Инженерно-геологические изыскания для строительства железных дорог и их проектирование взаимозависимы: разработка и технико-экономическое обоснование проекта не может осуществляться без расчетов по результатам изысканий, а объем и перечень необходимых исследовательских работ зависят от технического задания.
Инженерно-геологические изыскания проводятся при проектировании новых линейных сооружений или при необходимости реконструкции действующих железнодорожных путей. При разработке проекта учитываются следующие факторы: пропускная способность железной дороги в течение десяти лет, технический и экономический расчет на перспективу с учетом вероятного увеличения трафика в будущем, уровень ограничивающего уклона и осевой нагрузки подвижного состава.
Высокий уровень прочности, устойчивость к вибродинамическому воздействию поездов и надежность всех конструкций железной дороги, сокращение затрат на ее эксплуатацию и экологическую безопасность во многом обеспечивают инженерно-геологические изыскания на строительном участке при прокладке железнодорожной линии. Они имеют чрезвычайно важное значение: геологическое строение территории, физико-химические свойства залегающих пород, физико-геологические процессы, протекающие в почве, расположение грунтовых вод и многие другие особенности местности влияют на выбор лучшего участка для строительства и гарантируют оптимальное расположение всех элементов инфраструктуры железной дороги.
В каких случаях требуется проведение изысканий?
1. При прокладке новых путей для обоснования экономической эффективности и экологической безопасности новых маршрутов.
2. В случае необходимости реконструкции и оптимизации уже имеющихся путей.
Испытания позволяют решить следующие задачи:
1. оценить пригодность грунта в качестве естественного основания для прокладки железнодорожных путей;
2. исследовать физико-геологические процессы, которые могут повлиять на эксплуатационные характеристики инженерных сооружений;
3. разработать превентивные меры для обеспечения защиты всех элементов сооружения от воздействия негативных факторов.
После обоснования экономической необходимости прокладки железнодорожных линий и получения разрешительных документов на полевые испытания приступают к проведению изысканий. Проектирование железнодорожных путей начинается с обширных комплексных исследований территории, на которой они будут укладываться. Это важнейший этап строительства, обеспечивающий долговечность всех конструкций и их безопасную эксплуатацию.
Производство инженерно-геологических изысканий при подготовке к строительным работам по укладке железнодорожных путей должно быть согласовано с органами исполнительной власти субъектов РФ и зарегистрировано в соответствии с Градостроительным кодексом. Результаты инженерных изысканий должны быть представлены в виде технического отчета, оформленного в соответствии с требованиями ГОСТ Р 21.101-2020 и состоящего из текстовой и графической частей и приложений.
Качество, достоверность результатов испытаний и их полнота проверяются государственной экспертизой.
Объём и характер инженерно-геологических изысканий при планировании прокладки нового железнодорожного пути зависит от природных особенностей строительного участка и целей конкретного задания.
Этапы инженерно-геологических изысканий при проектировании железных дорог
Инженерно-геодезические исследования необходимы для оценки природных (рельефа) и техногенных условий (надземных и подземных коммуникаций, ЛЭП, ЛС, существующих на данной территории зданий и сооружений) на участке пролегания линии железной дороги. С этой целью изучаются результаты изысканий на данном участке в предыдущие годы, материалы, полученные с помощью современных технологий и новейшего оборудования непосредственно на местности.
2. Инженерно-геологические изыскания направлены на определение трудных участков территории, например, это могут быть районы с угрозой подтопления, оползней, зоны повышенной трещевидности пород, то есть территории, подверженные влиянию активных геологических процессов.
3. Инженерно-гидрометеорологические изыскания определяют воздействие разницы температур и осадков на грунты.
4. Инженерно-гидрогеологические исследования устанавливают зоны распространения подземных вод и особенности поверхностных вод в целях предотвращения размывания земляного основания и коррозии металлических элементов железной дороги.
5. Инженерно-экологические испытания заключаются в оценивании состояния окружающей среды и прогнозировании возможных ее изменений под влиянием антропогенной нагрузки с целью предотвращения негативных воздействий.
6. Инженерно-геотехнические изыскания
Поскольку все части железной дороги расположены на земле, возникает необходимость изучения характеристик и расположения грунтовых массивов на территории с помощью буровых работ. Тип горных выработок и способ их проходки нужно выбирать в зависимости от вида и состояния залегающих грунтов.
Такие испытания преследуют несколько целей:
· определение геологического разреза и особенностей расположения грунтов;
· установление уровня залегания грунтовых вод;
· отбор образцов грунтов и проб воды для исследований в лабораторных условиях;
· произведение опытно-фильтрационных работ;
· определение границ зон с явными физико-геологическими процессами.
Инженерно-геотехнические изыскания включают в себя следующие стадии:
· исследуются физико-механические свойства грунтов и их состав;
· на основании этих сведений прогнозируются возможные изменения характеристик грунта под влиянием различных техногенных и природных факторов (изменение уровня влажности, температуры, суффозии, взаимодействия с грунтовыми водами, воздействие вибрации во время эксплуатации путей и т.д.);
· Оценивание устойчивости склонов и откосов;
· исследование характеристик армированных грунтов (искусственных геотехнических массивов).
Земляное полотно вместе с балластным слоем обеспечивает устойчивость железнодорожного полотна при заданных нагрузках и скоростях движения поездов на протяжении всего срока его эксплуатации.
Для этого необходимо учитывать:
· нагрузки на грунт,
· уплотнение грунтов до нужного показателя в насыпях для определения допустимой деформации,
· устройство конструктивного слоя из дренирующих грунтов (чаще всего песка) для глинистых оснований на всю ширину земляного полотна.
Толщина такого слоя определяется видом грунта, его свойствами, глубиной промерзания и условиями эксплуатации.
· предотвращение деформаций пучинистых грунтов,
· отвод поверхностных и подземных вод от земляного полотна.
Оценку прочности оснований в мерзлых грунтах проводят в зависимости от их просадочности при оттаивании. Насыпи на болотистых основаниях определяются типом болота, его глубиной и уклоном минерального дна.
В любом случае при проектировании земляного полотна проводят расчеты для обеспечения его прочности и устойчивости, определяемых соотношением между нормальными (σ) и касательными (τ) напряжениями по формуле:
Превышение предельного сопротивления грунтами не допускается.
Вид грунта определяет уровень крутизны откосов, высоту насыпи и глубину выемок при создании земляного полотна:
7. Электрозондирование территории.
Геофизические исследования связаны с измерением параметров удельных электрических сопротивлений и скоростей прохождения упругих волн на характерных образцах, изучением геологического разреза возле опорных скважин и обнажений с целью получения эталонов для интерпретации измерений.
8. Лабораторные испытания физико-механических и химических свойств грунтов, грунтовых и поверхностных вод согласно требованиям соответствующих ГОСТов. Из каждого слоя грунта для изучения следует отобрать не менее шести образцов.
9. Обработка материалов и представление их в виде технического отчета.
10. Экспертная оценка заключения по результатам инженерно-геологических изысканий.
Заключение
Устойчивость к деформации и прочность железнодорожного пути зависит в первую очередь от земляного основания, природных и техногенных условий участка, на котором он расположен. Тщательность комплекса исследований при проектировании железнодорожной линии позволит избежать роковых ошибок и разработать комплекс защитных мер для безопасной и долговременной эксплуатации сооружения.
Ссылка на статью https://burosi.ru/geologiya-dlya-stroitelstva-zheleznykh-dorog
Строительная лаборатория ООО “Бюро “Строительные исследования” занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве
Основная специализация лаборатории:
Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:
1. Заполнив форму на нашем сайте https://burosi.ru/
2. По телефонам:
+7(812)386-11-75 - главный офис в Санкт-Петербурге
+7(965)006-94-59 (WhatsApp, Telegramm) - отдел по работе с клиентами Санкт-Петербург и Москва
3. Написать нам на почту
4. А также в комментариях к публикации.
Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.
#геологияжд #геология #железная дорога #грунт #проектирование