ВВЕДЕНИЕ
Строительство уникальных зданий и сооружений имеет огромное значение для страны, ее инфраструктуры и существования. К таким сооружениям стоит отнести гидротехнические сооружения, использование которых обеспечивает население электроэнергией, транспортом, товарами и услугами. При помощи гидротехнических сооружений решаются на практике вопросы использования, охраны водных ресурсов, борьбы с вредным действием вод. Также, существуют оградительные гидросооружения, которые выполняют функцию защиты акватории и прибрежных зон от волнения.
Одним из таких сооружений является оградительный мол в Геопорте города-героя Новороссийск, который выполняет защитную, оградительную функции и одновременно может служить для размещения причалов и перегрузочных устройств. Данное сооружение относится к одному из сложных гидротехнических сооружений в мире.
Объект расположен на юге России на побережье Черного моря (см. рис.1).
Рис. 1. Ситуационная схема Цемесской бухты.
Необходимостью проектирования и строительства оградительного мола в Геопорте г. Новороссийска послужило частое агрессивное воздействие окружающей среды на существующие причалы и портовые сооружения. Также, вовремя штормов корабли вынуждены был уходить в отрытое море, чтоб не повредить друг друга и причальные сооружения. В связи с чем, потребовалось защита гавани от воздействий волн и ветра, и создать условия для отстоя судов и их обслуживания. Уникальные характеристики местности, климата, рельефа площадки строительства позволили разработать уникальный специализированный проект строительства с применением современных технологий.
Расположение:
Объект находится в восточном районе порта, в районе Шесхарис. Оградительный мол строился в составе военного порта Геопорт. Состоит из двух отдельных частей – мол западный и восточный, вместе они обеспечивают защитную функцию внутренних причалов и прибрежных сооружений. А также на них расположены причалы и все системы для обслуживания судов.
Климат:
Климат близок к средиземноморскому, но преобладает субтропический. В зимний период здесь господствуют воздушные массы умеренных широт, летом – тропических. Обусловленный близостью моря и характером рельефа, климат умеренно-теплый, хотя амплитуда абсолютных значений температур воздуха холодного и теплого периода достигает 60°С. Особенность данной местности является северо- восточный ветер «бора». Скорость ветра достигает 40-60 м/с, в это время суда вынуждены выходить в открытое море.
Гидрология:
Гидрологический режим Новороссийской бухты складывается под влиянием характерных для нее климатических особенностей (ветрового режима, температуры воздуха, количества осадков и др.), гидрологического режима прилегающей части открытого моря и физико- географических особенностей отдельных районов бухты. Бассейн порта в пределах моловых ограждений характеризуется сравнительной мелководностью, замкнутостью и удаленностью от вод открытого моря, интенсивным перемешиванием толщи воды порта под воздействием движущихся судов.
Новороссийская бухта – это ограниченный участок от мыса Дооб до Суджукской косы. Характерной особенностью данного района является, с одной стороны, непосредственное и широкое сообщение вод бухты и открытого моря, а с другой – формирование здесь гидрологического режима, несколько отличного от режима прибрежной части открытого моря. Соленость Черного моря увеличивается с глубиной в открытой части моря от значений 17-18‰ на поверхности до 22,5‰ у дна.
Уровенный режим:
Уровень воды в море зависит от: межгодовых колебаний уровня моря, сезонных колебаний в результате сезонных колебаний температуры приводного слоя атмосферы, влияния пространственно- временной изменчивости динамики вод, стока рек, штормов, ветровых нагонов, пространственной неоднородности поля атмосферного давления над морем. За единый нуль поста для Черного моря принят горизонт с абсолютной отметкой минус 5,000 м, то есть горизонт, лежащий на 5,000 м ниже нуля Кронштадтского футштока.
Геологическая характеристика:
В геологическом строении на территории Геопорта г. Новороссийска принимают участие меловые и четвертичные образования. Преобладают отвальные скопления старых цементных карьеров значительной площади, мощность которых составляет от 7-8 до 15 м.
Конструктивные решения:
Оградительный мол-причал самый большой в стране, общей протяженностью около 2,5 км, состоящий из двух частей: западный (0,85 км) и восточный (1,4 км) (см. Рис.2).
Рис.2. Оградительный мол-причал
Конструкция мола-причала представляет собой эстакаду на буронабивных сваях диаметром 1420 мм с вертикальным волнозащитным экраном из стального двутаврового шпунта и железобетонным верхним строением (ростверком и волноотбойной стенкой).
Свайное основание мола-причала представляет собой систему буронабивных сталежелезобетонных свай из двух взаимонаклонных (10:1) продольных рядов диаметром 1420 мм шагом 4,86 м и вертикальных в шпунтовой стенке (в волнозащитном экране), образованных бетонированием полости шпунтовой стенки из стального двутаврового шпунта сечением 1190х796мм (см. Рис. 3).
Рис. 3. Схема погружения сваи в грунт.
По длине мол-причал (верхнее строение) разделен сквозными деформационными швами на секции по 40м, секции между собой связаны шпонкой, позволяющей перемещаться секциям относительно друг друга в продольном и поперечном направлении.
Ростверк (расчетная часть) высотой 1,7 м, отметка верха плюс 3,200м, низа плюс 1,500 м. Ростверк железобетонный армированный жесткой арматурой в нижнем сечении гибкой в нижнем и верхнем сечении.
Волноотбойная стенка состоит из сборных железобетонных блоков массой 24,6..39,7 т омоноличенных между собой и с ростверком ж.б. швами.
Мол-причал обустроен: швартовными тумбами на усилие 63, 80, 100, 125 тс, отбойными устройствами типов с предназначением, временным волногасящим экраном для периода эксплуатации (строительства) 15 лет (см. Рис. 4).
Рис. 4. Схема секции оградительного мола.
Особенности строительства мола:
Данное сооружение строилось как военный объект и обладает определенной степенью секретности, следовательно, не все данные доступны в широком пользовании.
Уникальный мол возводился в сложных условиях, в сжатые сроки, работа над объектом шла круглосуточно. Использовалось огромное количество материалов и конструкций, которые доводились до готовности на берегу строительства. Потребовались опытные специалисты высокой квалификации: инженеры, сварщики, водолазы, мастера антикоррозионных работ, плавкрановщики, монолитчики, энергетики и др.
Особенностью данной стройки служат все этапы возведения мола. Строительство его шло с головы мола, а не с берега, как принято. Это необходимо для защиты, уже во время строительства, имеющихся причалов и кораблей в акватории. Такое начало строительства не совсем удобно, опасно и затрудняет строительно-монтажные работы.
На этапе создания и монтажа готовых свай тоже есть ряд особенностей и сложностей. А именно, сваи до готовности доводились на специальных насыпных площадках на строительном объекте. На российских дорогах можно перевозить элементы (сваи) длинной 11,7 м, для данного сооружения требуется длина их в 5 раз больше. Стыковались заводские элементы сваркой, проводились опыты, также сваи обрабатывались кварцевым песком, затем обезжиривались и покрывались двумя слоями цинка и двумя слоями полиуретана. Необходимо около 3 суток для изготовления одной из трех тысяч готовой сваи.
Далее готовую сваю с помощью плавкрана отправляют на место установки. Сложностью является то, что длина необходимой сваи около
50 метров, что не позволяет размаху стрелы крана ее установить. Поэтому на место установки привозят сваю по частям, с помощью временного кондуктора первую и вторую части сваривают над поверхностью воды. Далее производится забивка сваи, в первую очередь на сваю монтируется 30 т вибропогружатель, который вбивает сваю до скального слоя (флиш). Затем внутрь сваи-оболочки погружают буровую колонну, которая пробуривает скальный грунт на 10-20 м. После чего погружается арматурный каркас и производится бетонирование.
Сваи скрепляют между собой металлической рамой, которая будет служить основой ростверка, прокладывают арматурный каркас и бетонируют поверхность. Далее устанавливают 37 т блоки волноотбойной стенки. Затем производится прокладка инженерных коммуникаций и установка необходимых элементов и оборудования.
Выше указанные работы проводились в сложных климатических условиях, на открытом море, где волнение моря и сильный ветер усложняли строительно-монтажные работы. Также, в штормовое погоду все работы необходимо приостанавливать и все вспомогательное оборудование буксировать к берегу на стоянку.
Можно отметить и тот факт, что в Новороссийске проводились бои в Великую отечественную войну и на глубинах бухты находятся снаряды, и остатки от кораблей и их вспомогательных элементов. Это осложняет строительство в бухте, и также подвергаются риску жизнь строителей.
Выводы
Строительство оградительного мола осуществлялось в сложных климатических условиях, а именно ветер «бора», шторм. Особенный рельеф площадки строительства позволил разработать уникальный специализированный проект строительства с применением современных технологий. Потребовалось огромное количество ресурсов, материалов и средств для реализации этот проекта. Функциональное назначение оградительного мола: защита от волновых и ветровых воздействий, обеспечение судов защитой от шторма, стоянкой и обслуживанием.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- СП 38.13330.2012 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). Актуализированная редакция СНиП 06.04-82*. М.: Минрегион России, 2014.
- ВСН 3-80 Инструкция проектирования морских причальных сооружений. Минморфлот. Москва ЦРИА «МОРФЛОТ», 1981.
- РД 31.3.05-97 Нормы технологического проектирования морских портов. Москва, 1998 .
- А.Я. Будин «Городские и портовые набережные».2014, с.424.