
эксплуатации железных дорог магистральных :
- нагрузка колеса на рельс до 500-600 кН/ось;
- многоосные тележки и малые диаметры колес специального подвижного
состава;
- различные виды грузов по массе, габаритам, температурам перевозимых
грузов, агрегатному состоянию;
- специфические режимы движения состава в условиях стесненности
площадок предприятий, с частыми разгонами и торможением
На металлургических и горных предприятиях , радиусы кривых от 80
до 300 м составляю до 50% от общей протяженности путей .
Существенное влияние на работу железнодорожных путей оказывают
погодные условия и экология предприятия. Исследования показали, что
износ рельсов замедляется в дождливые дни , вследствие смазывающего
действия воды. Такое же смазывающее воздействие, замедляющий процесс
истирания металла с поверхности катания рельсов и колес подвижного
состава оказывает снег и иней в зимнее время года. Однако , на общее
состояние пути и подвижного состава оказывает род балласта и степень его
загрязнения. Известно, что на песчаном балласте износ системы «колесо-
путьª происходит быстрее, чем на гравийном и на щебеночном, так как
попадающий на поверхность мелкий песок
оказывает абразивное
воздействие. Такое же воздействие оказывают частицы руды, угля, выплески
8
расплавленного металла металла , шлака и других загрязнителей различных
фракций, заносимых ветром в зону контакта.
Проектирование конструкций пути также имеет ряд особенностей:
- устройство пути с заглубленным балластным слоем, одно из необходимых
условий планировки промышленных объектов;
- насыщенность территории подземными инженерными коммуникациями
(водопровод, канализация, газопровод, кабельные сети и т.п.)
-на горнорудных предприятиях и районах отвала на металлургических
предприятиях наличие участков , требующих периодической сдвижки или
переукладке;
- укладка нетиповых конструкций пути на эстакадах, отвалы и др., по
которым перемещаются специальные транспортные агрегаты.
Определенную роль при проектировании объектов промышленного
транспорта рассматривают проектные решения, включающие требования
и защиту окружающей среды в районе проектирования
: специфику
окружающей флоры и фауны, климата местности и почвенно-геологические
условия. Особого внимания к условия проектирования и строительства
требуют районы Севера и Дальнего Востока и районы распространения
вечной мерзлоты, где восстановление природных условий даже при
кратковременном воздействии природных явлений может измеряться
десятилетиями. Также особое внимание
отводиться
разработки
дополнительных требований и положений, регламентирующих состав и
организацию выполнения комплекса мероприятий по подготовке
железнодорожного пути и сооружений путевого хозяйства к борьбе с
природными явлениями .
Для обеспечения безопасности движения на железнодорожных
объектах установлены необходимые требования к пропуску, весенних и
ливневых вод, наступления периодов ледоходов, влияния снежных заносов,
наледей, оползней, селей и др.факторов обеспечиваются подготовкой ряда
мероприятий:.
9
-проведением ежегодных укрепительных, ремонтных и строительных работ
по планам текущего содержания и ремонта, капитального ремонта и
переустройства сооружений;
- выполнением организационно-технических мероприятий и неотложных
работ на объектах;
- осмотром опасных мест : насыпи и выемки:
- осмотром оврагов, образующихся вблизи железнодорожного пути и
сооружений :
- осмотром пойменных насыпей в условиях длительного подтопления и с
недостаточным возвышением бровки над горизонтом высоких вод;
- осмотр мостов и труб c недостаточным отверстием и труб работающие под
напором, особенно в условиях паводков;
-
осмотр селепропускных сооружений и мест переходов под
железнодорожными путями различного рода трубопроводов:
- осмотр плотины прудов и различного рода водохранилищ, прорыв или
сброс воды из которых может вызвать повреждения железнодорожных
сооружений:
-плотины
,
водосливы, насосные станции, водозаборные и другие
гидротехнические сооружения, хозяйств водоснабжения, которым угрожает
подмыв .а также -
- осмотр автомобильных дорог вблизи пути, которые могут оказать влияние
на железнодорожные сооружения при пропуске весенних и ливневых вод.
1.2Водоотвод в условиях открытых горных разработок
К основной производственной сфере относиться горнодобывающая
промышленность. Россия одна из многих стран мира , которая почти
полностью обеспечивает все промышленные направления в отрасли.
Несмотря на большое разнообразие и запасы полезных ископаемых, добыча
их становится все более трудной в связи с увеличением глубины их
залегании и истощения запасов в легкодоступных районах. Истощение легко
10
добываемых запасов
и дальнейший рост добычи обуславливают
непррывный рост глубины карьеров и усложняют условия производства
горных, транспортных и отвальных работ. В результате производства на
открытых горных работах в земной коре образуются большие выемки,
образуя карьеры. Массив пород в естественном положении находится в
обычном напряженном состоянии. Разработка его открытом способом
чущественно изменяет поле напряжений и может привести к обрушению. С
учетом. Влияния неблагоприятных природных явлений, теряется равновесие
бортов карьера и уступов.
Уступы карьеров, особенно расположенные ниже земной поверхности,
подвергаются воздействию поверхностных вод. Кроме того, месторождения
полезных ископаемых, разрабатываемые открытым способом, как правило,
характеризуются значительной обводненностью подземными водами, что
обусловливает большие притоки воды в карьерах. Поверхност
ные, подземные и карьерные (скапливающиеся на рабочих площадках) воды
вызывают отрицательные горно-геологические явления
(связанные, как
правило, с деформациями бортов карьеров и отвалов), а также повышают
влажность полезного ископаемого и вскрышных пород, снижая производи-
тельность горно-транспортных машин.
Поступление воды на отдельных карьерах составляет десятки тысяч
кубометров в сутки (до 15 млн. м3 и более в год). Поэтому водоотвод и
водоотлив являются важным участком карьерного предприятия. Расходы на
водоотлив достигают 10—15% себестоимости полезного ископаемого. :
По гидравлическим условиям месторождения подразделяются на простые
с водопритоком
100—300, реже до.
50.0—
1000 м3/ч, сложные с
водопритоком 500—2000 м3/ч и весьма сложные с водопритоком до 6000
м3/ч.
Проектирование систем защиты карьеров от воды производится с учетом
степени сложности природных условий месторождений полезных
ископаемых и применяемой технологии производства горных работ.
11
Мероприятия по осушению карьеров должны предусматривать ограждения
от притока поверхностных и подземных вод. Природные водотоки— реки,
ручьи, озера, болота и др.— отводят за пределы горного отвода с помощью
открытого обводного канала или тоннеля.
В месторождениях с несложными гидрогеологическими условиями
устраивают дренажные траншеи и создают систему карьерного водоотлива.
При этом способе осушения дреной является и сам карьер.
Для осушения месторождений в сложных и весьма сложных
гидрогеологических условиях применяют поверхностный, подземный и
комбинированный способы осушения.
Подземный способ осушения заключается в создании системы дренажных
траншей и горизонтальных дренажных скважин (см.схему) или системы
вертикальных водопонижающих скважин с откачкой воды. Схемы
расположения вертикальных скважин в плане разделяются на кустовые,
линейные, контурные и сетчатые, а в разрезе — на бдногоризонт- ные и
многогоризонтные, коллекторные и бесколлекторные. Расстояние между
скважинами (принимается в зависимости от коэффициента фильтрации)
может быть от 30—50 до 200—250 м.
Кроме этого, подземная система осушения может состоять из дренажных
штреков и пройденных из них восстающих и нисходящих самоизливающихся
скважин (забойных фильтров); скважин, пройденных в штрек е поверхности,
и других устройств..
12
Рис. 1 Схема подземного карьерного водоотлива:
1— дренажная скважина; 2 — водосборная канава; 3 — канава с водоотводной трубой; 4
—пригрузка; 5 — поверхностная водоотводная канава; 6 — сниженный уровень
подземных вод; 7 — нагнетательная труба; 8 — водоотливной ствол; 9 — насос; 10 —
всасывающая труба; 11 — водосборник; 12 — водосборная скважина; 13 — дренажно-
водосборный штрек
При комбинированной системе осушения используются как скважины с
поверхности, так и дренажные штреки.
Если обычные методы осушения приводят к региональному истощению
водоносных пластов и к нарушению нормальных условий водоснабжения
прилегающего района, применяют водонепроницаемые (барражные) завесы.
Обычно они применяются для глубины 15—20 м.
2 .Основные факторы негативного воздействия природных явлений
на эксплуатацию железнодорожного пути
2.1 Влияние наледи на сооружения железных дорог
В последние годы транспортная сеть нашей страны расширяется
главным образом на восток, в районы со сложными природными условиями
и, в частности, с явлениями наледеобразования. Выбор места перехода через
водотоки автомобильной или железной дороги в районах распространения
наледей представляет значительные трудности в связи с необходимостью
прогнозирования наледей, возникающих на участках переходов при
строительстве транспортных сооружений.
Стратегией развития транспорта до
2030 года предусмотрено
интенсивное освоение крупных промышленно-территориальных комплексов
в ряде регионов России. Кроме основного дорожного строительства , особое
место занимает строительство и реконструкция железных дорог в районах
Сибири и Дальнего Востока. Основная проблема при сооружении и
эксплуатации дорог - обеспечение надежности и безопасности движения, в
том числе
- на наледневых участках. По воздействию на инженерные
сооружения наледо-образование относится к опасным криогенным и
гидрогеологическим процессам. Наледи, покрывая полотно железных и
13
автомобильных дорог, препятствуют их эксплуатации, заполняя льдом
отверстия водопропускных труб и мостов, временно выводят их из строя и
разрушают эти сооружения. На борьбу с наледями тратятся большие
средства. Финансовые и материальные затраты на реализацию различных
способов противо- напедной борьбы, часто с применением ручного труда,
исчисляются миллионами рублей. Применяемые методы и способы борьбы-с
наледями не всегда являются эффективными. Это происходит в тех случаях,
когда не учитывается мерзлотно-гидрогеологические условия региона и
конкретного наледного участка. Совершенствование способов борьбы с
наледями на основе, имеющегося опыта представляется актуальным и
имеющим большое практическое значение для безопасности на транспорте.
Выбор мер предупреждения наледей зависит как от особенностей
проекта, так и от природных данных участка перехода, предусмотреть
которые заранее невозможно. Здесь могут быть намечены лишь общие
принципы и рассмотрены наиболее типичные случаи.
Если ожидается появление бортовых потоков (верховодки) только в
результате оттаивания в полосе отвода вечномерзлых грунтов, то одно из
технических решений
- уменьшить проектируемую ширину просеки на
склонах лога (долины) и запретить нарушение естественного растительного
покрова. Поскольку наледи при этом питаются в основном талыми водами,
происхождение которых связано с нарушением слоя вечной мерзлоты, и
обычно прекращают свою деятельность через 1-2 года эксплуатации дороги,
проектирование для борьбы с ними капитальных противоналедных
сооружений нецелесообразно. Если бортовые потоки появляются в результате
изменения направления склонового стока из родников и "мокрых косогоров",
то наледи на переходе могут действовать постоянно, поэтому целесообразно
запроектировать сброс воды, притекающей к земляному полотну с низовой
стороны полосы отвода, в узких фильтрующих прорезях или дренажах,
допуская ее объединение в общий поток только в исключительных случаях,
14
притом с углом взаимодействия β менее 30°.
Если по какой-либо причине осуществить сброс притекающей к
земляному полотну воды невозможно, на склоне необходимо обеспечить
регулирование бортового стока, например с помощью постоянных валов,
отжимающих бортовой поток от насыпи при соударении его с русловым
потоком под углом не более 30°.
На постоянно действующих водотоках при обнаружении возможности
появления донного льда, шуги (ежегодно или эпизодически) применение
железобетонных круглых труб и каменных отмостков перед мостами не
допускается. Возможность возникновения наледей, связанных с повышенной
теплоотдачей русла, устанавливается теплотехническим расчетом.
Одной из мер предотвращения или ослабления наледей на том или
ином участке проектируемого перехода является выравнивание
(регулирование) глубины русла основного водотока на перекатах,
исправление, резких уширений в плане, ликвидация островков, проток,
староречий и т.п. Замена меандр искусственными прямыми участками или
прорезями уменьшает его общую длину, снижает шероховатость, устраняет
препятствия, вызывающие потери кинетической энергии, увеличивает
гидравлический уклон, вследствие чего вероятность появления наледи
снижается. Любой прием углубления русла должен сводиться к приданию
ему формы, обеспечивающей равномерное движение воды без гашения
кинетической энергии потока. На раскидистых участках русла поперечное
сечение необходимо искусственно сужать с помощью дамб или
направляющих валов. Длина участка русла, на котором должно быть
произведено выравнивание, назначается в зависимости от размеров водотока
и его особенностей, но не менее 100 м в верховую и низовую сторону от
продольной оси перехода.
При организации работ по возведению, искусственного сооружения
необходимо предусмотреть приведение русла в надлежащий порядок
15
(удалить сваи, строительный мусор, склады лесоматериалов и т.п.).
Многолетние комплексные исследования, выполненные в стране , дали
возможность разработать ряд нормативных документов, руководств
,
методик по проектированию и строительству автомобильных и железных
дорог, правил по борьбе с этим природным явлением. Исследованы и
проведен анализ естественного наледообразования в различных районах, и в
частности на железнодорожной трассе Байкало-Амурской магистрали
,
Норильской железной дороге.
Обследование наледных участков выполнялось по известным
методикам с применением буровых работ, термометрических наблюдений,
маршрутных и стационарных исследований. Изучение наледообразования
вдоль железных дорог магистральных, путей необщего пользоания и
промышленных предприятий, определены отдельные
закономерностй
изменения наледных процессов и эффективности применения различных
способов противоналедной борьбы выполнено на базе мерзлотно-
гидрогеологического районирования, а также типизации наледей по
источникам питания, с использованием материалов изысканий и результатов
обследований.
Влияние климата на наледообразование существенно. Оно заключается
в том, что количество осадков, выпавших в предзимний период, суровость и
снежность зимы, определяют количество образующихся наледей и их
размеры. Для наледей разных типов это влияние различно. Такие
метеорологические параметры, как температура воздуха, мощность снежного
покрова, учитываются при выборе способов противоналедной борьбы. При
проектировании приводится районирование исследуемой территории по
основным климатическим характеристикам, обусловливающим развитие
наледных процессов.
Закономерности распространения и формирования естественных
наледей. На формирование наледей влияют: климатические, геолого-
16
структурные и мерзлотно-гицрогеологические условия в комплексе.
Сочетание этих признаков обусловливает большое разнообразие проявлений
наледных процессов и значительное изменение параметра, характеризующего
степень регионального развития наледей. Очень отчетливо эта зависимость
прослеживается в зоне БАМ.
Техногенные нарушения природной среды изменяют существующие
условия теплообмена между атмосферой и литосферой, температурный
режим грунтов, глубину сезонного промерзания и оттаивания.
Учитывая
климатическое районирование территории Российской Федерации, наледи
широко распространены . При пересечении наледных районов
автомобильной или железной дорогой наледи появляются на некоторых
участках в первые же годы после постройки. Предугадать заранее, в период
изысканий и проектирования участки трассы, на которых возникнут наледи
после постройки дороги, первоочередная задача прогнозирования.
При выборе места перехода в наледных районах обычное технико-
экономическое сравнение конкурирующих вариантов необходимо дополнять
анализом в целях учета наледеобразования. При этом, возможны два
оптимальных решения:
- переход через водоток на участке, где имеются наледи или их наблюдали
здесь в прошлом, в особо неблагоприятные годы;
- переход через водоток на участке, где наледей никогда не было, но они
наблюдались на других участках этого водотока или на соседних водотоках.
Оценить возможность наледеобразования на проектируемом переходе
можно косвенными путями, изучая возможность
(или невозможность)
появления наледеобразующих факторов после постройки транспортных
сооружений, т.е. привлекая теорию, раскрывающую физическую картину
явления.
Положенная в основу настоящих "Методических рекомендаций"
17
физико-геометрическая схема формирования наледи позволяет подойти к
этим природным явлениям теоретически как к частному случаю
формирования массы (вещества) в природе. Это дает возможность выявить
признаки потенциальной наледности географических районов Союза и
участков русла водотоков в наледных районах, руководствуясь которыми
проектировщик еще на стадии технического проекта может, в известной
степени, опознать инженерный фактор, неизбежно возникающий при
строительстве транспортных сооружений, который самостоятельно или в
сочетании с природными факторами, уже имеющимися на выбранном
участке перехода, станет причиной возникновения наледей по окончании
строительства.
Данные обоснованного прогноза наледей при выборе места перехода
дают возможность учесть при сравнении конкурирующих вариантов
непроизводительные затраты, связанные с развитием наледей в период
эксплуатации дороги и принять, в зависимости от прогнозируемых условий,
соответствующее инженерное решение: отказаться от данного варианта,
применить специальный тип искусственного сооружения, включить в
технический проект капитальные противоналедные устройства (сооружения)
или ограничиться эксплуатационными противоналедными мерами борьбы.
2.1.1. Возникновения наледей при выборе места перехода
Прогнозировать наледи на переходах через водотоки автомобильных и
железных дорог необходимо на гидродинамической основе, руководствуясь
следующими положениями:
1) при разработке технического проекта дороги, пересекающей наледные
районы прогноз наледей необходим при выборе вариантов перехода через все
малые и средние водотоки.
Если автомобильная или железная дорога проектируется вне пределов
наледных районов, прогноз наледей необходим при вариантах перехода на
потенциально наледных участках, южная граница распространения которых
18
совпадает с границей районов, где малые водотоки покрываются устойчивым
ледяным покровом на весь период зимы;
2) на участках русла водотоков, находящихся в пределах наледных районов*,
на основе анализа принятых проектных решений и данных гидрологической,
гидрогеологической и мерзлотной съемки участка перехода, устанавливается
объем и характер нарушений транспортным строительством естественного
гидрологического, гидрогеологического и мерзлотного режимов и
прогнозируется появление инженерных факторов наледеобразования.
Результаты прогноза уточняются путем учета существующих на участке
природных (потенциальных) факторов наледеобразования и оценки общих,
стокообразующих факторов на водосборе.
Земляное полотно дороги, пересекая склоны, сложенные достаточно
фильтрующими породами, препятствует движению подземных вод по
исторически сложившимся полосам подземного стока, искусственно
направляя их к ближайшему водопропускному сооружению. Образующиеся
на участках переходов в связи со строительством земляного полотна
бортовые потоки, дающие дополнительные выходы подземных вод, одна из
основных причин появления наледей на переходах через водотоки после
постройки дороги.
Источниками питания бортовых потоков могут быть родники на
склонах, атмосферные осадки, выпавшие в конце безморозного периода, сток
из болот (марей), талые воды вечномерзлых грунтов, оттаивающих в полосе
отвода после расчистки просеки, производственные стоки и т.п.
Появление факторов наледеобразования по окончании строительства
наиболее вероятно при следующих условиях:
а) пересечении земляным полотном склонов, сложенных вечномерзлыми
грунтами при устройстве широкой просеки;
б) наличии на склонах большого количества родников и заболоченности
19
("мокрые склоны");
в) близком залегании на склонах
(в пределах сезонного оттаивания)
скального водоупорного сдоя, особенно из выветрившихся изверженных
пород;
г)
недостаточном
количестве
запроектированных
косогорных
водопропускных и перепускных сооружений;
д) строительстве дороги по способу раскрытия вечной мерзлоты;
е) трассировании прямолинейно (по секущей) к склону;
ж) подрезке водоносных слоев полувыемками и выемками при неполном
сбросе воды (на склонах) в низовую сторону в морозный период и т.п.
Инженерными факторами наледеобразования могут явиться сами
искусственные сооружения, если ими затрудняется пропуск меженного
расхода воды, и особенно, если в них скапливается шуга.
Выбор мер предупреждения наледей зависит как от особенностей
проекта, так и от природных данных участка перехода, предусмотреть
которые заранее невозможно. Здесь могут быть намечены лишь общие
принципы и рассмотрены наиболее типичные случаи.
Одной из мер предотвращения или ослабления наледей на том или
ином участке проектируемого перехода является выравнивание
(регулирование) глубины русла основного водотока на перекатах,
исправление, резких уширений в плане, ликвидация островков, проток,
староречий и т.п. Замена меандр искусственными прямыми участками или
прорезями уменьшает его общую длину, снижает шероховатость, устраняет
препятствия, вызывающие потери кинетической энергии, увеличивает
гидравлический уклон, вследствие чего вероятность появления наледи
снижается. Любой прием углубления русла должен сводиться к приданию
ему формы, обеспечивающей равномерное движение воды без гашения
кинетической энергии потока. На раскидистых участках русла поперечное
20
сечение необходимо искусственно сужать с помощью дамб или
направляющих валов. Длина участка русла, на котором должно быть
произведено выравнивание, назначается в зависимости от размеров водотока
и его особенностей, но не менее 100 м в верховую и низовую сторону от
продольной оси перехода.
2.2 Проектирование железных дорог в районах распространения
наледей.
Наледи, образовываются в результате замерзания воды, излившейся на
ледяной покров реки, на пойму (речные наледи) или на поверхность грунта
(грунтовые или ключевые наледи). Речная наледь образуется из-за
уменьшения живого сечения реки вследствие ее промерзания, грунтовая - из-
за уменьшения живого сечения подземного потока при промерзании
деятельного слоя, а ключевая наледь образуется при замерзании воды
источника, растекающейся по поверхности земли.
Наледи широко распространены в северных и восточных районах
России и достигают огромных размеров, объем некоторых из них на трассе
БАМа достигает 5-7 млн. м3, а толща - 4-5 м. Опыт сооружения железных
дорог показывает, что в результате постройки дороги при нарушении
естественного водно-теплового режима число наледей обычно возрастает.
Опасность наледей для железных дорог состоит в том, что лед может
заполнить отверстия мостов и труб, а в выемках, нулевых местах и
невысоких насыпях наледи могут перекрыть путь.
При проектировании необходимо обойти наиболее крупные наледи,
однако это не всегда возможно. В период строительства глубокое
водопонижение путем откачки воды из скважин, располагаемых на площадке
сооружений или вблизи них
(например, на откосе выемки), может
ликвидировать наледную опасность.
При организации работ по возведению, искусственного сооружения
21
необходимо предусмотреть приведение русла в надлежащий порядок
(удалить сваи, строительный мусор, склады лесоматериалов и т.п.).
При разработке проектного решения в основу технико-экономического
обоснования принимаются следующие показатели:
- безопасность (надежность) эксплуатируемых сооружений;
- минимизацию финансовых, трудовых затрат и материалов;
- комфортность обслуживания транспортных сооружений,
- снижение ручного труда в суровых условиях;
- охрану природной среды.
2.3.Влияние снежных лавин на эксплуатации железных дорог
Одним из природных явлений являются снежные лавины. Снежные
лавины - достаточно широко распространенное природное явление, которое
служит для естественного перераспределения снежного покрова в горах
умеренных и высоких широт. Часто лавины являются источником питания
горных ледников и играют положительную роль в горных природно-
территориальных комплексах.
Характер природного стихийного бедствия снежные лавины, наряду с
землетрясениями, наводнениями и ураганами, приобретают в том случае,
когда жилые объекты или объекты хозяйственной деятельности человека
попадают в зоны их действия. Снежные лавины нарушают основные условия
эксплуатации
(безопасность и бесперебойность движения) на горных
участках в районах Сибири и Дальнего Востока.
В такой же мере снежные лавины нарушают нормальную эксплуатацию
автомобильных дорог в горных районах. В связи с освоением природных
ресурсов в горных районах и строительством новых железных и
автомобильных дорог неизбежно увеличивается количество объектов,
требующих защиты.
22
Практика эксплуатации железных дорог в условиях горной местности
показывает, что, как правило, сходы снежных лавин на путь имеют
устойчивый характер и приводят к необходимости закрытия перегонов на
время расчистки пути от снега. Наряду с этим, непрогнозируемый выход
лавины на дорогу нарушает условия безопасности движения поездов.
Многолетние исследования и опытно-производственные работы
показали эффективность применения лавинозащитных сооружений
различных типов. Однако анализ применяемых средств защиты показывает,
что в последнее время вопросам проектирования и строительства
снегоудерживающих сооружений в России практически не уделялось
должного внимания, хотя данный класс лавиной защиты является наиболее
эффективным способом предупреждения образования лавин и имеет
неоспоримые преимущества. В первую очередь, это низкая стоимость
проектирования, строительства и эксплуатации, а также положительный
экологический эффект, который оценивается степенью влияния сооружения
на природную среду.
Строительство железных дорог во многих районах России проходит в
сложных климатических, инженерно-геологических, гидрогеологических и
сейсмических условиях. На севере Сибири наблюдаются ветропесчаные
потоки, которые могут выдувать грунты земляного полотна. В некоторых
районах Якутии распространены подвижные пески
(тукуланы), которые
создают угрозу песчаных заносов железнодорожного пути.
Проектирование железных дорог в указанных районах требует особо
тщательных инженерных изысканий с использованием космической и
аэрофотосъемок и организации наблюдений за природными процессами в
районе намечаемой трассы. При изысканиях и проектировании используются
данные эксплуатации участков-аналогов на уже построенных объектах,
применяются методы моделирования для прогнозирования динамики
геологической среды в условиях воздействия на нее инженерных объектов.
23
Многообразие природных условий, с которыми приходится
сталкиваться при проектировании железных дорог, во многих случаях
требует индивидуальных решений, обусловленных сочетанием в данных
конкретных условиях тех или иных климатических, топографических,
инженерно-геологических и других факторов. Наряду с этим могут быть
выявлены некоторые общие закономерности, основанные на теоретических и
экспериментальных исследованиях, а также на опыте проектирования,
строительства и эксплуатации железных дорог в сложных природных
условиях.
При проектировании железных дорог преодоление сложных природных
условий может быть осуществлено следующими способами: выносом трассы
с участков, неблагоприятных в инженерно-геологическом отношении;
исключением неблагоприятного воздействия того или иного геологического
явления на сооружения железной дороги; приспособлением сооружений
дороги к сложным инженерно-геологическим условиям; использованием
отдельных природных явлений, обычно считающихся неблагоприятными.
Приспособление сооружений дороги к сложным инженерно-
геологическим условиям выражается в выборе соответствующих
конструкций земляного полотна, опор мостов и других сооружений в
зависимости от типа оснований.
2.4 Проектирование на участках развития склоновых процессов.
В горных районах на спусках с водоразделов железная дорога проходит
по местности, где могут быть распространены склоновые процессы. К ним
относятся такие явления, как курумы, осыпи, обвалы, оползни, сплывы, сели,
снежные лавины.
Курумы
-
скопления хаотически нагроможденных обломков
изверженных пород, находящихся в неустойчивом равновесии либо медленно
(со скоростью нескольких сантиметров в год) движущихся каменными
24
потоками по склонам. Причиной движения курумов, кроме гравитационных
сил, могут быть температурные воздействия, вызывающие переменное
сжатие и расширение глыб.
Осыпи - скопления камней, движение которых может происходить в
виде быстрых смещений отдельных обломков, главным образом под
действием гравитации.
Участки с курумами и осыпями желательно обойти. Однако поскольку
курумы могут занимать на склонах площади в десятки и сотни гектаров, то
их обход трассой может быть затруднен. При неизбежности пересечения
осыпей и курумов трассу, как правило, следует проектировать насыпями на
более пологих склонах, где скорости движения камней наименьшие.
При крутизне склонов более 10-12° насыпи уширяют в нагорную
сторону на 1-2 м, а в выемках с нагорной стороны сооружают улавливающие
траншеи или подпорно-улавливающие стены. При возведении земляного
полотна на участках курумов и осыпей следует обеспечить возможно более
полное сохранение естественных условий на склоне и, в частности бережно
сохранять древесную и кустарниковую растительность. Корни деревьев и
кустарников армируют обломочный материал и препятствуют скатыванию
глыб.
На склонах круче 25° следует избегать устройства насыпей. Выемки на
таких склонах также не проектируют. В этих условиях рассматривают
варианты устройства эстакад или тоннелей. Тоннели можно разрабатывать
открытым способом в массиве коренных пород с последующей засыпкой
местным грунтом до уровня постели курума.
Обвалы - это отрывы и падение больших масс горных пород. Участки,
где возможны обвалы, следует обходить трассой либо необходимо строить
тоннели в устойчивых скальных породах. Отдельные неустойчивые глыбы
должны быть взорваны, а откосы с направлением трещиноватости в сторону
25
земляного полотна следует укреплять торкретированием, одевающими
стенками. Необходимо также предусматривать улавливающие сооружения,
заградительные сети и др.
Оползнями - смещение (скольжение) земляных масс вниз по склону под
действием гравитации. На территории России оползневым процессам
подвержены районы Прибайкалья, юга Восточной Сибири, Забайкалья,
Дальнего Востока, Урала и некоторые центральные районы европейской
части страны, в частности Поволжье.
В процессе изысканий склоны со следами оползней выявляют и
тщательно обследуют. При трассировании оползневые склоны по
возможности обходят. Если же укладка трассы на этих склонах неизбежна, то
не допускают подрезки склонов, поэтому выемки в нижней части
оползневого массива не устраивают. Насыпи сооружают, главным образом, у
подошвы склона, где они играют роль пригрузки и способствуют
стабилизации оползня. При необходимости укладки трассы на более высоких
отметках земляное полотно проектируют невысокими насыпями или в виде
нулевых мест, а в верхней части склона - неглубокими выемками.
В проектах предусматривают мероприятия по стабилизации оползней:
гидромелиорацию - сбор и отвод поверхностных вод, перехват или понижение
уровня грунтовых вод; агролесомелиорацию - создание и сохранение на
территории травяного покрова, кустарниковых и лесных посадок;
мероприятия по механическому удержанию оползневых масс — устройство
контрбанкетов, подпорных стен, контрфорсов.
В практике проектирования и строительства железных дорог много
примеров, когда в качестве радикального решения по предотвращению
оползней, сплывов, селей. Сплывы распространены чаще всего на откосах
молодых выемок
(возрастом до
5 лет). Они появляются вследствие
насыщения грунта откосов поверхностными водами или из-за выхода
грунтовых вод на поверхность откосов, сложенных глинистыми грунтами,
26
особенно пылеватыми. Наиболее часто сплывы происходят, если откосы
выемок сложены пучащими грунтами. Для предупреждения сплывов из-за
пучения грунта применяют известные приемы борьбы с пучинами,
приспособив их к использованию на откосах. Сель — это внезапный горный
грязевой поток с большим количеством твердых включений. На территории
России селеопасные районы распространены на Северном Кавказе, в
некоторых областях Прибайкалья, Забайкалья и Дальнего Востока.
При проектировании железных дорог в районах с селевыми потоками
следует прежде всего рассмотреть вариант обхода трассой селевых русел.
Если это невозможно, то предусматривают противоселевые защитные
сооружения: селепропускные, селенаправляюшие и стабилизирующие.
Пропуск селевого потока через железную дорогу желательно
осуществлять в узком месте лога
(где русло фиксировано высокими
устойчивыми берегами) однопролетным мостом отверстием не менее 4 м. В
случае если такой вариант осуществить трудно, следует рассмотреть
возможность пере сечения селевого русла у подножья склонов с пропуском
селевого поток над путем селеспуском (сооружение типа акведука).
Селенаправляющие сооружения
(дамбы) предусматриваются для
направления потока в селепропускное отверстие или отвода селевого потока
от защищаемого объекта.
Стабилизирующие защитные сооружения возводят для задержки
селевого потока или уменьшения его кинетической энергии. Для этого в
русле выше места пересечения его трассой железной дороги сооружают
систему запруд. Высоту запруд над дном русла принимают от 2 до 5 м.
Наибольшее распространение получили запруды в виде сквозных
сборных железобетонных конструкций рамно-решетчатого типа, которые,
пропуская воду, песок и ил, задерживают большие камни.
2.5 Снежные лавины - фактор неблагоприятного природного явления
27
Достаточно широко распространенное природное явление снежные
лавины, которое служит для естественного перераспределения снежного
покрова в горах умеренных и высоких широт. Часто лавины являются
источником питания горных ледников и играют положительную роль в
горных природно-территориальных комплексах.
Снежные лавины наблюдаются во многих горных районах России.
Известны случаи разрушения снежными лавинами не только
железнодорожных путей, но даже опрокидывания поездов. Лавиноопасными
являются ровные незалесенные склоны круче 15—18° и высотой более 40-50
м, если на них выпадает снежный покров толщиной 0,5 м и более. Чем круче
склон, тем больше вероятность схода лавин, но при крутизне склонов более
60° лавинная опасность несколько уменьшается вследствие постоянного
осыпания снега мелкими порциями. Объемы лавин зависят от площади
снегосборного бассейна и ряда других факторов и составляют от нескольких
тысяч до десятков и сотен тысяч кубических метров.
При трассировании железных дорог в лавиноопасных районах
необходимы тщательные изыскания, цель которых определить зоны
распространения лавин, пути схода, скорость и возможный объем лавин для
решения вопроса о целесообразности обхода лавиноопасных участков либо
для выбора типа и правильного размещения противолавинных защитных
сооружений. При проектировании железной дороги в районе
распространения лавин в ряде случаев возможен обход опасной зоны.
Например, когда трасса прокладывается долинным ходом, то, иногда можно
избежать лавинной опасности переносом трассы на другой берег реки или
даже на острова хотя бы и затопляемые паводковыми водами
На участках трассы при спусках с водоразделов пересечение
лавиноопасных склонов может оказаться неизбежным и тогда проектируют
противолавинные защитные сооружения. В зависимости от их назначения эти
сооружения подразделяются на регулирующие снегонакопление в лавинос-
28
борах, удерживающие снег на склонах
(предотвращающие сход лавин),
защищающие путь от пришедших в движение лавин.
Регулированием снегонакопления в районах с сильными метелями в
ряде случаев возможно задержать переносимый снег за пределами опасной
площади. Для этого устанавливают на наветренном склоне снегосборные
решетчатые щиты, которые аккумулируют снег на наветренной стороне.
К сооружениям, удерживающим снежный покров от соскальзывания,
относятся земляные террасы, которые целесообразно устраивать при высоте
склонов до 250-300 м и крутизне до 30—35°. Участок снежного пласта на
террасе выполняет функции подпорной стенки, поддерживающей
расположенный выше по склону снежный пласт. При большей крутизне
склонов на них размещают снегоудерживающие щиты, сетки, сваи, заборы.
Большинство этих сооружений, особенно деревянных, имеют ограничений
срок службы. Поэтому весьма эффективной защитой от лавин является
посадки леса, который может окрепнуть под защитой снегоудерживающих
сооружений и впоследствии надежно защитит железную дорогу от снежных
лавин.
К сооружениям, защищающим путь от движущихся лавин, относятся
такие лавинотормозящие сооружения как надолбы, клинья, земляные и
каменные холмы, дамбы. Их устраивают в том случае, если трасса железной
дороги пересекает лавиноопасный склон на участке конуса выноса лавины,
где крутизна склона менее 20°. Если же трасса дороги пересекает крутой
склон в транзитной зоне лавины, то возводят наиболее дорогие сооружения -
противолавинные галереи и навесы, пропускающие лавину над
железнодорожным путем. Лавинонаправляющие сооружения (лавинорезы,
отбойные дамбы, направляющие стены) подводят лавину к месту
расположения галерей и навесов. Размеры и размещение противолавинных
сооружений определяются в зависимости от установленных в результате
изысканий вероятных объемов лавин и скорости их движения.
29
На некоторых железных дорогах в качестве профилактического
мероприятия применяют искусственное обрушение снежных лавин
подрыванием зарядов или артиллерийским обстрелом склонов.
2.6 Проектирование в районах карстообразования.
При проектировании железных дорог в районах карстообразования
необходимы подробные данные о геологическом строении района. Методами
геофизической разведки и бурением необходимо оконтурить пустоты и
оценить опасность просадок для земляного полотна и других сооружений.
При этом, следует рассмотреть варианты выноса трассы на участки,
сложенные некарстующимися породами или найти наиболее короткое
направление трассы по наименее закарстованным местам.
В районах распространения карста продольный профиль проектируют
преимущественно насыпями. В проекте должны быть предусмотрены
мероприятия против активизации карстовых процессов: отвод от полотна
железной дороги поверхностного стока, устройство преграждающего
дренажа подземных вод, ликвидация пустот путем взрывания, заполнение
пустот через буровые скважины глинистоцементным раствором и др.
2.7 Проектирование в заболоченных районах
Пересекать болото трассой следует в наиболее узкой и неглубокой
части его с наименьшим поперечным уклоном минерального дна. Мелкие
болота (глубиной до 2 м) с горизонтальным дном не являются препятствием
при трассировании, поэтому, как правило, нецелесообразно удлинять линию с
целью их обхода. При пересечении более глубоких болот значительного
протяжения должны быть рассмотрены варианты обхода таких участков.
При сооружении насыпей на болотах особое внимание уделяется
устойчивости земляного полотна. Если трудно обеспечить устойчивость
насыпи в пределах косогорного дна болота, то должен быть рассмотрен
вариант устройства эстакады вместо насыпи. Существенное преимущество
30
свайных эстакад заключается в значительном сокращении трудоемкости и
сроков выполнения монтажных работ по сравнению с отсыпкой земляного
полотна.
2.8 Проектирование железных дорог в местностях, подверженных
снежным заносам.
В слабопересеченной местности трассу по возможности следует
укладывать в зонах преимущественного выдувания снега, располагающихся
за наветренными границами снегосборных площадей. Условия снегозано-
симости пути в холмистой и гористой местностях в большой степени зависят
от положения трассы по высоте косогора и особенно от скорости и
направления метелепоземковых ветров по отношению к склону, на котором
размещено земляное полотно. К наиболее благоприятным по условиям
незаносимости снегом относятся зоны разгона метелей или зоны
снеговыдувания - наветренные склоны в верхней их части и полосы шириной
в несколько сотен метров за подветренными границами русл, балок, оврагов и
других понижений местности. Поэтому трассу железной дороги желательно
располагать на открытых наветренных склонах на расстоянии не менее 50-60
м от подошвы косогора . Расположенные в таких местах насыпи обычно не
заносятся снегом.
Располагать трассу у подошвы открытых наветренных склонов не
следует, так как в зоне затишья или завихрений образуются большие
отложения снега. При неизбежности укладки трассы в этом месте необходимо
соответственно увеличить высоту насыпи или устроить надлежащую
снегозащиту.
Следует избегать расположения трассы на открытых подветренных
склонах, так как на этих участках образуется мощный снеговой покров. В
случае неизбежности укладки трассы на таком косогоре необходимо
предусмотреть устройство снегозащиты. Если условия трассирования
позволяют уложить линию на разной высоте подветренного склона, то при
31
слабых ветрах предпочтение следует отдавать трассе в нижней и средней
частях склона, а при сильных ветрах (со скоростью более 10 м/с) - в верхней
части склона.
Продольный профиль дороги следует проектировать, как правило,
насыпями. Высота насыпей, как указано, должна быть больше расчетной
толщины снежного покрова. Наибольшее, предусмотренное нормами
возвышение насыпи над уровнем снежного покрова принимают при укладке
трассы на подветренных склонах косогоров при значительном отклонении
(45-60°) направления преобладающих метелей от нормали к оси пути, а также
в сильно пересеченной местности.
Полувыемки по сравнению с прорезными выемками имеют
преимущества так как их проще расчищать от снега. Выемки, оси которых
составляют с направлением господствующих ветров острые углы, защищать
от наносов труднее, чем при поперечном продувании. Поэтому в случае
проектирования выемок следует по возможности избегать укладки трассы по
направлению господствующих сильных ветров.
2.9Проектирование и строительство железных дорог в районах
распространения вечномерзлых грунтов.
Эксплуатационная надежность железных дорог дорог в области
распространения вечной мерзлоты предопределяется обоснованностью
выбора конструктивно-технологических решений и способов производства
работ при их сооружении и содержании.. При этом,
необходимо
предусматривать средства для защиты дорог, в особенности на участках
льдистых грунтов, от разрушающего воздействия инженерно-
геокриологических процессов и явлений. Необходимо предусматривать
систематический контроль, анализ, оценку и прогноз изменения мерзлотных
условий на трассе дорог для своевременного обнаружения, ослабления или
подавления нежелательного развития криогенных процессов и явлений .
32
В настоящее время криолитозона занимает около
25
% мировой
поверхности суши. В России вечная мерзлота грунтов охватывает около 65%
территории, здесь впервые в мире, 115 лет назад, была построена железная
дорога на вечной мерзлоте - Забайкальская железная дорога. .
Вечномерзлыми
(иногда многолетнемерзлыми) называют грунты,
имеющие отрицательную температуру и содержащие в своем составе лед,
если они находятся в мерзлом состоянии в течение многих лет (не менее
трех). Эти грунты распространены на севере европейской части России и
Западной Сибири, на большей части Восточной Сибири и Дальнего Востока.
В одних районах распространение вечномерзлых грунтов сплошное (они
занимают более 95 % площади), в других
- прерывистое и островное.
Мощность их колеблется от нескольких метров до нескольких сотен и даже
1000-1500 м.
Эксплуатация железных дорог в криолитозоне, независимо от возраста,
сопряжена со значительными, все возрастающими и часто неэффективными
материальными и трудовыми затратами на текущее содержание и ремонты
дорог. В основном это связано с многочисленными деформациями земляного
полотна вследствие осадок при оттаивании льдистых грунтов их основания.
Наиболее характерный пример - участок Забайкальской ж. д. Забайкальская
железная дорога несет постоянные убытки в связи с потерей хода поездов на
участке и дополнительными затратами на эксплуатацию пути и устройств
контактной сети, которые также приходится часто ремонтировать. Нужны
дополнительные мероприятия, направленные на безусловное прекращение
деградации многолетней мерзлоты или на принудительное её оттаивание с
одновременным замещением непросадочной массой. На БАМе также
имеются многочисленные примеры длительного развития деформаций пути
вследствие деградации вечной мерзлоты в его основании, Скорость движения
поездов ограничена 15-40 км/ч. Многократные попытки стабилизировать
участок по проектам многочисленных организаций положительного
результата не дали, несмотря на значительные затраты. Проблема
33
деформаций земляного полотна дорог на сильно льдистых вечномерзлых
грунтах на протяжении многих десятилетий является актуальной не только в
России, но также в США, Канаде и Китае. В районах распространения
вечномерзлых грунтов широко развиты подземные льды, термокарсты, бугры
пучения, солифлюкция, мари.
Деформации дорог на вечной мерзлоте обычно имеют длительный
характер и, как правило, связаны с деградацией вечной мерзлоты в основании
земляного полотна под воздействием увеличения количества поглощенной
земляным полотном солнечной радиации по сравнению с естественной
поверхностью, инфильтрации летних осадков через тело насыпи, увеличения
толщины снежного покрова у основания насыпи и на прилегающей
территории. На косогорных участках этому также способствует фильтрация
поверхностных и подземных вод в тело и основание земляного полотна В
этой связи возникает необходимость сохранения грунтов основания
земляного полотна в многолетнемерзлом состоянии при строительстве и
эксплуатации дорог или, если процесс деградации вечной мерзлоты под
земляным полотном уже происходит, прекращения этого процесса. Все это
требует дополнительного охлаждения грунтов основания земляного полотна
с помощью естественного или искусственного холода.
Вечномерзлые грунты подразделяют на низкотемпературные и
высокотемпературные. К низкотемпературным условно отнесены
вечномерзлые грунты, имеющие на глубине 10—15 м от поверхности земли
температуру -1,5°С и ниже, к высокотемпературным - грунты, имеющие
отрицательную температуру выше -1,5°С, а также вечномерзлые грунты с
островным залеганием независимо от их температуры.
При трассировании стремятся обойти места, с подземными льдами,
глубокими марями, неустойчивыми косогорами с солифлюкционными
явлениями .однако в ряде случаев это оказывается невозможным или
экономически нерациональным. Тогда такие участки с неблагоприятными
34
мерзлотно-грунтовыми условиями следует пересекать по кратчайшему
направлению.
Опыт сооружения железных дорог в условиях вечной мерзлоты
приводит к выводу, что для обеспечения устойчивости земляного полотна
грунты основания следует сохранять в мерзлом состоянии. С этой целью
продольный профиль проектируют преимущественно насыпями высотой, как
правило, не менее
1,5-2 м. При меньшей высоте насыпи с целью
предохранения грунтов основания от протаивания целесообразно
использовать в конструкции насыпи пенопласт и геотекстильные материалы.
Сохранению грунтов основания в мерзлом состоянии способствует также
обсыпка откосов насыпи крупнопористым слоем скального материала
толщиной 0,6-1,0м. Важное значение имеет также своевременное сооружение
водоотводных устройств и сохранение торфяно-мохового покрова.
Выемок в вечномерзлых грунтах стремятся избегать. При
необходимости сооружения выемки глубина ее назначается минимальной, а
конструкция предусматривает устройство термоизоляции, предохраняющей
от деформации основную площадку, откосы и кюветы. При строительстве
широко используются при укреплении откосов земляного полотна на
вечномерзлых грунтах геосинтетические материалы.
Известны способы укрепления основания земляного полотна на
вечномерзлых грунтах
,
основанные на понижении среднегодовой
температуры грунтов и сохранении их в многолетнемерзлом состоянии путем
регулирования соотношения охлаждающих и отепляющих факторов таким
образом, чтобы в земляном полотне и вблизи его уменьшался приход и
увеличивался расход тепла. Для этого используются специальные устройства
и приемы
(солнцеосадкозащитные навесы, светоотражающая окраска и
снегоочистка, противофильтрационные экраны и др.), позволяющие
уменьшать поступление солнечной радиации на поверхность земляного
полотна и прилегающей территории .Предложены также технические
35
решения, предусматривающие применение для укрепления основания
земляного полотна специальных охлаждающих труб, размещаемых в низу
насыпи.
Предложенные
решения
спользовались
в
опытно-
экспериментальных проектах Амуро-Якутской железнодорожной магистрали
и подъездного железнодорожного пути Улак-Эльга С 2009 г. проводится
опытно-экспериментальное применение солнцеосадкозащитных навесов на
БАМе, показывающие их значительную техническую и экономическую
эффективность.
Полученные
результаты
позволяют
утверждать,
что
солнцеосадкозащитный
навес
может
стать
основным
противодеформационным устройством для земляного полотна на участках
льдистых многолетнемерзлых грунтов. Под навесом создаются возможности
интенсивного зимнего охлаждения земляного полотна и его основания и
исключаются инфильтрация летних осадков и прямая солнечная радиация.
При сохранении высоких прочностных свойств мерзлых грунтов основания
отпадает необходимость в дополнительных противодеформационных
мероприятиях, упрощается конструкция насыпи, возрастают пропускная
способность дороги и увеличиваются межремонтные сроки.
Исследования и другие способы охлаждения земляного полотна на участках
многолетнемерзлых грунтов, в частности, снегоочистка и окраска
поверхности, поперечные вентилируемые трубы , которые при определенных
условиях могут быть использованы для предохранения многолетнемерзлых
грунтов в основании земляного полотна от деградации.
2.10 Проектирование железных дорог в районах распространения
сыпучих песков.
В этих районах необходимо обеспечить незаносимость дороги песком и
предупредить дефляцию (выдувание) грунта из земляного полотна. При
трассировании следует учитывать влияние сооружаемого земляного полотна
на условия образования и движения ветропесчаного потока. На равнинных
36
пространствах незакрепленных
(лишенных растительности) песков
интенсивно перемещаются песчаные массы. Барханные цепи, а также
сооружения имеют с наветренной и подветренной сторон пространства с
пониженными скоростями ветра, где образуются песчаные отложения.
В местностях, подверженных песчаным заносам, трассу железной
дороги по возможности располагают в обход наиболее активных масс
подвижных песков, вдоль форм рельефа в межбарханных понижениях; при
необходимости пересечения водоразделов выбирают наиболее низкие седла.
При трассировании стремятся максимально использовать защитные свойства
попутных массивов леса и кустарников.
С целью предохранения земляного полотна от песчаных заносов и
одновременно от дефляции на участках распространения барханных
незаросших
и слабозаросших песков
следует
проектировать
преимущественно насыпи высотой не менее
0,6 м, а на участках
распространения подвижных песков
- насыпи высотой
0,9 м и более,
возводимые, как правило, из резервов глубиной до
0,2 м. При этом
необходимо предусматривать меры по укреплению откосов и обочин
земляного полотна.
При неизбежности устройства выемок их поперечный профиль
проектируют в зависимости от глубины выемки. Мелкие выемки глубиной до
2 м проектируют раскрытыми с откосами крутизной 1:10 и более пологими,
что предохраняет их от песчаных заносов, так как при таком очертании
поперечного профиля увеличивается скорость ветрового потока. Выемки
глубиной более
2 м проектируют с откосами не круче
1:1,75-1:2. На
сильнозаносимых участках выемки проектируют с кювет-траншеями у
подошвы откосов шириной понизу не менее 4 м и глубиной до 0,6 м.
В районах, подверженных пыльным заносам, в проектах
предусматривают механические средства защиты в сочетании с посевами и
посадкой растений-пескозакрепителей на площадях, являющихся
37
источниками заноса пути пылью
(широкие резервы, обнаженные
поверхности почвы в полосе, прилегающей к трассе). В пределах охранной
зоны предусматриваются меры против разрушения закрепленных песков
(запрещается выпас скота, заготовка топлива из саксаула и других древесных
пород).
2.11 Проектирование железных дорог в сейсмических районах
Интенсивность сейсмического воздействия в баллах (сейсмичность) в
районе проектируемой железной дороги определяется на основе карт общего
сейсмического районирования территории Российской Федерации - ОСР-97,
утвержденных Российской академией наук. Для определения сейсмичности
площадок строительства отдельных сооружений (мостов, труб, тоннелей и
др.), а также оснований земляного полотна разрабатывают карты
сейсмического микрорайонирования. При этом особое внимание уделяется
выявлению зон тектонических разломов, которые хорошо идентифицируются
на космических снимках карстовых полостей, склонов, опасных в отношении
возможности возникновения обвалов и оползней.
При трассировании дорог в районах сейсмичностью
7-9 баллов
рекомендуется, как правило, обходить особо неблагоприятные в инженерно-
геологическом отношении участки: зоны возможных обвалов, оползней,
лавин.
При проектировании земляного полотна на косогорах основную
площадку, как правило, следует размещать или полностью на полке,
врезанной в склон (полувыемка), или полностью на насыпи (полунасыпи).
Такие решения обеспечивают большую устойчивость земляного полотна при
землетрясении, чем полувыемки-полунасыпи.
Согласно СП 14.13330.2010(СНиП II-7-81*) в районах сейсмичностью 8
и 9 баллов трассирование дорог по нескальным косогорам при крутизне
откоса более 1:1,5 допускается только на основании результатов специальных
38
инженерно-геологических изысканий, а укладка трассы железной дороги по
нескальным косогорам крутизной 1:1 и более не допускается.
При неизбежности прокладки железной дороги на скально-обвальных
косогорах следует предусматривать в проекте сооружения, защищающие путь
от обвалов. При расчетной сейсмичности 8 и 9 баллов такими сооружениями
могут быть улавливающая траншея между основной площадкой земляного
полотна и верховым откосом выемки или склоном, улавливающей стены и др.
Низовой откос насыпи, расположенной на косогоре круче 1:2, укрепляют
подпорными стенами.
3.Мероприятия по защите железнодорожных путей
Все области промышленного производства и железнодорожных
транспортных процессов сопряжены со значительными процессами
воздействия на окружающую среду. Наиболее сильное воздействие на
природу оказывает металлургическое производство. При выплавке металла
загрязняющие вещества попадают в окружающую среду водным и
воздушным путями. По данным отечественных ученых , сфера воздействия
горно-металлургического производства простирается на расстояние от 6-30
км, в радиусе которого подтверждены неблагоприятному и отрицательному
воздействию на растительность, атмосферный воздух, водные источники и
др.
Промышленный транспорт с имеющимися специфическими условиями
эксплуатации оказывает вредное воздействие на окружающую среду.
Погрузо-разгрузочные операции связаны с агрессивными грузами (горячими,
токсичными, пылеобразующими, газообразными , взрывоопасными и т.п.).
Транспортные средства, создавая вибрацию, вредно влияют на
окружающую среду, выхлопные газы, горячий пар, угольная пыль,
выветривание перевозимых грузов нарушают экологию в промышленной
зоне. Таким образом, при проектировании промышленных узлов необходимо
строго соблюдать принцип функционального зонирования территории.
39
Современные технологические процессы производства и потребления
вещества имеют не достаточный потенциал по очистки. Неиспользованные
отходы сфер производства и потребления составляют 50-70%. Нарушения
природной среды подразделяются на две группы: ландшафтные и
экологические.
Основные виды рельефа, возникающие в связи с различными этами,
горных разработок обусловлены:
1) открытой разработкой полезных ископаемых;
2) подземной разработкой полезных ископаемых;
3) переработкой полезных ископаемых.
Следует отметить, что при добыче и переработке полезных ископаемых
нарушения рельефа местности практически одинаково. Поэтому
мероприятия по их устранению практически должны быть одинаковы.
Ландшафтные нарушения рассматриваются применительно к
выработанному пространству, отвальным площадям и зонам промышленного
строительства.
Экологические нарушения в основном вызываются влиянием разработок
на гидрогеологические условия, а также появлением во время работ
транспортного оборудования сейсмических воздействий и шума.
3.1 Защита пути от снега, песчаных заносов, паводков.
Многие участки железных дорог подвержены снего- и пескозаносам,
серьезно осложняющим содержание пути и обеспечение высокой пропускной
способности железных дорог.
На промышленных предприятиях на ряде участков происходит интенсивное
засорение пути сыпучими грузами и осадками пылевидных частиц,
затрудняющих работу путевых устройств и средств СЦБ.
3.1.1.Способы защиты пути от снега
40
Подверженность пути снежным заносам зависит от поперечного
профиля земляного полотна. Заносимые места по этому признаку делятся на
три категории:
I
категория. Выемки глубиной от 0,4 до 8,5 м и более, кроме
раскрытых выемок глубиной до 2 м; нулевые места на косогорах; участки с
путями в разных уровнях.
II
категория. Выемки глубиной до 0,4 м и нулевые места, кроме
расположенных на косогорах.
III
категория. Насыпи до 0,7 м; насыпи до 1 м на косогорах и в
местах, где объем переносимого за зиму снега более 200 м3/м.
Остальные места на пути считаются незаносимыми, кроме насыпей высотой
12 м и более, где может откладываться снег, переносимый ветром через путь.
Для защиты путей от снежных заносов в открытых местах необходимо
применять снегозащитные лесонасаждения или ограждения постоянными
заборами и переносными щитами.
Снегозащитные ограждения располагаются параллельно пути с одной или
обеих его сторон в зависимости от направления и режима поземкометелевых
ветров. В особо сложных случаях, кроме параллельных линий, устраивают
линии, расположенные под углом к железнодорожным путям
(косые и
поперечные).
Наиболее надежным, долговечным и дешевым средством ограждения путей
от снежных заносов являются защитные лесонасаждения. Насаждения
должны размещаться от оси пути не ближе 20 м, не далее 50 м.
Для искусственной защиты от снежных заносов применяют постоянные
деревянные заборы высотой 4,2; 5,2; 6,2 и 6,7 м и сборные железобетонные
высотой 4; 5,5 и 7 м.
Деревянные типовые заборы рассчитаны на скорость ветра 25— 30 м/с,
железобетонные — 30— 40 м/с. Площадь просветов должна быть в пределах
35—50 % от общей площади щита.
41
В сильно заносимых районах рекомендуется применение двойных
рядов заборов или дополнение однорядных заборов щитовыми линиями,
устанавливаемыми со стороны поля на расстоянии 60—100 м от забора.
Переносные снеговые щиты применяют четырех типов, различаются они
размерами (I—2,0Х 1,5 м; II— 2,0X2,0 м; 111—2,0X1,5 м и IV— 2,0X20 м) и
площадью просветов (1-47%; II—43 %; Ш-37 %; IV тип имеет разреженную
нижнюю часть щита).
На территории предприятий и станций для предотвращения переноса
снега с окружающей местности щитовое заграждение должно
устанавливаться по контуру станции. На кривых участках пути входы в
выемку прикрываются дополнительной установкой косых рядов щитов,
которая производится по индивидуальной схеме в зависимости от местных
условий.
Шиты на заносимых местах III категории устанавливаются без кольев
непосредственно в снег. По мере образования снежных отложений у щитов
(до 2/3 высоты щита) гребень снегового вала необходимо срезать по всей
длине, снег спланировать, а щиты оставить работать, не переставляя, до
следующего образования снежного отложения на высоту 2/3 щита. Первая
перестановка делается в сторону поля на расстояние 20—30 м от места
первоначальной установки. Последующие перестановки делаются наверху
снежного вала в сторону пути каждый раз, когда высота нового снежного
отложения у щитов будет достигать 2/3 их высоты.
На сильно заносимых участках рекомендуется применять
механизированное снегозадержание, задерживая снег на подступах к пути
снежными стенками и траншеями, устраиваемыми бульдозерами,
кусторезами и другими механизмами.
3.1.2. Организация и планирование очистки пути от снега
В установленные сроки в плановом порядке на каждом промышленном
предприятии проводится комплекс мероприятий по подготовке к работе в
42
зимних условиях. Руководителей и рабочих, привлекаемых на снегоборьбу из
других цехов предприятия, обучают правилам производства работ, технике
безопасности и особенностям работы в конкретных местных условиях.
Подготовленные к работе в зимний период снегоочистители и
снегоуборочные машины должны иметь: технический паспорт готовности к
работе в зимних условиях, производственные инструкции, журнал приема-
сдачи смен, резерв запасных частей, инвентаря и инструмента, необходимый
комплект ручных и звуковых сигнальных приборов.
На каждом предприятии
(железнодорожном хозяйстве) и ППЖТ
разрабатывается оперативный план снегоборьбы на зимний период до 15
сентября.
Оперативный план включает в себя весь комплекс мероприятий по
защите и очистке станций, соединительных и перегонных путей от снежных
заносов с целью обеспечения в период метелей и снегопадов четкой и
бесперебойной работы железнодорожного транспорта по обслуживанию всех
звеньев пред-приятия.
На крупных промышленных пред-приятиях рекомендуется разработка
единых технологических процессов работы станции с учетом
круглосуточного использования снегоуборочной техники и агрегатов
основного производства.
Оперативный план снегоборьбы состоит из следующих частей:
1.
Схематические карты снегоборьбы (рис.2).
2.
Порядок действия работников предприятий.
3.
Ведомость заносимых мест и их ограждения.
4.
Ведомость очистки от снега станционных путей и путей
специального назначения.
5.
Ведомость очистки от снега стрелочных переводов.
6.
Ведомость потребности рабочей силы и подвижного состава для
очистки и уборки снега с железнодорожных путей.
43
7.
Ведомость закрепления снегоочистительной
-техники за
перегонами и соединительными путями.
8.
График выхода работников производственных цехов, участков и
других подразделений на снегоборьбу в период снегопадов и метелей.
Порядок действий работников предприятий разрабатывается для трех
периодов: период приближения снегопада или метели, сам период снегопада
или метели и период ликвидации последствий снегопада.
Рис.2. Схематическая карта заносимости пути и существующих средств снегозащиты:
1 — I категория заносимости; 2 — незаносимые места; 3 — III категория заносимости; 4 — II
категория заносимости; 5 — естественный лес; 6 — неработающие посадки; 7—посадки, работающие в
первую половину зимы; 8 — постоянные заборы; 9 — щиты; 10 — работающие посадки
Для лучшей организации круглосуточной очистки путей территория
предприятия должна быть разделена на районы и выделены ответственные
по этим районам. Порядок очередности очистки железнодорожных путей от
снега устанавливается в зависимости от требований основного производства
и работы магистрального железнодорожного транспорта.
Очистка железнодорожных путей от снега, в том числе и на станциях,
должна производиться, механизированным способом.
При проектировании и строительстве станций промышленных пред-
приятий необходимо предусматривать и устанавливать стационарные
устройства по очистке стрелок от снега, работающие по принципу электро-,
газообогрева и пневмоочистки.
44
3.1.3. Очистка от снега стрелочных переводов
Для очистки стрелочных переводов от снега на путях промышленного
транспорта широко применяются пневматические устройства. Простейшая из
пневматических устройств — ручная воздухообдувка. Она состоит из сопла
со скребком (для скалывания оледеневшего снега) и металлической трубки
длиной
1100 мм, которая соединяется со шлангом, подключенным к
воздухоразборному крану пневморазводки.
Стационарные пневматические устройства состоят из обдувочной
части и аппаратуры дистанционного управления.
Очистка стрелок от снега с помощью электрических обогревателей
более надежна в работе и не требует ручного труда для дополнительной
очистки снега между остряком и рамным рель сом
На рис.3 показана принципиальная схема системы электрообогрева
стрелок. В зависимости от состояния погоды электрообогрев может
осуществляться в двух режимах. Контроль электроизоляции в системе
осуществляет прибор-автомат контроля изоляции АКИ-1. При снижении
сопротивления изоляции ниже
24 кОм электрообогрев автоматически
отключается.
Газовые обогреватели на стрелочных переводах проходят
промышленные испытания. Разработку их ведут ВНИИЖТ МПС, институты
Гипрониигаз и Ленгипроинжпроект. По техническим показателям наиболее
рациональными являются газовые обогреватели инфракрасного излучения и
факельного действия с нижним обогревом.
Опыт эксплуатации тепловых устройств за рубежом подтверждает
высокую их эффективность. Особенно рационально их применение в
сложных метеорологических условиях — при выпадении мокрого снега,
образовании гололеда, изморози, при оттепелях, заморозках и низких
температурах.
45
Рис. 3. Принципиальная схема системы электрообогрева стрелок:
1 — высоковольтная линия электропередачи; 2 — мачтовый разъединитель; 3 — трансформатор; 4
— распределительная сеть; 5 — шкаф управления; 6 — кабельная сеть; 7 — электронагревательные
элементы на правом и левом рельсах; 8 — электропроводка; 9 — кабельные муфты; 10 — пульт управления
электрообогревом и прибор АКИ-1 в помещении дежурного по станции; 11 — линия контроля за работой
электрообогрева
3.1.4. Организация работ по отводу воды
До замерзания почвы осматривают и приводят в порядок все
водоотводные и регуляционные сооружения, прочищают и ремонтируют
кюветы, нагорные канавы, русла водотоков, дренажные устройства и другие
сооружения. Ремонтируют нарушенные части мощения и одерновку откосов
насыпей, конусов, дамб и других регуляционных сооружений. Укрывают на
зиму лотки, отверстия труб и малых мостов.
По пропуску воды разрабатывается оперативный план водоборьбы, в
котором особое внимание обращается на больные насыпи и выемки,
ненадежно укрепленные откосы земляного полотна и конусы насыпей у
мостов и труб, на мосты и трубы с недостаточным отверстием, на трубы,
работающие с подпором, на мосты с мелкозаложенными опорами, не
защищенными от подмыва, на плотины, водосливы, насосные станции,
водозаборные и другие гидротехнические сооружения. Определяют толщину
снежного покрова и возможный уровень весенних вод при интенсивном
таянии снега. На основании всех этих данных разрабатывают мероприятия
оперативного плана по водоборьбе, которые должны быть выполнены до
46
наступления паводка и в период прохода весенних вод, с указанием
потребных материалов, инструмента, техники и рабочей силы.
Весной до начала таяния снега по оси кюветов и нагорных канав
прокапывают траншеи, открывают отверстия труб под переездами,
вскрывают русла у малых искусственных сооружений, устанавливают
водомерные рейки у искусственных сооружений.
3.1.5. Очистка пути на участках перемещения сыпучих материалов
Очистка пути от просыпей грузов на участках погрузочно-
разгрузочных фронтов и перевозки сыпучих материалов должна
производиться механизированным способом. При погрузке насыпных грузов
в вагоны из погрузочных бункеров очистку пути от просыпей грузов
производят с помощью двухлемешного плуга МОП-1, двустороннего
путеочистительного плуга, изготавливаемого на предприятиях своими
силами
(например, на железорудном комбинате
«Камышбурунª), и
путеочистительной машины ПМ-3. Для очистки пути от мусора, грязи и
просыпей грузов на путеочистительную машину ПМ-3 устанавливают
щеточный барабан с усиленными щетками.
Двусторонние путеочистительные плуги прицепляют непосредственно
к группе вагонов, следующих под погрузку. На фронте погрузки рабочие
органы плуга опускают на требуемую величину и очистка пути от просыпей
грузов производится во время передвижения нагружаемых вагонов по
фронту работ.
При погрузке насыпных грузов в вагоны экскаватором очистку пути от
просыпей грузов должна производить экскаваторная бригада. Для этого у нее
должны быть насадки на лобовую стенку ковша экскаватора и надежные и
широкие ленты (от старых транспортерных лент), которые укладываются в
местах интенсивных просыпей грузов во время погрузки. С этих лент
просыпавшийся груз периодически убирается с помощью экскаватора.
47
Пути для выгрузки насыпных грузов сооружают на эстакадах или с
подземными приемными бункерами. И в тех и других случаях
железнодорожный путь на уровне верхней постели шпалы имеет
металлические решетки, через которые просыпается выгружаемый груз. Для
очистки этих участков пути применяют указанные выше двусторонние
путеочистительные плуги. В зимнее время для дробления смерзшихся кусков
груза, которые не проходят через приемные решетки, применяют машины
ударного действия, передвигающиеся вдоль фронта выгрузки.
Для очистки вагонов от остатков выгружаемого груза применяют
установки гидравлической мойки. Мусор по мере накопления на площадке
мойки бульдозером перемещают на склад мусора, туда же железнодорожным
краном, оборудованным глухим грейдером, подаются остатки, накопленные
в отстойнике. Со склада мусор периодически отгружается в отвалы.
Железнодорожные пути на погрузочных горизонтах в карьерах и на
отвалах в зимнее время очищаются от просыпей горной массы и
подготавливаются для передвижки или перекладки с помощью реактивных
передвижных установок.
Железнодорожные пути перевозки сыпучих материалов от просыпей
перевозимого груза очищают снегоуборочными машинами СМ-2, СМ-3, а
также уборщиками ЦНИИ и СМ-4.
Уборщик СМ-4 самоходный и более удобен для выполнения этих
операций. На всех указанных машинах устанавливают усиленные щеточные
барабаны.
Участки пути погрузочно-разгрузочных фронтов, на которых
производится очистка от просыпей грузов погрузочными или разгрузочными
машинами на гусеничном или автомобильном ходу с занятием габарита
приближения строения, должны ограждаться сигналами остановки, а в
местах повышенной опасности на работы должны оформляться наряды-
допуски по установленной форме.
48
3.2 Мероприятия по защите пути от снега, песчаных заносов и
паводков
Бесперебойная работа железнодорожного транспорта в зимних
условиях в значительной степени зависит от надежной защиты путей от
снега, а также своевременной очистки их от снега во время снегопадов и
метелей. Средства и способы защиты пути от снежных заносов выбирают в
зависимости от интенсивности осадков. Наиболее экономичным,
долговечным и надежным видом защиты от снега являются естественные
леса или защитные лесонасаждения, создаваемые на всей протяженности
заносимых участков параллельно железнодорожным путям. В местах, где
лесонасаждения отсутствуют, и в стесненных условиях (в черте населенных
пунктов) путь ограждают от заносов постоянными деревянными или
железобетонными заборами высотой
4,2 ...6,7 м или переносными
деревянными щитами размерами 2 х 1,5 или 2 х 2 м. Переносные щиты
обычно переставляют несколько раз в течение зимы после того, как высота
снежного вала достигнет 2/3 высоты щита. В период интенсивных снегопадов
и метелей возникает необходимостьв очистке от снега. Со станций снег
убирают снегоуборочными машинами и поездами СМ-2М, -4, -5, -6 и -7. На
перегонах используют снегоочистители СДП-М2, а при больших заносах —
фрезерные и роторные снегоочистители. Стрелочные переводы очищают
специальными стационарными пневматическими устройствами для обдувки
стрелок с дистанционным управлением. Применяются также электро- и
газообогревательные устройства. На железнодорожных линиях, проходящих
через районы песчаных и полупесчаных пустынь, необходимо
предусматривать защиту пути от песчаных заносов. С этой целью пески
закрепляют растительностью, покрывают битумной эмульсией, суглинком
или глинистой суспензией с полимерами, а также возводят защитные
искусственные сооружения в виде различных преград.
Наиболее эффективной мерой борьбы с песчаными заносами является
закрепление песков растительностью — древесной (саксаул, черкез, песчаная
49
акация, лох и др.), кустарниковой
(джуз-гун, селюга, гребенщик)или
травяной (елякилад, селин, песчаный овес, чагер и др.).Искусственная защита
пути от песчаных заносов применяется как временная мера, поскольку она
недостаточно эффективна.
Рис. 4 Схема перестановки щитов на снежный вал
1 - щитовая линия, установленная осенью; 2 - третья перестановка; 3 - вторая
перестановка; 4 - первая перестановка
Для предохранения железнодорожного пути от размывания во время
ледохода, весенних и ливневых паводков проводится комплекс специальных
защитных мероприятий: при весенних водах
— вскрытие нагорных и
водоотводных канав и кюветов при появлении первых признаков таяния
снега, очистка от снега и льда небольших мостов и отверстий труб, удаление
снега с балластного слоя и откосов земляного полотна. Кроме того, перед
весенними и ливневыми паводками к опасным местам подвозят необходимые
водозащитные материалы
(камень, хворост, рогожные кули, проволоку,
бревна, доски, гвозди и др.) и при необходимости устанавливают дежурство
специальных бригад. Одновременно принимают меры по понижению уровня
воды в кюветах прочисткой их от снега и наносов. Во избежание
повреждения мостов льдом до начала ледохода скалывают лед около свай и
опор мостов и вокруг ледорезов, делают во льду прорези шириной до 0,5 м, а
при необходимости подрывают лед выше и ниже мостов по течению. Для
защиты от ливневых паводков, отличающихся внезапностью, большой
скоростью течения, обилием наносов, перед входными оголовками труб и
малыми мостами ставят ограждения в виде ряда столбиков. После спада
50
весенних и ливневых вод сооружения и водоотводные устройства
осматривают и намечают работы по приведению разрушенных объектов в
нормальное состояние, обеспечивающее безопасное движение поездов с
установленной скоростью.
Средства и способы защиты пути от снежных заносов определяется от
степени заноса:
- естественные леса или защитные лесонасаждения (ж/д путям);
- деревянные или ж/д бетонные заборы высотой от 2,4 до 6,7 метров;
- переносные деревянные щиты;
-снегоочистители на перегонах, на станциях - снегоуборочные машины.
Отвод поверхностных вод от насыпей осуществляется продольными
водоотводными канавами шириной по дну и глубиной не менее 0,6 м,
которые при поперечном уклоне местности до 0,04 сооружаются с обеих
сторон, а при большом уклоне - только с нагорной стороны. Если насыпь
возводится из местного грунта, взятого рядом с насыпью, то для отвода воды
от полотна используются образующиеся при этом спланированные
углубления, называемые резервами. Дну резервов водоотводных канав
придают продольный уклон 0,002. Полоса земли от подошвы откоса до
водоотводной канавы или резерва называется бермой. Со стороны будущего
второго пути на однопутных линиях ширина бермы принимается не менее 7,1
м, а с противоположной стороны - не менее 3 метров. Для отвода воды от
насыпи берма имеет уклон 0,02-0,04.
Основная площадка при этом имеет же размеры, что и при насыпи. С
каждой стороны основной площадки и земляного полотна в выемках
устраиваются для отвода воды кюветы. Они имеют глубину не менее 0,6 м,
ширину по дну неменее 0,4 м и продольный уклон дна не менее 0,002.
51
Вынутый при сооружении выемки грунт не используемый для сооружения
насыпи в другом месте, укладывается за откосом выемки с нагорной стороны
в правильные призмы, называемые кавальерами. Для перехвата и отвода
притекающих к выемке поверхностных вод за кавальерами сооружаются
нагорные канавы, а на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки
отсыпается банкет с поперечным уклоном в сторону от откоса для отвода
воды в забанкетную канаву.
3.2.1. Очистка стрелочных переводов
Одно из условий безотказной работы стрелочного перевода в зимний
период - отсутствие скоплений наледи и снега в зонах работы подвижных
узлов и деталей: между остряком и рамным рельсом, в шпальных ящиках под
рабочими тягами приводов и внешними замыкателями, на крестовинах с под-
вижным сердечником.
В течении долго времени использовался проект пневматических
устройств для очистки стрелок с продольной продувкой желобов между
остряком и рамным рельсом для механизированных сортировочных горок..
Рис. 5 Очистка от снежного заноса стрелочного перевода.
Обдувка в значительной мере повышает надежность работы стрелок в
зимний период, однако она требует при этом большого объема
52
дополнительных работ по ручной очистке, особенно при интенсивных
снегопадах и метелях, а при влажном снеге практически бесполезна.
На отечественных дорогах стали применять автоматическую
пневмоочистку, дополненную шланговой обдувкой для обеспечения более
тщательной очистки от снега всего стрелочного перевода и электро-
обогревателя. Конструкция пневмоочистительных устройств была
разработана
институтом
Гипротранссигнал-связь
(ГГПС)
с
электропневматическим клапаном типа ЭПК-64, имеющим два
электромагнита, которые открывают доступ сжатого воздуха к одному или
другому остряку стрелки в зависимости от того, на какой электромагнит
подано напряжение.
Рис. 6 Автоматическая обдувка стрелки
1 - рамный рельс; 2 - остряк; 3 - обдувочные сопла; 4 - распределительный
трубопровод; 5 - отвод к соплу; 6 - элктропневматический клапан; 7 - подключение
переносных шлангов для обдувки; 8 - магистральный трубопровод
Для обеспечения бесперебойного и безопасного движения поездов в зимний
период на железнодорожном транспорте применяется один из наиболее
эффективных способов очистки стрелок
-
электрообогрев. Для
электрообогрева используются трубчатые элементы
(ТЭН). Они
53
представляют собой стальные бесшовные трубки, внутри которых проходит
нихромовая спираль, изолированная от стенок трубки окисью магния.
Широкое внедрение электрообогрева стрелочных переводов началось в
80-х годах прошлого столетия. Была разработана система устройств
электрообогрева стрелочных переводов с применением шкафов
электрообогрева стрелочных переводов (ШУЭС).
В
2010-2011 гг. была разработана новая система устройств
электрообогрева стрелочных переводов ТО-168-2010 основными элементами
которой являются: модернизированный шкаф электрообогрева стрелочных
переводов с аппаратурой питания и управления (ШУЭС-М); усовершенствован-
ная арматура электрообогрева стрелочных переводов; средства контроля,
управления и мониторинга работы устройств электрообогрева; устройство
электроснабжения и кабельные сети электропитания, контроля и управления.
Главный элемент системы электрообогрева - шкаф ШУЭС-М. Он заменяет
устаревшие шкафы ШУЭС и обеспечивает значительное увеличение
надежности, экономичности и долговечности работы устройств
электрообогрева стрелочных переводов, а также дает возможность
использовать современные средства контроля, управления и диагностики.
Один шкаф позволяет организовать электропитание от 1 до 12 обогреваемых
стрелочных переводов суммарной мощностью до 125 кВА.
Для оборудования стрелочных переводов электрообогревом
разработана усовершенствованная арматура, обеспечивающая установку,
подключение
и
защиту
от
механических
повреждений
электронагревательных элементов, рельсовых термодатчиков и кабелей. В
состав арматуры также входят теплоудерживающие экраны, предназначенные
для снижения потерь тепла при обогреве рамных рельсов на стрелке и
усовиков на крестовине с подвижным сердечником.
54
Разработанная арматура обеспечивает максимальную степень очистки
от снега и льда стрелки за счет обогрева остряков, рамных рельсов, остряков
и усовиков крестовин с подвижными сердечниками, шпальных ящиков под
рабочими тягами и внешними замыкателями. Обогрев стрелок осуществляется
стержневыми плоскоовальными электронагревателями, которые не наводят
внешнего магнитного поля и не препятствуют работе автоматической
локомотивной сигнализации.
Рис. 7 Электрообогрев стрелочных переводов ШУЭС-М
При всех достоинствах электрообогрев, как и другие устройства
стационарной защиты стрелок от снега, не исключает полностью ручных
работ, особенно снегоуборки в горловинах - самом напряженном месте на
станциях. Поэтому, необходимо применение новых защитных устройств,
исключающих отложение снега в горловинах, с использованием воздушных
завес, инфракрасных излучателей, направленных электрических полей,
строительства легких кровель.
55
В 2011 г. на Октябрьской ж.д. внедрен проект системы геотермального
обогрева стрелочных переводов Triple-S (производства Германия).
Это инновационная система обогрева стрелочных переводов,
использующая геотермическую технологию на базе тепловых насосов в
совокупности с новейшими устройствами управления и регулирования.
Система Triple-S работающая по принципу теплового насоса и
использующая геотермальное тепло, обеспечивает снижение энергозатрат на
60% по сравнению с классическими системами обогрева. Кроме того,
сокращение потребления первичной энергии позволяет уменьшить на 80%
выбросы СО2.
3.3 Использование снегозащитной техники и лесозащитных
полос
В настоящее время , учитывая опыт создания и тенденции развития
путевой техники
,
снегоуборочные машины производят более
универсальными с многофункциональными средствами.
Однако, актуальными остаются задачи широкого применения на
железных дорог снегоочистителей легкого и среднего типов, оснащенных
одновременно плужными, фрезерно-роторными рабочими органами в
сочетании с вентиляторными установками.
На участках с интенсивным и скоростным движением, на дорогах
общего пользования и скоростного движения, профилактическая очистка
такими снегоочистителями должна вестись со скоростями, близкими к
скорости пассажирских поездов, с минимальным занятием перегона.
Тяжелые снегоочистители в основном должны предназначаться для заносов
высотой более 1,5 - 2 м и оснащаться развитой системой активных рабочих
органов, позволяющих снизить до минимума лобовое сопротивление
машины и разрабатывать траншеи за один проход на однопутных участках, а
на многопутных - с числом проходов по числу путей.
Многочисленные
проведенные
исследования,
проведенные
сотрудниками ВНИИЖТа, а также большой опыт путейцев позволили
56
создать теорию проектирования надежных средств защиты пути от снежных
заносов. Была создана новая прикладная наука - инженерное снеговедение,
благодаря которой стало возможным на основании обработки
метеорологических данных методом математической статистики решать
практические задачи по созданию оптимальных средств защиты пути от
снежных заносов.
Рис. 8 Снегоуборочная машина
Рис. 9 Лесозащитные полосы с многоярусной защитой от снега
57
В целях предупреждения чрезвычайных ситуаций на лавиноопасных
участках, расположенных вблизи железной дороги, специализированными
организациями ежегодно производится принудительный спуск снежных
3.4Защита железнодорожного пути от скальнообвальных явлений
При проектировании и строительстве земляного полотна горных
районах железных и автомобильных дорог и при выполнении больших
объемов земляных и скальных работ активизируются опасные геологические
процессы. Одним из наиболее распространенных физико-механических
процессов, нарушающих непрерывность и безопасность движения
железнодорожного и автомобильного транспорта на горных участках,
являются скально-обвальные явления:
На основании многолетнего изучения движения обломков горных
пород при обвалах теоретических и экспериментальных исследований были
разработаны основные положения теории и методологии специальных
расчетов противообвальеных и защитных сооружений.
Это положило начало широкому применению для защиты пути на
скально-обвальных участках улавливающих стен, траншей, полок и
заградительных валов, размеры которых впервые стали определяться
расчетом. В последнее время созданы рациональные типы противообвальных
защитных сооружений, которые успешно применяются на практике.
С целью уменьшения объема работ по срезке нагорного склона и
предотвращения нарушения природной среды при проектировании
противообвальных сооружений стремятся к уменьшению объема срезки
нагорного склона (откоса) за счет применения более крутых откосов выемок,
что вызывает опасность появления вывалов скальных обломков и обвалов.
В настоящее время для защиты транспортных объектов от падающих
обломков скального грунта, объемом до 0,3 м3, предлагается устройство
58
покровных защитных сеток. Роль сетчатого покрытия двойственна - с одной
стороны, оно является направляющим гибким покрытием, позволяющим
удерживать неустойчивые элементы скального грунта на откосе и, с другой
стороны,
- ограждающим покрытием, защищающим объект от падения
обломков скального грунта, сетка не дает перемещаться обломкам по
воздуху, обломок сползает по склону под сеткой и теряет часть кинетической
энергии за счет трения. Экономическая эффективность этого метода защиты
дороги от скальных обвалов заключается в том, что при его применении не
нарушается и не ограничивается движение транспорта, заменяются
существующие до этого времени трудоемкие и дорогостоящие традиционные
методы защиты от обвалов.
Эксплуатация железнодорожных магистралей в горных регионах
чревата ухудшением состояния земляного полотна (рис. 1), ростом рисков
при перевозках. Работа пути в таких условиях предусматривает постоянное
совершенствование защитных конструкций. Текущее содержание пути
сопровождается необходимостью ограждать участки, устраивать
противообвальные и противолавинные посты.
Рис.10 Деформации скального откоса на станции Златоуст (2008г.)
59
В настоящее время к современным защитным конструкциям
предъявляются требования не только функционального соответствия
(обеспечение защитных, удерживающих и улавливающих свойств), но и
эстетические. Подобные устройства не должны ухудшать окружающий
ландшафт. На скально-обвальных и лавиноопасных участках применяют
барьерные ограждения, покровные сетки, драпирующие откос при осыпях, и
удерживающие сетки при больших объемах вывалов.
Защита объектов транспортной инфраструктуры в странах Западной
Европы организована на высоком уровне благодаря взаимодействию
научных, проектных организаций и фирм, развивающих данную технологию.
В России работают представительства таких зарубежных компаний, как
Геобругг (Швейцария), Маккаферри (Италия), Токио Роуп (Япония). Среди
отечественных производителей можно назвать Геобарьер, Спецстроймонтаж
и др. У ряда подрядных организаций накоплен опыт установки защитных
сооружений на Горьковской, Красноярской, Забайкальской, Куйбышевской,
Южно-Уральской, Северо-Кавказской и других дорогах. При этом
основными требованиями к конструкциям и материалам являются
функциональность, ремонтопригодность и долговечность.
Покровные сетки
(драпировка). Очень важно выбрать тип сетки.
Наибольшую прочность имеют кольчужные сетки, НЕА панели, ТЕССО,
которые используют в сложных случаях, а именно для защиты от вывалов
значительных объемов (рис. 11).
Рис. 11 Защита откосов от скальных обломков
при помощи сеток:
60
а - кольчужной двойного кручения; б - двойного кручения,
свитой с упрочняющим тросом
Рис.12 Испытания сеток кольчужных и двойного
кручения на разрыв:
а - на восьми ячейках; б - на трех ячейках
Прочность кольчужной сетки на разрыв проверяют для трех ячеек на
специальных стендах (см. рис. 12 и таблицу).
Покровные сетки с анкерным креплением создают активное
воздействие на склон. В этом случае прижимные пластины и анкеры по
прочности на выдергивание должны выдерживать нагрузку не меньше, чем
прочность сети. В данной области следует разработать руководства для
проектных организаций.
Противокамнепадные барьеры. В мировой практике существуют две
тенденции создания конструкций противокамнепадных барьеров. Первая
заключается в совершенствовании конструкций барьеров, устанавливаемых
преимущественно в нижней части откоса
(склона). Функциональное
назначение барьера в данном случае — уловить падающий камень. При этом
кинетическая энергия камня устанавливается в результате инженерно-
геологических изысканий и математического моделирования. Такие барьеры
называются динамическими противокамнепадными (рис. 14).
Вторая тенденция предусматривает устройство гибридных барьеров
выше по откосу (склону). В этом случае главное не удержать камень в
конструкции, а сопроводить его по откосу, значительно уменьшив энергию
до безопасного уровня.
61
Рис. 13 Схемы динамического (а) и гибридного (б)
барьеров
Рис. 14 Схема динамического противокамнепадного
барьер
62
В Западной Европе конструкция противокамнепадных динамических
барьеров включает в себя не менее трех функциональных модулей и,
соответственно, не менее четырех стоек, нижний и верхний тросы для
навешивания функциональных модулей, тросы-оттяжки для установки стоек,
а также устройства для рассеяния
(поглощения) энергии падающего
скального обломка (см. рис. 11) и анкерные элементы, передающие нагрузку
на грунтовое основание.
При тестировании динамических противокамнепадных барьеров
осуществляют всестороннюю проверку составляющих элементов на
прочность, а также испытывают барьеры на динамическую нагрузку на
специальных полигонах.
В 2011 г. Департамент пути и сооружений утвердил методику
испытаний по оценке удерживающей способности противокамнепадных
барьеров.
В заключение необходимо отметить, что в области защиты пути на
скально-обвальных участках требуется совершенствование методов
испытаний защитных устройств. Следует разрабатывать технические
требования как к элементам, так и к конструкциям в целом для их
унификации и классификации, а также создавать методики испытаний для
последующей сертификации покровных сеток и противокамнепадных
барьеров.
4. Особенности содержания передвижных путей карьеров.
Добыча полезных ископаемых является основой ряда отраслей
промышленности, строительной и сельскохозяйственных отрасли.
Развитие добывающей промышленности в экономике страны,
определяют уровень материального производства и экономического
развития.
63
Месторождения полезных ископаемых , как правило, характеризуются
значительной обводненностью подземными водами , что обуславливает
большие притоки воды в карьерах. Поверхностные, подземные
На передвижные пути приходится 30 - 60 % общей протяженности
железнодорожных путей карьеров различных отраслей промышленности. На
передвижных путях производится два вида работ: перемещение (переукладка
или передвижка) пути и текущее содержание.
Работы по перемещению железнодорожных путей выполняются на
основе месячного технологического графика организации выемочно-по-
грузочных, подготовительных и вспомогательных работ на добычных,
вскрышных и отвальных уступах.
В комплекс работ по перемещению забойных и отвальных путей
входят: подготовка земляного полотна, включающая его формирование,
уплотнение, планировку и устройство водоотвода; разбивка трассы и
инструментальная проверка продольного профиля; разборка пути на звенья
на старой трассе и перемещение их на новую трассу или вывозка на
звеносборочную базу для ремонта; укладка пути на новой трассе звеньями,
взятыми со старой трассы или доставленными со звеносборочной базы после
ремонта; балластировка и выправка пути; послеосадочный ремонт.
Передвижка пути производится непрерывным способом и без разборки на
звенья.
Продольный профиль и план трассы передвижных путей принимаются
в соответствии с требованиями строительных норм и правил. На
криволинейных участках пути рекомендуется применять радиусы кривых не
менее 350 м. Минимальный радиус кривых на передвижных путях должен
быть не менее 100 м.
Расстояние от оси погрузочного железнодорожного пути до нижней
бровки уступа (развала взорванной горной массы) принимается не менее 2,5
м. На отвалах, где применяются одноковшовые экскаваторы, расстояние от
64
оси разгрузочного железнодорожного пути до верхней бровки уступа в месте
разгрузки думпкаров принимается не менее 1,6 м.
Сборка новых звеньев и ремонт звеньев переукладываемого пути
производятся на звеносборочных базах. В зависимости от состояния
рельсошпальной решетки производится два вида ремонта рельсовых звеньев:
профилактический без их разборки на элементы и комплексный ремонт с
разборкой звеньев на элементы. Периодичность ремонта старогодных
звеньев передвижных путей угольных карьеров приведена в табл. 1.
С целью повышения устойчивости путей, снижения интенсивности
расстройств геометрических параметров и износа элементов передвижные
пути укладываются на балласт с обеспечением нормативной толщины и
качества балластного материала. Участки передвижных путей, наиболее
подверженные расстройствам по ширине колеи, усиливаются постановкой
стяжек.
В осенний период на карьерах необходимо подготавливать
рельсошпальную решетку железнодорожных путей рабочих уступов для
перемещения в зимний период. С этой целью производят наддергивание
рельсошпальной решетки в слежавшемся балластном материале с
последующей выправкой пути и подбивкой шпал.
Таблица 1
Периодичность ремонтов
Среднее фактическое число
переукладок в год
1 и
2
3
4
5 и
менее
более
Профилактический ремонт звеньев без разработки на
элементы
Число переукладок
1
2
3
4
4-5
ремонтами
Период времени между
2
1,5
1,3
1,2
1,0-
ремонтами, лет
1,2
Комплексный ремонт звеньев с разборкой на элементы
Число переукладок между
3
5
7
9
9-11
ремонтами
Период времени между
4
3
2,6
2,5
2-2,4
65
ремонтами, лет
4.1 Особенности содержания железнодорожных путей на
подрабатываемых участках.
Участки железнодорожных путей, проходящие в зоне горных
подработок, находятся на строгом учете и под постоянным наблюдением
соответствующей службы пути. При необходимости для наблюдения за
подрабатываемым участком назначаются дополнительные путевые обходы.
По каждому такому участку в специальном журнале заносятся
местоположение и глубина подработки, величина оседания поверхности,
протяженность участка и другие данные.
В зависимости от технического состояния пути и грузонапряженности
на подрабатываемых участках должно быть произведено усиление
конструкции верхнего строения с добавлением числа шпал не менее чем 1600
шт. на 1 км.
Железнодорожный путь, находящийся в зоне горной подработки, при
глубине оседания поверхности земли до 1 м восстанавливается послойной
подъемкой без разборки путевой решетки. При большей глубине оседания
поверхности железнодорожный путь разбирается на рельсовые звенья и
убирается, производится досыпка земляного полотна с тщательным его
уплотнением и затем осуществляются укладка верхнего строения пути,
балластировочные и выправочно-подбивочные работы.
После окончания горных работ, полного оседания и стабилизации
положения земляного полотна железнодорожный путь восстанавливается до
проектных отметок и содержится в соответствии с нормативными
требованиями.
Содержание железнодорожных путей на подрабатываемых участках
осуществляется в соответствии с плановыми мероприятиями, включающими
усиленный надзор за подрабатываемыми участками пути, сооружениями и
66
устройствами, а также работы по их поддержанию в период деформаций
земляной поверхности в состоянии, обеспечивающем безопасность движения
поездов, в необходимых случаях с ограниченными скоростями.
4.2
Основные направления разработки средств защиты
железнодорожных путей от агрессивных веществ
Падение на путь агрессивных продуктов во многом определяется
используемыми средствами транспортирования и технологическим
процессом.
Развитие средств защиты железнодорожного пути включает: устройство
продольного и поперечного дренажа, создание специальных поддонов и
лотков с выпуском в линейную канализацию и далее в очистительные
сооружения, контейнеризация и пакетирование отходов, применение
агрессивно стойких защитных настилов, пленочных покрытий, обработка
поверхностей деталей рельсошпальной решетки лакокрасочными
материалами, укладка малогабаритных рам и железобетонных плит,
применение композитных и полимерных материалов.
В зависимости от степени агрессивности воздействия перевозимых
продуктов по технологическим путям промышленных предприятий и путям
необщего пользования предусматривается защита верхнего строения пути и
земляного полотно. При погрузке и разгрузке, частично вредные вещества
металлургического , строительного и химического характера попадают на
железнодорожный путь, что наносит значительный вред эксплуатации
железнодорожных путей, создает аварийную ситуацию
,
снижает
безопасность, наносит вред окружающей среде.
Так, одной из причин интенсификации коррозийного процесса
железнодорожного пути на химических предприятиях является повышение
влажности и загазованности воздуха в зонах погрузки-выгрузки агрессивных
жидкостей. Для снижение степени интенсивности химической коррозии от
действия солевых растворов в местах утечки , применяется регулярная
67
промывка верхнего строения пути специальным раствором. В настоящее
время применяются специальные типовые разработки
покрытия
железнодорожного пути и его основания, от загрязнения сыпучими и
жидкими веществами из цистерн. Применяется конструкция с погружением
рельсов, шпал, балласта в железобетонные коробы, в которых выполнены
продольные каналы для стока жидкостей, позволяющие обеспечить
достаточную защиту пути от агрессивных водных веществ.
Одним из видов защиты балласта пути является укладка специального
подрельсового основания При плитном или рамном железобетонном
основании значительно качественее решаются вопросы защите пути..
Применение коррозиестойких по отношению
к агрессивной среде
материалов и нанесение покрытий на поверхности , обеспечивает защиту в
соответствии СП
28.13330.2012. Защита строительных конструкций от
коррозии.Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85.
Как показали эксплуатационное наблюдения
,
в этом случае
предпочтительнее применение малогабаритных рам длиной до 2, 5 м .
Предусмотрено применение
рулонных материалов, имеющую
соответствующую плотность материала.
В местах погрузки-выгрузки жидких агрессивных сред предусматриваются
конструкции непрерывного и надежного водоотвода и водостока. Для
обеспечения режима непрерывного водоотвода применяются поддоны,
которых размещаются рельсошпальная решетка пути. Использование
качественно изготовленных поддонов гарантируют удаление агрессивных
жидкостей с пути и защиту земляного полотна.
На территории металлургических заводов уложено большое количество
надземных и подземных инженерных коммуникаций
(газопроводов,
водопроводов, электрических кабелей, различных туннелей и пр.). Габариты
этих коммуникаций жестко увязаны с габаритными размерами
железнодорожных путей. Поэтому положение оси и уровня головки рельсов
68
железнодорожного пути строго фиксируется и возможности' их изменения
ограничены.
Поэтому в каждом конкретном случае при планировании организации
ремонта руководствуются проектной документацией с отметками
инженерных коммуникаций и железнодорожных путей, а при производстве
работ контролируется соответствие фактических отметок проектным.
Важно учитывать обстоятельство, что на металлургических и других
заводах большая часть железнодорожных путей укладывается с
заглубленным балластным слоем. Поэтому при планировании организации
ремонта местоположение подземных коммуникаций определяется с точной
привязкой к железнодорожному пути.
5. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
В рамках выполнения научно-исследовательской работы по теме
«Защита железнодорожного пути и сооружений от неблагоприятных
природных явлений. Проектирование и строительстваª были выполены
следующие работы:
1. Подготовлены информационно-аналитические материалы по защите
железнодорожного пути и сооружений: конструкций мостов путепроводов,
служебных зданий, станций, депо и других строительных сооружений от
снежных и песчаных лавин, скально-обвальных явлений, от воздействия
температурных перепадов и др. погодных факторов.
2. Определены требования к недопущению и предупреждению
отрицательных воздействий и неблагоприятных природных явлений к
специфическим условиях эксплуатации железнодорожных путей
промышленного транспорта.
3.
На основе анализа статистических показателей работы
промышленного железнодорожного транспорта при вредных природных
воздействий научно обоснована необходимость разработки нормативного
69
документа по проектированию и строительству сооружений от вредного
воздействия неблагоприятных природных явлений вдоль железнодорожных
путей и производственных объектов.
4. Рассмотрены варианты защиты земляного полотна в условиях
работы железнодорожного пути на технологических путях
, в местах
перевозки горячего металла
,
в зонах повышенной влажности и
загазованности воздуха, загрязнения сыпучими и жидкими веществами из
цистерн, а также защита
передвижных путей в карьерах. В местах
погрузки-выгрузки жидких и опасных грузов необходимо предусматривать
непрерывный и надежный водоотвод и водосток.
5.На базе комплексных
научно-исследовательских работ,
выполненных Промтрансниипроект , в структуру разрабатываемого Свод
правил включены правила проектирования и строительства защиты
железнодорожного пути и сооружений от снежных песчаных[ заносов,
снежных лавин, скально-обвальных явлений, от оврагообразования, сильных
ветров , от возможного выхода на путь скота и крупных диких животных, от
наледей, селей и оползней.
6.
Эффективность разрабатываемого свода правил определяется
улучшением технико-экономической ситуации в отраслевой сфере
(
результаты в смежных секторах экономики, экологические и иные
внешнеэкономические эффекты) внедрением и использованием новых
материалов и технологий, повышением технического уровня механизации и
снижением трудозатрат при текущих, плановых и внеплановых ремонтах.
.На базе комплексных научно-исследовательских работ, выполненных
Промтрансниипроект
, в
структуру разрабатываемого Свод правил
включены
правила проектирования и строительства защиты
железнодорожного пути и сооружений от снежных песчаных[ заносов,
снежных лавин, скально-обвальных явлений, от оврагообразования, сильных
ветров , от возможного выхода на путь скота и крупных диких животных, от
наледей, селей и оползней.
70
6. ЛИТЕРАТУРА
1.
Федеральный закон
«О железнодорожном транспорте РФ от
10.01.2003 г. №17-ФЗ%;
2.
Федеральный закон «Устав железнодорожного транспорта РЫª от
10.01.03.№18-ФЗ;
3.
Федеральный закон «О техническом регулированииª от 27.12.2002 г.
№ 184-ФЗ;
4.
Свод Правил СП37.13330.2012 Промышленный транспорт
.Актуализированная редакция СНиП 2.05.07-91*;
5.
Правила обслуживания железнодорожных подъездных путей утв.
Приказом МПС от 26.05.2000 №15-Ц;
6.
Правила
технической
эксплуатации
промышленного
железнодорожного транспорта от 29.03.01 г.№ АН-22р, Минтранса
РФ;
7.
. Временные устройства (ВСН 61-61, ВСН 84-62 "Методические
указания по проектированию противоналедных мероприятий и
устройств" М.,ЦНИИС, 1370. "Технический проект противоналедных
мероприятий на периодических водотоках" Л., Ленгипротрансмост,
1970.
8.
"Методические рекомендации по проектированию и возведению
противоналедных устройств на автомобильных дорогах Сибири" М.,
Союздорнии, 1971).
9.
ЦП_N 4222 Инструкция по содержанию земляного полотна и технике
безопасности при производстве работ на скально-обвалтных участках
железных дорог . Москва. Транспорт 1985
10.ЦП -751 Инструкция по снегоборьбе на железных дорогах Российской
Федерации. Москва «Транспортª2000
71
11.ПОТ РО-32-ЦП-652-99 Правила по охране труда при содержании и
ремонте железнодорожного пути и сооружений «Транспортª 1999
12.Пособие по обеспечению охраны окружающей среды при
проектировании промышленного железнодорожного транспорта (к
СНиП 2.05.07-91) Москва 1992
13.Zaitsev A.AI. Metal-net structures on Russian railways for track protection
in mountain areas // Abstracts of the Workshop «From Shear Bands to
Rapid Flowª Switzerland, Monte Verita 22—27 February ETH, 2009.
14.Maccaferri hexagonal mesh for civil engineering // BBA Agri^ment
Certificate No 95/3141.
15.Maccaferri Products performances: laboratory and field test 2008.
16.Система укрепления склонов TECCO // Geobrugg brochure 2011.
17.Сетка стальная с кольцевыми ячейками // ООО «Гео-Барьерª. —
Технические условия ТУ 1275-001-75212412-04, 2004.
18. Нормы отвода земель для железных дорог. СН 468-74,-
М.:Стройиздат,-1975.
19.НИР разработать основные положения по проектированию земляного
полотна внешних железных дорог промышленного транспорта в
районах, прилегающих к центральному участки БАМ. ВНИИШТ В-
11-4, Москва 1987.
20.Инструкция по подготовке сооружений путевого хозяйства и
объектов водоснабжения к ледоходу и пропуску весенних и ливневых
вод. Москва «Транспортª1991.
21. Охрана природы. Флора. Защитные лесные насаждения железных
дорог. Термины и определения. ОСТ 32 30-94.-М.:-1994.
72
22. Охрана природы. Земли. Нормы выделения на землях
государственного лесного фонда защитных полос лесов вдоль
железных и автомобильных дорог. ГОСТ 17.5.3.02-90.-М.:-1990.
23. Охрана природы. Флора. Защитные лесные насаждения железных
дорог. Экологические и защитные требования. ОСТ 32.38-94.-М:-
1996.
24. НИР Разработать рекомендации по защите железнодорожного пути
от агрессивных сред. Промтрансниипроект Выпуск 6063, Москва
1991
25.НИР Разработка системы повышения экологической безопасности и
противоаварийной устойчивости функционирования промышленного
транспорта КМК (диагностика, профилактика, защита в условиях
агрессивных сред и радиации). Промтрансниипроект Выпуск 6228,
Москва 1996.
26. СП 28.13330.2012. Защита строительных конструкций от коррозии
.Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85.
27.СП 116.13330.2012 Инженерная защита территорий, зданий и
сооружений от опасных геологических процессов.Основные положения.
Актуализированная редакция СНиП 22-02-2003 .
28. Инструкция по содержанию земляного полотна и его сооружений
железнодорожного пути ЦП-544.
29.Дюнин А.К. О теории борьбы с лавинами на железных дорогах. Труды
НИИЖТ.Вып.89.Новосибирск.1969 г.
30. Положение о проведении реконструкции (модернизации)
железнодорожного пути. Утв. И введен в действие Распоряжением ОАО
РЖД 01.07.2011 № 1394р.
73
74

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

///////////////////////////////////////