Система безопасности движения на горных участках
В.А. ШМЕЛЕВ
К одним из наиболее опасных природных явлений относятся сходы снежных лавин, селевые потоки, оползни и камнепады. Ежегодно они наносят огромный экономический ущерб и сопровождаются гибелью людей. Для ликвидации их последствий необходимы людские и технические ресурсы, значительные финансовые средства. В России по этим причинам было парализовано движение на автомобильных и железных дорогах Камчатки, Сахалина, Алтайского края, на Транскавказской магистрали в Южной Осетии, на Дальневосточной, Куйбышевской, Северо-Кавказской, Горьковской и ряде других железных дорог.
Защита от подобных природных явлений может быть пассивной и активной. При пассивной на опасных склонах ставят всевозможные заградительные конструкции, при активной обстреливают лавиноопасные склоны, вызывая сход небольших лавин и препятствуя накоплению критической массы снега, осуществляют оборку или обрушение нависших камней.
На сети железных дорог ОАО «РЖД» насчитывается 172 лавиноопасных и 116 скально-обвальных участков общей протяженностью соответственно 72,8 и 60,6 км. Компания «МостГеоЦентр», изучив отечественный и зарубежный опыт повышения безопасности движения на опасных участках, предлагает к применению разработанную специалистами НИИАС совместно с ПТКБ ЦП контрольно-оповестительную (противообвальную) систему (КОС), предусматривающую передачу извещений об опасном состоянии пути дежурным по станциям, поездному диспетчеру и машинистам поездов. Такая система смонтирована на опытном участке (1940—1941 км) Туапсе—Адлер Северо-Кавказской дороги.
Контрольно-оповестительная (противообвальная) система предназначена для автоматической передачи информации об обвалах, оползнях и лавинах, сошедших на железнодорожный путь. Основу КОС составляют защитные контрольные контуры, представляющие собой металлическую конструкцию — ограждение, установленное вдоль пути в опасных местах. Часть опор ограждения (так называемых контролируемых) оснащена электронными датчиками угла наклона, фиксирующими отклонение опоры от вертикальной оси.
Под воздействием обвалившихся горных пород или снежных лавин контролируемая опора отклоняется, и датчик разрывает цепь контрольного реле, при отключении которого на станциях, ограничивающих перегон, включаются световая и акустическая сигнализации на табло у дежурных по станциям и речевые информаторы, передающие сообщения по поездной радиосвязи.
КОС проектируют с учетом геологических и климатических особенностей местности. Оповестительная сигнализация включает в себя следующее (рис. 1):
один или несколько защитных контрольных контуров;
датчики наклона, расположенные на ограждении;
перегонный пункт для размещения аппаратуры питания и сигнализации (шкаф ОС);
кабельную сеть, соединяющую датчики между собой и со шкафом ОС;
линейные цепи для передачи информации на станции, ограничивающие перегон, оборудованный КОС;
станционные устройства оповестительной сигнализации.
Защитный контрольный контур (рис. 2) устанавливают между потенциально опасным склоном и железнодорожными путями. Длина контура определяется протяженностью опасного участка. Контур состоит из жестко связанных между собой секций решетчатого или сетчатого ограждения и опорных столбов. В зависимости от геологического строения основания и глубины промерзания грунтов под опорами устраивают либо свайные фундаменты (буронабивные сваи), либо железобетонные фундаменты мелкого заложения (столбчатые или ленточные). Опорные столбы и секции ограждения выполняют из металлопроката. Расстояние между опорными столбами с учетом местных условий составляет 3—6 м, высота ограждения 2 м.
В качестве датчика угла наклона используют электронный уровень КД1-С. Датчик имеет кабель для подключения питания и других внешних устройств. Исполнительное реле датчика в нормальном состоянии находится под напряжением и отключается при отклонении датчика от вертикали на 15° и более. Каждая контролируемая опора снабжена двумя датчиками, контролирующими отклонение в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях. Датчики смонтированы в металлическом кожухе, установленном на вершине столба. В корпус датчика вмонтирован свето-диод, который загорается при отключении исполнительного реле (рис. 3).
Датчики питаются током не более 20 мА при напряжении 14—36 В и могут эксплуатироваться при следующих условиях:
температуре окружающей среды от -30 до +60 °С; относительной влажности воздуха без конденсации влаги до 98 % при температуре +35 °С; атмосферном давлении 900—1350 кПа. Датчики контролируемых опор соединяют кабельной линией с цепью питания и общей контрольной цепью. Для удобства обслуживания и поиска неисправностей датчики желательно разделять на группы (не более 15 в каждой). Группа должна иметь отдельную цепь питания и контрольную цепь.
В непосредственной близости от защитного контрольного контура устанавливают шкаф КОС, служащий для размещения контрольных реле и аппаратуры питания датчиков. Шкаф типа ШРУ-М имеет основное и резервное питание 220 В, устройства коммутации и защиты. Мощность, потребляемая шкафом без учета освещения и обогрева, — не более 150 В-А. Шкафы выполняют на одну или две группы датчиков. Шкаф связан линейными цепями со станциями, ограничивающими перегон. Запитка шкафа осуществляется от ЛЭП железной дороги через понижающий трансформатор.
На станциях, ограничивающих перегон с установленной КОС, на табло дежурного по станции устанавливают световую и звуковую сигнализации. В нормальном состоянии на табло горят одна зеленая лампочка и одна белая, контролирующая питание цепей. При отсутствии основного или резервного питания в одном и более шкафах белая лампочка горит в мигающем режиме. При срабатывании датчиков защитного контрольного контура загорается красная лампочка, соответствующая данному контуру. Кроме того, в случае любого изменения состояния каждого контура включается звонок, а речевой информатор по поездной радиосвязи передает сообщение с указанием километра, на котором произошло срабатывание обвальной сигнализации. Если установлено, что сигнализация сработала вследствие неисправности, передача речевого сообщения блокируется нажатием специальных пломбируемых кнопок.
Устройства обвальной сигнализации в настоящее время смонтированы также на перегонах Сочи—Дагомыс, Дагомыс — Лоо, Водопадный — Лазаревская.
Как показывают расчеты, затраты на оборудование 100 м пути контрольно-оповестительной системой с защитным ограждением высотой 2 м составляют около 1400 тыс. руб. При этом устройство защитного сетчатого ограждения оценивается в 260 тыс. руб., а монтаж оборудования, устройство электроснабжения и укладка кабеля до станций, ограничивающих перегон, — в 1140 тыс. руб.
Таким образом, для обеспечения всех скально-обвальных и лавиноопасных участков железных дорог КОС потребуется 1867 млн руб.
