В узкой полосе отвода: под Читой завершился монтаж уникального селеудерживающего барьера
13 декабря 2023
ГЕОИЗОЛ
Данное сооружение предназначено для защиты участка федеральной трассы Р-297 «Амур» «Чита—Хабаровск» от селей. Гибкий сетчатый барьер имеет высоту 10 м и протяженность 282 м, что делает его крупнейшим в мире. Но главная особенность заключается в том, что специалистам удалось выполнить инженерную защиту дороги, разместив сооружение в узкой полосе отвода.
Внезапные риски
Риски селей ранее не были характерны для Читинского района, но все изменилось летом 2018 года: после продолжительных осадков 25 июля на 17-м км трассы «Амур» со склона горы Кучугыр сошел мощный селевой поток. Расчистка дороги от селевых масс заняла больше недели, движение автотранспорта было открыто лишь вечером 3 августа.
После инцидента были проведены изыскания, в ходе которых инженеры выявили три селеопасных бассейна общей площадью 92 тыс. квадратных метров, а также установили высокую степень риска повторных сходов селей. Расчетный суммарный объем потока превысил 50 тыс. кубометров.
Для защиты дороги от такого крупного селя при традиционном решении потребовалось бы возвести противоселевую дамбу высотой порядка 15 м с шириной основания 20-30 м. «Заказчик — ФКУ Упрдор Забайкалье — поставил задачу выполнить противоселевые мероприятия в границах полосы отвода автодороги, поэтому вариант с дамбой отпадал как невозможный, — рассказывает главный конструктор компании «ГЕОИЗОЛ Проект» Павел Александров. — На этапе предпроектных проработок мы также рассматривали варианты с устройством искусственных сооружений: эстакады или закрытого селепропуска — для перенаправления разрушительного потока под проезжей частью. Но в результате технико-экономического сравнения выбор был сделан в пользу гибкого селеудерживающего барьера на железобетонном основании».
Сделано в России
В классическом исполнении гибкий сетчатый барьер состоит из металлических стоек, натянутой между ними высокопрочной стальной сетки и системы тросов и оттяжек с демпфирующими элементами — гасителями энергии. Как правило, конструкция устанавливается поперек русел, по которым сходит сель. Барьер воспринимает ударные нагрузки селевого потока, удерживает твердый сток, пропуская при этом воду.
Такие барьеры на протяжении многих десятилетий широко применяются в странах альпийского горного региона. Свои разработки были и в России. Однако массовое применение таких конструкций произошло в рамках подготовки к Зимним Олимпийским играм в Сочи.
В частности, Группа компаний «ГЕОИЗОЛ» в рамках выполнения комплексной инженерной защиты олимпийских объектов реализовала ряд проектов в горном кластере российского курорта. Здесь применялись конструкции зарубежного производства, которые со временем уступили место отечественным разработкам, в том числе инновационным техническим решениям.
«Высокопрочная кольчужная сеть — это уникальный материал, изготовление которого сопряжено с большими трудозатратами. Сегодня мы являемся крупнейшим производителем таких сетей в мире и поставляем их на все континенты», — говорит главный инженер компании «Геобарьер» Виталий Курбатов.
Кольца плетутся из канатной высокоуглеродистой проволоки. По сути, это высокопрочный стальной канат толщиной 20 мм без начала и конца. Каждое кольцо диаметром 420 мм вплетается в шесть соседних, образуя полотно кольчужной сети, прочность которой на разрыв составляет свыше 1 500 кН на погонный метр.
Индивидуальный проект
Расчеты показали, что с учетом всех особенностей, среди которых высокие нагрузки, специфика рельефа и необходимость размещения сооружения в узкой полосе отвода дороги, классическое исполнение противоселевого барьера окажется неэффективным. Конструкция была разработана индивидуально для данного проекта и включала компактно размещенные элементы большой жесткости.
Сооружение представляет собой надстройку (непосредственно барьер, состоящий из стоек и кольчужной сети) на железобетонном основании. В качестве фундамента приняты заглубленные в материковый гранит буронабивные сваи диаметром 820 мм, объединенные по верху монолитным ростверком. Конструкция усилена грунтовыми буроинъекционными анкерами GEOIZOL-MP 103/78 длиной 19,5 м, которые воспринимают часть сдвиговой нагрузки при ударе селевой волны. В бетонном основании выполнены закладные детали, к которым шарнирно закрепляются стойки стального барьера.
В ходе проведенных расчетов отложения селевых масс выше уровня фундамента имели высоту 9 м. Учитывая необходимый запас, требуемая эффективная высота барьера составила 10 м. Стойки барьера в профиль повторяют очертания греческой буквы лямбда (λ).
Стойка состоит из главной мачты, отклоненной от вертикали на 10 градусов по направлению движения потенциального селя (в сторону дороги), и двух подпорок. Поперечную устойчивость стойки обеспечивают канатные оттяжки, которые крепят к середине вертикальной мачты.
Сверху и снизу лямбда-стойки объединены несущими канатными поясами прочностью на разрыв 316 кН. Несущие канаты крепят к петлям закладных элементов через энергопоглотители. Лямбда-стойки установлены с шагом в 6 м, каждая пара образует секцию (всего их 47), которая перекрывается полотном кольчужной сети. Сеть при помощи такелажных скоб сверху и снизу крепится к несущим канатам. Края сеток соединены между собой, образуя сплошное непрерывное полотно. Согласно расчетам, барьер в нижней точке выдерживает давление потока свыше 140 кПа. Общая масса металлоконструкций барьера превысила 350 тонн.
Отличительная особенность реализованного решения противоселевой защиты участка федеральной трассы «Амур» заключается в компактности габаритов селеудерживающего барьера. Это позволило заказчику не затрагивать вопросы землеотвода и выполнить работы в рамках капитального ремонта участка трассы «км 10—км 20». Строительство уникального сооружения было организовано силами компании «УМ ГЕОИЗОЛ», работы велись в круглосуточном режиме.
