Предложенное Новрузом Валиевым решение, в основе которого лежат охлаждающие солнцеосадкозащитные навесы, будет широко растиражировано на всех железных дорогах России, эксплуатирующих путь в зоне многолетней мерзлоты.
03.12.2021
На недавно прошедшей в Москве XVIII Международной научно-технической конференции «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути» представитель ВСЖД, начальник Северобайкальской инженерно-геологической базы Евгений Воротников, выступил с докладом «Эксплуатация железнодорожного пути в период глобального потепления». В нём он отметил, что с 2018 года в границах Северобайкальского региона ВСЖД наблюдается увеличение количества случаев деформации земляного полотна (ДЗП). Так, за 2019–2020 годы увеличилось количество ДЗП в виде просадок пути по причине деградации многолетнемёрзлых грунтов основания.Эксплуатационная длина железнодорожного пути Северобайкальского региона ВСЖД составляет 1350 км, протяжённость земляного полотна – 1288,6 км, из которых 1042,9 км расположены в зоне многолетнемёрзлых грунтов.
В границах Северобайкальского региона насчитывается 330 участков деформирующегося земляного полотна общей протяжённостью 136,9 км, в том числе 220 участков протяжённостью 99,2 км, на которых происходят деформации, связанные с деградацией многолетнемёрзлых грунтов основания, что составляет до 73% общей протяжённости земляного полотна и 66% общего количества ДЗП.
Здесь можно выделить две дистанции пути. В ПЧ-26 (Куанда) из 75 участков общей протяжённостью 40,9 км на 66 отмечена деградация многолетнемёрзлых грунтов. Их протяжённость – 36,6 км, что составляет 89% от общей протяжённости ДЗП.
Почти та же проблема и в ПЧ-27 (Новая Чара): ДЗП отмечена на 132 участках из 153.
При эксплуатации железнодорожного пути протаивание льдистых грунтов основания земляного полотна вызывает искажения геометрии рельсовой колеи в профиле и в плане, нарушения построечных очертаний земляного полотна в виде просадок основной площадки и обочин. Требуются регулярная выправка и рихтовка, а они ведут к увеличению высоты балластной призмы, что, в свою очередь, провоцирует возрастание интенсивности просадок за счёт расползания высокой балластной призмы при динамических нагрузках. Во многих случаях полностью уничтожаются обочины со стороны выправленного пути.
Проявления термокарстовых процессов вызывают случаи деформации водоотводных сооружений, и, как следствие, наблюдается застой воды и обводнение земляного полотна, что усугубляет процессы деградации многолетней мерзлоты в его основании.
Между тем, по данным сектора гидрометеорологии Иркутского регионального центра диагностики и мониторинга устройств инфраструктуры, наблюдается увеличение отклонения среднегодовой температуры в границах Северобайкальского региона. По данным наблюдений с 2013 по 2021 год, выявлено существенное отклонение: среднегодовая температура увеличилась на 1,71 градуса. На этом фоне появляются дополнительные условия для увеличения количества ДЗП.
На рост случаев деградации многолетней мерзлоты влияет и интенсивность выпадения атмосферных осадков, которая с 2013 по 2021 год по участку Куандинской и Новочарской дистанций пути увеличилась по сравнению с многолетними значениями на 54%.
Увеличилось в уходящем году количество зарегистрированных по Северобайкальскому региону землетрясений, и это тоже негативно влияет на динамику процессов деформации земляного полотна. Во всех дистанциях пути имеются участки со значительным превышением нормативной высоты балластной призмы, перегруженные откосы высоких насыпей с завышенной крутизной этих откосов, обводнённые основания насыпей на заболоченных участках, нагорные канавы, находящиеся в неудовлетворительном состоянии – всё это может послужить триггером возможных негативных последствий при более сильном землетрясении.
С учётом того, что большая часть земляного полотна расположена в районах распространения многолетнемёрзлых грунтов различной мощности, можно предположить, что в результате оттаивания льдистых грунтов основания, при наличии высокого уровня грунтовых вод, основание земляного полотна превратится в болотистую местность и будет менее защищено от воздействия землетрясений. Это говорит о том, что, если не предпринимать никаких мер по сохранению вечной мерзлоты, в будущем количество случаев деформации земполотна будет увеличиваться.
Для стабилизации земляного полотна на этих участках устраиваются охлаждающие конструкции из сортированного фракционного камня, затеняющие и солнцеосадкозащитные навесы из бывших в употреблении деревянных шпал – сейчас они используются на перегонах Улан-Макит – Таксимо, Таксимо – Лодья (1480-й км), Таку – Балбухта, Сюльбан – Наледный, Кодар – Леприндо, Салликит – Сакукан, Олонгдо – Хани, на станции Казанкан (1374-й км).
Конструкции из глыбовых разновидностей крупнообломочных и скальных грунтов являются основной составляющей такого рода охлаждающих обустройств. Их охлаждающий эффект достигается за счёт термогравитационной конвекции воздуха в порах этого грунта, затенения поверхности под ним и снижения отепляющего влияния снежного покрова.
В рамках текущего содержания в границах Новочарской дистанции пути с 2009 года дорожным мастером Новрузом Валиевым проводятся опытно-экспериментальные работы по охлаждению земляного полотна, расположенного на льдистых многолетнемёрзлых грунтах с помощью устройства солнцеосадкозащитных навесов (ИССО СОЗН). На сегодняшний день ИССО СОЗН устроены на 1685-м км перегона Салликит – Сакукан, 1835-м км станции Олонгдо, 1841-м км и 1840–1842-м км перегона Олонгдо – Хани. Ведётся строительство таковых по левой стороне на 1687–1688-м км и с правой стороны на участке 1688-го км.
Сегодня на участках, где устроены ИССО СОЗН, наблюдается положительный эффект: просадки земляного полотна и пути значительно уменьшились, а в некоторых местах и вовсе прекратились.
В 2018 году были разработаны технические требования по устройству и эксплуатации солнцеосадкозащитных навесов, предназначенных для предотвращения деградации многолетнемёрзлых грунтов основания земляного полотна железных дорог.
На вышеупомянутой конференции отметили, что целесообразно рассмотреть опыт Новочарской дистанции пути по стабилизации земляного полотна на льдистых многолетнемёрзлых грунтах с помощью солнцеосадкозащитных навесов, которые можно было бы применить вместо скальной наброски во многих местах с ДЗП. Положительный эффект после устройства СОЗН наблюдается в первый же год эксплуатации. Кроме того, при строительстве СОЗН снижается трудоёмкость, а затраты могут уменьшиться в 25 раз.
Так, при установке подобного навеса на 1841-м км сезонно-талый слой был больше 3,5 м, а через 10 месяцев – всего 1,68 м, то есть уменьшился в 2,1 раза.
В заключение заметим, что, согласно приказу начальника центральной дирекции инфраструктуры Евгения Шевцова, дорожный мастер ПЧ-27 Новруз Валиев представлен к поощрению в виде солидной денежной премии. А его идея охлаждающих солнцеосадкозащитных навесов будет широко растиражирована на всех железных дорогах России, эксплуатирующих железнодорожный путь в зоне распространения многолетнемёрзлых грунтов.
Ещё больше интересных новостей в нашем телеграм-канале. Подписывайтесь, друзья! https://t.me/Gudokru
Все наши публикации читайте на канале «Гудка» в «Яндекс Дзене»
Все наши публикации читайте на канале «Гудка» в «Яндекс Дзене»
Сергей Ринчинов
