WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 72 | 73 || 75 | 76 |

При сравнении результатов обследований, данных проектной документации и нормативных документов было выявлено, что на тех участках, которые в процессе инженерных изысканий были определены как потенциально опасные с точки зрения их подтопления, изыскателями были рекомендованы водопропускные сооружения. Однако в связи с тем, что нормы проектирования устанавливали не более двух ИССО на 1 км трассы, рекомендации изыскателей учтены не были. В результате на ряде участков наблюдалось неравновесное состояние геотехнической системы (ГТС), что выражалось в интенсивном заболачивании тундры, подтоплении насыпи железной дороги и пересекающих ее трех 157 ПРИЛОЖЕНИЕ 13. РАЗМЕЩЕНИЕ ВОДОПРОПУСКНЫХ ИССО В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ ПРИЛОЖЕНИЕ 13. РАЗМЕЩЕНИЕ ВОДОПРОПУСКНЫХ ИССО В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ В НПЦ «Аэроизыскания» ВНИИТСа (ЦНИИС) были составлены карты прогноза критических ситуаций в состоянии транспортной геотехнической системы «Железная дорога Ягельная – Ямбург», фрагмент которой приведен на рис. П.13.16.

Такие инженерно-геологические прогнозно-оценочные карты, см. рис.П.13.16, позволяют проводить мониторинг ГТС на стадиях изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации железных дорог с позиций анализа динамики компонентов ГТС при различных режимах функционирования для целей прогнозирования и предупреждения критических ситуаций путем управления транспортной ГТС «Железная дорога».

Рис.П.13.14. Подтопление насыпи железной дороги Ягельная – Ямбург на участке ее пересечения с тремя нитками газопровода (аэрофотоснимок выполнен А.П.Бгатовым); рис.

из /9/ При исследованиях кроме обычной аэрофотосъемки (АФС) применялась многозональная аэрофотосъемка (МАФС) с борта самолета Ан-30 с использованием камеры МСК-4, обеспечивающей синхронную съемку в шести узких спектральных диапазонах видимой части электромагнитного спектра (от 0,40 до 0,85 мкм) с получением четырех Рис.П.13.15.Фрагмент синтезированного многозонального аэрофотоснимка района раздельных аэрофотоизображений в синем, зеленом, желто-оранжевом и красном каналах в эксплуатации железной дорог Ягельная – Ямбург в районе пересечения с магистральным масштабах 1:24000 – 1:70000. Последующее оптико-электронное преобразование снимков на газопроводом; рис. из /9/ специальных синтезирующих и обрабатывающих приборах (многозональных синтезирующих проекторах МСП-4) позволило получить снимки (масштабом до 1:5000), превосходящие во много раз по информативности материалы обычной АФС (например, данные о влажности почв и о процессах тепло-влаго-массопереноса). На рис. П.13.15.

приведена копия фрагмента снимка МАФС (оригинал - цветной).

Дешифрирование материалов МАФС показало, что подтопление происходит на тех участках, где непредусмотрены водопропускные сооружения, которые по условиям рельефа крайне необходимы.

159 ПРИЛОЖЕНИЕ 13. РАЗМЕЩЕНИЕ ВОДОПРОПУСКНЫХ ИССО В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ ПРИЛОЖЕНИЕ 13. РАЗМЕЩЕНИЕ ВОДОПРОПУСКНЫХ ИССО В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ Самым коварным свойством ММП является то, что находясь в мерзлом состоянии они обладают высокими значениями сопротивлений сжатию и скалыванию, а при оттаивании (особенно илистых и глинистых грунтов) они переходят в разжиженное состояние, характеризующееся чрезвычайным переувлажнением и очень небольшими значениями несущей способности и сопротивления сдвигу. В некоторых случаях количество воды в оттаявших грунтах превосходит по весу содержание в них твердого вещества.

Поэтому, нагрузка от сооружения (земляного полотна, ИССО), вполне допустимая для мерзлого грунта, оказывается чрезмерной для оттаявшего грунта, превратившегося в разжиженную массу, что приводит в таких случаях к выпиранию грунтов из-под подошв фундаментов ИССО, неравномерным осадкам насыпей и другим деформациям, названным деформациями просадок при оттаивании (напоминающим деформации просадочных грунтов, например, лессовых при их увлажнении - резким изменением свойств грунтов).

Протаивание вечномерзлых грунтов под фундаментами массивных устоев из-за теплового воздействия водотока в сочетании с неравномерной загрузкой фундаментов приводит к крену устоев малых мостов, в основании которых залегают ММП, рис.П.13.17.

Это в свою очередь вызывает смещение опорных частей под пролетными строениями и деформации верхнего строения пути, что требует дополнительных расходов по текущему содержанию пути.

Рис.П.13.17. Крен устоя малого железнодорожного моста в сторону насыпи вследствие протаивания грунтов основания; рис. из /48/ Обследования деформированных водопропускных сооружений показывают /48/, что 2/3 из них получили деформации из-за неудовлетворительных по объему и качеству инженерно-геологических изысканий, а также из-за ошибок при назначении проектноконструкторских решений. На устранение деформаций расходуются дополнительные средства, превышающие в некоторых случаях первоначальную стоимость сооружений.

Таким образом, из приведенных пояснений следует, что соблюдение требования по тщательному проектированию водоотвода на вечной мерзлоте и недопущению деградации ММП, расположеных в основаниях ИССО, - чрезвычайно важно.

Пояснения к требованию 5.

Тектоника – строение, структура участка земной коры, определяющаяся Рис.П.13.16. Фрагмент инженерно-геологической прогнозно-оценочной карты транспортной ГТС совокупностью тектонических движений и историей их развития. Тектонические движения в «Железная дорога Ягельная – Ямбург» на участке пересечения магистрального газопровода; рис.из /9/: инженерно-геологическая ситуация, генезис и возраст отложений: 1 – болотные современные земной коре проявляются постоянно. В одних случаях они медленные, мало заметные для отложения; 2 – среднечетвертичные отложения, салехардский горизонт; 3 – границы типов глаза человека, в других – в виде интенсивных бурных процессов.

отложений; литологический состав: 4 – торф; 5 – суглинки; 6 – песок; 7 – границы отложений;

Тектонические движения земной коры можно подразделить на три основных типа неблагоприятные процессы и явления: 8 – термокарст; 9 – многолетнее пучение; 10 – /59/: 1) колебательные, выражающиеся в медленных поднятиях и опусканиях отдельных заболачивание; 11 – подтопление; 12 – глубина заболачивания и подтопления, м (по данным 1989 г.);

существующие инженерные сооружения: 13 – железная дорога и километровые знаки; 14 – участков земной коры; 2) складчатые, обусловливающие смятие слоев земной коры в грунтовая дорога; 15 – малые мосты; 16 – трасса газопровода; 17 – водоотводные сооружения;

складки и 3) разрывные, приводящие к тектоническим разрывам слоев и массивов горных прогноз критических ситуаций в состоянии ГТС: 18 – вертикальные деформации насыпи; 19 – пород.

размыв насыпи в результате подтопления; 20 – деформации мостовых опор; 21 – разрушение насыпи боковой эрозией; оценка устойчивости ГТС: 22 – устойчивые участки; 23 – относительно Складчатые тектонические движения выводят пласты осадочных пород из устойчивые участки; 24 – неустойчивые участки; 25 – участки в критическом состоянии горизонтального положения, придают им наклон или сминают в складки.Так возникают (подтопление, заболачивание в основании насыпи, активизация термокарста и эрозии);

складчатые (пликативные) дислокации, особенностью которых является то, что они рекомендации по инженерной защите: 26 – подсыпка берм железной дороги дренирующими образуются без разрыва сплошности слоев (пластов). Основными складчатыми грунтами; 27 – подсыпка насыпи автодороги; 28 – вскрытие перемычек; 29 – организация продольного водоотвода дислокациями являются: моноклиналь, складка (антиклиналь, синклиналь), флексура, 161 ПРИЛОЖЕНИЕ 13. РАЗМЕЩЕНИЕ ВОДОПРОПУСКНЫХ ИССО В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ ПРИЛОЖЕНИЕ 13. РАЗМЕЩЕНИЕ ВОДОПРОПУСКНЫХ ИССО В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ рис.П.13.18. Горные породы в вершинах складок всегда бывают трещиноваты, а иногда даже Рис.П.13.21. Открытая трещина раздроблены, рис.П.13.19. тектонического разлома (сброса);

рис. из /47/(дополнен) Рис.П.13.18. Складчатые дислокации: а – моноклиналь; б – флексура; в – антиклиналь; г – синклиналь; К – крылья складки; О – ось складки; П – поверхность Земли;

рис. из /59/ Наличие дислокаций усложняет инженерно-геологические условия района проектирования железной дороги: нарушается однородность грунтов оснований сооружений, образуются зоны дробления, снижается прочность грунтов, по трещинам разрывов периодически происходят смещения, циркулируют подземные воды. Например, Рис.П.13.19. Синклинальное при крутом падении слоев ИССО может располагаться одновременно на различных грунтах залегание слоев (по оси складки виден (что может привести к неравномерным осадкам основания сооружения), рис.П.13.22 в, или разлом); рис. из /59/(дополнен) даже на линии разлома (хуже всего если разлом активен), рис.П.13.22 г.

Рис.П.13.22. Схемы возможных вариантов условий размещения сооружения А: а, б – благоприятные;

в – малоблагоприятный; г – неблагоприятный; рис. из /59/ В результате интенсивных тектонических движений могут происходить разрывы На рис. П.13.23 представлена карта сейсмического районирования с нанесенными на сплошности пластов. Разорванные части пластов смещаются относительно друг друга.

нее крупными разломами земной коры. Указаны также эпицентры и даты крупнейших Смещение происходит по плоскости разрыва, которая проявляется в виде трещины. К землетрясений. По карте можно сделать вывод, что задаваемые в курсовом проекте районы разрывным (дизъюнктивным) дислокациям относят сбросы, взбросы, горсты, грабены, проектирования относятся, в основном, к районам активного неотектогенеза.

сдвиги и надвиги, рис.П.13.20, П.13.21.

Рис.П.13.20. Разрывные дислокации:

а – сброс; б – ступенчатый сброс; в – взброс; г – надвиг; д – грабен; е – горст; 1 – неподвижная часть ; 2 – смещенная часть; П – поверхность земли; р – разрыв (разлом); рис. из /59/ Рис. П.13.23. Карта сейсмического районирования (ИФЗ АН СССР, 1968 г.) из /36/ с нанесенными крупными разломами земной корыи датами землетрясений из /60/ 163 ПРИЛОЖЕНИЕ 13. РАЗМЕЩЕНИЕ ВОДОПРОПУСКНЫХ ИССО В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ ПРИЛОЖЕНИЕ 13. РАЗМЕЩЕНИЕ ВОДОПРОПУСКНЫХ ИССО В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ Например, на Бурятском участке БАМа ранжировано несколько типов разломов /54/:

генеральные разломы расположены через 50 – 75 км, региональные - через 10 – 50 км и Рис.П.13.25. Деформация локальные - через 1 – 5 км. Наиболее активными участками являются узлы пересечения подферменной площадки малого продольных и поперечных региональных разломов, в которых наблюдаются моста из-за неравномерных разнонаправленные движения отдельных блоков земной коры. тектонических подвижек (на При инженерно-геологических изысканиях железных дорог следует большее одном из участков ВСЖД, фото внимание уделять неотектоническим движениям земной коры, к которым кроме Н.М.Быковой, 1996 г.); рис. из /56/ землетрясений относятся менее заметные, но, как выяснилось (см. работу /54/), не менее значимые медленные движения отдельных блоков земной коры, которые особенно опасны в зонах разломов и, в первую очередь - для водопропускных сооружений.

В сложных топографических условиях трассирование, в основном, ведут долинными ходами. В большинстве случаев природная гидрография повторяет рисунок тектонических разрывных нарушений – разломов. Следовательно, мосты и трубы оказываются в самой Для водопропускных прямоугольных железобетонных труб /54, с.102 – 103/.

активной зоне и испытывают дополнительные (не учтенные при типовом проектировании) 1. Неравномерные движения поднятия грунтового массива приводят к выгибу нагрузки из-за возникающих дополнительных перемещений, величина которых изменяется трубы вверх, благоприятные последствия которого заключаются в том, что:

от 0,003 до 0,100 м /год. Мосты и трубы (также как и земляное полотно железных дорог) разгружается от растягивающих напряжений фундамент трубы и снижаются являются долговременными сооружениями и за 100-летний период деформации от касательные напряжения в стенках трубы. Однако, в это же время часть трубы неотектонических подвижек (часто разнонаправленных на противоположных берегах попадает в область высоких растягивающих напряжений, особенно в сечениях водотоков или склонах логов) могут достигнуть от 0,30 до 10,00 м /54/. под рельсовой колеей; в районе оголовков также появляется зоны растягивающих В работе /54/ проведено исследование влияния неотектонических подвижек на напряжений, рис.П.13.26 а. В результате могут появиться разрушения оголовков напряженно-деформированное состояние инженерных сооружений железных дорог (мостов, и верхней части трубы, рис.П.13.27. Поэтому для улучшения работы трубы в труб, земляного полотна) по методу конечных элементов с использованием местах неравномерного поднятия блоков земной коры необходимо усиливать вычислительного комплекса COSMOS/M, разработанного фирмой S.R.A.C. (США) для поперечное армирование оголовков и продольное армирование верхней части ПЭВМ. тела трубы.

В результате исследования были сделаны следующие выводы (ниже приведены 2. При опускании трубы наблюдается обратная картина. Сжимающие напряжения только основные выводы из работы /54/). увеличиваются, что при хорошей работе на сжатие бетона в пределах Для малых однопролетных железобетонных мостов с массивными опорами на нормативных значений сопротивления (для бетона класса В-20 расчетное естественном основании с необсыпными устоями /54, с.85 – 86/. сопротивление сжатию Rб = 10,5 МПа) не представляет опасности. Однако, при 1. Перемещения опоры, вызванные деформациями грунтового массива под опорой, этом резко возрастают скалывающие напряжения в стенке трубы в сечениях, приводят к резкому росту главных растягивающих напряжений (на которые расположенных в четверти длины трубы, которые достигают 10,5 МПа, материал опор – бетон класса В-20 работает плохо: расчетное сопротивление рис.П.13.26 б. Следовательно, неравномерное опускание трубы может привести к растяжению Rбт = 0,85 МПа), рис.П.13.24. скалывающим трещинам стенки тела трубы. Поэтому, в таких случаях 2. Наиболее чувствительным по восприятию тектонических деформационных необходимо усиливать поперечное армирование трубы в стенках.

воздействий является фундамент.

3. Появляются растягивающие напряжения, превышающие нормативные значения бетона, что может явиться причиной разрушения фундаментов и отрыва передних и задних стенок устоев, появления трещин в районе подферменной плиты, рис.П.13.25, и в теле устоя.

4. При проектировании новых опор необходимо выполнять расчеты опор с учетом тектонических подвижек, армировать фундаменты с учетом возможного перераспределения напряжений от тектонических воздействий.

Рис.П.13.24. Фрагмент результирующих перемещений при расчетной схеме ТП-8:

Pages:     | 1 |   ...   | 72 | 73 || 75 | 76 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.