Admin

Повышение стабильности щебеночного балласта

В начале декабря 2009 г. состоялось заседание секции «Путевое хозяйство» научно-технического сонета ОАО «РЖД», на котором был рассмотрен комплекс мероприятий но повышению стабильности щебеночного балластного слоя на сети дорог.

Открыл совещание вице-президент ОАО «РЖД» В.Б. Воробьев. Он отметил, что в путевом хозяйстве сделаны шаги в направлении улучшения конструкций шпал, промежуточных рельсовых скреплений, лечения земляного полотна, содержания и ремонта искусственных сооружений, достигнуто определенное снижение дефектности рельсов, апробирована новая конструкция верхнего строения пути с защитным слоем, а качество балластного слоя из щебня остается на прежнем уровне. Фактически в России нет заводов, выпускающих щебень, соответствующий европейским стандартам. На дорогах Европы и всего мира зарекомендовал себя с положительной стороны щебень фракции 30—64 мм, кубовидной формы, с минимальной лешадностью, запыленностью и загрязненностью. Использовать такой щебень у нас считается дорого. Но при этом не учитываются расходы на эксплуатацию балластной призмы. В практику вошло выполнение среднего ремонт или глубокой очистки балласта через два-три года после капитального или среднего ремонта. Эта проблема связана, конечно, и с состоянием водоотводов, уровнем грунтовых, поверхностных вод, видом перевозимых грузов, но качество самого щебня оставляет желать лучшего. Ни для кого не секрет, что целые «вертушки» объемом 1,5—2,0 тыс. м3 ремонтники вынуждены браковать из-за загрязнителей.

В связи с этим необходимо разработать новые требования к щебеночному балласту, определить, в каком объеме следует закупать кубовидный щебень улучшенного качества и на каких заводах, на каких участках в первую очередь его укладывать.

Директор ООО «Институт полимеров» И.Н. Дариенко предложила внести некоторые изменения в ГОСТ на щебень, которые позволят обеспечить больший срок службы балласта на участках грузонапряженного и высокоскоростного движения. Эти изменения связаны с содержанием минимально допустимого размера зерна, выделением основной фракции, ужесточением требований к содержанию зерен пластинчатой и угловатой формы, к таким прочностным характеристикам как сопротивление удару на копре, истираемость и морозостойкость. При укладке в путь общий гранулометрический состав щебня должен остаться неоднородным и содержать фракции разного размера, но основная, обеспечивающая устойчивость к вертикальному давлению, 30—50 мм. Присутствие небольшого количества фракции 50—60 и 25—30 мм имеет армирующее значение для формирования внутренней структуры слоя и создает необходимое его уплотнение с высокими значениями сцепления и угла внутреннего трения. Уменьшение содержания фракции 25—30 мм обусловлено тем, что она включает наибольшее количество лещадных зерен, которые имеют низкую устойчивость к ударным и истирающим нагрузкам, быстрее окалываются, как в процессе уплотнения, так и при дальнейшей эксплуатации. При фракции с размером зерен более 40 мм величина свободного околозернового объема, а следовательно и пустотность щебеночного слоя, возрастает. Это может привести к трудностям при уплотнении такого щебня.

О состоянии щебеночных заводов и необходимости их реконструкции для выпуска щебня повышенного качества рассказал заместитель генерального директора ОАО «Первая нерудная компания» В.Л. Алексеев. Щебеночные заводы-филиалы Первой нерудной компании сооружены по проектам 1960—1980 гг., которые в основном предусматривают технологические схемы с двумя стадиями дробления и только на пяти — с тремя. Технологических условий для изготовления высококачественного щебня ни на одном предприятии нет. Выпускаемый в настоящее время ОАО «Г1НК» щебень соответствует требованиям действующего ГОСТа и нормам безопасности. К первой группе по содержанию зерен лешадной формы относится щебень, производимый на Мочищенском, Талданском, Ангасольском, Крутокачинском, Бесланском, Медвежьегорском заводах. Ко второй — на Жипхсгенском, уч. Улан-Макит, Курагинском, Сибирцевском, Орском, Исетс-ком, Шсршнинском, Оленегорском. Сулинский, Камнереченский и Хребетский заводы выпускают щебень с количеством зерен лещадной формы не менее 15—18 %, и снижение этого показателя при существующей технологии невозможно.

Для улучшения качества щебня разработана технологическая схема с применением импортного оборудования фирмы «Сандвик» на Медвежьегорском заводе. Совместно со специалистами машиностроительной корпорации «Уралмаш» рассмотрены варианты реконструкции Орского, Мочищснского, Камнсреченского и Исетского заводов. Одним из последних предложений МК «Уралмаш» является конусная дробилка ККД-500/60К для получения кубовидного щебня фракций 25—60 мм с содержанием лещадных зерен не более 15 %.

Также совместно с МК «Уралмаш» разработаны два варианта производства щебеночно-гравийнопесчаной смеси для защитных слоев подбалластного основания. Но из-за отсутствия на заводах свободных площадей и невозможности производить щебень фракции менее 40 мм изготовление смеси затруднено.

Согласно лабораторным исследованиям выпускаемого щебня ОАО «ПНК» по процентному содержанию лещадных зерен в соответствии с проектом нового ГОСТа подходит только продукция Мочищенс-кого, Ангасольского и Бесланского щебеночных заводов. По показателю морозостойкости — Камнереченского, Жипхегенского, Ангасольского, Исстского, Орского, Шершни некого и Бесланского заводов. По показателю сопротивления удару, который должен составлять 500 и более, не подходит продукция ни одного завода.

Генеральный директор Управляющей компании «Карелнеруд» Л.Д. Суевалов изложил возможности производства щебня фракции 30—60 мм по проекту нового ГОСТа для высокоскоростного, скоростного и тяжеловесного движения. Холдинг «Карелнеруд» имеет в своем составе три карьера. Щебень, изготавливаемый на карьере «Голодай Гора» наиболее подходит для железных дорог, так как расположен у станции Дерсвянка Октябрьской дороги и имеет необходимые качественные показатели месторождения. В 2008 г. на карьере введено в эксплуатацию оборудование фирмы «Метсо Минералз». Для выпуска щебня фракции 30—60 мм, соответствующего проекту нового ГОСТа, в технологическую схему внесли изменения, за счет чего производительность установки упала, а себестоимость продукции выросла. Карьер «Голодай Гора» может выпускать щебень фракции 30—60 мм до 2 млн т в год.

B.C. Серов, представляющий ООО «Семиозерс-кий карьер», высказал ряд замечаний по проекту нового ГОСТа на щебень. Он считает, что основной фракцией необходимо принять щебень размером 30—60 мм. При этом исключается фракция 25—30 мм, которая содержит наибольшее количество лещадных зерен. Избежать на грохоте замельчения зерен нельзя, поэтому следует установить допустимым наличие фракции менее 25 мм до 3 %, а пылевидных частиц до I %. Для того чтобы исключить присутствие пылевидных частиц, щебень надо мыть. В условиях северо-запада России с октября по апрель это сделать невозможно. С точки зрения экологии окружающей среды, возникает вопрос: куда сливать после этого воду? А самое главное, мытый щебень надо сразу загружать в хоппер-доза-тор, иначе при складировании происходит дополнительное его измельчение. В связи с геологическими особенностями происхождения гранита на территории нашей страны целесообразно было бы установить для щебня первого класса показатель сопротивления удару на копре 150.

Проблеме качества путевого щебня посвятил свой доклад заместитель начальника Центральной дирекции по ремонту пути Л.М. Курочкин. Сейчас щебень поставляют 18 карьеров ОАО «Первая нерудная компания», более 20 сторонних карьеров по договорам с Росжелдорснабом и его региональными филиалами, а также карьеры Украины и Белоруссии. На всех щебеночных заводах отсутствует система инспекции ОАО «РЖД». Контроль качества осуществляется только на производственных базах ПМС. В основном он заключается в определении фракционного состава. Физико-механические свойства и насыпную плотность проверить в условиях ПМС нельзя. Значительный объем щебня, особенно в период летних путевых работ, поставляется из карьеров в хоппер-дозаторных «вертушках» непосредственно на участки работ в «окно». Невозможность длительное время хранить полученную партию щебня в подвижном составе, а также отсутствие свободных площадей для размещения забракованного щебня усложняет процесс предъявления претензий к поставщику. Отсутствуют четкие критерии уценки щебня.

В условиях повышения весов поездов, осевых нагрузок и скоростей движения эффективная работа балластного слоя является решающим условием обеспечения стабильности пути. Об усилении подбалластного слоя основания рассказал докт. техн. наук В.О. Певзнер. ВНИИЖТ проводил исследования влияния подбалластных защитных слоев на Экспериментальном кольце. Были уложены защитные слои различной толщины, разного гранулометрического состава, в том числе с цементацией. Усиление подбалластного основания позволило отодвинуть проведение первой сплошной планово-предупредительной выправки пути до наработки 485 млн т груза брутто. После чего, через 50 млн т груза брутто интенсивность накопления расстройств пути стала устойчивой и составила 0,21 шт/млн т на 1 км пути. Эго говорит о положительном влиянии подбалластных защитных слоев на процесс стабилизации пути после сплошной выправки. Укладка защитных слоев целесообразна при строительстве вторых путей, а при реконструкции трудоемка.

Увеличение жесткости подбалластного основания может быть достигнуто применением георешеток. Проведенные наблюдения на Экспериментальном кольце показали, что объемную георешетку выгодно укладывать, если на участке проводят две и более планово-предупредительные выправки в год или интенсивность развития отступлений по геометрии пути, без учета устранения, составляет 1 шт. на I млн т груза брутто.

Что касается требований к щебню, то этот вопрос необходимо рассматривать совместно с требованиями ко всей конструкции верхнего строения, включая основную площадку, применительно к конкретным условиям эксплуатации, учитывая технологию производства работ.

С докладом об оптимизации технологии применения щебня выступил канд. техн. наук Ю.В. Гаиеенко. Он представил собравшимся фотографии участка Торбино—Боровенка Октябрьской дороги, где была проведена реконструкция пути. На них видно, что балластная призма и земляное полотно в избытке содержат воду, и в обводненную балластную призму укладывают переувлажненный защитный под-балластный слой. В связи с повышенным водосодержанием грунтов даже после значительного количества проходов виброкатков требуемая степень уплотнения щебеночно-гравийно-песчаной смеси не была достигнута. По мнению Ю.В. Гапеенко, надо разработать документ, который запрещает проводить реконструкцию пути с созданием защитного подбалластного слоя до выполнения ремонта водоотводных сооружений, а главное, обеспечения необходимой влажности материалов балластной призмы и земляного полотна. Целесообразно выполнить комплексный анализ технологических процессов для повышения их качества и корректировки основных положений. Следует добавить в их основной текст информацию о применении средств контроля наиболее важных операций.

Директор Центра ИССО ОАО «РЖД» В.Н. Сазонов также высказал ряд предложений по обсуждаемой теме. Вопрос о том, каким должен быть щебень, чтобы соответствовать современным требованиям взаимодействия пути и подвижною состава актуален. На высокоскоростных линиях предусмотрено применение европейского подвижного состава. Поэтому и для основания, и для элементов верхнего строения пути за основу необходимо взять европейский стандарт и четко, и однозначно его соблюдать. Высокоскоростное движение следует выделить в отдельную категорию критериев эксплуатационных условий щебня. Для грузонапряженного движения критериями должны быть грузонапряженность, осевая и погонная нагрузка. Опираться на зарубежные исследования возможно при воздействии поездной нагрузки с нашими стандартами 25—27 и как перспектива — 30 тс/ось. Показатель по морозостойкости — 300. Эту норму уменьшать нельзя, иначе снижается срок службы щебня. В дальнейшем на высокоскоростных линиях необходимо использовать базальтовый щебень. Это практически вечная конструкция, — 46 лет между сменами. Производство щебня следует переориентировать на новые месторождения, соответствующие новым стандартам, с открытием новых заводов. Контроль качества щебня в первую очередь должна организовать Центральная дирекция по ремонту пути на заводах.

К сожалению, при реконструкции зачастую защитный слой размещают на загрязненном щебне, больном земляном полотне. Огромную массу этого загрязненного щебня необходимо вывозить, что неизбежно связано с нарушением экологии, штрафами, дополнительными затратами. Решение этой проблемы возможно найти, используя технологию адаптации снятых слоев в защитный усиливающий фрагмент основной площадки. Таким образом мы решим экологические и технологические проблемы, а главное, создадим новый уровень качества основной площадки земляного полотна и содержания пути.

На заседании также выступили Е.С. Ашпиз, С.А. Рабчук, П.И.Дыдышко.


Научно-технический совет ОАО «РЖД» постановил:

принять к сведению предложенный проект нового ГОСТа, включающий дифференцированные нормы на щебень I категории повышенного качества для использования на участках высокоскоростного, скоростного и тяжеловесного движения и II категории обычного качества для остальных участков;

ООО «Институт полимеров», ОАО «ВНИИЖТ» доработать проект ГОСТа, а именно, определить коэффициент неоднородности состава щебня, обосновать нормативы по морозостойкости с проведением соответствующих испытаний, сформулировать критерии эксплуатационных условий для укладки щебня I категории, установить необходимость дифференцированного подхода к движению высокоскоростному и с высокой грузонапряженностью, доработать методику и расчет технико-экономического обоснования применения щебня повышенного качества, усилить оценку эксплуатационных преимуществ при его использовании, изучить зависимость лещадности от прочности породы, обосновать предлагаемые нормативы по показателю сопротивления удару на копре и по лещадности, представить на рассмотрение доработанную редакцию ГОСТа в причастные организации в первом полугодии 2010 г.;
ОАО «Первая нерудная компания» (по согласованию) разработать и представить на рассмотрение в третьем квартале 2010 г. в ОАО «РЖД» проект Программы переоснащения нескольких заводов ОАО «ПНК» в регионах Карелии, Урала, Сибири и Дальнего Востока под производство щебня повышенного качества, исходя из потребности в нем (на уровне 30 % от общей поставки);

Департаменту пути и сооружений, Центральной дирекции по ремонту пути, ОАО «ВНИИЖТ», ПТКБ ЦП продолжить совершенствовать технологию уплотнения щебня и оптимизировать работу со щебнем на базах путевых машинных станций, переработать в первом квартале 2010 г. порядок входного контроля щебня на базах путевых машинных станций, выходного при отгрузке с баз, контроля при приемке отремонтированных участков пути, разработать с участием Росжелдорснаб и ОАО «ПНК» в первом квартале 2010 г. регламент рекламационных действий при поставках щебня с нарушением нормативов;

ООО «Институт полимеров» в рамках научно-технической работы провести в первом полугодии 2010 г. оценку затрат ОАО «РЖД», вызванных засорением щебеночного балласта сыпучими грузами и локомотивным песком, с определением мероприятий по их снижению;

Департаменту пути и сооружений довести до сторонних производителей щебня проект ГОСТа, доработанный с учетом замечаний, и запросить в первом квартале 2010 г. предложения по условиям поставки щебня повышенного качества, начиная с 2011 г., рассмотреть целесообразность использования щебня фракции 5—25 (30) на станционных и подъездных путях, при пересмотре Технических условий по ремонту и планово-предупредительной выправке пути (ЦПТ-53) внести в них требования к состоянию элементов пути (земляного полотна, водоотводов и др.) на межо-перационных интервалах в процессе выполнения ремонтов; до 20 декабря 2009 г. в титулах реконструкции и ремонтов 2010 г. запланировать участки с укладкой конструкций с подбалластными защитными слоями, в первую очередь на высокогрузонапряженных участках; определить полигоны сети дорог, на которых в первоочередном порядке должен укладываться щебень повышенного качества;

ОАО «Первая нерудная компания» (по согласованию), ООО «Карелнеруд» (но согласованию), ООО «Гранит-Кузнечное», ООО «Семиозерский карьер» представить в Департамент пути и сооружений, Центральную дирекцию по ремонту пути обоснованные предложения по возможностям и условиям поставки материалов для защитного подбалластного песчано-гравийного слоя;

Департаменту пути и сооружений, ООО «Институт полимеров», ОАО «ВНИИЖТ» с учетом принятых решений по доработке и проведению испытаний рассмотреть измененную редакцию ГОСТа на расширенном совещании с приглашением представителей причастных организаций в июле 2010 г.

Т.Н. ГОРЬКАНОВА

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin