Экономическое сравнение бетонной и насыпной конструкции дамбы и подбор оптимального гидроизоляционного материала в. П. Радионенко19а. С. Санталова

²⁰

Радионенко Вячеслав Петрович, Воронежский государственный технический университет, доцент кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью,E-mail: u00339@vgasu.vrn.ru Санталова Анна Сергеевна, Воронежский государственный технический университет, магистр гр. мТАИН-181, E-mail: zaynechka126@gmail.com

Аннотация: данная статья посвящена вариантам защиты прибрежных районов Балтийского моря от затопления при возможном подъеме уровня мирового океана в результате глобального потепления, а также рассмотрен оптимальный вариант решения проблемы с помощью повышения уровня дамбы для защиты города Санкт-Петербург от наводнений. Было выполнено экономическое обоснование двух методов наращивания высоты рассматриваемого комплекса защитных сооружений, располагающегося в Финском заливе: насыпного и бетонного, сравнение стоимостей несущих материалов и ведущих автоматизированных работ. Далее представлены основные технологические этапы по предложенному нами варианту возведения с использованием актуальных решений по автоматизации процесса производства и новейших гидроизоляционных противофильтрационных материалов, подобранных из множества существующих, которые можно использовать при строительстве гидротехнических сооружений.

Ключевые слова:бетоннаядамба, параметр, экономическая выгода, барьер, насыпная дамба, гидроизоляционный материал.

ECONOMIC COMPARISON OF CONCRETE AND EARTH-FILL DAM DESIGN AND SELECTION OF OPTIMUM WATERPROOFING MATERIAL

V. P. Radionenko A. S. Santalova

Radionenko Vyacheslav Petrovich, Voronezh State Technical University, Associate Professor of the Department of Technology, Construction Management, Expertise and Real Estate Management, E-mail: u00339@vgasu.vrn.ru

Santalova Anna Sergeevna, Voronezh State Technical University, Master of the gr. мТАIN-181, E-mail: zaynechka126@gmail.com

ru

Annotation: the article focuses on the protection of the coastal areas of the Baltic sea from flooding during a possible rise in sea level caused by global warming, and discusses the optimal solution to the problem by raising the height of dams to protect St. Petersburg from floods. The business case for two methods of increasing the height of the considered complex of the protective structures located in the Gulf of Finland was implemented: earth-filling and concreting, comparison of the cost of load-bearing materials and leading automated works. The following provides the main technological stages of the proposed construction option using current solutions for automating the manufacturing process and the latest anti-filtration materials selected from a variety of existing ones that can be used in the construction of hydraulic structures.

Key words:concrete dam, parameter, economic benefit, barrier, earth-fill dam, waterproofing material.

Тема глобального потепления на нашей планете из года в год не теряет своей актуальности. Одной из наиболее опасных зон затопления в нашей стране станет Санкт-Петербург – первый субъект федерации, исторический центр которого включен в список всемирного культурного наследия Юнеско. Приведенный участок динамической карты затопления Ленинградской области в близи побережья Балтийского моря (рис. 1), разработанной национальным обществом National Geographic, демонстрирует следствие подъема уровня мирового океана на 20 метров.

Рис. 1. Карта затопления прибрежных территорий Балтийского морей

В данной статье мы проведем экономическое обоснование способа усиления дамбы в Кронштадте, а именно сравним насыпной и бетонный метод наращивания существующего сооружения, а также рассмотрим один из возможных методов гидроизоляции.

Для расчета конструкции железобетонной дамбы был использован программныйкомплекс ЛИРА. На рис. 2 представлена расчетная схема и эпюра-мозаика варианта конструирования. Её параметры: поперечное сечение в форме трапеции с нижним основанием 171 м, верхним 29 м, высотой 31 м, армирование составляет 0,2%.

Рис. 2 Расчетная схема давления столба воды на участок железобетонной дамбы и эпюра-мозаика плотности армирования конструкции

Параметры насыпной конструкции следующие: поперечное сечение в форме трапеции с нижним основанием 330 м, верхним 123,7 м, высотой 26,4 м.

Критериями сравнения будут стоимость основных несущих материалов и ведущих автоматизированных работ в соответствии с таблицей [1].

Сравнение машин и оборудования с ценой машино-часа в ценах 1984 года

Наименование машин/механизмов	Цена маш-часа в руб бетонная насыпная
Грейферный погрузчик с ковшом вместимость 6,3м3		2,43
Перфоратор телескопичный		1,36
Планировщик		0,41
Бетононасос с производительностью 10м3/час	1,81
Глубинный вибратор	0,18
Бетоносмеситель передвижной	1,61

Суммарная стоимость автоматизированных работ в ценах на 4 квартал 2019 года[2]:

1. бетонная дамба: 3,138 млрд. руб.

2. насыпная дамба: 0,676 млрд. руб.

Также сравним стоимость основных материалов в ценах на 4 квартал 2019 года [2]:

1. бетонная дамба: 754,273 млрд. руб.

2. насыпная дамба: 208,584 млрд. руб.

Фрагмент выбранной дамбы в 3D представлен на рис. 3

Рис. 3 Фрагмент насыпной дамбы в 3Dс предполагаемыми уровнями воды

Кроме разницы финансовых вложений, преимуществами насыпной дамбы перед бетонной являются возможность возведения на практически любом типа основания, менее сложный контроль качества технологии производства и получаемой продукции [3-5].

Гидроизоляционно-противофильтрационный слой предлагаем выполнить из геомембраныи двух слоев геотекстиля. Технология по основным этапам:

1)прорезка дискофрезерной машиной траншеи в щебеночном основании;

2)заполнение разработанной траншеи тиксотропным глинистым раствором по уровням прорезки;

3)погружение в заполненную раствором траншею противофильтрационных материалов, смотанных в катушки, на всю высоту сооружения;

4)обратная засыпка с параллельной выкачкой раствора.

В результате приведенного в статье сравнительного анализа и расчетов мы можем сделать вывод, что насыпной вариант наращивания конструкции существующего комплекса защитных сооружений в городе Сантк-Петербург экономически выгоднее (на 548,151 млрд. руб.) и целесообразнее с точки зрения контроля качества. Подобранные материалы и технологические этапы для производства гидроизоляционно-противофильтрационных работ считаем наиболее оптимальными, долговечными и современными.