Содержание земляного полотна и искусственных сооружений при обращении осевых нагрузок свыше 25 тс
КУЛАГИН Д.В., ОАО «Российские железные дороги», первый заместитель начальника Дальневосточной дирекции инфраструктуры
В соответствии с нормативными требованиями к объектам инфраструктуры водоотводные сооружения (водоотводные и нагорные канавы, кюветы) должны обеспечивать сохранение несущей способности грунтов в период оттаивания (пропуска весенних паводковых вод) и период интенсивных дождей. Конструкция пути и земляное полотно (ЗП) не должны допускать неравномерного пучения, а искусственные сооружения должны быть обследованы и проверены на грузоподъемность с учетом обращающихся нагрузок.
В настоящее время в границах Дальневосточной дороги эксплуатируются 3837,5 км водоотводных сооружений, нуждающихся в ремонте, из них 826,3 км кюветов (22 % общей протяженности этого типа сооружений); 505,9 км нагорных канав (13 %); 2404 км водоотводных канав (63 %); 45,7 км лотков продольных (1 %); 55,6 км прорезей и дренажей (1 %); 3113 деформирующихся мест ЗП, состоящих на учете в паспорте формы ПУ-9; 2801 место, числящееся в ведомости пучинистых мест (83,9 км с высотой горба более 25 мм).
В границах Дальневосточной дороги эксплуатируются также 287 барьерных искусственных сооружений, техническое состояние которых не обеспечивает пропуск подвижных составов с осевыми нагрузками более 25 тс с установленными скоростями.
Основные причины несоответствия стандарту СТО «РЖД» 1.07.002-2010 «Инфраструктура железнодорожного транспорта на участке обращения грузовых поездов повышенного веса и длины. Технические требования»:
- пятая категория грузоподъемности;
- дефекты пролетных строений, требующие капитального ремонта (замены);
- дефекты и деформации опорной части опор мостов.
На рис. 1 показана динамика изменений состояния ЗП и ИССО.
В последние годы, несмотря на выполненный ремонт ЗП, водоотводных сооружений собственными силами при текущем содержании и силами подрядных организаций при строительстве вторых путей, протяженность дефектных водоотводных сооружений увеличилась на 303 км; мест, подверженных пучению, — на 13,8 км; деформирующихся мест ЗП — на 7,3 км.
Следовательно, проводимых мероприятий и принимаемых мер в условиях пропуска поездов повышенной массы и длины, в том числе имеющих в своем составе вагоны с осевыми нагрузками 25 тс, недостаточно.
В настоящее время изменен подход к текущему содержанию ЗП:
- сформировано пять землеройных (автотракторных) комплексов для ремонта и очистки водоотводных сооружений, обеспечивающих работоспособность ЗП;
- две дистанции оснащены думп-карными вагонами;
- создан комплекс по содержанию и ремонту ЗП на базе Тындинской дистанции инженерных сооружений, который выполняет широкий спектр задач по ремонту ЗП, от восстановления элементов инженерных сооружений до капитального ремонта.
- Изменения коснулись также проведения капитального ремонта ЗП:
- проектные решения принимаются совместно с Инженерно-геологической базой (ИГБ) и мерзлотной станцией;
- расширен диапазон технических решений на участках вечной мерзлоты;
- реализуются комплексные мероприятия.
Увеличены требования к техническим заданиям и техническим условиям, выдаваемые проектным организациям:
для сохранения температурного режима участков вечной мерзлоты используются сезонные охлаждающие установки (СОУ);
для проектирования водоотводных сооружений, оснований берм применяются инновационные и современные материалы (геотекстиль, геомембраны, полистиролы и т. д.) и новый технологический процесс ремонта;
для сохранения устойчивости грунтов в основании опор на мостах (исключение осадок, кренов и выпучивания), а также в целях сохранения мерзлоты на участках ЗП, подверженных осадкам и пучениям, реализуются мероприятия по устройству СОУ в комплексе с охлаждающими каменными набросками.
Указанные технические решения использованы при устройстве ступенчатой армодренажной системы на перегоне Маревая—Змейка (2454 км ПК2—7; исполнитель ПЧИССО-2) для исключения обводнения основания ЗП и пучинных деформаций (рис. 2, а).
Реализован также проект по устройству СОУ и охлаждающей наброски на перегоне Амган—Шугара (3191—3195 км) (рис. 2, б). Стабилизированы деформации на данном участке, связанные с неравномерным пучением грунтов в основании. Однако в ходе эксплуатации выявлены некоторые изъяны при проектировании и монтаже: наклонное расположение СОУ в теле ЗП к его оси под углом 60° и приведение термостабилизаторов в надземной части в вертикальное положение привело к уменьшению сечения трубки термостабилизатора, по которой движется хладагент. С учетом этого сделаны определенные выводы, исключающие применение СОУ в наклонном исполнении с уменьшением диаметра установки.
Помимо комплекса ремонтных работ по оздоровлению ЗП с учетом тенденций развития и прогрессирования технологий появились новые инструменты контроля и прогнозирования состояния ЗП с учетом возросшей на него нагрузки.
На балансе Хабаровского центра диагностики и мониторинга устройств инфраструктуры содержатся четыре мобильных средства диагностики, оборудованные системами скоростной георадиолокации и пространственного сканирования (см. таблицу).
Подсистемы контроля ЗП оснащены специальным оборудованием, позволяющим получать различные параметры состояния основной площадки, откосов насыпей и выемок, балластного слоя и других частей.
При помощи данных подсистем диагностических средств выявляют новые деформирующиеся участки и наблюдают за состоянием мест, находящихся на учете. Система пространственного сканирования дает возможность выявлять дефекты ЗП, такие как зауженная основная площадка и завышенная крутизна откосов. С помощью системы георадиолокационного зондирования определяются места увлажнения основной площадки и балластных углублений. Для определения неисправностей водоотводных, защитных и укрепительных сооружений используется система обзорного видеонаблюдения.
Мониторинг объектов инфраструктуры с помощью беспилотных летательных аппаратов позволяет получить информацию о наличии дефектов ЗП (геометрические нарушения, поверхностные дефекты, воздействие внешних факторов).
В марте 2022 г. в целях выявления опасных геологических процессов на прилегающих склонах выполнен осмотр скально-обвальных участков Партизанской дистанции пути. По результатам осмотра на 178 км ПК10—179 км ПК7 направления Амурский Залив—Мыс Астафьева у подошвы откоса выявлены накопления скальных фрагментов и осыпного материала (необходимо выполнить уборку); на откосе полувыемки наблюдается нависание скальных фрагментов и крупных блоков, угрожающих обрушением из-за ослабления связей с общим массивом по всему контуру соприкосновения (требуется обследование и профилактическая оборка силами бригады верхолазов).
Как уже было указано ранее, основными сдерживающими факторами для постоянной эксплуатации вагонов с осевыми нагрузками 25 тс являются мосты, имеющие пятую категорию по грузоподъемности (как по состоянию пролетных строений, так и по состоянию опор). Устранение данных дефектов возможно только при капитальном ремонте и реконструкции иссо.
Однако в рамках текущей эксплуатации в 2021 г. совместно с мостостроительными станциями проведено детальное обследование на перспективных направлениях обращения вагонов с осевыми нагрузками 25 тс, разработаны мероприятия, позволяющие отменить ограничения скорости до проведения ремонтов.
Так, в 2021 г. собственными силами ПЧИССО-1 и 2 выполнены работы по устройству железобетонных рубашек в объеме 37,8 м3 с усилением опор мостов (на металлическом мосту участка Алонка—Кочеранки, на железобетонном мосту перегона Амгунь—Сонах, на сталежелезобетонном мосту участка Мульмугакан— Улак).
Выполнены работы по восстановлению защитного слоя бетона элементов пролетных строений, восстановлению разрушенных консолей в объеме 264 м1 2 3 (на двух железобетонных мостах участка Смоляниново—Дунай).
В целях реализации мероприятий по стабилизации незатухающих деформаций опор мостов в границах БАМа устраиваются охлаждающие наброски конусов мостов, оборудованных СОУ (керосинными), и подходные насыпи в границах Верхнезейской и Февральской дистанций пути (в 2021 г. реализованы мероприятия на трех мостах Верхнезейской дистанции).
В целях приведения состояния ИССО, в частности мостов, к требованиям по пропуску вагонов с осевыми нагрузками 25 тс и более в границах Дальневосточной дороги реализуются программы реконструкции ИССО («Транссиб за семь суток», «БАМ-2», программа ремонта ИССО ЦУКС1). Силами предприятий дирекции инфраструктуры ведется капитальный ремонт малых и средних мостов.
По программе «БАМ-2» в текущем году по титулу ДДКС2 и ДКРС3 необходимо реализовать мероприятия по устройству двухпутных вставок, строительству вторых путей, разъездов на 28 объектах, сопровождаемые строительством новых ИССО и реконструкцией существующих в общем количестве 249 сооружений (145 водопропускных труб, 104 моста).
По программе реконструкции ИССО по титулу ЦУКС развернуты работы на 15 мостах с планируемыми сроками реализации в текущем году на пяти мостах, что позволит ликвидировать барьерные места по шести сооружениям (сталежелезобетонный мост участка Могот—Рихард Зорге, металлические мосты участков Уркальту—Герби, Постышево—Дуки, Хани—Тында, Биробиджан— Ленинск).
В 2021 г. силами ПЧИССО-1 и ПМС-220 выполнен капитальный ремонт шести мостов и одной водопропускной трубы. В текущем году объемы ремонтов, выполняемых силами подразделений дирекции, увеличены по сравнению с прошлым годом в два раза. Запланирован капитальный ремонт пяти мостов и 10 водопропускных труб.
Представляется необходимым на полигоне Дальневосточной дирекции инфраструктуры выполнить следующие мероприятия:
- увеличить количество комплексов по ремонту и текущему содержанию ЗП и водоотводных сооружений (в границах территориальных управлений);
- оснастить дистанции думпкарными вагонами, кранами типа КЖДЭ (модернизация РОИН), средствами мониторинга (беспилотными летательными аппаратами);
- пересмотреть штатное расписание МИС и ИГБ (первый этап);
- создать МИС и ИГБ по Комсомольскому региону (второй этап);
- доработать программное обеспечение ЕК АСУИ (в части расчетов и отчетности).
Реализация представленных предложений позволит сократить перечень барьерных мест, а также сдерживающих факторов для обращения составов, сформированных из вагонов с осевыми нагрузками свыше 25 тс.
