Admin

На путейской секции научно-технического совета

В середине декабря 2010 г, в Анапе прошло выездное заседание секции «Путевое хозяйство» научно-технического совета ОАО «РЖД», тема которого «Внедрение на сети железных дорог механизированного комплекса по укладке объемной георешетки». В нем приняли участие руководители и специалисты путевого хозяйства сети, представители предприятий и путейской науки.

Заседание открыл вице-президент ОАО «РЖД» В.Б. Воробьев. Свой доклад он посвятил состоянию земляного полотна российских железных дорог и способам его усиления.

Земляное полотно, обеспечивающее надежную работу всей конструкции пути и других устройств, является долговременным сооружением, значительная часть которого построена более века назад по устаревшим нормам и технологиям. Из 85257,43 км эксплуатационной длины железных дорог общая протяженность участков с дефектами и деформациями земляного полотна составляет 5229,23 км или 6,1 % (рисунки 1 и 2).

Наибольшая протяженность земляного полотна с дефектами и деформациями в доле от эксплуатационной длины в районах Сибири и Дальнего Востока отмечается на следующих дорогах: Дальневосточной — 25,4 % (в 2008 г. — 25,8 %); Красноярской — 14,1 % (12,4 %); Восточно-Сибирской — 11,7 % (11,1 %); Забайкальской — 10,5 % (10,8 %).

В настоящее время на учете в качестве неустойчивых или деформирующихся (паспорт ПУ-9) состоят 8153 места земляного полотна. Наибольшее их число на Дальневосточной дороге — 2412 (или 33,7 % всего количества), на Северо-Кавказской — 1187 (14,6 %), Восточно-Сибирской — 861 (10 %) и Забайкальской — 847 (10 %).

Дефектность земляного полотна характеризуется нарушением его поперечных очертаний — 1665,09 км (31,8 %), балластными корытами — 136,94 км (2,6 %), деформациями тела насыпи (осадки, сплывы) — 1577,45 км (30,2 %), пучинами — 659,66 км (12,6 %). Остальные 22,8 % составляют водоразмывы, оползни, обвалы, сели, карст, наледи.

Основная площадка земляного полотна — один из важнейших элементов пути, определяющих стабильность геометрии рельсовой колеи.

Сложные условия работы грунтов основной площадки приводят к широкому распространению таких дефектов и деформаций, как балластные углубления, связанные с недостаточной прочностью слагающих грунтов, что вызывает проникновение мелких частиц грунта в балласт и его интенсивное загрязнение, а также мо-
розное пучение при промерзании и весенние просадки при оттаивании.

Проблема обеспечения стабильности основной площадки становится особенно актуальной на линиях, где предусматривается введение скоростного пассажирского движения либо повышение осевых или погонных нагрузок в грузовом движении.

Основное мероприятие при усилении основной площадки — создание под балластной призмой защитных слоев из различных минеральных дренирующих, а также разнообразных геосинтетических материалов.

До настоящего времени нет четких конструктивных решений и технологий по применению защитных слоев в зависимости от эксплуатационных условий (нагрузок, класса пути, скоростей движения) и нет практического опыта укладки защитного слоя при ремонтных работах.

Защитный слой, укладываемый под щебеночную балластную призму, должен выполнять следующие функции:

не допускать взаимного проникновения и перемешивания частиц балластной призмы и грунтов земляного полотна;

отводить атмосферную воду от основной площадки;

защищать от промерзания нижележащие пучинистые грунты;

распределять и снижать поездную нагрузку на грунты земляного полотна с целью обеспечения их несущей способности,

создавать условия для эффективного гашения колебаний от движения поездов.

Защитный слой необходимо проектировать, исходя из выполнения всех пяти функций. Сферы применения различных геосинтетических материалов в зависимости от требуемых функций представлены в таблице.

Сейчас при ремонте и реконструкции земляного полотна наряду с традиционными находят применение современные материалы и технологии ремонта.

Для укрепления основной площадки земляного полотна, откосов насыпей и выемок применяют различные виды геосинтетиков — геотекстиль, георешетки, водоотводные лотки из композитных материалов. При усилении насыпей на слабом основании и стабилизации оползневых участков используют разрядно-импульсную технологию. В опытном порядке применяют химические добавки для усиления подшпального основания. На Октябрьской дороге выполнена обработка балластной призмы полимерными материалами на основе полиуретана для закрепления балласта при проходе высокоскоростного подвижного состава.


На Северо-Кавказской дороге в 2008 г. реконструирована волноотбойная стена с использованием композитных материалов Конструкция стены является высокотехнологичной и позволяет сокращать сроки строительства примерно в пять раз. Благодаря нанесению противоэрозионного покрытия на лицевую часть стеклопластиковой панели существенно увеличивается срок службы конструкции. В результате опытных работ создана новая высокоэффективная технология строительства и ремонта волноотбойных стен с использованием современных композитных материалов.

Начиная с 2008 г. для усиления основной площадки эксплуатируемого земляного полотна применяется инновационное техническое решение — укладка объемной георешетки. За два года подшпальное основание усилено более чем на 50 км на Северной, Московской и Северо-Кавказской дорогах. Результаты наблюдений за опытными участками показывают существенное улучшение эксплуатационных характеристик железнодорожного полотна. С началом использования в 2011 г. механизированных комплексов по укладке георешетки объемы усиления земляного полотна значительно возрастут.

Обеспечение надежной эксплуатации искусственных сооружений и земляного полотна — задача многоплановая, и от своевременного и правильного ее решения в значительной мере зависит успешная работа всего путевого хозяйства.

Далее начальник Департамента пути и сооружений А.Б. Киреевнин рассказал о технологии укладки объемной георешетки в путь с применением машин и механизмов. Геосинтетические материалы находят все большее применение в дорожном и железнодорожном строительстве. Эффективность их использования в конструкциях дорожных одежд и искусственных сооружений подтверждена мировой и отечественной практикой. Технология укрепления земляного полотна геосинтетиками позволит уменьшить расходы традиционных строительных материалов (песка, щебня и др.), значительно сократить объемы земляных работ, повысить в целом устойчивость и надежность дорожной конструкции, увеличить сроки ее службы или отдельных элементов.

Наиболее распространенные геосинтетики — геотекстиль, плоские георешетки (геосетки), а также пространственные (объемные) георешетки. Результаты исследований показывают, что устройство георешеток в первую очередь на порядок и более уменьшает остаточные деформации от прилагаемых нагрузок и более чем в 2 раза снижает нагрузку на основание, способствует стабилизации верхнего строения пути. Использование георешеток на участках Московской, Северной, Северо-Кавказской дорог также показывают их высокую эффективность. Таким образом, можно сделать вывод о том, что применение георешеток значительно увеличивает несущую способность земляного полотна, повышает жесткость подбалластного слоя для обеспечения максимальной защиты земляного основания, уменьшает поперечное перемещение балласта, вызываемое высокими динамическими нагрузками. Это позволяет значительно улучшить качество железнодорожного полотна, повысить скоростные режимы движения и грузопропускную способность с одновременным увеличением тяжеловесности поездов, увеличить межремонтный интервал и сократить расходы на содержание пути, снизить аварийность и повысить безопасность движения.

Как уже отмечалось, объемные георешетки (рис. 3) для армирования защитного подбалластного слоя земляного полотна начали применять в 2009 г. В 2009— 2010 гг. на российских железных дорогах проведена опытная укладка георешетки на следующих объектах: Экспериментальном кольце в Щербинке (уложено 0,2 км в 2009 г.); на перегонах Зеленый—Няндома и Шалакуша—Лельма Архангельского отделения Северной дороги; Горбачеео—Скуратово—1Чернь Московской дороги (24,5 км в 2010 г.); Коноково—Овечка Северо-Кавказской дороги (11 км в 2010 г.). Всего за этот период на сети уложено около 50 км.

Анализ результатов наблюдений за состоянием пути, проведенный специалистами ВНИИЖТа и центрами диагностики дорог, показал высокую эффективность использования георешеток.


В 2010 г. сертифицировали и укладывали в путь перфорированную георешетку высотой 15 см с размером ячейки 20 см (производство ООО «ИнфраТех»), разработанную с учетом сертификационных показателей Регистра сертификации на федеральном железнодорожном транспорте. Надо отметить, что ручной способ укладки объемной георешетки имеет ряд недостатков, среди которых: высокая трудоемкость процесса укладки; необходимость снятия рельсошпальной решетки, организации глухих «окон» на ремонтируемом пути (не менее 54 ч «оконного» времени на фронте работ 1000 м, включая балластировку); возможность применения только на участках с невысокими насыпями; ограничение движения на соседнем пути; высокая сложность укладки на однопутных участках; значительные затраты на доставку техники и утилизацию вырезанного материала.


В целях повышения эффективности строительных и ремонтных операций в настоящее время разрабатывается путевой ремонтный комплекс для создания защитного подбалластного слоя, армированного объемной георешеткой. Комплекс позволит ремонтировать железнодорожное полотно без снятия рельсошпальной решетки. В защитный подбалластный слой будут устанавливать объемную георешетку (при необходимости с геотекстилем), заполненную песчано-гравийной смесью (ПГС), засыпной материал одновременно будут увлажнять и уплотнять до заданных параметров.

Подготовку пути для ремонта с использованием комплекса и последующее формирование балластной призмы планируется вести традиционными способами. Комплекс включает в себя (рис. 4) универсальный тяговый модуль, укладочную машину, машины для транспортировки объемной георешетки к месту работ, цистерны для транспортировки воды.

При создании защитного подбалластного слоя с применением комплекса вначале вырезают старый балласт на глубину до 60 см, затем на рельсошпальную решетку, лежащую на основной площадке, выгружают ПГС из хоппер-дозаторного состава в два слоя (в объеме 1270 м3 на 1 км пути) с подъемкой рельсошпальной решетки на каждый слой электробалластером ЭЛБ-4 на 15—20 см (общая толщина ПГС под шпалой должна составлять 30 см). После подъемки на второй слой ПГС выполняется зарядка комплекса для формирования подбалластного слоя.

С использованием комплекса планируется осуществлять следующие операции: удаление песчано-гравий-ной смеси из-под рельсошпальной решетки с глубины 300 мм баровым выгребным устройством; подача геоматериалов под рельсошпальную решетку непосредственно за выгребным устройством, растягивание георешетки на ширину 4000 мм с одновременным подстиланием под нее геотекстиля и установка на поверхность среза (ремонтную основную площадку земляного полотна): увлажнение ПГС; засыпка геоматериалов ПГС с равномерным ее распределением; планирование слоя ПГС планировочным устройством; уплотнение ПГС виброплитами до 8—10 % по относительной осадке; формирование балластной призмы.

Предлагаемый комплекс должен существенно ускорить и удешевить ремонт пути с применением объемной георешетки, поскольку отпадет необходимость снятия рельсошпальной решетки, планируемая производительность укладки составит примерно 150 м/ч, более чем в два раза уменьшатся затраты, связанные с закрытием перегона, сократится время подготовительных земляных работ при укладке геоматериалов, их установке, засыпке и уплотнении, уменьшится число путевых рабочих, значительно сократится ручной труд, минимизируется количество автодорожной техники.

Необходимо особо отметить, что применение комплекса с использованием качественных геосинтетических материалов позволит полностью контролировать технологический процесс их укладки. Это, в свою очередь, обеспечит высокое качество строительных работ, повысит эксплуатационные параметры пути и увеличит межремонтные интервалы.

Учитывая, что в 2015 г. грузонапряженность, по прогнозам, может достичь в среднем по сети 42 млн т*км брутто на 1 км в год, применение объемной георешетки является одним из важных решений для повышения надежности верхнего строения пути.

По предварительным расчетам, при годовом объеме укладки объемной георешетки 53 км полезный эффект от применения одного комплекса составит 306950 тыс. руб.

В развитие темы доклада А.б, Киреевнина о комплексе по укладке объемной георешетки на базе машины СЧ-601 рассказал генеральный директор ООО «ИнфраТех» Ю.В. Гололобов. Принимая во внимание сложности укладки объемной георешетки, в числе которых необходимость снятия рельсошпальной решетки, частичное перекрытие соседнего пути, невозможность осуществлять ремонт на однопутных участках, перед

ООО «ИнфраТех» была поставлена задача разработать технологию механизированной укладки и создания опытного образца комплекса.

Совместно с ПТКБ ЦП подготовили технические требования и техническое задание на опытный образец. Документы согласовали с Центральной дирекцией по ремонту пути и Департаментом пути и сооружений.

Для подтверждения правильности выбранных вариантов изготовили и испытали макеты всех спроектированных рабочих органов машины. В целях сокращения сроков проектирования и изготовления машины, а также использования уже проверенных узлов и механизмов пришли к выводу о применении находящихся в эксплуатации щебнеочистительных машин.

Оригинальным технологическим решением, позволившим существенно упростить механизированную технологию укладки стала засыпка щебеночно-гравийно-песчаной смеси по применяемой технологии до выхода комплекса на ремонтируемый участок. Метод «обратной засыпки» укладываемой георешетки ПГС предполагает подачу вырезаемого засыпного материала на только что растянутую георешетку.


За основу комплекса взяли щебнеочистительную машину СЧ-601. В эксплуатации находится 29 машин СЧ-600 и 37 СЧ-601. Их отличает простота конструкции по сравнению с Щ0м-700 и ЩОМ-1200, они экономичны в части эксплуатационных расходов, их цена значительно ниже. Небольшая глубина вырезки у СЧ достаточна для укладки геоматериалов.

Создаваемый комплекс входит в состав технологической цепочки машин, выполняющих усиление земляного полотна с образованием защитного подбалластного слоя при реконструкции железных дорог ОАО «РЖД».


Совместно с ПТКБ ЦП подготовлен опытный технологический процесс укладки георешетки при помощи разработанного комплекса. Его применение позволит исключить следующие операции: растягивание геотекстиля и объемной георешетки вручную; засыпку георешетки ПГС автотранспортом или из состава для вывозки засорителей с соседнего пути; планирование засыпного материала; уплотнение виброкатками.

Экономическая эффективность комплекса определяется сокращением продолжительности «окон», а также числа технологических операций, связанных с демонтажом-монтажом рельсошпальной решетки, номенклатуры и количества применяемой техники, а также уменьшением трудоемкости выполняемых ручных и механизированных работ. Отпадает необходимость частичного перекрытия соседнего пути, «глухих окон», появляется возможность ремонта однопутного пути с усилением подбалластного слоя объемной георешеткой.

Заместитель руководителя центра интегрированных систем управления ОАО «НИИАС» А.И. Долгий рассказал о программно-аппаратном комплексе определения качества укладки объемной георешетки в подбалласт-ных слоях пути (ПК «ИМПульс — Георешетка»). Он представляет собой георадиолокационные средства неразрушающего контроля и разработанное для них специализированное программное обеспечение, реализующее функции автоматического выявления основных параметров укладки объемной георешетки (рис. 5). Программное обеспечение — зто экспертная система с использованием нечетко-логических продукционных правил и алгоритмов аналитических преобразований.

В ходе лабораторных испытаний установлен оптимальный тип антенны АБ-1000Р (производство ООО «Ло-гис», рис. 6) и подтверждена возможность определения геометрических параметров укладки объемной георешетки, создающей защитный слой земляного полотна в конкретных условиях.

На полигоне Экспериментального кольца определена оптимальная конфигурация размещения антенны (по оси и двум обочинам), которая может использоваться как для специализированной тележки, так и для скоростного диагностирования состояния подбалластных слоев при помощи железнодорожных подвижных единиц. Для уточнения толщины балластного слоя (глубина от подошвы шпал до верхней границы объемной георешетки) на полигоне проводились инструментальные проверки методом прямого зондирования (зондировочным ломом), в результате чего получено полное подтверждение георадиолокационной информации.

Установлено, что полученные в указанной конфигурации георадиолокационные данные имеют уровень отношения сигнал/шум более 6 дБ и являются интерпретационно пригодной информацией как для экспертной («ручной»), так и программной обработки.

Программный комплекс автоматического анализа качества укладки объемной георешетки позволяет в автоматическом режиме профилировать границы балластного и защитного слоев земляного полотна и решает следующие задачи: исключение влияния человеческого фактора на анализ данных; сокращение времени анализа и оформления результатов и выводов по диагностической информации, затрат на обучение и содержание персонала, эксплуатирующего диагностический комплекс.

Используемая в комплексе георадиолокационная аппаратура предполагает наличие трех каналов поступления данных. В связи с этим в программном комплексе реализован ряд мажоритарных логических операций, ориентированных на повышение качества принимаемых решений в ходе анализа.

Профили (по оси пути — Профиль О, левой — Профиль Л и правой — Профиль П обочинам пути), выводимые после автоматического анализа радарограмм, представляют собой графические изображения продольных срезов диагностируемого участка пути с цветовой индикацией балластного (зеленый), защитного (желтый) слоев и балластного основания (красно-коричне-вый), наложенной на исходную радарограмму.

В главном окне также могут располагаться отметки местоположения километровых столбов, элементов инфраструктуры, видео- и картографическое изображение маршрута съемки при наличии соответствующих данных.

По бокам профиля выводится шкала глубины, рассчитываемая по диэлектрической проницаемости материала балластного слоя. Так как материалы защитного слоя и балластного основания имеют диэлектрическую проницаемость, отличную от диэлектрической проницаемости материала балластного слоя, защитный слой и балластное основание автоматически масштабируются до соответствия шкале глубины.

Качество укладки объемной георешетки на диагностируемом участке пути оценивается посредством двух шкал состояния, формируемых в рабочей области ПК «ИМПульс — Георешетка» при автоматическом анализе радарограмм.

Шкалы «Толщина балластного слоя» и «Толщина защитного слоя» — это цветовые шкалы индикации, имеющие по три значения. Цветовое значение каждой шкалы зависит от степени отклонения от нормы толщины соответствующего этой шкале слоя согласно «Опытному технологическому процессу механизации работ по созданию защитного подбалластного слоя, армированного объемной георешеткой».

После завершения анализа для диагностируемого участка формируется файл — отчет по георадиолокационному обследованию участка, представляющий собой таблицу с данными привязки выявленной по всем каналам информации к диагностируемому участку пути. Подобный отчет можно использовать при проектировании ремонтных и восстановительных работ, а также для информирования всех заинтересованных подразделений службы пути.


Данный программный комплекс ориентирован на выполнение автоматического анализа качества укладки объемной георешетки в защитном слое земляного полотна. Однако использованные в нем алгоритмы и механизмы вывода могут быть адаптированы к решению задач более широкого спектра, таких как профилирование границ основной площадки и внутренних слоев естественного основания. Освоение и внедрение подобных технологий анализа и интеграция их в единый программно-аппаратный комплекс наряду с выявлением таких параметров земляного полотна, как засоренность балластного слоя и неудовлетворительный дренаж, является важным шагом к повышению качества эксплуатации объектов инфраструктуры благодаря экономически эффективному и достоверному способу получения информации об их фактическом состоянии.

С обзором зарубежного опыта усиления основной площадки земляного полотна выступил директор ПТКБ ЦП С.А. Рабчук. Подбалластный защитный слой, способствующий снижению напряжений в земляном полотне, обеспечивает разделение фракций балласта и земляного полотна и заслуживает особого внимания,

Укладываемый между щебеночной призмой и верхней площадкой земляного полотна промежуточный защитный слой выполняет ряд важных функций: работает как фильтр, препятствуя проникновению загрязнителей на верхнюю площадку земляного полотна; пропускает через себя весьма незначительное количество осадков; повышает морозоустойчивость пучинистых мест на пути; при достаточной толщине и должном уплотнении обладает высокой несущей способностью, равномерно распределяя нагрузки; действует как амортизатор, поглощая колебания при прохождении подвижного состава.

Толщину промежуточного защитного слоя определяют на основе геотехнической экспертизы по результатам предварительных исследований, которые проводят с помощью георадарных измерений. При этом учитывают данные состояния верхнего строения пути, получаемые от путеизмерителей, а также результаты исследований грунта с использованием специализированной машины UUM-3 на железнодорожном ходу (рис. 7).
Грунт в местах предстоящих работ исследуют заблаговременно, как правило, за год, применяя при этом несколько методов. Наиболее простой из них — отрывка шурфов. Дополнительно используются путеизмерительные ленты и параметры качества пути, получаемые по проходам путеизмерительного вагона, а также анализ общего эксплуатационного состояния пути (интервалы между сплошными выправками пути, наличие выплесков и пучинистых мест, степень загрязненности балластной призмы и др.).

При другом методе прибегают к колонковому бурению, которое выполняют специализированной машиной UUM-3.

Наиболее точный метод — разработка геотехнических продольных и поперечных разрезов на основе стандартизированных способов испытания, а также лабораторных исследований. Дополнительно выполняют разведочное бурение ударным способом, определяют водопроницаемость и боковую нагрузку, анализируют данные георадара, а также зондирования под давлением и при помощи опорной плиты.

На основе полученных результатов геотехнических исследований рассчитывают необходимую структуру промежуточного защитного ПГС и составляют чертежи продольного и поперечного сечений.

Не позднее, чем за полтора месяца до начала работ все причастные подразделения согласовывают все вопросы, составляют акт или протокол, к которому прилагается график выполнения отдельных операций.

На подготовительном этапе выполняют следующие мероприятия: инструментальную съемку пути с последующим расчетом положения его в плане и продольном профиле; разбивку и закрепление расчетного положения оси пути по отношению к фиксированным точкам; срезку обочин, очистку или ремонт водоотводных канав и дренажных устройств; удаление с пути возможных препятствий для работы машин. Основные операции выполняют, как правило, на закрытых перегонах.

Применяемая при ремонтах пути система оздоровления верхней площадки земляного полотна обладает рядом несомненных преимуществ по сравнению с традиционными технологиями ремонтов, в частности, модернизации пути для высокоскоростного или тяжеловесного движения.

За рубежом созданию защитных слоев уже давно уделяют большое внимание (рис. 8). Например, на немецких железных дорогах защитные слои проектируют и создают по специальному стандарту из смесей минеральных веществ, шлаков и других материалов с подстилающими слоями из тощего бетона, с прослойками геотекстиля или других синтетических материалов.

Вместо подбалластного слоя часто используют фильтрующий тканый материал (геотекстиль), но исследования показали, что применять его, в частности, а условиях Северной Америки нежелательно. Альтернативой или дополнением к песчано-гравийному материалу подбалластного слоя может служить асфальтобетон, однако по экономическим соображениям его применяют в особых случаях.

Для усиления основной площадки земляного полотна применяют ряд методов.


Нагнетание цементного раствора. Некоторые жидкие цементные растворы проникают в поры грунтов и упрочняют их или уменьшают просачивание воды. Другие уплотняют и в своем роде армируют грунты с целью упрочнения или смещают их для компенсации осадки. При струйном нагнетании с грунтом смешивается цемент для образования столбиков упрочненного грунта.

Смешивание грунтов. Это процесс, при котором с помощью шнеков и лопастей грунт смешивают с цементным жидким раствором. Из приготовленной грунтовой смеси создают столбики упрочненного грунта для армирования земляного полотна с целью повышения сопротивляемости сжатию и сдвигу.


Модификация свойств глины известкованием. Данный метод можно использовать для улучшения свойств глинистых грунтов. При смешивании глины с известью (с добавкой стабилизирующих присадок) применяют механические средства или устраивают своего рода сваи из негашеной извести. В целях упрочнения глины известь нагнетают в нее в жидком виде, однако это не всегда эффективно из-за возможных нежелательных явлений. Например, нагнетание жидкой извести иногда приводит к растрескиванию глины вместо заполнения пор, а также к отверждению балласта.

Улучшение структуры грунта осуществляется уплотнением существующих грунтов или послойной их заменой грунтами более высокого качества (рис. 9). При этом следует проверять химический состав грунтов или определять эффективность их обработки, так как некоторые сочетания могут оказаться неблагоприятными.

Армирование. Для повышения сопротивляемости грунтов растяжению в них укладывают пластиковые решетки, металлические полосы или ячеистые материалы, а также стальную арматуру в виде гвоздей, дюбелей и микросвай.

Снижение напряжений. В слабом земляном полотне их можно снизить за счет увеличения толщины балластного и подбалластного слоев. Существует мнение (вразрез техническим указаниям Американской инженерной ассоциации по содержанию пути (AREMA)), что допускаемое давление на основную площадку земляного полотна не является постоянной величиной для разных условий, а изменяется в широком диапазоне, и это давление необходимо определять в каждом конкретном случае. Следует также учитывать амплитуду циклических нагрузок от поездов и число их повторений. Для заданной осевой нагрузки земляное полотно линии с высокой грузонапряженностью имеет намного меньший запас прочности, чем линии с малой грузонапряженностью. Следовательно, в условиях интенсивного движения тяжеловесных поездов требуется бульшая толщина балластного и подбалластного слоев при тех же свойствах грунтов земляного полотна.

Основным недостатком существующей практики содержания и ремонта основания пути является малый объем исследований, устанавливающих причины возникновения тех или иных проблем. Исследования должны проводить квалифицированные специалисты, которые могут принимать правильные решения. Не всегда оцениваются и результаты выполненных работ. Поэтому в одних случаях улучшения происходят не в тех направлениях, в которых ожидалось, а в других — проблема только усугубляется. Кроме того, в корне неверно говорить об универсальности тех или иных решений.

Недостатки исследований неизбежно влекут за собой неэффективное использование материальных ресурсов или низкую отдачу от инвестиций. Например, существующее мнение о том, что грязь в балласте образуется преимущественно из частиц земляного полотна, приводило к нерациональному использованию фильтрующего тканого материала. Исследования показали, что земляное полотно бывает источником загрязнения балласта достаточно редко, и даже в этом случае геотекстиль не препятствовал образованию грязи.

Для обеспечения безопасности, надежности и рентабельности железных дорог следует применять оптимальные технологии, особенно в условиях увеличения объемов перевозок, повышения осевых нагрузок и скоростей движения поездов, а также сокращения продолжительности технологических «окон». В то же время многие известные технологии укрепления основания пути не применяются, в частности, из-за недостаточного использования образовательных программ, позволяющих знакомить персонал с новыми возможностями, а также высокой стоимости исследований, требующих всесторонней технико-экономичес-кой оценки.

Исследование состояния основания пути необходимо начинать с осмотра дренажных систем, так как водоотвод зачастую является фактором, вызывающим хронические проблемы. Устройство хорошего дренажа — это не только рытье поперечных канав и спуск воды с пути. При неправильном использовании канавы становятся местами нарушения целостности основания пути, что способствует образованию и росту неровностей. В результате вода может проникать вглубь земляного полотна, вызывая его ослабление.

При обустройстве и эксплуатации дренажных систем следует учитывать степень загрязнения балласта, гранулометрический состав подбалластного слоя, уклон основной площадки земляного полотна, глубину кювета или залегания трубы и их продольный уклон, прогнозируемые характеристики выпадаемых осадков. Необходимо также учитывать, что вода всегда отводится самотеком и стекает к местам спуска, расположенным на более низком уровне. Глинистые грунты практически не дренируют из-за их низкой водопроницаемости.

Желательно, чтобы подбалластный слой отводил в сторону от пути проникающую из балластного слоя воду, не допуская ее попадания в земляное полотно. Вместе с тем подбалластный слой должен быть также водопроницаемым, чтобы выпускать воду из земляного полотна. Эти противоречивые требования нельзя удовлетворить устройством одного подбалластного слоя, Источниками попадания воды в основание пути являются атмосферные осадки, поверхностные водные потоки с примыкающей к пути местности и грунтовые воды. Совершенная дренажная система должна обеспечивать водоотвод из всех этих источников.

Выпадающие осадки, проникая в балластный слой, стекают в кюветы или попадают в подбалластный слой. Эта вода будет дренировать в поперечном направлении из подбалластного слоя или проникать глубже в земляное полотно. В кюветах собирается вода из балластного и подбалластного слоев, а в дренажных трубах — из земляного полотна и частично из подбалластного слоя. Особенно трудно отводить воду с междупутья или от путей, с обеих сторон окруженных другими путями. Сложность заключается не только 8 увеличении длины водоотвода, но и в трудности содержания дренажных устройств. В этих условиях может потребоваться укладка поперечных дренажных труб под крайними путями или продольных дренажных труб между путями.

Балласт может насыщаться водой вследствие высокой степени загрязнения, препятствующего водоотводу, или из-за плохого дренажа в плечах балластной призмы.


Чтобы вода дренировала в поперечном направлении, необходимо обеспечить ее свободный сток у краев балластного и подбалластного слоев. Для этого требуется, во-первых, чтобы балластное плечо и край подбалластного слоя могли свободно пропускать воду и, во-вторых, чтобы выпускаемая вода стекала в сторону от пути. Основание откоса балластной призмы является наиболее важной зоной для обеспечения отвода воды из балласта.

За рубежом широко практикуется укладка объемной георешетки «НЕОВЕБ». Как правило, ее применяют при строительстве автомобильных дорог, взлетно-посадочных полос аэропортов, укреплении откосов железнодорожных путей, но нигде не укладывают непосредственно под балластную призму в промежуточном защитном слое. Как было сказано ранее, промежуточный защитный слой частично пропускает через себя осадки. Поскольку объемная георешетка «НЕОВЕБ» в рабочем состоянии представляет собой конструкцию из множества объемных изолированных ячеек, создаются условия, препятствующие фильтрация влаги из защитного слоя в поперечном направлении, вследствие чего происходит аккумулирование влаги непосредственно в ячейках, что в свою очередь может привести к разжижению промежуточного защитного слоя и частичной потере им несущей способности. Необходимо отметить, что конструкция автомобильных дорог и взлетно-посадочных полос исключает поступление влаги в нижние слои, что обеспечивает работу защитных слоев, армированных объемной георешеткой, в условиях отличных от железнодорожного пути. Поэтому возникает необходимость всесторонних исследований особенностей работы железнодорожного пути с промежуточным защитным слоем, армированным объемной решеткой «НЕОВЕБ».

Доклад главного инженера Департамента пути и сооружений В.М. Ермакова об опытном полигоне на перегоне Саблино—Тосно линии Москва—Санкт-Петербург зачитал А.Б. Киреевнин.

Заместитель начальника Северной дороги по путевому хозяйству С.С. Приезжев доложил об опыте эксплуатации земляного полотна, усиленного объемной георешеткой. В 2009—2010 гг. на Северной дороге уложена объемная георешетка «НЕОВЕБ» в соответствии с проектами комплексной реконструкции и модернизации пути общим протяжением 17,5 км, в том числе в 2009 г. на участке Няндома—Зеленый (782—789 км) — 7,2 км, Лельма—Шалакуша (843—849 км) — 6,2 км и в 2010 г. на участке Полоха—Зеленый (775—779 км) — 4,1 км.

При укладе георешетки без специализированной техники оптимальными по времени являются работы на закрытом перегоне. Закрывать перегон целесообразно на четверо суток. Это позволяет выполнить весь комплекс операций, включая укладку и сварку рельсовых плетей, выправку комплексом путевых машин.

Наиболее трудоемким и длительным считается монтаж георешетки, поэтому число путейцев увеличили, объединив две ПМС на одном фронте работ.

При ручной укладке георешетки с целью сокращения времени монтажа секций на перегоне пакеты заранее скрепляли на производственной базе ПМС, на закрытом перегоне осуществляли стыковку и соединение секций длиной по 10—15 м.

При выборе базы под предварительное складирование ПГС учитывалась дальность следования составов СЗП до участка ремонта. Для балластировки георешетки выбрали технологию, по которой ПГС выгружали с соседнего пути из составов СЗП-240-6 в «глухие окна».

Усиление основной площадки земляного полотна выполняли силами ПМС — монтеры пути (80 чел.), работники цеха по обслуживанию машин (56 чел.), руководители и обслуживающий персонал (21 чел.). Итого 154 чел.

Средняя балловая оценка пути на перегонах с уложенной георешеткой составляет 10—40 единиц. Средняя балловая оценка на рассматриваемом полигоне укладки до ремонта с георешеткой составила 26,44, после ремонта — 9,14 единицы на километр, без георешетки — соответственно 23,46 и 3,72 единицы.

Однако делать выводы, основываясь на эксплуатации участка в течение года рано. Для более точной оценки необходимо вести наблюдение не менее пяти лет.

Удорожание стоимости ремонта, выполняемого силами Северной ДРП, за 1 км с учетом укладки георешетки «НЕОВЕБ» составляет в среднем 5,1 млн руб.

Отсутствие автоматизации делает укладку георешетки весьма трудоемкой. Натяжение ее при ручной укладке может не соответствовать проектным параметрам (ширина 4900—5020 мм), вследствие чего снижается плотность ПГС внутри ячейки. Работа с соседнего пути при засыпке георешетки ПГС из составов СЗП-240-6 требует «глухих окон». Неравномерное дозирование отсыпаемой ПГС при засыпке георешетки приводит к толщине уплотненного слоя от 5 до 20 см. В результате объем ПГС на 1 км не соответствует сметной норме,

К недостаткам применяемой технологии можно отнести следующие:

отсутствие нормативной документации, позволяющей обоснованно применять армирующие слои;

необходимость замены ПГС на другой состав (лучше щебень), который позволит добиться лучшего уплотнения. Диапазон плотности при шести—девяти проходах по одному следу не превышает 6—9 кгс/см2, при увеличении числа проходов плотность укладываемого грунта не меняется;

необходимость создания дополнительного слоя из геотекстиля, разделяющего балластную призму и основную площадку с армирующим элементом, позволяющего в дальнейшем уменьшать затраты при капитальном ремонте.

По итогам работы секции «Путевое хозяйство» на-учно-технического совета ОАО «РЖД» ее участники приняли ряд решений, направленных на совершенствование технологии применения объемной георешетки.

Обзор подготовила Е.Б. ВАСЮКЕВИЧ

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

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

Перенес: Admin