Технологии строительства подземных переходов

Проектирование надземных и подземных пешеходных переходов: нормы при расчете проекта

При регламентации движения пешеходов сложнее предполагать их выбор, чем у водителей автотранспорта. Поэтому главнейшая задача проектировщика при составлении проекта надземного или подземного пешеходного перехода (ПП) – сделать дорогу безопасной и удобной для пользователей. В этой статье мы расскажем, чем руководствуется инженер при выборе объекта, а также при проектировании.

Где требуется установить конструкцию – локализация

Размещение ПП зависит от интенсивности проходимости в данном месте, а также от потока машин. Эти факторы в основном являются значимыми при организации движения. Все «зебры» делятся на два типа:

У вторых есть следующие преимущества:

Есть и минусы, которые по возможности при проектировании стараются избежать:

Конечно, «зебру» нарисовать значительно легче. Но современные технологии помогли полностью справиться с недостатками или по большей степени исправить неудобства при устройстве подземных и надземных переходов.

Где требуется установка разноуровневого ПП

В общем конструкции преследуют две цели:

Мосты и тоннели под землей для пешего передвижения следует делать в следующих случаях:

Согласно ГОСТ Р 52398-2005 надземные и подземные объекты следует строить на автомобильных дорогах с маркировкой 1A и 1Б – это автомагистрали и участки со скоростным движением. Для путей типа 1В, 2 с числом полос от двух и более и пересечениями как на одном уровне, так и на разных, а максимальным коэффициентом загруженности 0,7 размещение этих конструкций рекомендуется при:

Общие параметры – длина и ширина

При расчете габаритов подземных и надземных переходов учитываются данные, которые собираются не менее 5 лет. Это установление часа пик (обеденный перерыв, вечерний поток людей с работы, школьные пересменки и прочее), интенсивность проходимости пешеходов, учет среднего количества инвалидов и других членов общества с ограниченными способностями. Также собираются сведения о автодороге и ближайших участках – количество полос, наличие светофоров, расположение зданий вокруг проезжей части.

Когда все эти параметры собраны, для расчета ширины используется формула:

В = b1 * n1 + b2 * n2, где:

По ГОСТ Р 52398-2005 минимальными значениями габаритов являются:

Если те же объекты расположены вне черты города, то можно принять за среднюю ширину – 1,5 м и 2 м в случае, если предусмотрены пандусы и подъемники для инвалидов. Это обусловлено сниженной пропускной способностью, в отличие от городских участков.

Высота потолков при конструировании обоих вариантов объектов – не менее 2,3 метра.

Требования к архитектурным, объемно-планировочным решениям

Нормы проектирования подземных и надземных пешеходных переходов обусловлены документом СНиП 2.05.03-84. Здесь описаны общие рекомендации по конструированию постройки.

Любые проектные решения должны быть обусловлены экономической и технической надобностью. Только после проведения исследований можно сравнивать несколько возможных вариантов, выбирая наилучший. На предпроектной стадии учитываются следующие параметры:

Типовой проект пешеходного перехода – что это

Так как все объекты индивидуальны по многим факторам, то весь комплекс на момент разработки схемы делится на элементы. Это вход и выход, наличие и обустройство подъемных механизмов, а также сами дороги – подземные или надземные. Среди решений могут встречаться следующие:

Обычно комбинируются элементы из разных вариантов.

Этапы проектирования и создания перехода

В него входят обоснования важности постройки, инженерные изыскания и сбор информации по пропускной способности ПП. Специалисты анализируют участок дорожного пути за последние 5 лет и делают выводы о необходимости разгрузить дорогу и обеспечить безопасность пешеходам.

Инженеры исследуют почву и геопространственные данные. В первом случае – чтобы создать подземную развязку, во втором – провести надземный путь. Чтобы обезопасить переход следует изучить свойства земли, уровень грунтовых вод, возможность использовать коммуникации – провести проводку, освещение, а также снабдить тоннель камерами наблюдения и пожарной сигнализацией.

Создание проекта – это комплексный труд проектировщиков и экспертов по дорожному движению. Учитывая потребности пешеходов, их интенсивность, наличие людей с ограниченными возможностями, а также другие данные, специалисты делают комплексный генеральный план, а также отдельные чертежи для более узко направленных элементов – это подъемные группы, прокладка инженерных систем. Также в проекте должна содержаться рабочая и отчетная документация. В первой находятся все сведения о технических решениях, применяемых технологиях, расчетные данные. Вторая часть отвечает за законность мероприятия, соблюдение всех нормативов, содержит бланки согласования. Обычно этап проектирования ведется в специализированных компьютерных программах, которые могут автоматизировать процесс заполнения документов, делая выноски из чертежей. Такими являются ПО от ZWSOFT. Компания выпускает САПР ZWCAD, который является по функциям аналогом «Автокада», но имеет меньшую стоимость и облегченную систему лицензирования.

На этой стадии весь уже готовый проект изучают эксперты. Компания, которая это делает, должна быть государственной или частной, но иметь лицензию. Согласие же можно получить в администрации города.

Крупная конструкция разделена на части, поэтому обычно монтаж ведется параллельно на нескольких участках. Все действия должны быть полностью согласованы с документацией, иначе пешеходный переход просто не будет принят. Если все нормативы соблюдены, то после строительства проводятся коммуникации, объект тестируют, а затем сдают.

Требования к проектированию конструкции – что учесть при создании плана

Конфигурация ПП бывает разнообразная. В основном выделяют две возможности:

Но есть различные вариации. Иногда из-за близлежащих зданий приходится уводить входную конструкцию в сторону, так что «линия» на плане превращается в «зигзаг» или «угол». Это зависит от конкретной городской застройки. Обычно все же избегают такие сложности, предпочитая передвинуть переход на несколько метров в сторону.

Труднее обстоит с ПП под землей. Если он имеет только два конца (вход и выход), то также применяются линейные решения – от одного тротуара к другому через проезжую часть. Но если он расположен на месте перекрестка, то будет уже минимум 4, а в иных случаях и по два на сторону, выхода. Тогда следует рассчитать, какой путь длиннее, а какой короче. Это решается обычным сравнением числа людей, которые проходят в час по одному из этих маршрутов.

При конструировании надземных переходов следует учесть также интересы водителей. Так должен быть оборудован достаточный просвет, чтобы даже большегрузы смогли проехать. Кроме того, необходимо обеспечить хорошую видимость для автовладельцев. Все столбы и опорные вертикальные конструкции должны отвечать требованиям ПДД, иметь специальную разметку и не мешать движению.

Надземные ПП должны иметь в основе железобетонные основания, а верхняя часть должна быть выполнена из стройматериалов со способностью пропускать солнечный свет. Это минимизирует затраты на освещение в дневное время.

Внешний вид, то есть облицовка и архитектурные решения, должны быть согласованы с городским органом градостроительства.

Если нормы пропускной способности от этого не страдают, то внутри перехода может быть организовано пространство для продаж и точек обслуживания людей. Однако требуется строго соблюдать все требования пожарной и антитеррористической безопасности.

Запрещается использовать материалы, которые обладают повышенной возгораемостью и взрывоопасностью.

Источник

Современные методы строительства ППМН

Проанализированы основные методы строительства подводных переходов магистральных нефтепроводов (ППМН) через естествен- ные и искусственные преграды, указаны преимущества и недостатки каждого из них, а также ограничения в их использовании.

Проанализированы основные методы строительства подводных переходов магистральных нефтепроводов (ППМН) через естественные и искусственные преграды, указаны преимущества и недостатки каждого из них, а также ограничения в их использовании.

Обеспечение стабильного функционирования, надежности и безопасности магистральных нефтепроводов входит в ряд первоочередных задач при их строительстве и эксплуатации любой трубопроводной системы.

С точки зрения эксплуатационной надежности МН к участкам с повышенным риском эксплуатации можно отнести переходы через естественные и искусственные преграды.

Повышенный риск эксплуатации любого подводного перехода по сравнению с основной частью магистрального трубопровода определяется не сколько вероятностью возникновения аварийной ситуации, сколько большими экологическими проблемами и экономическими затратами на устранение ее
последствий.

Сроки ликвидации отказов на ППМН во много раз превышают аналогичные показатели на сухопутной части нефтепроводов, а их ремонт по сложности и затратам сопоставим со строительством нового.
В настоящее время в системе ОАО «АК «Транснефть» эксплуатируется свыше тысячи ППМН общей протяженностью около 2 тыс км (включая пойменные участки).

В мировой практике строительства ППМН наиболее широкое применение получили методы их прокладки, которые условно можно разделить на две группы: траншейные и бестраншейные.

БЕСТРАНШЕЙНЫЕ МЕТОДЫ
В настоящее время широкое распространение получили бестраншейные методы строительства подводных переходов магистральных трубопроводов: наклонно направленное бурение, микротоннелирование, тоннелирование, вантовые и др.
При использовании бестраншейных технологий строительства подводных переходов отсутствуют недостатки традиционных методов, уменьшается неблагоприятное воздействие на окружающую среду, в том числе гидрологию водоемов, повышается надежность трубопровода.

Наклонно направленное бурение Строительство подводных переходов методом наклонно направленного бурения (ННБ), в зависимости от характеристик водных преград, технических характеристик используемых буровых установок, технологии бурения, конструктивных параметров протаскиваемого трубопровода (длины криволинейного участка, диаметра и др.), осуществляется по различным технологическим схемам.

Общими для всех технологических схем являются основные этапы ННБ:
— бурение пилотной скважины;
— расширение скважины в один или несколько приемов в различных направлениях;
— протягивание трубопровода в разрабатываемую скважину.

Данный метод позволяет обеспечить высокую надежность построенного объекта; сохранение природного ландшафта и экологического баланса в месте проведения работ, исключение техногенного воздействия на флору и фауну, размыва берегов и донных отложений водоемов; значительное уменьшение риска аварийных ситуаций и, как следствие, гарантию длительной сохранности трубопроводов в рабочем состоянии.
Применение ННБ имеет ряд ограничений: сложные инженерно-геологические условия, большая протяженность перехода и диаметр укладываемой трубы.
В России были построены единичные переходы протяженностью более 1000 м с диаметром труб не более 1020 мм. Основная масса построенных переходов диаметром труб 1020-1420 мм имеет протяженность не более 500-700 м. Другим ограничением метода ННБ являются сложные геологические условия: галечниковые грунты, грунты с включением валунов, карстовых полостей, скальные, илистые грунты. Эти факторы в совокупности с конструктивными параметрами буровых установок и технологии бурения определяют возможность или невозможность строительства того или иного объекта методом ННБ. Микротоннелирование Метод микротоннелирования (рис. 2) основан на строительстве тоннеля с помощью дистанционного управляемого проходческого щита. Микротоннельный
щит работает из заранее подготовленной стартовой шахты в прямолинейном или криволинейном направлении. Выемка щита производится из приемной шахты.
Преимуществами микротоннелирования (так же как и метода ННБ) является отсутствие отрицательного воздействия на русловые процессы пересекаемой водной преграды; надежная защита руслового участка ППМН от размыва и высокая степень защиты трубопровода от механических повреждений, обеспечиваемая прокладкой трубопровода на глубине не менее 7 м от дна и значительно ниже линии предельного размыва русла реки; сохранение экологического баланса в месте проведения работ; отсутствие воздействия на режим судоходства и пр.
Однако микротоннелирование имеет следующие сложности при проходке:
— в трещиноватых доломитах есть большой риск заклинивания трубного става, в связи с относительно высокой прочностью породы и опасностью возникновения неравномерного горного давления;
— на границе перехода из прочных пород в зону карстового образования при малейшем отклонениищита от заданной траектории резко возрастают усилия продавливания всего трубного става (заклинивание), при превышении которых будет происходить разрушение секций трубного става;
— при преодолении карстовых участков возникает большая степень риска отклонения трубного става от проектной траектории прокладки микротоннеля, что повлечет за собой изменение проектного положения и расчетной схемы трубопровода;
— стандартная конструкция труб не предусматривает связи растяжения в стыках, поэтому заклинивание может привести к раскрытиюстыка и прорыва грунта вмикротоннель при проходке в слабых грунтах.
Тоннелирование

При сооружении ППМН тоннельным методом используют щитовую проходку защитного кожуха-обделки, состоящего из отдельных колец, которые, в свою очередь, собираются из блоков- сегментов (или тюбингов) под защитой проходческого щита. Для продвижения проходческого комплекса в конструкции щита предусматриваются щитовые домкраты, которые отталкиваются от каждого вновь собранного кольца обделки, тем самым разрабатывая грунт и освобождая место для монтажа следующего кольца обделки. При проходке тоннеля производится первичное и контрольное нагнетание, в результате которого заполняются возможные трещины и пустоты вокруг обделки тоннеля.
Преимущества тоннельного метода прокладки схожи с преимуществами метода микротоннелирования, но при сравнении этих двух методов оказывается, что у первого отсутствуют недостатки, присущие методу микротоннелирования. Тем не менее негативное воздействие на ППМН окружающего грунта, изменение инженерно-геологических условий, к примеру, образование или развитие карстовых полостей, может нарушить целостность сооружения и привести к серьезным экологическим последствиям. Во избежание возможных негативных последствий требуется разработка специальных мероприятий и технических решений, предотвращающих аварийные ситуации при строительстве и способствующих нормальной эксплуатации сооружения и сохранению окружающей среды.

ФОРСИРУЯ ЛЕНУ
Строительство ППМН ВСТО через р. Лену, а именно способ прокладки перехода, вызвало широкий общественный резонанс. После анализа всех возможных способов прокладки проектировщики выбрали траншейный способ строительства перехода через р. Лену как наиболее апробированный в разных грунтовых условиях и имеющий хорошо отлаженную
технологию строительства.
На подготовительном этапе проектирования ППМН проработали пять вариантов местоположения пересечения нефтепроводом р. Лены. В результате анализа вариантов был принят переход ниже г. Олекминска. Выбор створа перехода в данном месте реки обусловлен несколькими причинами, наиболее существенными из которых являются устойчивость русла, его прямолинейность и симметричная форма поперечного сечения, что свидетельствует об отсутствии условий для изменения положения русла и наилучшей
пропускной способности данного участка.
По результатам геологических изысканий установлено, что особенности геологических пород в пределах русла не позволяют осуществить строительство ППМН бестраншейными методами проходки.
В прибрежной и подрусловой части на глубине 10 м и более отмечено наличие карстовых проявлений, дресвяных и щебенистых грунтов. Проходка микротоннельного щита по сильнотрещиноватым породам создает избыточное давление, что ведет к чрезмерному нагружению и заклиниванию режущего инструмента. Эти же факторы являются ограничениями применения метода наклонно направленного бурения при строительстве данного перехода. Кроме того, отсутствует опыт строительства ППМН бестраншейными методами в данных природно-климатических условиях.
При траншейном методе прокладки трубопровод не попадает в зону карстового поражения, расположенную на глубине ниже 10 м, тем самым исключаются его просадка, оголение и провисы.
Для безопасности эксплуатации ППМН через р. Лену был разработан ряд технических решений:
— применение трубы из стали повышенной прочности с увеличенной толщиной стенки до 29 мм;
— диагностика сварных поперечных швов в объеме 200% радиографическим методом, 100-процентный контроль визуально-измерительным методом и 100-процентный ультразвуковой контроль.
Кроме того, был разработан специальный Регламент технической эксплуатации подводного перехода магистрального нефтепровода ВСТО через р. Лену, в котором определены требования по контролю за техническим состоянием ППМН при эксплуатации и природоохранные мероприятия, в том числе мониторинг состояния водного объекта, атмосферного воздуха и почвы, а также мероприятия, направленные на сохранение растительного сообщества и предотвращение развития возможных опасных экзогенных геологических процессов.

Из вышеизложенного следует, что принятый комплекс инженерно-технических мероприятий при траншейном способе прокладки подводного перехода через р. Лену гарантирует обеспечение экологической и промышленной безопасности эксплуатации нефтепровода в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации. Другие методы строительства подводного перехода в данных геологических условиях не
обеспечивают безопасного производства работ и эксплуатации перехода в дальнейшем.
Проект перехода получил положительное заключение экологической экспертизы, экспертизы промышленной безопасности, Ростехнадзора РФ, а также федеральных и
региональных органов власти.
Таким образом, при проектировании, строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов необходимо уделять особое внимание сооружаемым подводным переходам, учитывать срок их эксплуатации, изменения микроструктуры металла во времени, воздействие циклических нагрузок на изменение физико-механических свойств стали; разрабатывать методы и способы, повышающие надежность ППМН, что увеличит срок их безотказной работы.

Источник