Admin

О разработке основных направлений обеспечения надежности эксплуатации инженерных сооружений

Тридцатого апреля состоялось заседание научно-технического совета ОАО «РЖД», посвященное разработке Основных направлений обеспечения надежной эксплуатации железнодорожных инженерных сооружений на современном техническом и технологическом уровне.

В своем вступительном слове председатель совета президент ОАО «РЖД» В.И. Якунин отметил, что тема повестки дня очень злободневна, касается, прежде всего, обеспечения безопасности железнодорожного транспорта. Вопросы на таком уровне последний раз рассматривались лишь в 1994 г., т.е. почти двадцать лет назад.

Крайне важно, чтобы искусственные сооружения не стали дополнительными барьерными местами на российских железных дорогах. Состояние инженерных сооружений не должно быть сдерживающим фактором при увеличении скоростей движения и осевых нагрузок. Эту задачу можно назвать стратегической и по значимости, и по объему финансирования, и по объему концентрации ресурсов. Уже неоднократно говорилось о высоком уровне износа объектов инфраструктуры на железнодорожном транспорте. В этом плане искусственные сооружения и земляное полотно многократно пережили нормативный, расчетный и предполагаемый сроки службы.

Более того, большинство искусственных сооружений эксплуатируются с момента постройки и до настоящего времени практически без изменений. При этом только нормы проектирования инженерных сооружений пересматривались до десяти раз. Не раз менялись и технологии строительства, используемые материалы.

Характерно, что в последние годы все бульшее значение при оценке надежности инженерных
сооружений приобретает такой ранее не учитывавшийся фактор, как достижение и превышение искусственными сооружениями и земляным полотном срока полезного использования объекта.

Для основной доли инженерных сооружений эта величина определена в 100 лет. В то же время сооружения, построенные до 1910 г., т.е. уже более ста лет назад, составляют сейчас до 38 % общего количества эксплуатирующихся на сети дорог.

Складывается такая ситуация в истории отечественного железнодорожного транспорта, когда необходимо обеспечить надежность искусственных сооружений и земляного полотна за пределами установленного для них срока эксплуатации.

Прогнозируемые перспективы роста грузонапряженности предъявляют повышенные требования к надежности конструкций искусственных сооружений и участков земляного полотна на фоне катастрофического старения их большой части. Все это является сдерживающим фактором для реализации задач, определенных Генеральной схемой развития сети железных дорог ОАО «РЖД» на период до 2020 г.

Необходимо акцентировать внимание на Восточном полигоне, который работает практически на пределе пропускной способности. В настоящий момент форсированными темпами идет строительство космодрома «Восточный». Президент Российской Федерации В.В. Путин на совещании 12 апреля 2013 г. по вопросу государственной политики в области космической деятельности определил, что сооружение космодрома «Восточный» должно быть закончено в кратчайший срок. ОАО «РЖД» является основным перевозчиком крупногабаритных и тяжеловесных грузов для этого строительства.

Очень важно, что при ремонте и реконструкции инженерных со-
оружений, в том числе за пределами срока эксплуатации, наряду с традиционными методами применяют современные технологии ремонта и материалы: различные виды геосинтетиков для укрепления основной площадки земляного полотна, откосов насыпей и выемок, водоотводные лотки из композитных материалов. Для усиления насыпей на слабом основании и стабилизации оползневых участков используют разрядно-импульсную технологию. Разработана и внедрена противокарстовая сигнализация. Созданы новые конструкции пролетных строений, технологии ремонта водопропускных труб и каменной кладки, прогрессивные конструкции малообслужи-ваемых мостовых опорных частей с шаровым сегментом, металлические пролетные строения пролетом до 110 м с балластным корытом, современные полиуретановые системы лакокрасочных покрытий и многое другое.

Помимо технических решений, необходимо повышать организационную эффективность управления хозяйством инженерных сооружений. Для этого в составе Дирекций инфраструктуры созданы дистанции инженерных сооружений. Главная задача этих подразделений — текущее содержание и ремонт искусственных сооружений на современном организационном, техническом и технологическом уровне, обеспечение оперативности и качества восстановительных работ на инженерных сооружениях в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Продолжается работа в части создания системы оценки и управления рисками в хозяйстве инженерных сооружений, позволяющей на основе качественной диагностики с помощью расчетов определить надежность сооружения и вероятность его безотказной работы, долговечность и ремонтопригодность, а также спрогнозировать изменение текущего состояния сооружения во времени.

Эта система позволит принимать оптимальные управленческие решения, дающие возможность при минимальных затратах получить приемлемый уровень риска и обеспечить надежную эксплуатацию сооружений.

С докладом о состоянии инженерных сооружений и основных направлениях обеспечения их надежной эксплуатации на современном техническом и технологическом уровне выступил директор Центра обследования и диагностики инженерных сооружений ОАО «РЖД» В.Н. Сазонов. Он отметил, что в структуре основных фондов путевого хозяйства Центральной дирекции инфраструктуры (далее ЦДИ) самыми капиталоемкими являются инженерные сооружения (рис. 1). Из них на долю земляного полотна приходится 41,35 %, искусственных сооружений — 35,19 %.

Эксплуатационная длина земляного полотна на железнодорожной сети на 1 января 2013 г. составила 85368,63 км, протяженность дефектных и деформирующихся участков — 5857,3 км. Начиная с 2008 г., наблюдается устойчивая тенденция ухудшения состояния земляного полотна. Так, протяженность дефектных и деформирующихся участков увеличилась на 853,3 км (рис. 2).

На Московской, Горьковской, Красноярской, Восточно-Сибир-ской, Забайкальской и Дальневосточной дорогах уровень дефектности земляного полотна выше среднесетевого (рис. 3), Наибольшая протяженность эксплуатируемого «больного» земляного полотна (1707,8 км) на Дальневосточной дороге; 2849,4 км (57,9 %) дефектных и деформирующихся участков расположены в пределах Красноярской, Восточно-Сибирской, Забайкальской и Дальневосточной дорог. Наиболее проблемное земляное полотно на БАМе, где сложные климатические и инженерно-геологические условия.


Всего в районах распространения многолетнемерзлых оснований эксплуатируется 5271,8 км железнодорожных линий.

Качество и состав работ при реконструкции (модернизации) малых и средних мостов, водопропускных труб не соответствуют требованиям Положения о проведении реконструкции (модернизации) пути:

число мостов с превышением зксцентриситета оси пути относительно оси пролетного строения увеличилось с 2679 в 2007 г. до 3639 в 2012 г.;

остается высоким количество мостов с пролетными строениями, перегруженными балластом (4766);

опорные части не выправляются;

входные и выходные русла сооружений не расчищаются;

гидроизоляцию балластных корыт пролетных строений не восстанавливают.

Наблюдается массовое старение инженерных сооружений на сети. Так, 52530 км или 61,5 % всей эксплуатационной длины зэм-ляного полотна возведено более чем 100 лет назад, 10,3 тыс. искусственных сооружений (12,4 %) построены в позапрошлом веке по старым расчетным нормам и не соответствуют требованиям современных и перспективных нагрузок.

У эксплуатируемых на БАМе мостов со сталежелезобетонными пролетными строениями грузоподъемность находится на пределе, а иногда даже не соответствует обращающимся нагрузкам. В связи с этим на некоторых объектах введены ограничения скоростей движения поездов и выполнено временное усиление мостов.

У каждого третьего моста не выдержан срок окраски, каждый четвертый тоннель не удовлетворяет требованиям габарита С, каждое десятое искусственное сооружение дефектное. Состояние каждого тринадцатого моста неудовлетворительное, на каждом пятнадцатом километре земляное полотно дефектное или деформирующееся.

Таким образом, состояние инженерных сооружений, особенно на Восточном полигоне сети, — главный сдерживающий фактор при реализации задач, определенных Генеральной схемой развития сети железных дорог ОАО «РЖД» на период до 2020 г. (далее Генеральная схема).


В целях соблюдения принципов перспективной технологии работы на сети, предусмотренных Генеральной схемой, требуется опережающими темпами обеспечить надежную эксплуатацию инженерных сооружений на современном техническом и технологическом уровне, для чего необходимо (рис. 7): актуализировать и подготовить нормативную базу, осуществить комплекс организационных мероприятий, усовершенствовать систему диагностики инженерных сооружений, расширить внедрение инновационных материалов, конструкций и технологий, выполнить адресную реконструкцию и ремонт инженерных сооружений на основных полигонах.


В свете требований Федерального закона «О техническом регулировании» № 184-ФЗ от 27 декабря 2002 г. необходимо актуализировать и создать нормативную базу.

Требуют пересмотра следующие нормативные документы: СНиП 32-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм»;

СТН Ц-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм»;

Инструкция по содержанию земляного полотна железнодорожного пути от 30 марта 1998 г. (№ ЦП-544);

Инструкция по содержанию искусственных сооружений от 28 декабря 1998 г. (№ ЦП-628); Инструкция по подготовке сооружений путевого хозяйства и объектов водоснабжения к ледоходу и пропуску весенних и ливневых вод от 25 января 2004 г. (№ СИ-710);

Положение о проведении реконструкции (модернизации) железнодорожного пути (№ 1374р от 1 июля 2009 г.);

Правила эксплуатации объектов инфраструктуры, подвижного состава и организации движения на участках обращения скоростных пассажирских поездов со скоростями более 140 до 250 км/ч включительно (№ 283р от 13 февраля 2012 г.);

Положение о системе ведения путевого хозяйства ОАО «РЖД» (№ 857р от 2 мая 2012 г.) и др.

Для строительства высокоскоростных линий, определенных Генеральной схемой, нужна нормативная база федерального уровня по проектированию инженерных сооружений.

Для обеспечения эффективной работы дистанций инженерных сооружений (далее ПЧ ИССО) в первоочередном порядке необходимо подготовить следующие нормативные документы:

Типовое Положение о дистанции инженерных сооружений;

Типовое штатное расписание дистанций инженерных сооружений;

Табель оснащения ПЧ ИССО средствами механизации, транспортом, инструментом, инвентарем, контрольно-измерительным оборудованием;

Типовой Регламент взаимодействия дистанции инженерных сооружений и дистанций пути при эксплуатации искусственных сооружений;

Нормативы личного участия руководителей Центральной дирекции инфраструктуры (ЦДИ), Управления пути и сооружений ЦДИ, ДИ, служб пути ДИ, дистанций пути и ПЧ ИССО по надзору за состоянием инженерных сооружений.

Чтобы реализовать Стратегию, нужно осуществить организационные мероприятия, а именно;

привести организационную структуру содержания инженерных сооружений во всех территориальных дирекциях инфраструктуры к единому виду;

решить вопрос о передаче функций управляющего инвестиционной программой ОАО «РЖД» по проекту «Строительство и ре-
конструкция искусственных сооружений» Центральной дирекции инфраструктуры, как балансодержателю инженерных сооружений ОАО «РЖД»;

сформировать в территориальных дирекциях инфраструктуры специализированные подразделения по ремонту и эксплуатации земляного полотна с целью обеспечения его долговременной надежности;

передать пешеходные мосты и тоннели в Центральную дирекцию пассажирских обустройств в качестве профильных активов.


Паспортизацию инженерных сооружений, планирование неотложных, планово-предупредительных, ремонтных и реконструктивных работ нужно осуществлять на основе результатов диагностики и мониторинга с использованием современных методик, контрольно-измеритель-ных и диагностических средств, для чего необходимо:

завершить оснащение Центров диагностики и мониторинга устройств инфраструктуры, инженерно-геологических баз и мосто-станций современными контрольно-измерительными инструментами и диагностическим оборудованием, транспортными средствами. Укомплектовать штаты перечисленных организаций специалистами ведущих профессий (геологами, геофизиками);

комплексно оценивать состояние пути по показаниям диагностических комплексов ЭРА;

оснастить одну из территориальных дирекций инфраструктуры Восточного полигона нагрузочным поездом для испытаний земляного полотна;


оборудовать тоннели (в первую очередь, расположенные в сейсмически активных районах и в сложных инженерно-геологических условиях) автоматическими системами контроля напряженно-деформированного состояния, гидростатического давления и сейсмического воздействия на несущие конструкции;

осуществить паспортизацию земляного полотна на основе материалов обследований и диагностики в соответствии с требованиями Инструкции по статистическому анализу состояния и ведению Паспорта земляного полотна железнодорожного пути (№ 2542р от 12 декабря 2012 г.);

усовершенствовать систему АСУ ИССО для анализа состояния сооружений на полигонах сети;

внедрить контрольно-оповестительные системы на скально-обвальных, карсто-, лавино- и селеопасных участках, на которых риск возникновения опасного события является недопустимым;

для предупреждения об опасных уровнях паводковых вод обустроить автоматизированными водомерными постами участки пути на Северо-Кавказской дороге и БАМе;


внедрить стационарные комплексы термометрического мониторинга с возможностью накопления и удаленной передачи данных на участках земляного полотна, сооруженных на многолетнемерзлых основаниях;

организовать систематические курсы повышения квалификации для руководителей и специалистов служб пути, Центров диагностики и мониторинга устройств инфраструктуры, мостостанций, инженерно-геологических баз, дистанций пути, ПЧ ИССО и путевых машинных станций по изучению современных технологий содержания, ремонта, обследования инженерных сооружений, методик и программного обеспечения их расчета и оценки надежности, современных контрольноизмерительных и диагностических средств на базе железнодорожных вузов и специализированных учебных центров.

В целях повышения прочности, устойчивости и надежности земляного полотна необходимо повсеместно применять следующие прогрессивные конструкции, материалы и технологии:
подбалластные защитные слои с использованием геосинтетиче-ских материалов (рис. 8). Они распределяют и снижают поездную нагрузку на грунты земляного полотна, защищают и отводят атмосферную воду от основной площадки, не допускают взаимного проникновения и перемешивания частиц балластной призмы и грунтов земляного полотна, защищают пучинистые грунты от промерзания, обеспечивают эффективное гашение колебаний от поездов;

участки переходного пути с переменной жесткостью на подходах к искусственным сооружениям с применением геосинте-тических материалов для обеспечения плавного отвода жесткости пути и стабильности геометрии рельсовой колеи (ликвидации «предмостовых ям»);

берегоукрепительные сооружения из материалов повышенной долговечности для защиты земляного полотна от размывов на прижимах рек и морей;

усиления насыпей на слабых основаниях, обеспечивающих долговременную стабильность (разрядно-импульсные технологии, устройство свайных ростверков с применением геосинтетиче-ских материалов);

специальные для усиления и защиты земляного полотна на многолетнемерзлых основаниях от неблагоприятных криогенных процессов (в частности, скальные наброски), сифонные охлаждающие установки для предотвращения деградации многолетнемерзлых оснований на конусах устоев мостов, подходах к мостам, деформирующихся участ-
ках земляного полотна, обеспечения стабильности пути, снижения затрат на его выправку, снижения негативного влияния на окружающую среду;

анкерные, укрепляющие неустойчивые склоны и откосы;

армогрунтовые для усиления земляного полотна в сложных инженерно-геологических и гидрологических условиях;

сетчатые, защищающие путь на скально-обвальных участках;


современные специальные там-понажные составы с дренирующими свойствами и характеристиками многократного увеличения объема при твердении для усиления основания земляного полотна на карстоопасных участках.

Для снижения эксплуатационных затрат, повышения надежности и долговечности железнодорожных мостов нужно применять следующие инновационные решения при строительстве, реконструкции или ремонте:

пролетные строения с металлическим балластным корытом (рис. 9) по эффективным технологиям шумо- и виброзащиты;

реконструкцию дефектных сталежелезобетонных пролетных строений способом замены железобетонных балластных корыт на металлические непосредственно на строительной площадке по технологии ОАО «Институт Гипростроймост»;

опорные части с шаровым сегментом (рис. 10);

современные системы защиты металлических конструкций от коррозии со сроком службы не менее 20 лет;

системы гидроизоляции балластных корыт со сроком службы, близким к нормативному сроку службы пролетных строений, но не менее 35—40 лет;

цельносварные пролетные строения, позволяющие сокращать расходы на текущее содержание при дальнейшей эксплуатации;

современные полимерные материалы для прокладного слоя при замене мостового бруса на плиты безбалластного мостового полотна вместо цементно-песчаного раствора и досок, используемых в настоящее время.

Необходимо широко внедрять металлические пролетные строения из атмосферостойкой стали 14ХГНДЦ «Кортен» (рис. 11), не требующей окраски. Для непрерывной работы путеремонтной техники надо предусмотреть замену малых мостов на трубы из новых современных материалов.

В целях улучшения эксплуатационных характеристик железнодорожных тоннелей необходимо применять безбалластные конструкции пути с использованием демпфирующих материалов и технические решения, снижающие динамическое воздействие на конструкцию тоннельной обделки (рис. 12), замкнутую гидроизоляцию обделки тоннелей для эффективного водоотведения на основе систем заобделочного дренажа, ниши и камеры в тоннелях независимо от способа возведения и типа обделок, современные автоматические системы вентиляции, оповещения и пожаротушения.

Генеральной схемой предусмотрено опережающими темпами усиливать инженерные сооружения. Для этого требуется реконструкция и комплексное оздоровление инженерных сооружений, в первую очередь, на основных полигонах сети — Кузбасс—Северо-Запад, Кузбасс—Центр, Кузбасс— Юг, Кузбасс—Восток, БАМ.

Для надежной эксплуатации инженерных сооружений на современном техническом и технологическом уровне необходимо безотлагательно разработать Программу реконструкции инженерных сооружений на период до 2020 г. Для этого необходимо следующее:

при проектировании и реконструкции (модернизации) пути обеспечивать комплексное выполнение операций по земляному полотну, малым искусственным сооружениям и верхнему строению пути, не допуская переноса работ на инженерных сооружениях на второй этап;

применять инновационные материалы, конструкции и технологии;

начиная с 2013 г., предусматривать в сметах на реконструкцию (модернизацию) пути затраты на усиление инженерных сооружений не менее 25—30 % общей стоимости работ для железных дорог европейской части России и Урала, не менее 35— 40 % — Сибири и Дальнего Востока, не менее 50 % — для участка Тайшет—Комсомольск-на-Амуре— Советская Гавань.

заменять металлические пролетные строения мостов, не соответствующие требованиям СТО РЖД 1.07.002-2010, в объемах не менее 20 тыс. т ежегодно с целью приведения сооружений в соответствие перспективным нагрузкам. Усиливать земляное полотно, эксплуатируемое в сложных инженерно-геологических условиях, в соответствии с норма-
ми СТО РЖД 1.07.002-2010, на протяжении не менее 300 км в год.

Для достижения указанных показателей оптимальные стоимости ежегодных инвестиционных затрат до 2Д20 г. в текущих ценах составляют:

на реконструкцию средних и больших мостов, тоннелей — 40—45 млрд руб.;

на реконструкцию сложных деформирующихся участков земляного полотна и его сооружений — 10—13 млрд руб.

В своем выступлении вице-президент ОАО «РЖД» А.В. Целько доложил о комплексном оздоровлении инженерных сооружений на фронтах реконструкции (модернизации) железнодорожного пути при организации работ на закрытых перегонах. Старший вице-президент ОАО «РЖД» B.А. Гапанович осветил вопросы взаимодействия подвижного состава и инженерных сооружений, Начальник Управления пути и сооружений Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД» А.И. Гришов рассказал о разработке и внедрении системы управления состоянием искусственных сооружений. С докладом о передовых технологиях реконструкции инженерных сооружений выступил начальник Департамента капитального строительства ОАО «РЖД» А.Б. Тихонов. О том, как организована работа в части инженерных сооружений с использованием прогрессивных технологий и методов контроля качества на фронтах реконструкции (модернизации) пути доложил начальник Центральной дирекции по ремонту пути ОАО «РЖД» C.С. Приезжев.


На заседании НТС также выступили генеральный директор ОАО «ВНИИЖТ» Б.М. Лапидус, проректор по научной работе Сибирского государственного университета путей сообщения С.А. Бокарев, заведующий кафедрой «Путь и путевое хозяйство» Московского государственного университета путей сообщения (ММИТ) Е.С. Ашпиз, заведующий кафедрой «Сейсмометрия и геоакустика» Геологического факультета МГУ им. Ломоносова М.Л. Владов, генеральный директор ОАО «Росжелдор-проект» А.Н. Волков, заместитель генерального директора ОАО «Институт Гипростроймост» А.С. Васильков, начальник Дальневосточной дирекции по ремонту пути Е.В. Редванский, начальник Северо-Кавказской дирекции инфраструктуры А.Г. Здебский.

В представленных докладах были освещены следующие темы: нормативно-техническое и научное обеспечение эксплуатации инженерных сооружений железных дорог, внедрение методологии УРРАН для расчета показателей надежности и безопасности функционирования искусственных сооружений, повыше-
ние надежности земляного полотна, эксплуатируемого в сложных инженерно-геологических условиях, современные способы диагностики земляного полотна на карстоопасных участках, повышение качества проектирования реконструкции инженерных сооружений и роли авторского надзора, прогрессивные проектные решения капитального ремонта сталежелезобетонных пролетных строений железнодорожных мостов, комплексное оздо-
ровление малых искусственных сооружений на участках реконструкции (модернизации) железнодорожного пути, реализация мероприятий по усилению инженерных сооружений Черноморского побережья Северо-Кав-казской дирекции инфраструктуры.

По результатам работы научно-технического совета были приняты соответствующие решения.

Обзор подготовила Е.Б. ВАСЮКЕВИЧ

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

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

Перенес: Admin