Статьи

Усиление земляного полотна железных дорог бетонным полотном Concrete Canvas

Технология укладки бетонного полотна Concrete Canvas обладает целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными решениями по усилению земляного полотна. Ее использование сопровождается значительным экономическим эффектом – как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Под воздействием различных природных факторов, а также вызванных прохождением поездов ударно-динамических нагрузок земляное полотно железной дороги начинает разрушаться. Если не принимать никакие меры, то со временем это может привести к деформациям полотна. В свою очередь это повлияет на скорость проходящих по аварийным участкам поездов. К основным способам усиления земляного полотна относятся:

  • искусственный дерновой покров
  • каменные наброски
  • габионные конструкции
  • теплоизолирующие устройства и покрытия
  • бетонные и железобетонные укрепления
  • контрбанкеты простые и армированные
  • контрфорсы
  • подпорные стены
  • армогрунтовые стены

Все эти решения подробно описаны в публикациях на профильных ресурсах, поэтому в этой статье мы коснемся лишь их недостатков в сравнении с инновационной технологией Concrete Canvas или технологией укладки бетонного полотна. То есть в ней мы ответим на вопрос: почему Concrete Canvas является наиболее эффективной альтернативой тому или иному решению?

Бетонное полотно представляет собой два слоя ткани с «начинкой» из сухой цементной смеси. Слои соединены между собой текстильными волокнами. Один из слоев имеет полностью влагонепроницаемую ПВХ-подкладку. После смачивания водой цементная смесь в течение 1–2 часов застывает, а спустя 24 часа полотно превращается в прочный, армированный текстильными волокнами слой бетона.

Что такое технология Concrete Canvas

Технология Concrete Canvas позволяет создавать прочное покрытие из армированного бетона толщиной от 5 до 13 мм (зависит от вида полотна). Соединенные вместе отрезки полотна представляют собой конструкцию с практически нулевой подвижностью.

Укладка полотна не подразумевает каких-либо земельных и подготовительных работ. То есть оно может быть уложено на поверхность с любым рельефом. При этом все работы по монтажу производятся ручным инструментом и крепежом. Хотя в том случае, когда существуют повышенные требования к прочности конструкции, не исключено комбинированное использование полотна с анкерными системами, металлической сеткой.

Благодаря ПВХ-подкладке полотно не пропускает воду. Поэтому оно надежно защищает насыпь от поверхностных вод. Кстати, в сфере железнодорожного транспорта технология Concrete Canvas часто применяется именно для футеровки дренажных канав и водоотводов насыпей.

Бетонное полотно отличается высокой прочностью. По сути, это армированный бетон. Армируют его текстильные волокна. Поэтому он хорошо противостоит как природным воздействиям, так и ударно-динамическим нагрузкам. Срок службы полотна – не менее 50 лет.

Итак, какие преимущества имеет эта технология перед вышеописанными решениями? Пойдем по порядку.

Искусственный дерновой покров

Посев трав на земляном полотне возможен далеко не во всех случаях. Ограничением могут послужить климатические условия, свойства грунта, технические условия. Если откосы состоят из переувлажненных пылеватых грунтов, а также глинистых и суглинистых грунтов, то возникает риск поверхностных сплывов. В этом случае потребуется проводить дополнительные работы по предотвращению сплывов и удержанию семян – например, устанавливать железобетонные обрешетки.

Применение технологии Concrete Canvas для укрепления земляного полотна возможно в любых климатических условиях и на любых грунтах. Более того, оно возможно в практически любых погодных условиях. Бетонное полотно прочно «сковывает» поверхность и полностью защищает грунт от проникновения воды. В результате риск сплывов или обвалов сводится к минимуму, если не к нулю. Никакие дополнительные меры по укреплению насыпи не потребуются.

Каменные наброски

Каменные наброски

Могут потребоваться дополнительные работы и материалы. Так, достаточно часто укладка на земляное полотно железной дороги скальных крупнообломочных грунтов сопровождается обустройством подушки из геотекстиля и гравийно-галечной смеси. Это необходимо, чтобы предотвратить образование западин в результате проседания мелких частиц грунта откоса в поры наброски. Проседание (механическая суффозия) происходит, по большей части, в результате высоких ударно-динамических нагрузок. Кроме того, при создании каменной наброски необходимо произвести правильный расчет размера горной массы.

Бетонное полотно может быть уложено на любую поверхность. Для его укладки не требуется никаких подготовительных работ, и тем более, не требуется обустраивать какое-либо основание.

Габионные конструкции

Недостатки габионов нами уже подробно разбирались. Если вкратце, то основной их недостаток – сложность конструкции (имеется в виду не один габион, а именно конструкция из нескольких), создание которой требует точных расчетов и соблюдения технологий. В результате ошибок на проектном или монтажном этапе конструкция может потерять устойчивость и разрушиться. Также установка габионов сопровождается земельными работами и расходом дополнительных материалов для создания надежного основания.

Применение технологии Concrete Canvas не подразумевает проведения земельных работ и использования дополнительных материалов. После застывания бетонного полотна его соединенные винтами отрезки превращаются в монолитную конструкцию с практически нулевой подвижностью.

Теплоизолирующие устройства и покрытия

Этот способ имеет ограниченное применение – теплоизолирующие устройства и покрытия применяются, как правило, там, где имеет место морозное пучение при сезонных изменениях температуры или необходимо предотвратить оттаивание вечной мерзлоты.

По этой причине создание теплоизоляции железнодорожного полотна может оказаться безальтернативным решением. То есть его использование не предполагает выбора более эффективных, простых или экономичных решений, в том числе, технологии Concrete Canvas.

Бетонные и железобетонные укрепления

Как правило, это – железобетонные разрезные плиты и монолитные железобетонные покрытия, а также дополнительные элементы – лотки, канавы, дренажи, быстротоки и перепады, водоотводные валики. Железобетон, безусловно, является одним из самых надежных строительных материалов. Однако создание железобетонных конструкций – это процесс трудоемкий и, соответственно, дорогостоящий. В смету придется включить не только сам железобетон, но и использование тяжелой строительной техники, возможно, бетонных миксеров, а также проведение земельных работ и дополнительные материалы для насыпки основания. Поэтому укрепление земляного полотна бетонными и железобетонными конструкциями на протяженных участках железной дороги является экономически нецелесообразным. Кроме того, если участок находится в удаленной местности, то доставка на него материалов и техники может быть значительно затруднена.

Бетонное полотно укладывается вручную. Из строительной техники может потребоваться только экскаватор или бульдозер для закрепления на ковше траверсы с рулоном полотна. Можно обойтись и без них – полотно выпускается также в компактных рулонах, которые можно переносить и разворачивать вручную. Все это значительно облегчает выполнение работ на удаленных участках. Дополнительные материалы не потребуются. Скорость укладки бетонного полотна более чем высока – в течение дня бригада из 6 рабочих может уложить около 800 м 2 материала. Поэтому проект будет завершен в сжатые сроки. Кроме того, работы можно вести в любых погодных условиях – вплоть до проливного дождя и легких заморозков.

Контрбанкеты простые и армированные

Отличаются надежностью и высоким сроком службы, но требуют проведения масштабных земельных работ. Если речь идет об армированных контрбанкетах, то необходимы будут дополнительные материалы – сваи, геотекстиль, стальные сетки и другие. Соответственно, потребуется провести укладку этих материалов. В общем и целом, основной недостаток здесь, как и в случае с железобетонными конструкциями, экономический.

Как уже отмечалось, технология Concrete Canvas не подразумевает проведения земельных работ, использования строительной техники и дополнительных материалов.

Контрфорсы

Контрфорсы

Способ укрепления земляного полотна довольно надежный, но опять же требующий масштабных работ по выемке грунта и по созданию основания для установки контрфорсов. Также потребуется доставить материалы, что может быть затруднено на удаленных участках железной дороги.

При использовании бетонного полотна выемка грунта не требуется. Необходимости в использовании дополнительных материалов также нет.

Подпорные стены

Потребуется сооружение фундамента на свайном или естественном основании. Этот способ может оказаться безальтернативным, поскольку обычно используется при устройстве железнодорожных насыпей на крутых косогорах, а также для поддержания трещиноватых крутых откосов скальных выемок, полувыемок и в других аналогичных случаях. То есть применение подпорных стенок может быть обусловлено рельефом местности и свойствами грунта на конкретном участке.

Если данное решение все-таки может иметь альтернативу в виде технологии Concrete Canvas, то сооружение фундамента не потребуется. Для укрепления трещиноватых крутых откосов бетонное полотно может быть использовано в комплексе с анкерными системами и металлической сеткой. Это повысит прочность защитной конструкции.

Армогрунтовая стена

Достаточно сложная конструкция из массива дренирующего грунта, который снаружи армирован облицовочной стеной из железобетонных блоков, а внутри – металлической сеткой, геотекстилем или геосеткой. Для создания армогрунтовой стены потребуется фундамент – либо монолитный, либо составленный из железобетонных блоков. Также необходимо будет создать дренажную систему для отвода дождевой и талой воды. Если армогрунтовая стенка используется на оползневом откосе, то потребуется дополнительное укрепление сваями и шпонами, либо стягивающими элементами, анкерными системами. Армогрунтовая стена – это сложное инженерное решение. Соответственно, оно потребует значительных затрат на реализацию.

Если это решение является безальтернативным, то технология Concrete Canvas все же может быть применена. Например, бетонное полотно может быть использовано в качестве облицовки и для создания дренажной системы.

Противообвальные защитные сооружения

Противообвальные защитные сооружения

Как и предыдущий, этот способ усиления земляного полотна является сложным инженерным решением и может оказаться безальтернативным. Его применение обусловлено ситуацией на том или ином конкретном участке железной дороги.

Варианты применения технологии Concrete Canvas для инженерной защиты оползневых склонов рассмотрен здесь.

В качестве заключения

Если обобщить все вышесказанное, то мы видим, что технология Concrete Canvas может стать полной или частичной альтернативой большинству решений по усилению земляного полотна железной дороги. В ряде случаев она может применяться в комплексе с основным решением.

Основной эффект от применения бетонного полотна, конечно же, экономический. Если говорить о таких сравнительно недорогих решениях, как создание дернового покрова и каменная насыпка, то экономический эффект является долгосрочным. Недорогие решения являются самыми ненадежными. Это значит, что они требуют постоянных эксплуатационных расходов на ремонт и обновление, в то время как бетонное полотно никаких эксплуатационных расходов не требует, а срок его службы – не менее 50 лет.

Что касается более сложных и дорогих решений, то в каждом конкретном случае расчет отдельный. Но основной принцип таков: укладка бетонного полотна обходится значительно дешевле, чем возведение бетонных, железобетонных, каменных или иных сложных конструкций. Подсчитано, что расход материалов может быть сокращен на 90%. И, опять же, бетонное полотно не требует эксплуатационных расходов, что создает еще одну статью экономии, на этот раз в долгосрочной перспективе.

Все эти выводы уже доказаны на практике. Технология Concrete Canvas активно используется для решения различных задач на железных дорогах Великобритании, Франции, Испании, Бразилии. В начале 2017 года она была опробована и на российских железных дорогах.

Коментарий (0)
* - обязательные поля
Спасибо, Ваш комментарий будет опубликован после проверки нашими модераторами.
Посетите наш демонстрационный парк

Хотите узнать о нашей компании или продукции больше? Свяжитесь с нами!

Заполните, пожалуйста, эту форму
Приклеить файл
Вы можете отправить нам техническое задание, фотографию объекта, схему, рисунок или иной документ, который дополнительно разъяснит или проиллюстрирует задачу.
Ваши данные не будут переданы третьим лицам