Проект мероприятий по обеспечению эксплуатационной надёжности земляного полотна на скально-обвальном участке

ВВЕДЕНИЕ 8
1. АНАЛИЗ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО СОСТОЯНИЮ СКАЛЬНО-ОБВАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ АШИНСКОЙ ДИСТАНЦИИ ПУТИ КУЙБЫШЕВСКОЙ Ж.Д. 9
1.1 Общая характеристика земляного полотна в пределах Куйбышевской дирекции инфраструктуры 9
1.2 Характеристика участка железнодорожного пути в районе дипломного проектирования 9
1.2.1 Климатическая характеристика района 11
1.3 Сравнение Альп и Уральских гор. 13
1.4 Инженерно-геологическая характеристика состояния земляного полотна и описание деформаций на участке 17
1.4.1 Физико-механические свойства грунтов 18
1.4.2 Скально-обвальные и лавинные процессы на участке 22
1.5 Существующие защитные сооружения 34
1.6 Вывод по главе 1 37
2. АНАЛИЗ ПРИЧИН И УСЛОВИЙ ДЕФОРМАЦИЙ 38
2.1 Формы и причины скально-обвальных явлений 38
2.1.1 Формы скально-обвальных явлений 38
2.1.2 Причины скально-обвальных явлений 41
2.2 Анализ опасности скально-обвальных участков с применением современного программного комплекса Rockfall 43
2.3 Расчет траектории движения камней в программе Rockfall по методике решения квадратного уравнения относительно времени падения. 52
2.4 Моделирование камнепадов скально-обвального участка 58
2.5 Выводы по главе 2 72
3. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЁЖНОСТИ СКАЛЬНО-ОБВАЛЬНОГО УЧАСТКА 73
3.1 Общие положения 73
3.2 Мероприятия по защите пути на скально-обвальных участках 73
3.2.1 Противообвальные сооружения 73
3.2.2 Гибкие сетчатые барьеры 75
3.2.3 Классификация сетчатых барьеров 78
3.3 Расчет динамического барьера 80
3.3.1 Динамический расчет силового воздействия скального обломка, определяющий прочность и устойчивость сетчатого барьера 81
3.3.2 Определение высоты барьера 83
3.3.3 Проектирование фундамента опор гибкого противокамнепадного барьера 86
3.3.1 Троса и тормозные элементы 90
3.4 Расчет улавливающей стенки 91
3.4.1 Определение габаритных размеров противообвальных улавливающих сооружений. Расчет на выкатывание и подскакивани 92
3.4.2 Усиление объекта железобетонной стеной 97
3.5 Экономическое сравнение вариантов усиления 101
4. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ 105
4.1 Организационно-технологическая схема последовательности возведения защитных сооружений 105
4.2 Подготовительная стадия 106
4.3 Основная стадия 107
4.3.1 Подрезка откоса улавливающей пазухи 107
4.3.2 Монтаж защитного сетчатого барьера 107
4.4 Календарный график производства работ 109
5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 113
5.1 Мероприятия по обеспечению безопасности условий труда в период производства строительных работ. 113
5.1.1 Особенности выполнения работ на скально-обвальных склонах и откосах 114
5.2 Мероприятия по предупреждению ЧС в период строительных работ 116
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 122
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 123

Весь текст будет доступен после покупки

Для обеспечения безопасности движения поездов на горных участках железных дорог России большое значение имеет надежная защита пути от скально-обвальных явлений. Нарушая регулярность и безопасность движения поездов, обвалы наносят значительный ущерб железнодорожному транспорту. Обвальные явления наблюдаются в горных районах страны, распространены преимущественно на Кавказе, в Крыму, на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке. В настоящее время на сети железных дорог России (ОАО”РЖД”) участков, подверженных скально-обвальным явления, числится около 500 км. По статистическим данным в структуре дефектов и деформаций земляного полотна, обвалы составляли около 7%.
В последнее время для защиты от скально-обвальных явлений на железных дорогах применяют улавливающие сетчатые барьеры. Достоинствами данных конструкций в сравнении с традиционными конструкциями является их малый вес, диссипативные свойства, относительная простота и короткие сроки сооружения, а также более низкая стоимость. Такие конструкции достаточно широко используются для защиты инфраструктуры железных дорог во многих странах Азии, Европы и Америки. Также сетчатым барьерам находят применение на железных дорогах России.

Весь текст будет доступен после покупки

Суммарная протяженность земляного полотна по Куйбышевской дирекции инфраструктуры составляет 4727,86 км.
По состоянию на 19.11.20 насчитывается 45 скально-обвальных участков и 18 лавиноопасных участков в пределах Куйбышевской дирекции инфраструктуры.
Следует отметить, что для обеспечения безопасности движения поездов на горных участках железных дорог России большое значение имеет надежная защита пути от скально-обвальных явлений [1]. Скально-обвальные процессы часто являются причиной нарушения графиков движения поездов, в следствии вывала обломков на верхнее строение пути, его повреждений и разрушений, а также в следствии повреждения или разрушения искусственных сооружений.
1.2 Характеристика участка железнодорожного пути в районе дипломного проектирования
Рассматриваемый скально-обвальный участок расположен на 1727 км ПК 17260+00 – 17269+50 с нечетной стороны, протяжением 950 м. участка Аша – Миньяр Куйбышевской железной дороги. В административном отношении исследуемый участок расположен в Челябинской области, Ашинском городском поселении, г. Аша, Куйбышевская железная дорога, участок Аша-Миньяр. Участок находится на территории западного склона Южного Урала, в его горной части с сильно расчлененным рельефом. Расположение участка дипломного проектирования на карте показано на рисунке 1.1
Рисунок 1.1 – Карта расположения скально-обвального участка.
Исследуемый участок железнодорожного пути построен в 1890 году, в ходе прокладки Самаро-Златоустовской железной дороги. В результате развития г. Аша происходила активная вырубка деревьев, которая ускорила течение скально-обвальных процессов. Фото-сравнение участка дипломного проектирования за 1910 и 2016 годы показано на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 Фотосравнение: 1910 ? 2016 годы [13]
Согласно СП 14.13330.2014. Актуализированная редакция СНиП II-7-81? «Строительство в сейсмических районах» интенсивность сейсмического воздействия у г. Аша может достигать: по карте А - 5 баллов, по карте В - 5 баллов, по карте С - 6 баллов, категория грунтов по сейсмическим свойствам - II [2].
Участок железной дороги 2-х путный, электрифицированный, класс железнодорожной линии – I. Железная дорога проходит по уступу между рекой Сим и крутым склоном горы. Ширина уступа колеблется в пределах до 35 м. Высота участка железной дороги относительно русла реки составляет до 7-8 м. Северная (правая) часть долины р.Сим представляет собой крутой склон горы под углом от 50о до 75о высотой до 140 м.
Инженерные защитные сооружения представлены противолавинной галереей, которая расположен на 1727 км ПК5+50 по ПК8+60, противообвальными улавливающими стенками ПС1 на 1727 км с ПК3+23 по ПК3+73 и ПС2 на 1727 км с ПК4+01 по ПК5+50.
1.2.1 Климатическая характеристика района
Участок находится в центре Евразийского материка. Согласно СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» [3] относится к климатическому району I климатическому подрайону В.
Климат района континентальный, определяется особенностями циркуляции воздуха в условиях горного рельефа. К основным особенностям климата относится большая изменчивость погоды, в основном в теплое время года. Наиболее устойчивая погода бывает весной. Наблюдаются резкие колебания температуры. Теплые дни сменяются холодными, засушливые-переувлажненными. Объект располагается в горнолесной зоне Челябинской области и относится к зоне влажного климата.
Количество осадков на территории расположения объекта определяется, главным образом, особенностями общей циркуляции атмосферы. На распределение влаги оказывает также влияние рельеф местности.
Основные климатические характеристики для участка Аша – Миньяр приняты по ближайшей метеостанции из списка СП 131.13330.2012 [3] и приведены в таблице 1.1. Ближайшая метеостанция — Дуван — расположена в 80 км от исследуемого участка.
Таблица 1.1 Основные климатические параметры по СП 131.13330.2012, метеостанции Дуван
Параметр Значение
Температура-воздуха наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,98°С - 42
Температура-воздуха наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,92°С - 38
Температура воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98°С - 36
Температура воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92°С - 34
Средняя продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха ? 0°С 164
Температура воздуха периода со среднесуточной температурой воздуха ? 0°С - 9,7
Температура воздуха теплого периода года с обеспеченностью 0,95°С 21
Температура воздуха теплого периода года с обеспеченностью 0,92°С 26
Для температурного режима рассматриваемой территории характерна холодная зима и умеренно теплое лето. Средняя годовая температура на рассматриваемой территории равна около 2,0?С. Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее теплого месяца составляет 23,3°С, а максимальная суточная амплитуда температуры воздуха наиболее теплого месяца 11,3°С. Наиболее холодным месяцем в году является январь, средняя температура которого равна минус 16 - 17°С, наиболее теплым – июль с максимальной среднемесячной температурой воздуха +17,6°С. Самые низкие абсолютные минимумы наблюдаются в январе и составляют минус 50,0°С.
Величина годовой амплитуды между средней месячной температурой самого холодного и самого теплого месяца достигает 31,9°С.
Количество осадков холодного периода (ноябрь - март) -121 мм., теплого периода (апрель – октябрь) – 378 мм. Суточный максимум осадков в теплое время года – 72 мм. Суммарное количество осадков за год - 499 мм.
Снежный покров на участке появляется в среднем 12 октября. Ранняя и поздняя даты его установления – 14 ноября и 12 декабря соответственно. Первый снежный покров чаще всего быстро стаивает во время оттепелей. Глубина промерзания глинистых и суглинистых грунтов составляет 1,93 м., максимальная глубина промерзания почвы под естественным покровом 1,25 м [4].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Технические указания по усилению пути на скально – обвальных участках. / ОАО «РЖД» Департамент пути и сооружений; МИИТ.- М.: ОАО «НИИТКД» , 2009. - 160 c.
2. СП 14.13330.2014 Строительство в сейсмических районах.
3. СП 131.13330.2012 Строительная климатология.
4. RS-RUS-02-1727-TKP1 Проектная документация .
5. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия.
6. СП 47.13330.2016 Инженерные изыскания для строительства.
7. ЦП 544 «Инструкция по содержанию земляного полотна железнодорожного пути»
8. Hoek, E., P.K.Kaiser & W.F.Bawden: Support of underground excavations in hard rock 1995, 28 cm, 232 pages
9. RocFall: a Tool for Probabilistic Analysis, Design of Remedial Measures and Prediction of Rockfalls. Stevens, Warren D., 1998.
10. Ройнишвили Н.М. Защита железнодорожного пути от горных обвалов и осыпей Учебник / М.: Транспорт, 1973. — 304 с.
11. Green R.E., Easton M.L., Howard M.D., Rockfall: Design considerations for passive protection structures. (2016). New Zealand Geotechnical Society.
12. Фотоотчет 2020 г. Зайцев А.А.

Весь текст будет доступен после покупки