Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

НАУКА


Версия для печати
Обсудить в форуме

Создание на железных дорогах системы мониторинга состояния земляного полотна

На состоявшейся 2–5 октября 2007 г. на Северо-Кавказской железной дороге сетевой школе по обмену опытом по реконструкции, ремонту и содержанию инженерных сооружений с докладом по вопросам организации системы мониторинга состояния земляного полотна в целях повышения безопасности движения поездов и снижения эксплуатационных потерь на российских железных дорогах выступил заведующий кафедрой «Путь и путевое хозяйство» Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ) доктор технических наук, профессор Евгений Самуилович Ашпиз.

Фотографии Д. Крылова
Создание на железных дорогах системы мониторинга состояния земляного полотна
Создание на железных дорогах системы мониторинга состояния земляного полотна
Проблема внезапной активизации деформаций земляного полотна, которая происходит как на уже деформировавшихся ранее объектах, так и на участках пути, которые не числились неустойчивыми, остается одной из наиболее острых в путевом хозяйстве. Ежегодно на сети дорог происходит несколько десятков случаев внезапных деформаций, нарушающих ритмичность работы железных дорог и угрожающих безопасности движения и требующих значительного времени и ресурсов на их восстановление. Учитывая дефицит денежных средств на усиление и ремонты земляного полотна, проблема обеспечения необходимой надежности земляного полотна может быть решена только организацией системы мониторинга земляного полотна на сети дорог.

Вместе с тем существующая сегодня на железных дорогах система надзора за земляным полотном в соответствии с инструкцией ЦП-544 основана главным образом на визуальных методах и обеспечивается силами работников дистанций пути, квалификация которых в части земляного полотна остается на недостаточном уровне. Инженерно-геологические базы и путеобследовательские станции по земляному полотну, имеющиеся на дорогах и входящие в дорожные центры диагностики, также очень неоднородны как по составу, так и по оснащению. Только отдельные из них имеют современное оборудование для диагностики земляного полотна, включая вагоны ВИГО, а в штате – квалифицированных специалистов-геофизиков.

Кроме того, надежность земляного полотна зависит от большого количества факторов и переменны во времени, поэтому создание только системы его диагностики без организации режимных наблюдений за наиболее неустойчивыми объектами и прогноза на их основе развития деформаций (т.е. полноценного мониторинга) не позволят решить поставленную задачу предупреждения внезапных деформаций.

Под мониторингом земляного полотна в соответствие с ранее разработанными в МИИТе положениями понимается определенная процедура управления состоянием геотехнической системы – земляное полотно, осуществляемая по целевой программе и состоящая из следующих блоков:

– диагностика объектов с нахождением основных параметров;

– выделение объектов, имеющих недостаточную надежность;

– режимные наблюдения и измерения параметров на объектах, имеющих недостаточную надежность;

– оценка по результатам наблюдений и измерений параметров состояния объектов, имеющих недостаточную надежность;

– прогноз развития состояния объектов, имеющих недостаточную надежность;

– разработка сценариев по управлению состояния объектов, заключающихся в рекомендациях (при необходимости) изменения их конструктивных параметров и (или) технологических режимов функционирования.

В МИИТе по заказу Департамента пути и сооружений в 2006 году разработана система мониторинга состояния земляного полотна для деформаций, которые в наибольшей степени могут приводить к аварийным ситуациям. Это сплывы откосов высоких насыпей, оползни, наличие карста, земляное полотно на болотах и льдистых грунтах в условиях мерзлоты. В настоящее время производится апробация системы на полигоне Московской и Северо-Кавказской ж.д.

Данная система включает технологические регламенты диагностики параметров земляного полотна и режимные наблюдения за их изменением с использованием комплекса инструментальных методов и технических средств, позволяющих выявлять возможность появления деформаций на ранней стадии их развития, благодаря чему повышается безопасность движения поездов и снижаются эксплуатационные потери ОАО «РЖД».

Цель достигается за счет:

– полного использования всех данных (всей предыстории) по состоянию и выполненным ранее ремонтам и усилению земляного полотна, а также проведенным противодеформационным мероприятиям;

– использования комплексного набора диагностики и режимных наблюдений (измерений параметров состояния земляного полотна), позволяющих полнее оценивать параметры развития деформаций земляного полотна;

– оперативной оценки текущего состояния земляного полотна и прогнозирования возможного развития деформаций и дефектов;

– повышения качества управляющих решений на основе оптимизации ресурсного обеспечения с применением информационных технологий и повышения объективности контроля работ по ремонту и текущему содержанию земляного полотна.

Важным для организации мониторинга состояния земляного полотна является выбор участков пути, на которых он должен проводиться. Основой для выбора должны служить паспортные данные по земляному полотну. В соответствии с Инструкцией на объекты земляного полотна, на которых имелись или происходят деформации, составляется паспорт неустойчивого или деформируюшегося земляного полотна (форма ПУ-9), также отмечаются все участки с пучинами (форма ПУ-10). В месте с тем анализ имеющейся информации о земляном полотне показывает, что она отрывочна и требует систематизации. Поэтому в качестве первоочередной задачи для организации мониторинга состояния земляного полотна предлагается проведение паспортизации земляного полотна. При этом выделение только дефектных, неустойчивых и деформирующихся объектов не способствует правильному выбору всех потенциально опасных мест.

В первую очередь это важно для потенциально опасных участков пути, которые проходят по территориям, где развиты неблагоприятные геологические процессы и явления. Для таких территорий, где имеется повышенная вероятность проявления природных катастроф, государственными органами для предупреждения чрезвычайных ситуаций (ЧС) предусматривается проведение мониторинга, по итогам которого разрабатываются мероприятия по инженерной защите. В перечень опасных геологических явлений внесены оползни, обвалы, осыпи, сели, карст, суффозия, размывы, подработка берега и др.

Характерно, что и в Федеральном законе о железнодорожном транспорте в Российской Федерации в статье 9 указывается, что для безопасной эксплуатации железнодорожных путей в местах, подверженных оползням, обвалам, размывам, селям и другим негативным воздействиям, устанавливаются охранные зоны.

Поэтому представляется необходимым изменить классификацию дефектов и деформаций земляного полотна, выделив деформации земляного полотна и пути в целом, вызванные чрезвычайными природными ситуациями из-за опасных геологических процессов и явлений. Участки пути, проходящие по территориям с развитием опасных геологических процессов и явлений, должны быть выделены как потенциально опасные и на них необходимо проводить мониторинг. Перспективным для такого мониторинга являются аэрокосмические методы, охватывающие большие по площади прилегающие территории. При этом на такие протяженные участки пути должны составляться не паспорта, а карты, используя геоинформационные системы (ГИС).

Система мониторинга земляного полотна на сети дорог должна создаваться как единая система, включающая комплекс различных методов диагностики и режимных наблюдений, но, учитывая многообразие инженерно-геологических условий, причин и типов деформаций земляного полотна, для каждого из них этот комплекс будет содержать различный набор методов и средств диагностики и режимных наблюдений.

Наибольшее распространение получили традиционные способы диагностики, основанные на геологоразведочном бурении и шурфовании. Кроме этого, в зависимости от объекта и поставленных задач все шире начинают использоваться различные геофизические методы.

Центральное место в мониторинге земляного полотна должны занимать регулярные режимные наблюдения и измерения параметров, позволяющие оперативно в режиме реального времени оценивать возможность возникновения деформаций, угрожающих безопасности движения поездов. Методы и средства режимных наблюдений могут быть разделены на две большие группы – стационарные и передвижные. К первым относятся различные датчики и контрольно-оповестительные системы, устанавливаемые на объекте, съем информации, которая может быть осуществлена на переносные приборы либо с помощью передачи сигнала в автоматическом режиме. Примерами таких методов и средств являются для измерения:

– деформаций – глубинные грунтовые репера, инклинометры, тензодатчики;

– напряжений – мессдозы, тензодатчики и датчики порового давления;

– температуры – термокосы и электрические термометры, тепловизоры;

– влажности – тензодатчики, сорбционные датчики;

– уровня грунтовых вод – гидрометрические скважины и.т.д.

К передвижным средствам относятся:

– путеизмерительные вагоны;

– нагрузочные устройства;

– георадарные комплексы.

Одним из наиболее эффективных методов режимных наблюдений за деформациями пути и земляного полотна может быть применение путеизмерительных вагонов, для чего в МИИТе была разработана методика оценки стабильности рельсовой колеи по данным путеизмерительных вагонов. К достоинствам такого метода следует отнести:

– возможность получения информации из материалов наблюдений непосредственно за состоянием железнодорожного пути;

– относительно низкую стоимость и трудоемкость (по сравнению с полевыми инструментальными наблюдениями или различного вида съемками территорий) и как следствие – возможность организации наблюдений за достаточно большим количеством потенциально опасных участков;

– регулярность получения информации без необходимости организации дополнительной системы наблюдений.

Эффективность выделения неустойчивых объектов, находящихся в состоянии, близком к критическому, при мониторинге с применением показаний путеизмерительных вагонов была доказана на примере ряда объектов различных железных дорог.

© Евразия Вести II 2008







II 2008

Евразия Вести II 2008

Итоги и задачи инфраструктуры

Соответствовать злободневным задачам

Опытная эстакада в Щербинке - эффективный инструмент исследований

МГК: экзамен на прочность сдан

Сквозная информатизация при содержании искусственных сооружений на железных дорогах

ДВЖД: целенаправленно повышать надежность инженерных сооружений

Инженерные сооружения на Горьковской железной дороге

Задачи по выполнению современных требований

Транспортное строительство в содружестве с наукой

Новые технологии на службе отрасли

Металлические гофрированные конструкции: достоинства и перспективы

Антикоррозионная защита мостов: проблемы и задачи

«МОСТ» на главном пути

«Стройпутьинвест» - компания-универсал

Диагностические средства нового поколения

Безопасность в комплексе

Есть такая сварка!

Чтобы облегчить труд путейцев

Малые детали, с которых начинается большая надежость

«Тенсар Интернэшнл»: подпорные стены и устои мостов из армогрунтовых элементов

Новые технологии при строительстве искусственных сооружений

Партнерство, испытанное годами

Прорывные технологии в тормозостроении

Качество - продукт системный

Достойным транспортникам - достойная награда

Все о железнодорожном пути

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести