+7 342 228-90-00 +7 922 320-18-98

 

Обоснование проектов по инженерной защите техногенных откосов от оползневых и скально-обвальных явлений при строительстве дорог различного назначения

Человечество накопило огромный опыт формирования в разнообразных массивах горных пород техногенных откосов с различными углами наклона к горизонту. Причинами является строительство дорог и других объектов в условиях изменяющейся формы рельефа местности, а также добыча полезных ископаемых открытым способом. На основе осмысления негативного опыта потери устойчивости такими откосами специалисты сформировали значительный арсенал приёмов и способов повышения стабильности этих инженерных сооружений.

В настоящее время к наиболее опасным геологическим явлениям, связанным с деятельностью человека, специалисты относят оползни, сели и обвалы (в литературе встречаются другие наименования: обрушения, камнепады, осыпи) (рис. 1). Согласно международной статистике, из-за строительных работ происходит до 80% современных оползней, а значительное их количество случается в горах на высоте 1000^1700 м (90%).

В России до 20% территории находится в селеопасных зонах. Также с антропогенным фактором связано до 80% современных обвалов [1]. К наиболее активным регионам по проявлению оползней, селей и обвалов относятся Кольский полуостров; Крым; Северный Кавказ: Кабардино-Балкария, Дагестан, Осетия; Урал; Саяны; Приморье; Сахалин и Камчатка.

При эксплуатации участков дорог, отстроенных с использованием техногенных откосов, вышеприведенные геологические явления возникают из-за нарушения правил и норм строительных работ, а также ошибок в проектировании вследствие неучета или неправильного учета всех влияющих факторов. По тем же причинам это может произойти и после проведения мероприятий по инженерной защите, что говорит о необходимости комплексного подхода к решению проблемы.

Факторы, которые следует учитывать при обосновании инженерной защиты, делят на: природные и антропогенные.

К первой группе можно отнести: геологический (тип и параметры деформации, прочностные свойства пород и их склонность к выветриванию); гидрологический (обводненность пород, состояние системы осушения); геомеханический (геомеханические процессы в массиве пород) и климатический (перепады температур, количество осадков, погодные условия, снего- и льдообразование, агрессивная среда) факторы.

Ко второй группе можно отнести: производственный (технология отстройки откосов, влияние взрывов, технология инженерной защиты, доступность участка, наличие необходимых материалов и оборудования; лимит на время выполнения работ); конструктивный (местоположение и размеры участка, конструктивные параметры участка, параметры и долговечность инженерной защиты); экономический (стоимость материалов и оборудования, рыночная конкуренция) и экологический (воздействие используемых материалов и оборудования на окружающую среду) факторы [2].

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТОВ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТКОСОВ ОТ ОПОЛЗНЕВЫХ И СКАЛЬНО

Рисунок 1. Аварии на техногенных откосах при эксплуатации дорог различного назначения (дорог различ¬ного назначения (автомобильных, железных и карьерных) вследствие возникновения опасных природных явленийй (оползней, селей и обвалов)


Для предотвращения оползневых и скально-обвальных явлений возможно проведение следующих мероприятий, направленных на их стабилизацию:

совершенствование системы осушения путем регулирования стока поверхностных вод с помощью вертикальной планировки территории и устройства системы поверхностного водоотвода, предотвращения инфильтрации воды в грунт и эрозионных процессов, искусственного понижения уровня подземных вод;

перепланировка рельефа склона путем разноса неустойчивого участка;

инженерная защита путем устройства противооползневых и противообвальных сооружений (удерживающие и улавливающие сооружения и конструкции);

прочие мероприятия (регулирование тепловых процессов с помощью теплозащитных устройств и покрытий, установление охранных зон и т.д.). Целесообразность осуществления вышеприведенных мероприятий оценивается их технической пригодностью и экономическим эффектом. На участках, где ожидается проявление крупных оползневых и скально-обвальных явлений (как правило, объем превышает десятки тысяч кубических метров), целесообразно выполнять их перепланировку (разнос), если обеспечение их устойчивости оказывается неэффективным или затратным. При незначительном их проявлении (как правило, объемом до нескольких тысяч кубических метров), инженерная защита объектов возможна путем укрепления склонов, а также устройства противообвальных улавливающих сооружений и галерей. Удерживающие сооружения следует предусматривать для предотвращения оползневых, селевых и обвальных процессов при невозможности или экономической нецелесообразности перепланировки рельефа. Улавливающие сооружения и устройства подходят для защиты объектов от воздействия осыпей, вывалов, падения отдельных скальных обломков, если монтаж удерживающих сооружений или предупреждение обвалов путем оборки поверхности откосов невозможен или экономически не выгоден (Минтрансстрой, 1983).

Инженерную защиту техногенных откосов наиболее эффективно предусматривать заблаговременно на стадии разработки проекта их строительства на основе детальных инженерных изысканий и прогнозной оценки развития оползневых и скально-обвальных явлений в будущем. Ее проектирование также допускается во время эксплуатации дорог в ситуациях, когда заранее сложно дать оценку развития того или иного явления из-за невозможности установления на данном этапе всех влияющих факторов, а также аномальных изменений состояния массива и окружающей среды.

В состав проекта инженерной защиты необходимо включать следующие разделы:

1) инженерные изыскания для проектирования противооползневых и противообвальных сооружений;

2) проектирование противооползневых и противообвальных сооружений;

3) технология строительства противооползневых и противообвальных сооружений;

4) геотехнический мониторинг и профилактические мероприятия.

Требования к инженерным изысканиям для проектирования сооружений.

Инженерные изыскания на исследуемой территории должны обобщать информацию, охватывающую все виды изыскательских работ. Главная цель их проведения на оползневых и скально-обвальных участках — это локализация опасных зон и детальность их изучения с получением достоверных данных, необходимых для принятия проектных решений. Результаты изысканий должны содержать следующее: оценку и прогноз изменения инженерно-геологических (типы склоновых процессов по механизму смещения пород; условия их возникновения, характер проявления; статические и динамические нагрузки и т.п.), гидрологических, геокриологических и экологических условий на расчетный срок с учетом природных и техногенных факторов, а также районирование территории по степени опасности и рекомендации по целесообразности использования способов инженерной защиты.

В настоящее время при проведении инженерных изысканий для проектирования защитных сооружений следует руководствоваться следующими нормативными документами, а также другими приведенными в них требованиями:

СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства;

СП 11-103-97 Инженерно-гидромете-орологические изыскания для строительства;

СП 11-104-97 Инженерно-геодезические изыскания для строительства;

СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства (ч. 1-2);

СНиП 11-02-96 Инженерно-геологические изыскания для строительства.

Основные положения

Инженерно-экологические изыскания осуществляются для оценки современного состояния и прогноза возможных изменений окружающей среды под влиянием антропогенной нагрузки.

В их состав входит достаточно большой перечень проводимых видов работ и исследований, назначение которых устанавливается в программе изысканий в зависимости от вида строительства, характера и уровня ответственности проектируемых объектов, особенностей природно-техногенной обстановки, степени экологической изученности территории и стадии проектно-изыскательских работ (СП 11102-97).

Инженерно-гидрометеорологические изыскания проводятся для комплексного изучения гидрометеорологических условий территории строительства и прогноза возможных изменений этих условий в результате взаимодействия с проектируемым объектом. В их состав могут входить: сбор, анализ и обобщение материалов гидрометеорологической и картографической изученности территории; рекогносцировочное обследование района изысканий; наблюдения за характеристиками гидрологического режима водных объектов и климата, а также эпизодические работы по их изучению; изучение опасных гидрометеорологических процессов и явлений; камеральная обработка материалов с определением расчетных гидрологических и метеорологических характеристик; составление технического отчета (СП 11-103-97). Инженерно-геодезические изыскания должны обеспечивать получение топографо-геодезических материалов и данных о ситуации и рельефе местности, существующих объектах и других элементах планировки, необходимых для комплексной оценки природных и техногенных условий территории и обоснования проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации объектов, а также создания и ведения государственных кадастров, обеспечения управления территорией. В их состав при строительстве линейных сооружений (дорог) могут входить: сбор и обработка материалов инженерных изысканий прошлых лет, а также других материалов и данных; рекогносцировочное обследование территории; создание опорных и планово-высотных съемочных геодезических сетей; топографическая съемка; обновление топографических планов и кадастровых планов; инженерно-гидрографические работы; геодезические работы, связанные с переносом в натуру и привязкой горных выработок, геофизических и других точек инженерных изысканий; геодезические стационарные наблюдения за деформациями оснований объектов и земной поверхности в районах развития геологических явлений; инженерно-геодезическое обеспечение геоинформационных систем предприятий и государственных кадастров; составление инженерно-топографических планов и кадастровых карт; камеральная обработка материалов; камеральное трассирование и предварительный выбор вариантов трассы для выполнения полевых работ и обследований; полевое трассирование; съемки существующих дорог с составлением профилей, пересечений линий электропередачи, линий связи и магистральных трубопроводов; координирование и наружные обмеры основных элементов сооружений; составление технического отчета (СП 11-104-97). Инженерно-геологические изыскания выполняются с целью комплексного изучения инженерно-геологических условий района проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, и составление прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой. В их состав могут входить: сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет; дешифрирование аэро- и космоматериалов; рекогносцировочное обследование, включая аэровизуальные и маршрутные наблюдения; проходка горных выработок; геофизические исследования; полевые исследования грунтов; гидрогеологические исследования; стационарные наблюдения (локальный мониторинг компонентов геологической среды); лабораторные исследования грунтов, подземных и поверхностных вод; обследование грунтов оснований фундаментов существующих объектов; составление прогноза изменений инженерно-геологических условий; камеральная обработка материалов; составление технического отчета (СП 11-105-97, СНиП 11-02-96). Современный подход к решению задач, связанных с обработкой результатов инженерных изысканий, базируется на использовании методов компьютерного моделирования. Например, для оценки состояния массивов (рис. 2а, в) и выявления неустойчивых участков (рис. 2б) в пределах определенной территории сейчас широко распространены методы двумерного или трехмерного математического моделирования. Также существует ряд специализированных программных средств в области проектирования инженерной защиты, где проектировщики имеют возможность сразу решать комплексную задачу по обработке результатов проведенных изысканий и конструированию сооружений на их основе. На данный момент подобные программные средства не обладают универсальностью, т.к. имеют ограниченный набор технических инструментов и условий применения, относящихся к определенному типу защиты или объекту строительства. Однако стоит отметить, что в основу этих программных средств закладываются физические законы и методические приемы, которые совершенствуются с достижением новых научных знаний. Следовательно, успех проекта по инженерной защите во многом зависит от правильности выбора методики проведения исследований к решению конкретных задач и в определенных условиях.

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТОВ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТКОСОВ ОТ ОПОЛЗНЕВЫХ И СКАЛЬНО

 

Рисунок2. Примеры компьютерного моделирования состояния массива: а - устойчивости склона, б - с прогнозом крупного обвала (на карьере); в - устойчивости укрепленного откоса

 


На безопасность движения транспорта вблизи техногенных откосов могут влиять не только крупные геологические явления, но и небольшие по масштабу в виде падения/скатывания относительно откоса кусков горной породы [3, 4]. Поэтому при проектировании инженерной защиты на техногенных откосах должное внимание следует уделить изучению степени нарушен- ности приконтурного массива от действия взрывов. Эти явления характерны для массивов, предрасположенных к локальным обвалам и, в свою очередь, связано с технологией формирования их откосов, естественной нарушенностью массива и физическими свойствами самих пород. В результате ведения взрывных работ в массиве образуются новые трещины. Здесь интегральным показателем степени потенциальной устойчивости откоса является мощность нарушенной зоны: чем она меньше, тем ниже вероятность вывалов блоков [5]. Значительная обводнённость при несовершенной системе осушения и особенности климата значительно усугубляют эту проблему. Под влиянием вышеперечисленных факторов периодически происходят вывалы кусков породы по неблагоприятно ориентированным плоскостям скольжения. Особенно ярко это явление наблюдается в весеннее время, когда в результате оттаивания замёрзшей воды в системах трещин происходит разупрочнение ранее «склеенных» льдом значительных по размерам участков массива и подвижки отдельных блоков пород. При проектировании инженерной защиты задача детализации скально-обвальных участков (оползневых в том числе) решается, как правило, аналитически. Однако есть тенденция к ее решению методами компьютерного моделирования. Уже существуют трехмерные математические модели, с помощью которых возможна имитация этих явлений для определения наиболее вероятных

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТОВ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТКОСОВ ОТ ОПОЛЗНЕВЫХ И СКАЛЬНО
траекторий перемещения горной массы и энергетической составляющей ее движения (рис. 3).

 

 

Рисунок 3. Пример моделирования обвала (линиями и кругами показаны траектории движения падающих кусков породы и места падений, соответственно)

Стоит добавить, что при выявлении на исследуемой территории по результатам районирования нескольких потенциально опасных участков решение по первоочередности их защиты рекомендуется принимать на основе оценки потенциального ущерба или рисков.

Требования к проектированию инженерной защиты

Основная цель применения инженерной защиты объекта — это снижение или предотвращение вредного воздействия на него опасных геологических явлений с минимальными затратами на возведение и эксплуатацию защиты. Проект инженерной защиты должен обеспечивать: надежность и долговечность ее конструкции, бесперебойность эксплуатации при наименьших эксплуатационных затратах, возможность проведения систематических наблюдений за ее работой и состоянием, реализуемость мероприятий по обеспечению пропуска вод весенних половодий и летних паводков.

Способы инженерной защиты изобретались применительно к добыче полезных ископаемых открытым способом, транспортному, фортификационному, гражданскому и гидротехническому строительству. В транспортном и гражданском строительстве детально проработаны вопросы противоэрозионной защиты склонов, а в гидротехническом строительстве — высоких техногенных откосов ненапряженными и напряженными анкерами. В горном деле фундаментально проработаны вопросы экономической целесообразности крепления массивов, где еще в середине прошлого столетия ряд наиболее эффективных на тот момент средств крепления пород (анкеры, сваи, цементация, подпорные стены и набрызгбетон по металлической сетке) был успешно внедрен на большинстве крупных карьерах нашей страны и ближнего зарубежья. В качестве крепи на оползневых участках даже испытывались такие специфические способы как уплотнение глинистых пород энергией взрыва, электро-силикатизацией и электрохимической обработкой [6] .

Таблица 1 - Классификация инженерной защиты объектов от опасных геологических явлений, предложенная к.т.н. М.В. Мелиховым
Наименование Средства Условия применения
1. АКТИВНАЯ ЗАЩИТА — способы крепления ослабленных породных массивов
1.1. Механическое удержание Анкеры (штанги) и гибкие тросовые тяжи (тросы или канаты), анкерно-тросовые завесы Крупноблоковые маловыветриваемые и сланцеватые слоистые твёрдые породы с падением в сторону выемки под углами более 40°
Сваи Слаботрещиноватые породы с углом падения плоскости ослабления в выработанное пространство 20-50°; рыхлые породы
Защитные стены, анкерно-тросово-сетчатые завесы Сильнотрещиноватые выветриваемые скальные породы; рыхлые породы
Подпорные и поддерживающие стены, контрфорсы и контрбанкеты, габионы Нарушенные массивы сложной структуры с переслаиванием пород или рыхлые породы
1.2. Упрочнение вмещающих пород Цементация, смолоинъекция Трещиноватые скальные и полускальные породы; рыхлые породы
1.3. Изоляция устойчивыми покрытиями Набрызг-бетон по металлической сетке, полимерные покрытия, смолизация, агромелиорация, георешетки Сильнотрещиноватые, склонные к интенсивному выветриванию или выщелачиванию породы; рыхлые породы
1.4.Комбинированные способы укрепления Сочетание удержания с упрочнением или изоляцией Сложные инженерно-геологические условия
2. ПАССИВНАЯ ЗАЩИТА — способы улавливания и пропускания падающих кусков породы
2.1. Механическое улавливание Траншеи и полки с бордюром Выветриваемые откосы высотой до 60 м с крутизной более 35°
Валы, стены из габионов Выветриваемые откосы (располагаются на расстоянии достаточном для размещения падающих камней)
Оградительные стены и сетчатые заборы Выветриваемые относительно невысокие (до 25-30 м) откосы с крутизной более 40°
Сетчатый барьер на откосе Выветриваемые относительно невысокие (до 25-30 м) откосы с крутизной более 40°
2.2. Изоляция откосов улавливающими покрытиями Тросово-сетчатые и сетчатые завесы на основе металлической, полимерной или композитной сетки Выветриваемые откосы свыше 35° и/или со сложной геометрией поверхности откоса
2.3.Пропускание Галерея, эстакада Крутизна склона больше 50^60° и исключена возможность ущерба сооружению падающими камнями
2.4. Комбинированные способы улавливания Сочетание механического улавливания с изоляцией улавливающими покрытиями Выветриваемые высокие уступы с крутыми откосами и/или со сложной геометрией поверхности откоса
3. КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ Сочетание способов укрепления и улавливания Сложные инженерно-геологические и климатические условия в сочетании с выветриваемыми породами

Стоит упомянуть, что в России раз­витием теории в области инженерной защиты занимались: ВИОГЕМ, ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, ВНИИцветмет, ВНИМИ, Гидропроект им. С. Я. Жука, ГИГХС, ГП «Противокарстовая и бере­говая защита», Грузинский политехниче­ский институт им. В. И. Ленина, ДИИТ, ИГД МЧМ, Иргиредмет, Минтранс- строй, НИИОСП им. Н. М. Герсеванова, НИЦ «Строительство», СоюздорНИИ, СреднеазНИпроцветмет, УНИпромедь, ЦНИИС, ЯкутНИпроалмаз, сотрудники кафедр Московского государственного горного университета и Екатеринбург­ской горно-геологической академии, а также целый ряд проектных органи­заций (Геобарьер, ГеоМостПроект, Гео­проект, Кавгипротранс, Ленгипротранс, Минтрансстрой-Армгипротранс, Сиб- гипротранс, Союздорпроект и др.) и т.п. Разработанные ими методические прие­мы легли в основу действующих нор­мативных документов по инженерной защите объектов от опасных геологиче­ских явлений, а также используются проектными организациями при создании программных средств для решения задач на ЭВМ. При этом учитывался опыт эксплуатации защитных сооружений в районах Дальнего Востока, Кавказа, Крыма, Сибири и Средней Азии. Применение инженерной защиты позволяет решить следующие задачи:

1) исключение или снижение ущерба от последствий аварии; 2) сохранение проектных параметров конструкции техногенных откосов в течение срока их эксплуатации за счёт использования укрепляющих материалов; 3) возможность снижения объема вскрышных работ за счёт повышения угла наклона откосов.

За последнее десятилетие нормативно-методическая база, охватывающая область инженерной защиты, существенно преобразилась. Причиной тому стал тот факт, что требования, разработанные еще при СССР, достаточно длительное время не обновлялись и морально устарели. В 2012 г. приказом Министерства регионального развития РФ были разработаны общие нормы и правила для объектов гражданского и гидротехнического строительства, а также связанных с отработкой карьеров. Хотя они и имеют широкую сферу применения, но, по большому счету, годятся для строительства городских объектов и берегозащитных сооружений. Также в последнее время некоторыми проектными организациями разработан ряд указаний и руководств, привязанных к определенной отрасли строительства, в частности, дорожной и железнодорожной. Хотя, справедливости ради, надо сказать, что все они носят рекомендательный характер и могут не охватывать новые разработки, появляющиеся на рынке инженерной защиты.

При проектировании инженерной защиты от опасных геологических явлений следует учитывать следующие требования, а также приведенные в них документы:

Рекомендации по проектированию и расчету противообвальных сооружений на автомобильных дорогах (Росавтодор, 2015);

СНиП 22-02-2003 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов» (приказ Министерства регионального развития РФ, 2012);

Технические указания по усилению пути на скально-обвальных участках (РЖД, 2009);

СНиП 2.06.15-85 «Инженерная защита территорий от затопления и подтопления» (Госстрой СССР, 1988);

Руководство по проектированию противооползневых и противообвальных защитных сооружений. Проектирование противообвальных защитных сооружений» (Минтрансстрой, 1983);

Методическое руководство по искусственному укреплению откосов скальных и полускальных пород на карьерах (ВНИМИ, 1967);

Руководство по применению противообвальных сооружений и мероприятий на дорогах (ЦНИИС, 1967).

Помимо приведенных выше документов, в автомобильном и железнодорожном строительстве также разработаны рекомендации и указания для проектирования типовых защитных конструкций. Стоит добавить, что элементы, входящие в конструкцию противооползневых и противообвальных сооружений, должны быть сертифицированы и соответствовать принятым ГОСТ или ТУ Также надо упомянуть, что популярные в наше время гибкие защитные конструкции, производимые в Европе и поставляемые на российский рынок, должны иметь Европейское техническое свидетельство ETAG 27, которое выдается членом Европейской организации учреждений по техническим свидетельствам (European Organisation for Technical Approvals — EOTA) .

Анализируя современные способы инженерной защиты можно обратить внимание на их многообразие: они отличаются как по материалу изготовления, так и принципу работы. Наиболее популярными материалами для изготовления средств инженерной защиты являются: железо и его сплавы с антикоррозийным покрытием, бетон (железобетон), полимеры, композиты и живые растения. Срок их возможной эксплуатации составляет в пределах от года до 80 лет. Инженерную защиту по сроку службы можно классифицировать на постоянную (обеспечивает сохранность объекта на период его эксплуатации) и временную (обеспечивает безопасность на объекте при выполнении типовых работ). При обосновании долговечности проектируемых противооползневых и противообвальных сооружений необходимо учитывать особенности климата, наличие агрессивных сред и их эксплуатационную износостойкость.

Существующие способы инженерной защиты по принципу работы разделяют на следующие группы (табл. 1): активные, пассивные и комбинированные способы. Активные способы защиты позволяют предотвратить развитие опасных геологических явлений за счет реализации комплекса решений, препятствующих разрушению массива путем его закрепления. Пассивные способы защиты не препятствуют локальному разрушению массива и позволяют снизить или предотвратить влияние этого разрушения на защищаемый объект за счет реализации комплекса решений по улавливанию или пропуску продуктов протекающего явления. На участках со сложным строением массива возможна комбинация активной и пассивной защиты.

Активные способы защиты разделяют на механическое удержание, упрочнение, изоляцию устойчивыми покрытиями и комбинированные [6]. Область их применения относится к скальным и полускальным породам, рыхлым породам, а также сложным инженерно-геологическим условиям. Пассивные способы защиты можно разделить на механическое улавливание, изоляцию откосов улавливающими покрытиями, пропускание и комбинированные. Область их применения относится к выветриваемым скальным или полускальным породам. Комбинированные способы целесообразно использовать при сложной геометрии поверхности откоса или при большой его высоте. Проект активной защиты на оползневых и обвальных участках должен основываться на расчетах общей и местной устойчивости склонов, с учетом реализованных мероприятий; а проект пассивной защиты — на динамических расчетах удара скальных обломков, определяющих прочность и устойчивость сооружений с требуемой надежностью, или специальных расчетах по установлению габаритных размеров улавливающих и пропускающих сооружений. Нагрузки на противоселевые сооружения следует определять с учетом статического давления отложившейся массы селевого потока и его динамического давления на плоскость, перпендикулярную направлению движения. При этом выбор рациональных проектных решений по инженерной защите объектов рекомендуется сопровождать соответствующим технико-экономическим обоснованием. Основные способы борьбы с селями и оползнями заключаются: в расчистке русел, совершенствовании системы осушения, закреплении и стимулировании развития почвенного покрова на склонах. А для борьбы с обвалами подходят: перепланировка участка, совершенствование системы осушения, а также способы активной и пассивной инженерной защиты. В дорожном строительстве наиболее часто применяют: траншеи, полки с бордюром, оградительные и подпорные стены, биоматы, геосетки, газонные решетки, габионы, сваи, анкерную крепь (в сочетании с тросово-сеточным покрытием или без него), улавливающие тросово-сетчатые завесы и заборы, галереи и эстакады; в гидротехническом строительстве — напряженные тросовые тяжи (в сочетании с подпорными стенами или без них) и анкерно-тросовые завесы; в горном деле — в основном валы, менее часто анкерную крепь (с предварительным напряжением или без него), сваи, цементацию и анкерно- тросово-сетчатые завесы [6, 7]. Примеры инженерной защиты дорог приведены на рисунке 4.

 

 ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТОВ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТКОСОВ ОТ ОПОЛЗНЕВЫХ И СКАЛЬНО

 

Рисунок 4. Примеры инженерной защиты дорог

Состояние вопроса в области производства и поставок материалов на отечественном рынке инженерной защиты характеризуется следующим образом: одни производственные компании разрабатывают средства защиты своими силами или в содружестве с научными организациями, другие — поставляют их из-за рубежа (в частности, на территории России работает ряд официальных дилеров известных зарубежных компаний). В обоих случаях компания обязана иметь сертификат соответствия своей продукции принятым стандартам, который они могут получить на основе успешного прохождения лабораторных испытаний на лицензированном оборудовании. В Европейских странах, помимо лабораторных испытаний, некоторые фирмы-производители в области инженерной защиты ставят дополнительные эксперименты в натурных условиях (рис. 5 и 6) для подтверждения заявленного качества своей продукции с целью продвижения ее на мировом рынке.

 

 

Требования к технологии строительства инженерной защиты

В современных технологиях строительства противооползневых и противообвальных сооружений примененияют ручное, переносное, самоходное и автоматизированное (роботизированное) оборудование. Вспомогательным оборудованием служит: автовышка, строительная техника и грузовой транспорт. На труднодоступных участках работы выполняются промышленными альпинистами [2]. Строительство противооползневых и противообвальных сооружений должно осуществляться специализированной организацией, располагающей всем необходимым комплексом монтажного оборудования и строительных материалов. Монтажные работы следует вести строго по утвержденному проекту с соблюдением техники безопасности (должны учитывать ведомственные нормы и производственную санитарию, а также обеспечивать безопасность движения транспорта в период выполнения работ), сроков и сметы. При этом выбор технологии ведения строительных работ необходимо технически обосновывать для конкретных условий.

 

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТОВ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТКОСОВ ОТ ОПОЛЗНЕВЫХ И СКАЛЬНО

 

Рисунок 5. Тестирование сеточного покрытия на поглощающую способ-ность при сбрасывании 20-тонного бетонного блока с высоты 43 м

Рисунок 6. Тестирование галереи с амортизи-рующим покрытием, выполненным из автопо- крышок, на поглощаю-щую способность путем сбрасывания бетонного блока

Требования к геотехническому мониторингу и профилактические мероприятия

Для обеспечения эффективной работы защитного сооружения в проекте должен предусматриваться состав и режим наблюдений в связи с тем, что в процессе и после его возведения изменяется состояние массива и не исключён отказ его отдельных элементов. Поэтому состав мероприятий по мониторингу и его вид следует назначать с учетом категории участка дороги, степени опасности, применяемых средств защиты, а также местных условий: в обязательном порядке мониторинг следует выполнять на участках автомобильных дорог I категории и на особо опасных участках развития оползневых и скально-обвальных процессов. Также в проекте необходимо указывать состав работ по проведению профилактических мероприятий, заключающихся в мониторинге за состоянием системы осушения и почвенного покрова (особенно в оползне- и селеопасных районах), своевременной оборке склонов от скальных обломков и т.д.

Заключение

Инженерная защита является ответственным техническим сооружением. От качества строительных работ по ее возведению и надежности используемых материалов зависит жизнь людей и безопасность функционирования объектов инфраструктуры на охраняемой территории. На этапе разработки проектов по инженерной защите техногенных откосов от опасных геологических явлений при строительстве дорог различного назначения необходимо должное внимание уделить комплексному изучению и оценке всех влияющих факторов с учетом прогноза их развития в будущем. Только при правильном понимании глубины проблемы, корректном и, главное, своевременном проведении мероприятий по инженерной защите можно добиться максимального эффекта от ее внедрения.

М. В. Мелихов, С. П. Решетняк

СПИСОК ЛИТЕРАТУРА

1. Оползни, сели и обвалы // Электронные библиотеки.— URL: www.grandars.ru (дата обра-щения: 07.06.2016).

2. Мелихов М. В. Оценка области возможных решений по использованию анкерной крепи в условиях глубокого карьера // Геотехнология и обогащение полезных ископаемых.— Апатиты: КНЦ РАН, 2016.— с. 35-42.

3. Мелихов М. В. Защита технологических участков карьера от негативных последствий процесса деформации породного массива // Информационные технологии поддержки сбалансированного природопользования.— Апатиты: КНЦ РАН, 2011.— с. 67-71.

4. Решетняк С. П., Мелихов М. В. Обеспечение безопасности карьерного технологического оборудования при риске деформаций уступов, поставленных на предельный контур // Глубокие карьеры.— Апатиты; СПб, 2012.— С. 424-428.

5. Фокин В. А. Проектирование и производство буровзрывных работ при постановке усту¬пов в конечное положение на предельном контуре глубоких карьеров.— Апатиты: КНЦ РАН.— 2003.— 231 с.

6. Фисенко Г. Л., Ревазов М. А., Галустьян Э. Л. Укрепление откосов в карьерах.— М.: Недра, 1974.— 208 с.

7. Решетняк С. П., Мелихов М. В. Анализ отечественной и зарубежной практики стабилиза-ции устойчивости ослабленных карьерных откосов // Горная техника.— 2013.— № 2 (12). — С. 62-66.

Статья из журнала «Мир дорог» №90

Адрес

614065, Россия, Пермский край
г. Пермь, ул. Энергетиков, 34

эл. почта: pretor-perm@mail.ru

Телефон

+7 922 320-18-98
+7 342 287-47-28

факс: +7 342 228-90-00

Joomlarulit.com