754

Другая особенность поворотных анкеров — достаточно большие величины перемещений, необходимых для приведения их в рабочее состояние и для нагружения до полной потери несущей способности. В частности, в эксперименте,показанном на рис.1, эти величины составляют 1,25 и5,75 продольногоразмераlплитыанкера соответственно.Внатурноммасштабеприlравном, например, 0,2 м, эти цифры выглядят как 0,25 и 1,15 м.

Экспериментальные исследования взаимодействия поворотных анкеров различных конструкций с грунтом проводились также в натурных условиях. В одном из вариантов анкера с размерами грузонесущей плиты 150 200 10 мм были реализованы технические решения, направленные на ускорение ее поворота и уменьшение перемещения u, требующегося для приведения анкера в рабочее положение. Описание конструкции такого анкера в данной публикации в связи с патентованием опущено. По виду зафиксированной в данном эксперименте нагрузочной характеристики F(u) (рис. 6) можно заключить, что упомянутые конструктивные мероприятия позволили на небольшом перемещении (около 50 мм) набрать более 80 % несущей способности. Благодаря им же максимальное значение выдергивающей силы достигнуто при перемещении 135 мм, что составляет всего около 0,68 продольного размера плиты. При дальнейшем нагружении величина F почти не изменялась, что говорит о достижении максимально возможного для данных условий угла поворота плиты. Некотороеснижение Fможноотнести, вероятно, на счет небольшой глубины заложения анкера, т.е. близости дневной поверхности. Пилообразный вид диаграммы F(u) объясняется цикличным действием ручного поршневого насосагидравлический станции,приводящейв действие нагрузочное устройство (гидравлический домкрат) и упругими свойствами грузонесущеготроса анкера. Анализ данных,полученных в этом эксперимен-

Рис. 6. Зарегистрированная в натурных условиях нагрузочная характеристика одного из вариантов конструкции поворотного анкера

111

те, позволил сделать вывод отом, что испытанныеанкера по несущей способности удовлетворяют запросы строительного производства. В то же время, по-видимому, имеются возможности дальнейшего улучшения их нагрузочной характеристики за счет дополнительных конструктивных мероприятий.

Таким образом, в результате проводимых в лабораторных и натурных условиях экспериментальных исследований поворотных грунтовых анкеров сгибкимгрузонесущим элементоминарастающимсопротивлением выдергиванию выявлен ряд особенностей их взаимодействия с геосредой, намечены направления их дальнейшего совершенствования.

Библиографический список

1. Xanthakos, P.P. Ground Anchors and Anchored Structures. — Wiley, John & Sons. 1991. 708

pp.

2.Strebel, R. Erdund Felsanker — Ein state-of-the-art-report. Interne Berichte Nr. 5. ETHZurich. 1995.

3.Barley, A.D., and Windsor C.R. Recent advances in ground anchor and ground reinforcement technology with reference to the development of the art. Proceedings of GeoEng 2000, International Conference on Geotechnical and Geological Engineering, Melbourne, November 12–19, 2000.

4.Смородинов М.И. Анкерные устройства в строительстве. М.: Стройиздат. 1983.

5.Widmann, R., ed. Anchors in Theory and Practice. — Proceedings of the International Symposium on Anchors in Theory and Practice. Salzburg, Austria, 9-10 October 1995. — A.A. Balkema, Rotterdam, Brookfield, 1995.

6.Stazhevsky S., Kolymbas D. Vorgespannte Anker nach dem Dilatanzprinzip // Geotechnik. No.

4.1993.

7.Stazhevsky S.B., Kolymbas D. Sand-anchors, theoryand application. — Anchors in Theory and Practice. Proceedings of the International Symposium on Anchors in Theory and Practice. Salzburg, Austria, 9-10 October, 1995. A.A. Balkema, Rotterdam, Brookfield, 1995.

8.Русин Е.П., Смоляницкий Б.Н., Стажевский С.Б. Грунтовые анкеры, машины и технологии для их монтажа // ФТПРПИ. 2007. № 6.

9.Louis P. Menard. Anchorage apparatus. United States Patent No. 3,653,167.– Apr. 4, 1972.

10.Стажевский С.Б. и др. Грунтовый анкер. Патент РФ № 2366779. БИ № 25. 2009.

11.Крамаджян А.А., Русин Е.П. Интроскопия дискретных сред с использованием оптического излучения. «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды», конф. с участием иностранных ученых (2010; Новосибирск). Труды конф. с участием иностранных ученых«Фундаментальныепроблемы формирования техногенной геосреды» (28 июня –2 июля 2010 г.). В 3-х т. Т. I. Прикладная геомеханика. Обогащение полезных ископаемых, экология.

Новосибирск: Ин-т горного дела СО РАН, 2010. С. 134–138.

112

УДК 624.15

В.В. Гридасов, В.С. Молчанов, А.З. Мороз,

В.В. Тур (ОАО «Бамтоннельстрой»)

ПРЕДПОСЫЛКИ И УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА СОВМЕЩЕННОЙ (АВТОМОБИЛЬНОЙ И ЖЕЛЕЗНОЙ) ДОРОГИ АДЛЕР — ГОРНОКЛИМАТИЧЕСКИЙ КУРОРТ «АЛЬПИКА-СЕРВИС»

1. Назначение дороги и характеристика региона

Строительство совмещенной (автомобильной и железной) дороги «Адлер

— горноклиматический курорт «Альпика-Сервис» осуществляется в соответствиисФедеральнойцелевойПрограммойстроительстваолимпийскихобъектов и развития г. Сочи как горноклиматического курорта, утвержденной ПостановлениемПравительстваРоссийскойФедерацииот29.12.2007г.№ 991 (в редакции Постановления Правительства РФ от 31.12.2008 г. № 1086). Целью Программы является развитие спортивно-туристической инфраструктуры и формирование условий для создания первого в России горноклиматического курорта мирового уровня. Реализация программы призвана обеспечить российских спортсменов высокого класса тренировочными базами, а также возможности проведения в нашей стране соревнований любого уровня позимнимвидамспорта.Программапредусматриваетстроительствоспортивных и туристических объектов для подготовки спортсменов и проведения спортивных соревнований любого уровня. В 2014 г. совмещенная дорога должна обеспечить транспортное обслуживание олимпийских объектов, расположенных на территории горноклиматического курорта «Альпика-Сер- вис» у пос. Красная Поляна Адлеровского района г. Сочи.

Краснодарский край, благодаря уникальным природным условиям, наличию месторождений минеральных вод и лечебных грязей, является одним из самых популярных курортно-туристических регионов России. Обеспечение надежнойтранспортной связимеждулюбыминаселенными пунктамиявляется обязательным условием жизни и деятельности населения. Транспортный комплекс является одной из важнейших составляющих производственной инфраструктуры в любом регионе. Вместе с тем, существующая автомобильная дорога между побережьем и пос. Красная Поляна, проложенная по правомуберегур. Мзымта, не только не может обеспечить объемы перевозок Олимпиады, но и не отвечает требованиям по комфортности и безопасности движения, несмотря на проведенную реконструкцию и строительство тоннелей 46 км, 48 км и Краснополянского. В соответствии с «Концепцией организации Олимпийских игр», транспорт должен обеспечить перевозку более 30 тыс.пас./ч. Учитываяобстоятельства, былопринято решение о строительстве совмещенной (автомобильной и железной) дороги «Адлер — горноклиматический курорт «Альпика-Сервис». Заказчиком объекта строительства

113

дороги является Дирекция по комплексной реконструкции железных дорог и строительству объектов железнодорожного транспорта.

2. Физико-географическая характеристика района строительства

Участок строительства объекта «Совмещенная (автомобильная и железная) дорога «Адлер — горноклиматический курорт «Альпика-Сервис» находится в долине реки Мзымта, приурочен к южным отрогам западного участка Главного Кавказского хребта и имеет типично горный характер с оползне- и селеопасными склонами (рисунок).

а)

б)

Долина р. Мзымта до строительства совмещенной дороги «Адлер – горноклиматический курорт «Альпика-Сервис»:

а — общий вид речной долины; б — скальный участок существующей автомобильной дороги по правом берегу р. Мзымта

114

Трасса дороги проходит преимущественно по левомуберегу р. Мзымта, с местными заходами на правый. Мзымта, самая крупная река района, берет начало на южном склоне Главного Кавказского хребта и в пределах трассы дороги принимает ряд притоков, наибольшими из которых являются реки Ачипсе, Чвежипсе и Кепша. Уклоны р. Мзымта составляют всреднем 20 м на км длины, скорость течения достигает 1,5 м/с. Реки бассейна отличаются большой водностью, паводочным режимом и смешанным, дождевым и грунтовымпитанием(примернопо 50 %годового стока). Поверхностныйсток рек характеризуется разными, обычно непродолжительными, паводками, возможными в любое время. Мзымта характеризуется непродолжительной ме- женьювзимнийпериод(январь-февраль),когданабольшейчастиеебассейна осадки выпадают в виде снега, сохраняющегося до весеннего половодья. Высокие паводки связаны с таянием снега в горах в мае-июне. Характерной особенностью паводков на реках является высокое содержание в воде взвешенныхчастиц,когдарасходывзвешенныхнаносовдостигают2000кг/с. Для рек Черноморского бассейна ледостав не характерен. Но в верховьях и средней части р. Мзымты неоднократно отмечалось образование шуги и донного льда. Кроме рек, в окрестностях много искусственных водоемов, предназначенных для ГЭС, и ледниковых озер, расположенных в горах.

Рельеф местности по трассе дороги среднегорный, сильно расчленен выступающими мысами с крутыми склонами и изрезан овражно-балочной сетью.Значительныйдиапазонколебаниявысот местности отуровня моря до 1000 м и более, обусловливает своеобразие климатических условий и большую пестроту природных ландшафтов. Горы расчленены многочисленными глубоковрезанными долинами рек и ручьев, впадающих в р. Мзымту, ущельямиипромоинамисширинойднаот10 до500м.Двухсторонняя,прерывистая (расчлененная старицами) пойма имеет ширину от 10 до 700 м; ущелья — ширину 10-50 м и склоны крутизной 30-60°, нередко имеющие обрывы высотой от3 до250 м в нижней части.Долины имеют дочетырехнадпойменных террас шириной 10-70 м, как правило, разделенных задернованными уступами с крутыми (20-50°, реже до 80-90°) откосами. Через 50-300 м встречаются V-образные промоины глубиной 1,5 м и шириной поверху 1,0- 2,5 м. Для долин характерно четкое очертание днищ с пережимами в зонах крепких песчаников, известняков и эффузивов, и расширениями на участках распространения глинисто-аргиллитовых толщ. Большая крутизна склонов и сильная расчлененность рельефа способствуют быстрому стеканию талых и дождевых вод в русла рек.

Район расположения дороги отличается высокой сейсмической активностью. Согласно СНиП II-7–81* сейсмичность составляет 8 баллов при 10 % вероятности возможного превышения, и 9 баллов при 5 % вероятности возможного превышения в соответствии с «Картами общего сейсмического

115

районирования территории Российской Федерации ОСР-97». Главными сей- смогенерирующимиструктурамиявляютсяЮжнаяКрымско-Кавказкаяфлек- сурно-разрывная и Мзымтинская шовно-депрессионная зоны, Пшеха-Адлер- ская зона поперечного дробления и вздымания, Туапсинская зона поперечного дробления и прогибания, Ашейский поперечный сброс и Туапсинский дизъюнктивный структурный узел. Подавляющее большинство сильных землетрясений на черноморском побережье Западного Кавказа приурочено к перечисленным структурным узлам, но вдоль Южной Крымско-Кавказкой флексурно-разрывной зоны известны сильные землетрясения и за пределами узлов.

Климат и количество осадков являются важными факторами формирования подземных вод, которые определяют гидродинамический, температурный и химический режим последних. Режим атмосферных процессов влияет на параметры питания водоносных горизонтов и дренирования вод, и в совокупном действии с другими факторами (рельеф, гидрографическая сеть, геологическое строение, биологические факторы и пр.) определяет режим подземных вод. Большое количество осадков является причиной резкого проявления эрозионных процессов (образование оврагов, промоин). Именно с эрозией связано формирование глубоких горных ущелий и каньонообразных долин, прорезающих горные хребты. Участок строительства характеризуются местными сужениями речной долины, которые обусловлены наличием мысов горного массива. Во время сильных паводков уровень воды в реке за счет ширины пойменной части повышается незначительно, но за счет подмыва мысовых участков возможно обрушение берегов, сложенных аллювиальными и делювиально-пролювиальными отложениями. Кроме того, атмосферные осадки вызывают интенсивные плоскостной смыв, оползневые и другие экзогенные процессы, которые активизируются в связи с хозяйственной деятельностью: глубинная (донная) эрозия русел рек и ручьев; боковая эрозия берегов рек, ручьев, щелей и балок; затопление с заболачиванием пониженных участков поверхностными водами; подтопление территории подземными водами; суффозия; плоскостной смыв; нарушение естественного стока поверхностных вод; накопление отложений у подножья склонов; оползни; карст. Трасса дороги проходит за пределами влияния склоновых процессов. Основными экзогенными процессами в пределах участка трассы являются: глубинная (донная) эрозия и боковая эрозия берегов, суффозия, оползни и карст.

Подмыв речныхберегов особенно сильно проявляетсяво время весеннего половодья и летних паводков. Береговому подмыву рек подвергаются почти все породы, развитые на территории. Чаще всего подмываются русловые берега, сложенные рыхлыми и нескальными, реже скальными размягчаемыми породами. При подмыве берега обрушаются, образуя при этом обрывы высотой 3–10 м в нескальных породах. Длина подмываемых участков от

116

нескольких до сотен метров, реже до 1–2 км. Активизация боковой эрозии происходит в условиях паводковых подъемов уровня. При этом затапливаются не только поверхность высокой поймы, но часто и первой надпойменной террасы. Процессы подтопления и затопления отмечаются в русловой и пойменной частях р. Мзымта. Интенсивность процессов связана с продолжительнымиобильнымиосадкамииразвитанаплощадях,сложенныхглинистыми слабопроницаемыми грунтами с малыми коэффициентами фильтрации. Территория подтапливается грунтовыми водами не только во время паводков, но и в межпаводковые периоды (кроме засушливых). В катастрофические паводки река разрушает защитные сооружения и затапливает обширные пространства поймы и первой надпойменной террасы. В наводнение происходит интенсивная деформация берегов реки и смыв почвенного слоя сельскохозяйственных угодий.

Возникновение суффозии наиболее проявляется в откосах, сложенных гравийно-галечниковыми отложениями с песчаным заполнителем и прослоями глин, особенно в случае их застройки и последующего подтопления территории. Такими участками являются уступы речных террас. Оползни, широко распространенные на склонах долины р. Мзымта и ее притоков, имеют форму цирков, вытянутых по склону, с хорошо выраженными границами, трещинами отрыва и уступами. В мелких оползнях с глубиной захвата до 6 м смещению подвергается только делювий, в крупных (глубина 6– 15 м) — и подстилающие делювий глины. Непосредственно по трассе крупных оползней не отмечено. Особенностью карста на участке прохождения трассы дороги является его приуроченность к пересечениям русла р. Мзымта с зонами разломов. При этом наибольшие размеры карстовые полости имеют в центральной части поймы и меньшие к берегам. Это свидетельствует о значительной роли в образовании карста процессов механического вымывания и выноса разрушенных тектоническими процессами пород подрусловым потоком.

Таким образом, основными факторами, осложняющими строительство дороги и тоннельных сооружений на ней, являются: резко пересеченная труднопроходимая местность с извилистым руслом р. Мзымта и наличием многочисленныхручьеви родников; повышеннаясейсмичность районаработ 9 баллов; сложение горного массива полускальными осадочными отложениями, переслаивающимися между собой, со складчатостью разного наклона, повышенной трещиноватостью в тектонических зонах; неустойчивость горных склоновв районах размещенияпорталов,развитие оползней,обвалов при значительном увлажнении склонов, и связанная с этим необходимость устройства защитных сооружений и выполнения укрепительных мероприятий для предохранения земляного полотна дорогии порталов тоннелей от размыва; залегание в основании тоннелей делювиальных и пойменных гравийногалечниковых отложений; обводнение грунтовых массивов в зонах трещино-

117

ватости грунтовыми водами, подтопление портальных и предпортальных участков грунтовыми и поверхностными водами; расположение порталов тоннелей на косогорах, значительно осложняющих раскрытие выемок и производство строительных работ; отсутствие подъездных дорог. Участок прохождения трассы характеризуется большой степенью опасности развития экзогенных геологических процессов. В целом условия района строительства совмещенной дороги классифицируются согласно СНиП 2.01.15–90 категорией III, как сложные.

Особую сложность при проходке тоннелей вызывают припортальные участки и участки тектонических процессов. Так, например, на 24,3 % длины автодорожного тоннеля № 1 породы сильнотрещиноватые и раздробленные спроявлениямисмятия, дробления исмещения,малопрочные (f=0,8…1,5) за счет процессов выветривания; на 21,7 % длины тоннеля породы трещиноватые до сильнотрещиноватых за счет проявления тектоники (средней прочности с f = 2,0…2,5); на 53,9 % длины — трещиноватые и слаботрещиноватые, прочные с f = 5,0. На 47 % длины железнодорожного тоннеля №1 проходка будетосуществлятьсяв прочных слаботрещиноватыхпородах скоэффициентом крепости f = 5,0; на 18,9 % — в трещиноватых, частично сильно трещиноватых породах средней и малой прочности с f = 1,5…2,5 (условия строительства неблагоприятные); на 34,1 % длины тоннеля — в породах сильно трещиноватых, сильновыветрелых малой и пониженной прочности с f = 0,8…1,5 (условия строительства весьма неблагоприятные).

Библиографический список

1.СНиП 23-01–99 Строительная климатология. Госстрой РФ, М., 2000.

2.Инженерно-геологические изыскания на объекте: «Строительство совмещенной (автомобильной и железной) дороги Адлер — горнолыжный курорт «Роза-Хутор». Технический отчет. ООО ИИСИ «Геоизыскания», 2008. 17 с.

3.Отчет 515-00-45-ГГ Строительство совмещенной (автомобильной и железной) дороги Адлер — Нижняя станция горнолыжного курорта «Роза-Хутор» с электроснабжением линии железнодорожного сообщения (включая проектно-изыскательские работы). Проект. Инженер-

но-гидрогеологические изыскания. Этап I.6. ОАО «Мосгипротранс», 2008. 146 с.

УДК 624.15

Гридасов В.В., Молчанов В.С., Мороз А.З.,

Тур В.В. (ОАО «Бамтоннельстрой»)

ТЕХНОЛОГИИ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОХОДКИ ТОННЕЛЕЙ НА СОВМЕЩЕННОЙ ДОРОГЕ АДЛЕР — ГОРНОКЛИМАТИЧЕСКИЙ КУРОРТ «АЛЬПИКА-СЕРВИС»

Проходка тоннелей совмещенной дороги осуществляется с максимальным использованием современной высокопроизводительной техники — механизированных тоннелепроходческих комбайнов (ТПК) с режущими орга-

118

нами на телескопических стрелах в сочетании с устройством набрызгбетонной обделки, и щитовых тоннелепроходческих механизированных комплексов (ТПМК). В исключительных случаях (в грунтах высокой крепости) применяется буровзрывной способ, который также предусмотрен для разработки вспомогательных выработок (соединительных ходков, штолен дымоудаления и пр.). Эффективными технологическими мерами обеспечения безопасности являются: при врезке тоннелей — стабилизация откосов нагелями, анкерами, буровыми сваями и подпорными стенами; при проходке тоннелей

— закрепление лба забоя анкерами и набрызгбетоном, замыкание крепи обратным сводом (в том числе калотты), сокращение отставания постоянной обделки от забоя; при щитовом способе — применение забойных диафрагм и пригрузочных камер, грунтового (шламового) или гидравлического (тиксотропного) пригруза.

1. Устройство врезок тоннелей

Устройство врезок тоннелей является одной из самых ответственных операций, посколькуведется в наиболее нарушенных грунтах, с повышенной опасностью оползнеобразования на поверхности склона и вывалообразования внутри выработки. Врезки тоннелей осуществлены предварительным устройством защитных опережающих экранов (до 25–30 м) из стальных труб или быстроустанавливаемых анкеров вдоль оси тоннеля в скважинах, и сооружением бетонных оголовков. Бурение скважин под трубы или анкеры производилось буровыми установками со стреловидными исполнительными органами (рис. 1, 2).

Рис. 1. Устройство экрана из труб на северном портале комплекса тоннелей № 3: а — исполнительные органы буровой установки; б — контур экрана из труб

119