Введение 5
Раздел 1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ САЛЕХАРД-НАДЫМ 9
1.1 Географическое и административное положение линии Салехард-Надым,
климатические характеристики района строительства 9
1.2 Гидрологические и геологические характеристики района
строительства 14
Раздел 2. ПРОЕКТ ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА НОВОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ САЛЕХАРД-НАДЫМ НА УЧАСТКЕ
КАРАСЬ-ИВЛЕВСКИЙ-ТАЛЬНИКОВ 16
2.1 Основные показатели участка ст. Салехард - ст. Надым новой
железнодорожной линии 16
2.2 Организация подготовительных работ 20
2.3 Организационная схема строительства новой железнодорожной линии
Салехард-Надым (перегонов Карась-Ивлевский-Тальников) 22
2.4 Водопропускные трубы 25
2.5 Организация сооружения и упрочнения земляного полотна на перегоне Ивлевский - Тальников ПК 3060+00 - ПК 3065+00 новой железнодорожной линии Салехард-Надым 27
Раздел 3. ПРОЕКТ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО СООРУЖЕНИЮ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА УЧАСТКАХ ОБРАЗОВАНИЯ ТАЛИКОВ НА
ПК 3060+00 - ПК 3065+00 30
3.1 Анализ деформативности основания и устойчивости насыпи на ПК
3062+00 30
3.1.1 Постановка задачи 35
3.1.2 Условие формирования таликов 36
3.2 Расчет параметров таликов. Выбор принципа сооружения земляного полотна. Расчет для участка Карась-Ивлевский-Тальников железнодорожной линии Салехард-Надым 41
3.2.1 Определение глубины летнего оттаивания и зимнего промерзания пород
сверху на ПК 3062+00 41
3.3 Расчет деформативности основания и устойчивости насыпи на ПК
3062+00 45
3.4 Исследовательский раздел. Повышение прочности основания земляного
полотна на просадочных многолетнемерзлых грунтах (ММГ) на участке ПК 3060+50 - ПК 3065+50 железнодорожной линии Салехард - Надым 51
3.4.1 Классификация участков земляного полотна по фактору потенциальной
нестабильности основания 51
3.4.2 Стадия 1. Постановка задачи интенсивной технологии 53
3.4.3 Определение времени промерзания защитного слоя толщиной 1 м 56
3.4.4 Расчет миграционного влагонакопления дренажной системы в период
промерзания 56
3.4.5 Расчет морозного пучения грунта на участке ПК 3060+50 - ПК
3065+50 61
3.4.6 Снижение накопленной влажности грунтов на основе дренажной
системы на участке ПК 3060+50-3065+50 66
3.5 Стадия 2. Выбор катка для производства работ и расчет действующих в
толще основания напряжений на участке ПК 3060+50 - ПК 3065+50 69
3.6 Расчет консолидации с последовательным увеличением прочностных
характеристик грунта основания при его уплотнении 76
3.6.1 Определение осадки основания под действием напряжений от
строительной нагрузки 76
3.6.2 Определение осадки основания под влиянием напряжений строительной
техники за одну рабочую смену 77
3.6.3 Улучшение грунтовых характеристик слабого основания 79
Раздел 4. ЭКОНОМИКА 85
4.1 Отраслевая сметно-нормативная база ценообразования (ОСНБЖ-2001 в редакции 2011 года) для строительства объектов ОАО «РЖД» 85
4.2 Расчет сметной стоимости работ с применением интенсивной технологии на участке ПК 3060+00-ПК 3065+00 железнодорожной линии Салехард-
Надым перегона Ивлевский-Тальников 88
Раздел 5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ 90
5.1 Меры безопасности при работе катка 90
5.2 Чрезвычайные ситуации техногенного характера на железнодорожном транспорте 94
Раздел 6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ 103
Список использованной литературы 105
Данный дипломный проект посвящен организации строительства новой железнодорожной линии Салехард-Надым в сложных инженерных условиях, а именно в условиях вечной мерзлоты. Главный акцент в проделанной работе я делал на проектирование земляного полотна на грунтах со слабым основанием. Мной будет предложен и пояснен метод расчета несущей способности грунтов, технология их упрочнения и изменение их характеристик.
Районы вечной мерзлоты занимают весь северо-восток Российской Федерации, что составляет треть всей территории, примерная площадь которой составляет 11 млн. км2. Данные районы простираются от Воркуты до берегов Тихого океана и включают в себя Таймыр, Якутию, Ханты- Мансийских округ, Чукотку, Полярный Урал. Южная граница вечной мерзлоты проходит по Кольскому полуострову. Также стоит отметить, что она отсутствует на Сахалине и на южной части Камчатки, зато ее пятна встречаются даже на территории Кавказа [2].
Первые научные исследования крайнего севера начались еще в середине Х1Х века во время экспедиций на территорию Сибири. Затем уже в начале ХХ века начали проводиться изыскательные работы. Но в то время еще ни у кого не было опыта строительства в вечномерзлых условиях.
Для регионов Сибири становится все более актуальна проблема модернизации транспортной системы. В новых рыночных условиях существует необходимость адаптации ее к требованиям функционирования народного хозяйства и внешних экономических связей. Так как в перспективе планируется обеспечивать мировые хозяйственно¬экономические связи именно через данную территорию страны.
Железнодорожный транспорт играет большую роль в устойчивом росте национальной экономики и для перехода к инновационному пути
развития. В мировой экономической системе железные дороги могут способствовать лидерству России [12].
Железные дороги России занимают лидирующие позиции по многим показателям. Например, по величине транспортной системы наша страна занимает второе место, уступая при этом лишь США по общей длине путей, введенных в эксплуатацию. А по протяженности электрифицированных магистралей российские железные дороги занимают первое место в мире. Если брать во внимание все железные дороги мира, то Российская Федерация в настоящее время выполняет более 20% грузоперевозок и 10% пассажироперевозок.
Если смотреть по географическому положению, то российские железные дороги являются узловой частью евразийской железнодорожной сети. Именно железнодорожная сеть Российской Федерации обеспечивает связь между системами Европы и Восточной Азии. Но центральным критерием значимости железных дорог является регулярное и круглогодичное движение. Они обеспечивают перевозку основной части массовых грузов и трудовых ресурсов. Также стоить отметить большие расстояния перевозок, которые можно преодолеть с помощью сетей железных дорог, а также связь их с морскими портами и другими транспортными пунктами.
Необходимость развития единой транспортной системы и ее интеграции в экономику отображает в принятом Правительством Российской Федерации стратегическом документе «Развитие транспортной стратегии России до 2030 г. (Стратегия-2030)».
«Целью Стратегии является формирование условий для устойчивого социально-экономического развития России, возрастания мобильности населения и оптимизации товародвижения, укрепления экономического суверенитета, национальной безопасности и обороноспособности страны, снижения совокупных транспортных издержек экономики, повышения конкурентоспособности национальной экономики и обеспечения 6
лидирующих позиций России на основе опережающего и инновационного развития железнодорожного транспорта, гармонично увязанного с развитием других отраслей экономики, видов транспорта и регионов страны», - говорится в тексте документа материалов с железнодорожного съезда «Развитие 2030» [12, С. 3]. В соответствии с этим сделан вывод о том, что ВВП нашей страны вырастет в 4 раза, а также в 3 раза возрастет промышленное производство, что окажет существенное влияние на экономическую сторону.
Уже сегодня созданы проекты по созданию промышленных центров и расширению железнодорожных сетей грузовых перевозок в разных вечномерзлых районах Российской Федерации. Так, можно отметить несколько перспективных задач:
• развивать торгово-экономические отношения со странами Азиатско- Тихоокеанского региона;
• заниматься развитием промышленный и сырьевой базы Полярного Урала;
• расширять промышленный потенциал Кузбасса;
• развивать месторождения полезных ископаемых в Якутии;
• прогнозируется освоение нефтегазовых месторождений Ямала, так как на данном полуострове находятся самые перспективные и крупные месторождения углеводорода на всей территории Западной Сибири;
• и в целом планируется хозяйственное освоение Северо-Востока нашей страны.
В данном дипломном проекте рассматривается организация сооружения земляного полотна перегонов Карась-Ивлевский-Тальников новой железнодорожной линии в трудных инженерных условиях участка линии Северного широтного хода от ст. Салехард до ст. Надым, которая располагается на территории Ямало-Немецкого автономного округа.
Сложность строительства в данном районе обуславливается несколькими причинами:
1) сложными природно-климатическими условиями;
2) экстремально неблагоприятными условиями для строителей;
3) техногенными рисками;
4) отсутствием инфраструктуры и необжитой территории;
5) сложностью взаимодействия подрядных организаций;
6) очень сжатыми сроками и связанной с этим необходимостью обеспечения круглогодичного производства работ [22].
1. Бронин В.Н., Татаринов С.В. Механика грунтов: методические указания. - СПб.: СПГАСУ, 2012 - 64с.
2. Ведомственные строительные нормы ВСН 61-89. Изыскания, проектирование и строительство железных дорог в районах вечной мерзлоты/ Минтрансстрой СССР. - М.: ЦНИИС, 1990. - 208 с.
3. Ведомственные строительные нормы ВСН 84-89. Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты. / Минтрансстрой СССР. - М., 1990. - 176 с.
4. Гаврилов И.И. Земляное полотно в сложных природных условиях БАМа. Тр. XI научно-технической международной конференции «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути». М., МИИТ, 2014. - с. 112-119.
5. ГОСТ 24847-81 Грунты. Методы определения глубины сезонного промерзания [Текст]. - Введ. 1982-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 9 с.: ил.
6. ГОСТ 25358-2012 Грунты. Метод полевого определения температуры [Текст]. - Введ. 1982-06-30. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 14 с.: ил.
7. Дыдышко П.И. Обеспечение стабильности земляного
железнодорожного пути в районах вечной мерзлоты. Тр. XI научно-технической международной конференции «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути». - М., МИИТ, 2014. - С. 105-113.
8. Дыдышко П.И. Стабилизация насыпей на вечной мерзлоте. Тр. VII научно - технической конференции с международным участием проблемы проектирования, строительства и эксплуатации земляного полотна железных дорог». - М.: МИИТ,2010. - С. 74-89.
9. Дыдышко П.И., Жданова С.М. Усиление земляного полотна на оттаивающих вечномерзлых грунтах. - Хабаровск: ДВГУПС, 2005. - 137 с.
10. Дыдышко П.И. Проектирование земляного полотна железнодорожного пути: справочное пособие. - М.: Интекст, 2011. - 152 с.
11. Евстифеев Д.В. Анализ экспериментальных данных по исследованию суглинка Текст. / Д.В. Евстифеева, Г.П. Дроздовский // Актуальные проблемы лесного комплекса: сб. науч. тр.- Брянск: БГИТА, 2004. - Вып. 9. - С. 179-181.
12. Железнодорожный съезд. Развитие 2030. - М.: Изд-во «Гудок», 2007.
13. Индивидуальное проектирование железных и автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах. Земляное полотно для железных дорог. СТО 01386088-19-2013: стандарт организации. - М.: 2013 [Текст]. - Введ. 2013-11-01. - М.: Гипростроймост, 2013, - 51 с.
14. Инструкция по содержанию земляного полотна на вечномерзлых грунтах/ МПС России, Байкало-Амурская ж. д. - Тында, 1993. - 82 с.
15. Киселев М.Ф. Теория сжимаемости оттаивающих грунтов под давлением. - СПб.: Стройиздат, 1978. - 176 с.
16. Лобанова Н.С. Ценообразование и сметное дело: Конспект лекций. - М.: МИИТ. - 2012.- 62 с.
17. Луцкий С.Я. Рекомендации по интенсивной технологии и мониторингу строительства земляных сооружений на слабых основаниях / Под общ. редакцией С.Я. Луцкого - М.: Информационно¬издательский центр «Тимр», - 2005. - 96 с.
18. Луцкий С.Я., Хрипков К.Н. Несущая способность вечномерзлых оснований // Строительная техника и технологии, 2014. - № 5 - С. 104¬109.
19. Луцкий С.Я., Хрипков К.Н. Упрочнение основания земляного полотна на таликах в криолитозоне // Транспортное дело России. - 2014, № 1. - с. 3-5.
20. Луцкий С.Я., Черкасов А.М., Хрипков К.Н. Технология для криолитозоны. Талики на вечной мерзлоте // Строительная техника и технологии, 2012. - № 7 - С. 58-65.
21. Луцкий С.Я., Черкасов А.М., Хрипков К.Н. Технология строительства в криолитозоне. Ж. «CTT» №7, 2012. - С. 58-65
22. Луцкий С.Я., Шепитько Т.В. и др. Строительство путей сообщения на Севере. М.: ЛАТМЭС, - 2009. - 286 с.
23. Луцкий С.Я., Шепитько Т.В., Черкасов А.М., Хрипков К.Н. Применение комплексной технологии строительства земляных сооружений многолетнемерзлых «Проектирование и строительство автодорог в криолитозоне» - Салехард., 2013. - С. 31-35.
24. Луцкий С.Я., Шепитько Т.В., Черкасов А.М., Хрипков К.Н. Технология сооружения земляного полотна в таликовых зонах Ямала // Тр. VII науч
- технич. конф. с междунар. участием «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации земляного полотна железных дорог». - М.: МИИТ, 2010. - С. 134-136.
25. Маслов Н. Н. Инженерная геология: учебник / - М. : Стройиздат, 1971.
- 344 с.
26. Отраслевой дорожный методический документ ОДМ 218.5.003-2010 "Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог" (с изменениями и дополнениями)
27. Полевиченко А.Г. Стабилизация насыпи на оттаявших вечномерзлых грунтах // Путь и путевое хозяйство, 2010. - № 8. - С. 30-33.
28. Порядок определения стоимости строительства объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта и других объектов ОАО «РЖД» с применением отраслевой сметно-нормативной базы ОСНБЖ- 2001 (ОПДС-2821.2011) Москва, 2015 - 162 с.
29. Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах. - М.: Росавтодор, 2004.
30. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) (утв. Приказом Госстроя СССР от 01.10.1984 N 100)
31. Постановление Госстроя России от 17.09.2002 N 123 "О принятии строительных норм и правил Российской Федерации "Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство. СНиП 12¬04-2002" (Зарегистрировано в Минюсте России 18.10.2002 N 3880).
32. Правила № 70-П Технической эксплуатации и требования безопасности труда в газовом хозяйстве Российской Федерации (в ред. Изменений N 1, утв. Минтопэнерго РФ 22.03.1994).
33. Проектная документация ООО «ТРАНСПРОЕКТ», Строительство новой железнодорожной линии «Салехард - Надым» км 267 - км 354. - 2010.
34. Прокудин И.В. Прочность и деформативность железнодорожного земляного полотна из глинистых грунтов, воспринимающих вибродинамическую нагрузку: Дисс. д-ра.техн. наук. Л., 1983.- 455с.
35. Расчёты и проектирование железнодорожного пути: Учебное пособие для студентов вузов ж.-д. трансп./ В.В. Виноградов, А.М. Никонов, Т.Г. Яковлева и др.; Под ред. В.В. Виноградова и А.М. Никонова. - М.: Маршрут, 2003. - 486 с.
36. Рекомендации по учёту и предупреждению деформаций и сил морозного пучения грунтов. - М.: Стройиздат, 1986. - 86 с.
37. Свод правил СП 119.13330.2012 "СНиП 32-01-95. Железные дороги колеи 1520 мм". Актуализированная редакция СНиП 32-01-95 (утв. приказом Министерства регионального развития РФ от 30 июня 2012 г. N 276).
38. Свод правил СП 131.13330.2012 "СНиП 23-01-99*. Строительная климатология". Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (утв. приказом Министерства регионального развития РФ от 30 июня 2012 г. N 275) (с изменениями и дополнениями).
39. Свод правил СП 25.13330.2012 "СНиП 2.02.04-88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах". Актуализированная редакция СНиП 2.02.04-88 (утв. приказом Министерства регионального развития РФ от 29 декабря 2011 г. N 622).
40. Свод правил СП 32-104-98 "Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм" (одобрен Письмом Минземстроя РФ от 08.09.1998 N 13-498).
41. Свод правил СП 45.13330.2012 "СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты". Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87 (утв. приказом Министерства регионального развития РФ от 29 декабря 2011 г. N 635/2).
42. Свод правил СП 48.13330.2011 "СНиП 12-01-2004. Организация строительства". Актуализированная редакция СНиП 12-01-2004 (утв. приказом Министерства регионального развития РФ от 27 декабря 2010 г. N 781).
43. СНиП 23-01-99. Строительная климатология (с Изменением N 1). - М., 2000.
44. СНиП 2.05.03-84. Мосты и трубы. - М.: ЦИТП Госстрой СССР, 1984. - 200 с.
45. Создание проектно-изыскательской продукции на строительство и реконструкцию железнодорожной линии Обская - Салехард. - Отчет ООО ИЦ «Ямал» № 200216897. Лабытнанги, 2002 - 2005.
46. Спиридонов Э.С., Шепитько Т.В. Управление железнодорожным строительством: методы, принципы, эффективность. М.: Маршрут, 2008. - 556 с.
47. Способ укрепления основания земляного полотна на вечномерзлых
грунтах: патент на изобретение 2074928 РФ: МПК E02D17/20,
E02D17/18 // Кондратьев В.Г., Бройд И.И. - № 94022236/03; заявл. 10.06.1994; опубл.: 10.03.1997. - 2 с.
48. СТО 221 НОСТРОЙ 2.25.28-2012 Строительство земляного полотна автомобильных дорог. Часть 6. Возведение земляного полотна в зоне вечной мерзлоты.
49. Строительство новой железнодорожной линии «Обская - Салехард». Проектная документация. Раздел 5 «Проект организации строительства». Книга 1. Общая пояснительная записка. 6550-004-ПОС 1. Том 5.1. «ЛЕНГИПРОТРАНС», 2013.
50. Строительно-технические нормы Министерства путей сообщения Российской Федерации. СТН Ц-01-95. Железные дороги колеи 1520 мм. - М.: МПС, 1975. - 112 с.
51. ТОИ Р-218-07-93. Типовая инструкция по охране труда машиниста катка. Министерство транспорта Российской Федерации Федеральный дорожный департамент. 11 марта 1993 года.
52. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов - М.: Высшая школа, 1973 - 446 с.
53. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. Издание третье переработанное и дополненное. — Учебник для студентов и аспирантов вузов железнодорожного транспорта. — Москва: Транспорт, 1987. — 479 с.
54. Шахунянц Г.М. Земляное полотно железных дорог. - М.:
Трансжелдориздат, 1953. - 827 с.
55. Plaxis 2D 2011. Руководство пользователя. СПб.: «НИП-Информатика», 2012. - С. 258-355.