[11-2011] Защита от камнепадов

[Admin]

Защита от камнепадов

А.В. БАГИН, Л.В. ПОТУДАНСКАЯ

Компания Маккаферри — мировой лидер в разработке технических решений в области возведения подпорных стен, армирования откосов и насыпей, систем дренажных, защиты от камнепадов, контроля эрозии грунтов, морского берегоукре-пления. Имеет более чем 130-летний опыт стабилизации грунтов, изготовляет габионы и матрацы Рено на российском рынке уже более 16 лет.

За последние десятилетия компания значительно увеличила номенклатуру своей продукции, что позволяет ей предлагать широкий ассортимент проволоки с различными типами покрытия для габионных конструкций, геосинтетических и других рулонных материалов, применяемых в строительной отрасли.

При эксплуатации автомобильных и железных дорог зачастую возникает необходимость их защиты от камнепадов из-за неустойчивости близ-
лежащих каменных массивов, которая может влиять на поверхностную часть склонов, а также скальные образования. В связи с этим системы защиты от камнепадов разрабатывают как для обеспечения безопасности при поверхностных обрушениях склона, так и разрушениях коренной части массива. Существуют активная и пассивная (рис. 1) защитные системы. Первая представляет собой сочетание стальных канатных панелей с дополнительными анкерами для стабилизации разрушаемой поверхности. Ко второй относятся устройства драпировки (рис. 2), барьеры камнеулавливающие и сетчатые, камнеулавливающие насыпи. На практике чаще применяют вариант смешанного типа, т.е. сочетание элементов пассивной и активной защиты.

Стальные панели используют для стабилизации поверхности скального массива за счет глубинного армирования отдельных его частей, представляющих наибольшую угрозу обрушения.

При анализе риска обрушения массива надо принимать во внимание следующие моменты: обычно обрушению подлежит поверхность склона толщиной 0,1—1,0 м в зависимости от породы скального образования;

как правило, на поверхность массива влияют изменение температурного режима, ветровая (дождевая) эрозия, различные типы механических воздействий, сейсмическая активность, а также гидростатическое давление.

Тот или иной тип защиты от камнепадов должен быть оптимальным с точки зрения стоимости материалов и надежности технического решения.

В компании Маккаферри создали специализированное программное обеспечение MAC.RO, использующее все передовые методики и разработки в области точной оценки проблем и рисков, расчеты общей устойчивости.

Концепция, положенная в основу устройства защиты от камнепадов, базируется на инженерном подходе, планировании и правильном выборе компонентов системы. Нагрузка, которая будет воздействовать на последнюю, должна быть адекватна физико-механическим характеристикам выбранного материала. Исходя из этого, применяют такое понятие, как «срок жизни защитной структуры» — период времени, в течение которого система выполняет свои защитные функции.

Один из основных элементов системы защиты — сетка двойного кручения, которую изготовляют из проволоки с плотным цинковым покрытием, либо с усовершенствованным покрытием «Галь-фан», увеличивающим срок службы проволоки в 2—3 раза за счет добавления алюминия (5 %) и редкоземельных металлов. Камнеулавливающие барьеры и системы драпировки как постоянные сооружения имеют минимальный срок эксплуатации не менее 25 лет, а камнеулавливающие насыпи — не менее 50 лет.

Простые системы драпировки обычно применяют для защиты скальных массивов, с поверхности которых могут происходить обрушения каменных обломков диаметром не менее 60—80 мм и не более 0,6 м. На умеренно ступенчатых склонах или там, где возможно появление растительности, сетку максимально плотно прижимают к поверхности. На сильно ступенчатых склонах или вблизи отвесных скальных образований сетку закрепляют анкерами (рис. 3) по верху и в основании склона, а также по поверхности массива.

Материалы, в которых используют сетки двойного кручения, — наилучшее решение с точки зрения прочности, гибкости и надежности. Такая сетка не расплетается при разрывах отдельных проволок в отличие от сетки типа «рабица».

Необходимость устройства анкерной системы драпировки определяют, исходя из оценки реальных условий на строительной площадке. При этом рассчитывают касательные напряжения от постоянной и временной нагрузок.

Как правило, динамические нагрузки устройства драпировки, возникающие при обрушении скальных обломков, не принимают во внимание, кроме особых случаев. Во всех остальных случаях основная нагрузка на анкерные панели создается в результате аккумуляции скальных обломков у подошвы склона.

Специалисты компании Маккаферри создали материал Стилгрид МО — стальной геокомпозит на основе сетки двойного кручения с вплетенными тросами диаметром 8 мм в кромках полотна и посередине.

Необходимо обеспечить жесткость системы драпировки и постоянство усилий, передаваемых на анкерные панели. Только тогда драпировка гарантирует высокое сопротивление с минимальными деформациями, предотвратит отрыв и движение скальных обломков.

Плетеные НЕА панели (рис. 4) из стальных канатов, отличающиеся повышенной жесткостью, — эффективный способ защиты от камнепадов по сравнению с сеткой двойного кручения, но при этом последняя надежней, чем сетка «рабица», Учитывая механические свойства НЕА панелей из стальных канатов и сетки двойного кручения, компания Маккаферри разработала материал Стилгрид БО (двухосный), который так же как и Стилгрид МО представляет собой стальной геокомпозит, состоящий из сетки двойного кручения и стальных канатов, только вплетенных в продольном и поперечном направлениях. Его большое преимущество — возможность соединять продольные канаты с верхними анкерными. Более того, стальные канаты, вплетенные в сетку двойного кручения в поперечном направлении, увеличивают жесткость системы драпировки, повышая тем самым ее надежность и эффективность.

НЕА панели изготовляют из стальных канатов, соединенных высокопрочными проволочными узлами из проволоки диаметром 3 мм или специальными клипсами. Такие панели были протестированы на следующие показатели:

прочность узла, износостойкость и сопротивление разрыву;

устойчивость узла к разрыву одной ячейки в статических условиях;

деформация при статистической нагрузке; перераспределение нагрузки на анкерные крепления.

Сравнительные тесты, выполненные для традиционных канатных сетчатых барьеров, соединенных с помощью зажимов (клипс), показали, что НЕА панели компании Маккаферри имеют высокие показатели, в том числе и по качеству изготовления. В случае соединения при помощи проволочных узлов по достижении предельной нагрузки канатов узлы постепенно растягиваются до предельного состояния — точки разрыва одной из проволок.

Камнеулавливающие насыпи останавливают падение скальных обломков и больших камней, защищают дорогу и здания, расположенные непосредственно у подножья скальных массивов.

Сейчас в связи с развитием транспортной инфраструктуры увеличивается число искусственных насыпей, сооружаемых с использованием армированного грунта. В силу ограниченного пространства автомобильные и железнодорожные магистрали зачастую прокладывают в стесненных условиях с высоким риском повреждения от обрушения близлежащих скальных образований. Устройство камнеулавливающих стен — наилучшее техническое решение, когда у основания склона существует свободное пространство и при этом невозможно точно оценить траекторию падения обломков, кинетическая энергия которых превышает 5000 кДж. Камнеулавливающие стены можно устраивать, используя коробчатые габионы, двустороннюю систему Террамеш и Зеленый Террамеш.

Компания Маккаферри в настоящее время сотрудничает со специализированными организациями при строительно-монтажных работах, связанных с устройством систем защиты от камнепадов. Компании-партнеры, осуществляющие монтаж материалов на склонах в своем штате имеет квалифицированный персонал, в том числе опытных промальпинистов, которые способны выполнять операции любой сложности в установленные заказчиком сроки.

Специалистов Маккаферри, сотрудничая с ведущими научно-исследовательскими организациями и строительными компаниями, решают сложные задачи подбора наиболее эффективных технических решений по инженерной защите окружающей среды.

[СЦБот]

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

Перенес: Admin