m_0867

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

Следует выделить технологическое проектирование – это разработка комплекса строительных процессов при возведении транспортных сооружений. Оно реализуется через разработку оптимальных технологических и организационных решений для наилучшего достижения поставленных задач возведения объекта в намеченные сроки.

Алгоритм поиска рационального решения организации стро- ительно-монтажных процессов непосредственно связан с нахождением наилучших вариантов. Это реализуется через индикаторный метод мониторинга, как указано выше.

На этапе проектирования и организации строительных процессов проводят все необходимые расчеты, составляют спецификации и калькуляции, выполняют чертежи, схемы, графики, дают необходимые описания. Разработку строительных процессов оформляют в виде технологических нормалей, технологических карт, карт трудовых процессов строительного производства, которые являются составной частью проекта производства работ (ППР).

Процесс проектирования комплекса строительных процессов предусматривает последовательное решение следующих задач:

1)разработка технологических вариантов выполнения строительных процессов и принятие наиболее эффективного по техникоэкономическим показателям варианта;

2)выполнение строительного процесса в пространстве и вре-

мени;

3)расчет организационно-технологической надежности строительного процесса;

4)документирование строительного процесса.

При анализе процессов проектирования необходимо выявить два контура управления: мониторинг и улучшение (изменение) процесса, которые изображены на рис. 2. Существуют ситуации, когда могут быть выявлены проблемы в любом из них. В других случаях констатируют отсутствие этих контуров управления.

71

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

Рис. 2. Контуры управления строительным процессом: мониторинг и улучшение (изменение) процесса

Рассмотрим контур мониторинга (оперативного управления) строительного процесса. Основная задача руководителя в данном случае заключается в поддержании нормального хода процесса по отношению к заданным требованиям. На рис. 3 представлен пример одного из показателей, с помощью которого руководителем осуществляется мониторинг процесса. Приводится среднее значение этого показателя и величины допустимых отклонений хода процесса по рассматриваемому показателю. Нижняя и верхняя границы допустимых значений показателя А показаны на рисунке штриховыми горизонтальными линиями и равны 22,0 и 23,0 соответственно. Из приведенного на рис. 3 графика видно, что значение показателя превысило верхнюю границу во втором квартале.

72

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

Рис. 3. Динамика изменения показателя А

При мониторинге процесса руководитель должен:

а) анализировать процесс по ряду показателей надежности; б) выявлять отклонения от нормального хода процесса; в) анализировать причины отклонений от нормального хода

процесса; г) разрабатывать и реализовывать корректирующие меропри-

ятия, если это целесообразно и экономически эффективно, а также проверять их результативность.

Условия возведения объекта определяются рядом параметров, к основным из которых относятся:

–геолого-климатические характеристики региона строитель-

ства;

–состояние строительной площадки (степень стесненности, особенно данный факт необходимо учитывать при реконструкции действующих предприятий; наличие подземных коммуникаций; необходимость сноса зданий и сооружений, попадающих в «пятно застройки»);

–ресурсные характеристики (мощность производственных баз, наличие местных строительных материалов, возможность и очередность поставки сборных элементов и конструкций, наличие энергетических ресурсов).

По анализу условий возведения и конструктивных решений объекта намечают номенклатуру средств строительных процессов. Затем с учетом данных условий разрабатывают варианты для выбора наиболее эффективного строительного процесса, рассчи-

73

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

тывают эффективность каждого по экономическим показателям, себестоимости, трудоемкости работ и продолжительности выполнения работ.

Количественная оценка надежности элементов строительного процесса состоит из сбора и накопления информации о возникновении отказов и затратах времени на восстановление нормальной работы звена. На основе собранной информации определяются частные и комплексные показатели, характеризующие количественную оценку надежности строительных процессов. Наиболее обобщающим показателем надежности следует считать коэффициент готовности как отношение времени безотказной работы элемента ко времени за весь период наблюдения. Для элементов строительного процесса коэффициент готовности по среднестатистическим значениям наработки на отказ находится в следующих пределах: для технических средств – 0,86…0,92; для материальных элементов – 0,80…0,85.

Мониторинг предполагается внедрять двух видов: индикативный и репрезентативный. Репрезентативность означает, что искусственное сооружение обследуется полностью во взаимодействии всех факторов внутренней и внешней среды с учетом особенностей технологического процесса, в который включен объект исследования. Репрезентативный мониторинг дорог трудозатратен, требует много времени на осуществление. В этой связи важно выделить параметры экспресс-контроля (индикаторы), доступные для измерения и коррелированные установленными показателями безопасности, измеряемые легко и быстро. Измерение и оценка индикаторов и составляет суть индикативного мониторинга.

Общая методика мониторинга состоит обычно из двух этапов. На первом этапе осуществляется индикативный мониторинг, определяющий общую динамику параметров искусственного сооружения, и, при необходимости (если эта динамика отрицательная по системе заданных критериев), включается второй этап – репрезентативный мониторинг. Это позволит осуществить оперативность, надежность функционирования системы мониторинга, а соответственно, и снижение затрат на процесс идентификации уровня безопасности искусственного сооружения. Также это повысит качество управления строительством или реконструкцией транспорт-

74

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

ных объектов с использованием современных интеллектуальных систем.

УДК 624.192

А.П. Северин, Г.Н. Полянкин, Д.А. Аношенко, К.В. Абрамчук

ОСОБЕННОСТИ СООРУЖЕНИЯ ТОННЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА № 3

НА ОЛИМПИЙСКОЙ ТРАССЕ С УЧЕТОМ АНАЛИЗА РИСКОВ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОХОДКИ

ВТОРОЙ СЕРВИСНО-ЭВАКУАЦИОННОЙ ШТОЛЬНИ

Строительство совмещенной автомобильной и железной дороги Адлер – горноклиматический курорт «Альпика-Сервис» – один из важнейших этапов при подготовке к XXII зимним Олимпийским играм 2014 г. в городе Сочи. Наиболее интересным объектом этой дороги с точки зрения организации и технологии производства работ является тоннельный комплекс (ТК) № 3, расположенный на участке 23–28 км (рис. 1), в состав которого входят:

–автодорожный тоннель с двумя полосами движения протяженностью 3 197,7 м, сооружаемый щитовым способом с применением тоннелепроходческого механизированного комплекса (ТПМК) «Herrenknecht HART 13210»;

–железнодорожный однопутный тоннель протяженностью 4 563 м, сооружаемый щитовым способом с применением ТПМК «Lovat RME 394 SE/GS»;

– две сервисно-эвакуационные штольни протяженностью 3 194,8 м и 2 627,6 м. Сооружение первой производилось со стороны южного портала щитовым способом с применением ТПМК «Lovat RM 243 DS» параллельно автодорожному тоннелю, второй – со стороны северного портала щитовым способом с применением ТПМК «Lovat RME 232 SE» параллельно железнодорожному тоннелю до демонтажной камеры.

75

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

Рис. 1. Вариант трассы обхода оползневого участка при сооружении тоннельного комплекса № 3

По первоначально принятому варианту трассы автодорожный, железнодорожный тоннели и сервисная штольня должны были проходить по кратчайшему (прямолинейному) пути (см. рис. 1). При этом все северные порталы подземных сооружений были запроектированы в оползневой зоне.

После проведения дополнительных изысканий и выполненного швейцарской фирмой «Амберг инжиниринг» анализа рисков было установлено, что оползень имеет мощность 5 млн м3, водонасыщен и нестабилен. Расположение в данной зоне порталов тоннелей и опор мостовых сооружений требует серьезных инженерных мероприятий по осушению и стабилизации оползня (рис. 2).

Рис. 2. Схема противооползневых мероприятий тоннельного комплекса № 3

76

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

Срок строительства не позволял выполнить эти работы. Поэтому было принято решение избежать пересечения с оползневой зоной, а именно изменить положение трассы, что привело к изменению длины тоннелей. Таким образом, планировалось удлинить железнодорожный тоннель и штольню почти на 500 м по каждой выработке и перенести трассу автодорожного тоннеля, что укоротило его длину с 4 035 м до 3 189 м. При этом автодорожный тоннель выходит на вертикальную стенку ущелья над р. Мзымта, а автодорога переходит на вантовый мост и эстакаду. Демонтаж щитового комплекса планировалось осуществить на специально сооруженной временной платформе над р. Мзымта.

Изменение проекта трассы повлекло за собой дополнительное строительство двух участков сервисно-эвакуационной штольни, проложенных параллельно железнодорожному и автодорожному тоннелям (см. рис. 1).

Сквозная проходка второй сервисно-эвакуационной штольни не предусматривалась, в результате чего возник вопрос о выводе ТПМК «Lovat RME 232 SE» на поверхность. Было принято решение производить демонтаж элементов ТПМК в камере большого сечения с их последующей транспортировкой по технологической сбойке ЖС-3 и пройденному участку автодорожного тоннеля на строительную площадку южного портала тоннельного комплекса № 3. Демонтажная камера располагается на участке ПК253+94,08 – ПК254+26,48 и имеет переменное по ширине и высоте сечение, увеличивающееся по ходу пикетажа: на ПК 253+94,08 – 7,30×7,27

м, на ПК254+26,48 – 15,75×11,58 м (рис. 3).

Проходка демонтажной камеры осуществлялась горным способом уступным методом с применением буровзрывных работ (БВР), с предварительным демонтажем железобетонных блоков обделки штольни, сооруженной ТПМК «Lovat RM 243 DS». Особенность технологии заключается в том, что для подачи механизмов и проходки калоттной части камеры в тоннеле сервисной штольни сооружался временный пандус, разработка которого впоследствии осуществлялась погрузочно-доставочными машинами. В процессе проходки производилось временное крепление из набрызг-бетона и металлических арок. Кроме того, на участке сопряжения технологической сбойки ЖС-3 из автодорожного тоннеля с демонтажной камерой (рис. 4) производилось раскрепление

77

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

арок временной крепи при помощи сборных буроинъекционных анкеров с теряемой коронкой типа SDA.

Рис. 3. Сечение демонтажной камеры на ПК254+26,48

Рис. 4. Разрез по оси технологической сбойки ЖС-3

Проходка технологической сбойки ЖС-3 осуществлялась горным способом с применением БВР, с предварительным подкреплением металлической рамой в месте расположения проема во временной обделке демонтажной камеры. В верхнем ярусе заходки бурение шпуров производилось с отсыпанного пандуса (грунт от разработки нижнего яруса заходки). В процессе про-

78

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

ходки производилось временное крепление из набрызг-бетона и металлических арок. До начала производства работ по раскрытию проема в автодорожный тоннель в соответствии с проектом было выполнено устройство рамы подкрепления обделки тоннеля (см. рис. 4). Выпиливание блоков сборной железобетонной обделки производилось алмазной дисковой пилой.

Итак, ограниченные сроки выполнения изыскательских работ и полученные при этом проектные решения по трассе привели к необходимости изменения первоначально принятых решений, дополнительным затратам по удлинению железнодорожного тоннеля и штольни.

Приведенные факты показывают важность своевременного анализа геотехнических рисков и выполнения детальных изыскательских работ до начала сооружения транспортных тоннелей.

Разработанная и реализованная технология сквозной проходки второй сервисно-эвакуационной штольни с использованием ТПМК «Lovat RME 232 SE» и демонтаж элементов ТПМК в камере большого сечения с их последующей транспортировкой по технологической сбойке ЖС-3 и пройденному участку автодорожного тоннеля на строительную площадку южного портала тоннельного комплекса № 3 позволили выполнить все работы в календарные сроки строительства.

УДК 624.154

А.А. Кузнецов, К.В. Королев, А.Г. Полянкин

НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ РАБОТЫ СВАЙ НА ГОРИЗОНТАЛЬНУЮ И МОМЕНТНУЮ НАГРУЗКИ

В рамках госбюджетной темы по совершенствованию методики расчета несущей способности свай были проведены комплексные расчетно-экспериментальные исследования работы свайного фундамента на горизонтальную и моментную нагрузки. Ранее нами были представлены результаты разработки методики аналитического расчета свай [1]. В настоящей статье рассмотрены основные результаты, полученные при проведении полевых (натурных) испытаний свай на горизонтальную и моментную

79

Железные и автомобильные дороги в сложных условиях

нагрузки. Испытания проводились на трех объектах в Новосибирске и Новокузнецке.

Целью проведения испытаний было получение опытной зависимости горизонтального перемещения головы сваи от прикладываемой нагрузки, а также определение опытного значения допустимой горизонтальной нагрузки.

Испытываемые сваи нагружались ступенями, переход к следующей ступени нагружения осуществлялся после полной стабилизации осадки на предыдущей ступени. Для измерения перемещения испытываемой сваи устанавливались четыре индикатора часового типа с ценой деления 0,01 мм. На рисунке приведена схема испытания свай на горизонтальные нагрузки.

Схема испытания свай на горизонтальные нагрузки

Перед нагружением сваи были взяты нулевые отсчеты по всем приборам. На каждой ступени нагружения сваи снимались отсчеты по всем приборам. За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость осадки сваи на данной ступени нагружения, не превышающую 0,1 мм за последние 30 мин наблюдений. Рассмотрим полученные результаты по отдельным объектам.

Объект № 1 (комплекс жилых домов переменной этажности с сопутствующими помещениями) располагается в Заельцовском районе г. Новосибирска на ул. Овражная.

80