• Дороги.Инновации в строительстве

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ВСЕХ ЭТАПАХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ В ПОСЛЕДНИЕ ГОДЫ ПЕРЕШЛО ИЗ ФАЗЫ ОБСУЖДЕНИЯ ОТРАСЛЕВЫМ НАУЧНО-ПРОФЕССИОНАЛЬНЫМ СООБЩЕСТВОМ В ФАЗУ АКТИВНОГО ПРАКТИЧЕСКОГО ВНЕДРЕНИЯ, КОТОРОЕ ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ КАК СО СТОРОНЫ ГОСУДАРСТВЕННЫХ ЗАКАЗЧИКОВ, ТАК И СО СТОРОНЫ ПОДРЯДНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ И ПРЕДПРИЯТИЙ.

Пермский край является одним из передовых регионов, который уже обладает опытом применения информационных моделей не только на этапе проектирования, но и на этапе выполнения строительно-монтажных работ (далее — СМР) крупного объекта транспортной инфраструктуры — автомобильной дороги «Переход ул. Старцева — пр. Октябрят — ул. Целинной» на участке ул. Уинская от ул. Юрша до ул. Грибоедова (далее — Объект). Информационные модели предоставляют специалистам Краевого государственного бюджетного учреждения «Управление автомобильных дорог и транспорта» Пермского края (далее — КГБУ «УАДиТ» Пермского края) возможность обеспечивать эффективный контроль за ходом реализации государственных контрактов с использованием современных инструментов обмена информацией, оперативность получения которой позволяет существенно повысить уровень информационной поддержки принимаемых решений.

Создание информационной модели автомобильной дороги «Переход ул. Старцева — пр. Октябрят — ул. Целинной» начато с выбора среды общих данных, в которой обеспечивается возможность взаимодействия всех участников проекта, с учетом специфики технических параметров самого объекта и технологических процессов его создания. Основным критерием выбора среды общих данных была возможность обеспечения:

• увязки элементов Объекта с проектной и рабочей документацией, контрактной ведомостью и исполнительной документацией;
• визуализации мероприятий, отражающих процесс строительства;
• учета специфики объектов транспортной инфраструктуры.

По результатам проведения соответствующей конкурсной процедуры право на заключение государственного контракта на оказание услуг по сопровождению цифровой информационной модели на стадии разработки рабочей документации и выполнения СМР Объекта получило ООО «С-ИНФО», использующее в качестве среды общих данных программное обеспечение собственной разработки, которое внесено в Единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных.

Включение КГБУ «УАДиТ» Пермского края требований о подготовке проектной документации Объекта в формате цифровой информационной модели позволило в короткие сроки создать в программном обеспечении «S-INFO» сводную цифровую информационную модель (далее — ЦИМ) Объекта и предоставить к ней ролевой многопользовательский доступ для всех заинтересованных участников процесса строительства.

Помимо визуального трехмерного отображения всех конструктивных элементов и сооружений Объекта, сводная информационная модель содержит в себе полный комплект документов, увязанных с соответствующими элементами модели — тома проектной и рабочей документации, технические условия, согласования, заключения, исполнительную документацию.

КГБУ «УАДиТ» Пермского края, как заказчик имеет постоянный доступ к наглядной и интуитивно понятной объективной информации о фактическом ходе выполнения СМР, о разработке рабочей и подготовке исполнительной документации, приемке и оплате работ, а также к информации о земельных участках, подлежащих изъятию или выкупу. Вся необходимая информация собрана в едином информационном пространстве, позволяющем получить доступ как к исходным, так и к аналитическим данным в виде визуализации процессов строительства на информационной модели, отчетов или дашбордов.

Для доступа к информации в программном комплексе «S-INFO» были сформированы следующие структуры данных:

1. Структура «Проектная документация», предназначенная для обеспечения оперативного доступа к файлам проектной документации по Объекту, получившей положительное заключение экспертизы.
2. Структура «Рабочая документация», предназначенная для сопровождения ЦИМ Объекта на стадии разработки рабочей документации и выполнения СМР. Структура используется для оперативного доступа к материалам рабочей документации, а также позволяет получать актуальную информацию о процессе разработки, согласования или корректировки (выпуска изменений) томов рабочей документации.
3. Структура «Смета контракта», предназначенная для доступа к информации, содержащей сведения о видах работ по строительству Объекта, планируемых и фактических объемах и стоимостях их выполнения, а также к документам исполнительной документации. Кроме того, данная структура используется для формирования интерактивных отчетов и дашбордов о выполнении конкретных позиций сметы и для визуализации в ЦИМ Объекта информации о фактическом выполнении СМР их приемке и оплаты.\
4. Структура «Сопроводительные документы» проектной и рабочей документации, предназначенная для оперативного доступа к основным документам, хранящимся в ЦИМ Объекта в виде файлов скан-копий: исходно-разрешительных документов на строительство Объекта; исполнительной документации; актов КС-2 и справок КС-3.
5. Структура «Контрактный график», предназначенная для оперативного доступа к информации и документам, отображающим соблюдение или отклонение от запланированных сроков выполнения работ графика строительства Объекта.

Все указанные выше структуры данных и хранящиеся в них документы связаны с соответствующими трехмерными моделями конструктивных элементов Объекта, что позволяет быстро переходить от графического отображения к соответствующим ему документам или наоборот — от документов к графике.

Блок аналитических отчетов позволяет, исходя из перечня атрибутивных параметров и наличия соответствующих данных по ним в ЦИМ Объекта, формировать таблицы, графики и диаграммы.

Регулярно формируемые аналитические отчеты, которые в том числе рассылаются по электронной почте, позволяют участникам строительного процесса получать актуальную информацию о ходе реализации проекта на регулярной основе.

В заключение необходимо отметить, что практическое использование информационной

модели при выполнении строительства автомобильной дороги дает возможность объединить и структурировать большие массивы данных об объекте.

Визуализация данных и доступ к информации, собранной в информационной модели, позволяют быстро и наглядно оценить текущее состояние объекта и при необходимости также быстро получить все подтверждающие документы или сведения.

В настоящее время в рамках исполнения Постановления Правительства РФ №331 от 5 марта 2021 года КГБУ «УАДиТ» Пермского края обеспечивает ведение информационных моделей по нескольким десяткам объектов проектирования и строительства.

Специалисты КГБУ «УАДиТ» Пермского края рассматривают возможность опробирования технологии информационного моделирования и на этапе эксплуатации, поскольку данная функциональная возможность присутствует в программном комплекс «S-INFO», который используется для ведения информационных моделей.

• Дороги.Инновации в строительстве

В ПРЕДЫДУЩЕЙ СТАТЬЕ «КТО БОЛЕЕТ ЗА МЕТАЛЛ? ИЛИ КАК МОЖНО РАЗРУШИТЬ СТАЛЬНОЕ МОСТОСТРОЕНИЕ»  («ДОРОГИ. ИННОВАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ» № 111, 2023), МЫ ГОВОРИЛИ О СЕРЬЕЗНЫХ ПРОБЛЕМАХ, КОТОРЫЕ НЕИЗБЕЖНО ВОЗНИКНУТ В СЛУЧАЕ, ЕСЛИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОСТОВЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ БУДЕТ ПРИМЕНЯТЬСЯ ПРОКАТ, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ ПО ГОСТ 6713-2021 «ПРОКАТ ИЗ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ ДЛЯ МОСТОСТРОЕНИЯ».

В той статье мы подробно объяснили, что применение термомеханической обработки листового проката (контролируемой прокатки) при изготовлении мостовых металлоконструкций как на заводе, так и при их сборке на монтаже в условиях строительной площадки, создает опасность появления трещин в околошовной зоне из-за наличия в данном прокате (в особенности в толстолистовом) внутренних напряжений. Напомним, что ГОСТ 6713-2021 был введен в действие вопреки мнению мостового сообщества.

19 июля 2023 года Росавтодором под председательством и. о. начальника научно-технических исследований и информационных технологий Гончарова Г. Р. были рассмотрены итоги исследований, проведенных с металлопрокатом, изготовленным по ГОСТ 6713-2021, с целью определения возможности его применения в мостостроении.

Все профильные организации сошлись во мнении, что выполненного объема исследований недостаточно для применения в стальном мостостроении металлопроката в термомеханическом обработанном состоянии. Поэтому было решено бессрочно приостановить действие ГОСТ  6713-2021, а руководствоваться только ГОСТ Р 55374-2012.

Однако Минстрой РФ под председательством заместителя министра строительства Музыченко С. Г. на совещании 5 сентября 2023 года по вопросу применения стали согласно ГОСТ 6713-2021 принял иное решение: Признать нецелесообразным введение ограничений по применению металлопроката, выполненного в термомеханически обработанном состоянии (в том числе проката в состоянии после контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением) в СП 35.13330.2011 «СНиП 2.05.3-84 «Мосты и трубы» (далее — СП 35.13330.2011).

Признать целесообразным одновременное действие ГОСТ 6713-2021 и ГОСТ  Р  55374-2012 в целях обеспечения вариативности принятия решений заказчиком при строительстве мостовых сооружений по СП 35.13330.2011.

Есть предположение, что такое решение было принято заместителем министра в угоду АО «ОМК» по предложению АО «ЦНИИТС», ФГБОУ ВО «МАДИ» и ФГУП «ЦНИИчермет им. И. П. Бардина».

На наш взгляд, ни МАДИ, ни ЦНИИТС, однако, не обладают необходимой научно-технической базой и профессиональными кадрами, чтобы провести полноценные исследования именно свариваемости нового металлопроката, и реализованной ими «Программы квалификационных испытаний» явно недостаточно, чтобы делать заключение о его пригодности.

Следует отметить, что даже у научных руководителей этих исследований возникали проблемы по части автоматической сварки стыковых соединений под флюсом. Так, применение сварки под флюсом с повышенным тепловложением вызвало появление продольных трещин в корне шва при сварке больших толщин. Поэтому дальнейшие исследования выполнялись со сваркой на пониженной погонной энергии — в смеси защитных газов проволокой диаметром 1,2 мм. Этот факт зафиксирован в отчете МАДИ.

Мостовые заводы неоднозначно отнеслись к решению Минстроя России и, осознавая ответственность, которую они несут за состояние стальных мостов, самостоятельно приступили к исследованию свойств сварных соединений из металлопроката, изготовленного по ГОСТ 6713-2021, в частности, в состоянии термомеханической обработки. Так, заводы мостовых металлоконструкций, обладающие современными исследовательскими лабораториями, самостоятельно провели исследования сварных соединений из металлопроката, изготовленного ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» в состоянии поставки КП+УО (контролируемая прокатка с ускоренным охлаждением). По всем показателям качества соответствовала ГОСТ 6713-2021.

  Согласно требованиям п. 11.9 СТО 012-ГК «Трансстрой»-2018 были заварены контрольно-технологические пробы (КСС) из стали толщиной 12 мм марки 10ХСНД-2 (плавка № 109332, партия № 400, сертификат № 108-22177), автоматической сваркой под флюсом, стык без разделки кромок. По результатам проведенных испытаний образцов сварного соединения при температуре минус 60ºС было выявлено снижение ударной вязкости по линии сплавления основного металла с металлом шва ниже допустимых норм, указанных в СТО 012- ГК «Трансстрой»-2018 (KCU60<29 Дж/см2). В качестве эксперимента была исследована зона термического влияния (ЗТВ) металла по методике ГОСТ 6996 с шагом 1,0 мм от линии сплавления. Полученные результаты представлены в табл. 1 и на рис. 1

Изготовление металлоконструкций, как правило, представляет собой целый ряд последовательных процессов, связанных с дополнительным тепловложением. Во-первых, происходит процесс устранения внутренних дефектов в сварных швах, при котором выполняют удаление дефекта воздушно-дуговой строжкой металла с последующей заваркой дефектного участка, и этот процесс допускается проводить до двух раз. Во-вторых, после сварки выполняют термическую правку конструкции методом нагрева металла кислородным пламенем газовой горелки в зоне сварного шва.

Поэтому на заводах были также выполнены исследования состояния металла, подвергнутого воздействию кислородного пламени газовой горелки, имитирующего процесс термической правки металлоконструкций. Отбор проб от листов и прогрев образцов проводился согласно СТО 01393674-735-2006 АО «ЦНИИС».

Результаты испытания металла, подвергнутого нагреву до определенных температур и охлажденного на воздухе в закрытом помещении, приведены в табл. 2

Анализируя результаты испытаний стали 10ХСНД-2, подвергнутой нагреву до определенных температур и охлажденной на воздухе в закрытом помещении, можно сделать вывод, что после прогрева стали, изготовленной по ГОСТ 6713-2021 в состоянии поставки «контролируемая прокатка плюс ускоренное охлаждение», наблюдаются нестабильность механических свойств — снижение предела текучести на 10-15% и существенное снижение ударной вязкости (в 10 раз ниже критических значений), а также снижение вязкой составляющей структуры металла относительно состояния поставки. Критической точкой снижения механических характеристик стали марки 10ХСНД (в этом состоянии поставки) является температура 850-930ºС.

Вывод: выполненные исследования воздействия тепловложения на металл в состоянии «контролируемая прокатка плюс ускоренное охлаждение» показали снижение его механических свойств. Необходимо отметить, что исследовался металлопрокат только толщиной 12 мм, а в мостостроении применяют семь разновидностей толщин проката от 12 до 40 мм, и по каждой толщине это воздействие будет давать различные результаты.

По аналогии можно привести пример свариваемости металлопроката, производимого ранее по ТУ, который проявлял острую чувствительность к тепловложению при сварке. Эта особенность выявлялась прежде всего при заводском изготовлении металлоконструкций, несмотря на вводимые щадящие режимы сварки с пониженной погонной энергией.

По результатам исследований, выполненных на заводах мостовых металлоконструкций, видно, что при сварке металлопроката в термомеханическом исполнении на повышенной погонной энергии проволокой диаметром 5,0 мм или при локальном нагреве до температуры 850ºС и выше, происходит разупрочнение металла и существенное снижение его ударной вязкости. А это значит, что на данный период четко обозначены две проблемы в свариваемости указанного металлопроката. Во-первых, не исследовано влияние остаточных внутренних напряжений, о которых уже говорилось в статье «Кто болеет за металл? Или как можно разрушить стальное мостостроение». Во-вторых, не исследованы предельные тепловложения при заводском изготовлении сварных металлоконструкций.

Поспешность включения нового проката в нормативные документы мостостроения создает неоправданные риски при строительстве мостов.

Исследования, проведенные на заводах, показали, что действующие нормативные требования СТО-ГК «Трансстрой»-012-2018 не могут быть полностью применены для сварки мостовых металлоконструкций из проката, изготовленного по ГОСТ 6713-2021, так как происходит разупрочнение металла в зоне термического влияния (ЗТВ). В связи с тем, что новый ГОСТ 6713-2021 включен в проект последнего изменения СП 35.13330.2011, находящегося в настоящее время на утверждении в Минстрое России, требуется уже сейчас незамедлительно решать проблему. Профильные научно-исследовательские организации должны провести серьезные исследования и разработать новую технологию сварки мостовых металлоконструкций из проката по ГОСТ 6713-2021 для применения ее на заводе и на монтаже, и только после получения положительных результатов исследований новой технологии сварки металлоконструкций можно будет внести изменения в соответствующие СТО ГК «Трансстрой». Эти СТО должны быть согласованы всеми профильными организациями, причастными к строительству стальных мостов в России — в частности, ОАО «РЖД», Росавтодором , ГК «Автодор», заводами по изготовлению мостовых металлоконструкций, ведущими проектными, подрядными и научно-исследовательскими организациями. В противном случае, если данный вопрос оставить без внимания, предупреждение о «мостопаде» станет явью.

Требуется дополнить протокол №1269-ПРМ-СМ от 05.09.2023 Минстроя России о целесообразности применения ГОСТ 6713-2021 в мостостроении назначением ответственного за разрушение стальных мостов в России, ведь «у каждой проблемы есть фамилия, имя, отчество»!

127282, г. Москва, ул. Полярная, д. 33 стр. 3, пом. 6 Тел./факс: +7 (499) 476 79 72 E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. www.nic-mosty.ru

• Подземные горизонты

И. А. СИВАКОВ, к. т. н., заместитель главного инженера;
Е. В. СИМАКОВ, к. т. н., начальник отдела автоматики
(ОАО «НИПИИ «Ленметрогипротранс»)

ИНСТИТУТ «ЛЕНМЕТРОГИПРОТРАНС», АКТИВНО УЧАСТВУЯ В РАБОТЕ ПО РАЗВИТИЮ МОСКОВСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА, ОСОБОЕ ВНИМАНИЕ УДЕЛЯЕТ СОВРЕМЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ, ВКЛЮЧАЯ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРАНСПОРТНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ. НА ЭТОМ ПУТИ ЕСТЬ УСПЕХИ. ВМЕСТЕ С ТЕМ ВРЕМЯ ОБОЗНАЧИЛО И РЯД ПРОБЛЕМ, СВЯЗАННЫХ С НЕОБХОДИМОСТЬЮ ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЯ.

ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

При проектировании новых станций Московского метрополитена («Текстильщики», «Печатники») специалисты Ленметрогипротранса предложили собственные разработки по части размещения современного досмотрового оборудования.

Напомним, в Приказе Министерства транспорта РФ № 227 «Об утверждении Правил проведения досмотра, дополнительного досмотра, повторного досмотра в целях обеспечения транспортной безопасности» в ст. 13 указан перечень предметов и веществ, запрещенных или ограниченных в перемещении в зоне транспортной безопасности: огнестрельное и холодное оружие, взрывчатые вещества, опасные радиоактивные, химические и биологические агенты.

Для выявления перечисленных предметов и веществ в вестибюлях станций Московского метрополитена при проектировании предусматриваются досмотровые помещения со специальным оборудованием:

• стационарная двухпроекционная досмотровая рентгеновская установка конвейерного типа для досмотра грузов и ручной клади;
• портативный обнаружитель следов и паров взрывчатых веществ;
• портативные идентификаторы химических и биологических агентов;
• аппаратура подавления радиолиний взрывными устройствами;
• портативный металлодетектор.

По количеству входных дверей вестибюля устанавливаются стационарные арочные металлодетекторы. Для ограничения прохода пассажиров в вестибюли, минуя проход через стационарные арочные металлодетекторы, устраиваются заградительные барьеры. Для пассажиров с кардиостимуляторами, имеющих противопоказания для прохода через металлодетекторы, предусмотрена калитка с кнопкой вызова сотрудника службы безопасности метрополитена.

Мониторы автоматизированного комплекса радиационного контроля устанавливаются в вестибюле над входной группой дверей, соответствующие видеокамеры — в вестибюле на рамочных металлодетекторах. В вестибюле или в зоне досмотра размещается взрывозащитный контейнер для временного хранения взрывчатых веществ, изъятых у пассажиров. На границе контроля и сектора свободного доступа устанавливаются турникеты и кабина контроллера автоматических пропускных пунктов.

ИННОВАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОПЛАТЫ

В июне 2021 года Московским метрополитеном были разработаны актуализированные Технические требования на проектирование автома-тизированной системы оплаты проезда, в которых акцент делается на пропуск по биометрическому признаку — геометрии лица (Face Рау). Видеокамеры для распознавания физических лиц (так называемой видеоидентификации) и блок световой индикации устанавливаются в модуле расширения турникетного комплекса видеонаблюдения при проходе в двух направлениях — входа и выхода из турникета.

Оплату и автоматический контроль прохода можно осуществить посредством идентификации человека модулем видеофиксации, установленным в корпусе турникета, и списания средств со счета идентифицируемого. В этом случае деньги на счет пассажира для оплаты проезда должны поступать заранее. При их отсутствии произойдет соответствующее предупреждение и запрет на проход через турникет. Информация о пассажире хранится в базе данных на электронном носителе. Для обработки данных используется отечественное специализированное ПО.

Московский метрополитен будет обеспечивать защиту баз данных от доступа к ней любых лиц, за исключением уполномоченных федеральными органами исполнительной власти, что позволит при прохождении через турникет отслеживать подозрительных лиц, а также лиц, находящихся в розыске.

С июля 2021 года в ГУП «Московский метрополитен» проводилось тестирование данной системы. А с 15 октября 2022 года на всех станциях столичного метро, которых более чем 240, система Face Рау заработала в полном масштабе. Пока подключение пассажиров к сервису является добровольным, с сохранением возможности других способов оплаты. В перспективе же предполагается использовать систему оплаты проезда максимально без участия кассиров.

ПРОБЛЕМЫ ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЯ

К сожалению, при сегодняшней ситуации в ходе проектирования систем контроля и управления доступом в метрополитен приходится сталкиваться с рядом проблем. Они касаются, в том числе, технического исполнения поставленных задач. Например, в новых требованиях к системе контроля доступа указано, что двухфакторные считыватели бесконтактных карт с биометрическим модулем (геометрия лица) и блоком питания должны быть в едином корпусе со степенью защиты корпуса IP54, также контроллер — в корпусе со степенью защиты IP65. Решение достаточно практичное и эстетичное, особенно у точек прохода в вестибюлях и на платформе метрополитена, но, к сожалению, заложить такое оборудование сейчас в проект невозможно, так как на рынке РФ такие устройства отсутствуют. Еще одна проблема, с которой мы столкнулись при проектировании, — это отсутствие электромеханических замков российского производства с необходимыми по техническим требованиям ГУП «Московский метрополитен» характеристиками.

Проблемой также стало отсутствие охранных извещателей (педали, кнопки, вибрационные, объемники, шторы) и оповещателей (звуковые и светозвуковые), имеющих обязательный сертификат соответствия согласно постановлению Правительства РФ № 969 от 26.09.2016. Компании-изготовители отказываются проходить сертификацию, так как ее стоимость не окупается малыми объемами закупок. Решением этой проблемы могло бы быть, например, исключение данного оборудования из требований по сертификации или субсидирование предприятий-производителей на ее прохождение.

ПОДРОБНО О ПРОГРАММНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ

Есть нерешенные проблемы и с программным обеспечением. В деятельности любого проектного института задействовано множество различных видов ПО. Упрощенно все многообразие используемого софта можно разделить на несколько групп:

• системное и обслуживающее ПО, необходимое для функционирования сетей, серверов, баз данных, локальный рабочих мест и запуска прикладного программного обеспечения;
• системы автоматизированного проектирования (CAD), информационного моделирования (BIM), автоматизации инженерных расчетов (CAE);
• системы автоматизации сметных расчетов;
• системы для работы с растровой и векторной графикой, создания визуализаций архитектурного оформления;
• системы электронного документооборота, совместной работы с документами, планирования и управления деятельностью организации, кадрового и бухгалтерского учета;
• «офисное» ПО (текстовые, табличные редакторы и т. д.); ПО в области информационной безопасности.

Наиболее проблемными после ухода западных вендоров стали первые две группы программного обеспечения. Есть сложности и с пользовательскими операционными системами. Безальтернативным вариантом для проектировщиков остаются продукты компании Microsoft. Несмотря на появление и все увеличивающуюся на рынке долю отечественных операционных систем на базе Linux (Astra Linux, AlterOS, РОСА, ОС Альт, РЕД ОС), их применение непосредственно при проектировании ограничено, так как под них пока нет необходимого прикладного программного обеспечения для черчения, создания моделей, выполнения расчетов и т. д. Возможно, в перспективе нескольких лет соответствующее ПО будет перенесено с Windows на Linux-платформу, что позволит выполнить импортозамещение основного системного софта.

С системами автоматизации проектирования и информационного моделирования ситуация лучше, но с некоторыми оговорками. Есть ряд крупных отечественных разработчиков (Nanosoft, CSoft, Renga Software, АСКОН, Топоматик), выпускающих функциональные и достаточно конкурентные решения, хорошо закрывающие основные потребности проектирования, и последние два года такое ПО неплохо развивалось, подстраиваясь под задачи рынка. Однако данные продукты изначально разрабатывались и позиционировались как инструменты автоматизации для задач наземного строительства.

Проектирование подземных объектов метрополитена и тоннелей имеет свою специфику, которая достаточно сложно реализуется на любом софте, независимо от страны его происхождения. Требуют доработки и дополнительные инструменты автоматизации. Часто эта задача выполняется проектными институтами самостоятельно с учетом конкретных производственных задач. Иногда необходимые модули разрабатываются на протяжении многих лет, постепенно и итеративно наращивая новый и, отчасти, меняя основной функционал коробочного решения. В итоге такие «надстройки» плотно встраиваются во внутренние процессы проектирования. Единомоментный перенос их из одной проектирующей платформы в другую при этом зачастую или очень сложен и трудоемок, или, в некоторых случаях, вообще невозможен из-за отсутствия в новой системе необходимого базового функционала. Дополнительные ограничения накладывают также и специфические требования нормативных документов в части оформления документации, применяемые в организации библиотеки элементов для информационного моделирования и т. д. В качестве примера нужно привести несколько цифр.

На сегодняшний день институтом поддерживается собственная библиотека семейств технологического оборудования и материалов, применяемых при проектировании объектов метрополитена, насчитывающая около 1,5 тыс. наименований, и библиотека типовых строительных конструкций и узлов, содержащая порядка 400 элементов. Для каждого элемента создана геометрия с соответствующим уровнем детализации, в каждый внесены дополнительные атрибуты, необходимые для выпуска документации и строительства с учетом информационных требований заказчика. Библиотеки ведутся и пополняются с 2015 года.

Особенность таких библиотек заключается в том, что они разрабатываются с учетом специфики конкретного проектного ПО, в котором ведется работа; значительная часть их элементов — уникальное оборудование, применяемое только на объектах метрополитенах и в транспортных тоннелях, и оно практически не распространенно в других строительных областях. Из-за этого для значительной части такого оборудования не существует готовых моделей в общем доступе, как, например, в наземном строительстве жилых и общественных зданий, и необходима адаптация параметров под требования заказчика. Перенос таких библиотек с платформы на платформу — длительная и кропотливая задача, решение которой может растянуться на несколько лет.

Также нужно отметить, что разработка документации на технически сложные и уникальные объекты метрополитена занимает несколько лет и переход с одной платформы на другую в течение этого времени без срыва сроков и снижения качества выпускаемой продукции затруднен, а иногда и вовсе невозможен в силу описанных выше факторов.

К сожалению, полностью на сегодняшний день реализовать весь цикл проектирования по всем разделам документации в отечественном ПО не получается. Базовые сценарии удалось закрыть отечественными решениями, но в нашей отрасли произошел откат в уровне технологий и удобстве работы на 3-5 лет назад, который нужно наверстывать в ближайшее время.

Из систем автоматизации инженерных расчетов проблемным остается только вопрос с программным обеспечением для геотехнического направления (расчет мульды осадок и влияния на окружающую застройку, фильтрации в грунтах и водопонижения, подземных конструкций с учетом сейсмики). Отечественных продуктов для решения задач такого класса на сегодняшний день нет, да и в целом подобный софт выпускает несколько компаний во всем мире, из которых нам остался доступен один вендор.

В остальных группах большая часть используемого программного обеспечения либо изначально российского производства, либо имеются доступные полнофункциональные аналоги ушедшим с нашего рынка продуктам.

Если говорить про институт, то нам удалось оперативно перестроить часть внутренних процессов и заместить критически важное программное обеспечение на российские аналоги в тех областях производства, где это не влияло критично на качество и сроки выполнения работ. В остальном — часть ранее закупленных постоянных лицензий на иностранное ПО продолжает работать без ограничений, в связи с чем срочной замены не требуется и есть возможность дождаться, когда отечественный софт нарастит необходимый функционал, адаптировать собственные наработки под новые платформы и осуществить более плавный переход.

В целом 2023 год показал, что уход иностранных вендоров не оказал критического влияния на производственный процесс, но привел к откату назад в уровне технологий по некоторым направлениям, над преодолением которого сейчас работают как программисты института, так и непосредственно разработчики программного обеспечения.

• Подземные горизонты

МОДЕРНИЗАЦИЯ ВОСТОЧНОГО ПОЛИГОНА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ — ОДИН ИЗ КЛЮЧЕВЫХ ПРОЕКТОВ РОССИЙСКОЙ ЭКОНОМИКИ. ИЗНАЧАЛЬНЫЕ МОЩНОСТИ БАМА И ТРАНССИБА НЕ СООТВЕТСТВУЮТ РАСТУЩЕМУ ОБЪЕМУ ПЕРЕВОЗОК, ПОЭТОМУ РАЗВИТИЕ ИНФРАСТРУКТУРЫ ПОЗВОЛИТ УВЕЛИЧИТЬ ПРОПУСКНУЮ СПОСОБНОСТЬ ВАЖНЕЙШИХ МАГИСТРАЛЕЙ. В СЛЕДУЮЩЕМ ГОДУ ПЛАНИРУЕТСЯ ЗАВЕРШИТЬ УЖЕ ВТОРОЙ ЭТАП МАСШТАБНОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ, РЕЗУЛЬТАТОМ ЧЕГО СТАНЕТ РОСТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ БАМА ДО 180 МЛН Т.

Больше половины всех работ по расширению узких мест БАМа входит в зону ответственности дивизиона «Железные дороги» холдинга «Нацпроектстрой». Строителям предстоит проложить свыше 1000 км вторых путей на 109 перегонах — это почти треть всей Байкало-Амурской магистрали, — и соорудить порядка 900 мостов и водопропускных труб.

• Дороги.Инновации в строительстве

Илья ШИЛОВ, 
к. т. н., директор ООО «ЛАЗЕ»

ОБЪЕКТИВНЫЙ 3D-КОНТРОЛЬ ОБЪЕМОВ ИНЕРТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ГРУЗОВОМ ТРАНСПОРТЕ — ОДНА ИЗ КЛЮЧЕВЫХ ЗАДАЧ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ, КОТОРАЯ НЕПОСРЕДСТВЕННО ВЛИЯЕТ НА ЕГО РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ. ОТРАСЛЬ ДАЕТ ЧЕТКИЙ ЗАПРОС НА ТОЧНЫЙ И ЮРИДИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫЙ УЧЕТ КУБАТУРЫ В ПОСТАВКАХ, И ОСОБЕННО СЕЙЧАС, КОГДА НА РЫНКЕ СКЛАДЫВАЕТСЯ УСТОЙЧИВЫЙ РОСТ ЦЕН НА ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

Например, по данным Минстроя России, в 2022 году в среднем щебень подорожал на 18,1%, а песок — на 13,9%. И, по оценкам экспертов, цены продолжат свой рост, при том, что с 2020 года многие стройматериалы уже подорожали на 15-100%, а сама разница между отпускной и конечной ценой может составлять и более 200%. В условиях повышения затрат на закупки, перевозки сыпучих грузов сегодня требуется высокоточный инструментальный контроль их объемного расхода на автотранспорте.

Остается проблемой и достоверная точность учета фактического объема грузооборота как в техническом, так и коммерческом отношении реализации проектов. Применение только весового контроля с пересчетом в объемы сыпучего продукта будет всегда сопряжено с вероятностными и ошибочными результатами из-за неточных мер и пересчетных коэффициентов. И, к сожалению, негативное влияние человеческого фактора никуда не уходит. А внедряя лазерное 3D-измерение объема груза на базе системы LaseTVM, пользователь получает непрерывный мониторинг оборота сыпучих материалов в показателе точного кубического метра (не менее 98 %), бесшовный метрологический контроль ресурсов и производительности труда на своих объектах (в том числе удаленных) в едином масштабе времени и координат, в интерфейсе диспетчерского управления (на русском языке) и с визуализацией базисных бизнес-метрик, исключая из этого процесса участие персонала. То есть LaseTVM позволяет исключить манипуляции и хищения на поставках инертных материалов (недогрузы, недопоставки, скрытый объем, «двойное дно», «воздушные» и «карусельные» накладные), технические и намеренные ошибки диспетчеров (контролеров) в оценке объемов поставки на участки строительства. В эквиваленте общего результата пользователи отмечают экономический эффект в виде сокращения доли расходов в диапазоне 15-30%.

LaseTVM — система автоматического контроля изометрии и 3D-измерения объема погрузки на автотранспорте от компании «ЛАЗЕ Россия». 3D-сканирование на основе высокоточных LiDAR-сканеров (Light Detection and Ranging) давно применяется в мировой практике для решения задач машинного зрения. И в дорожном строительстве одним из инструментов цифровизации производства является лазерный 3D-контроль объема поставок для инертных материалов на грузовом автотранспорте.

Система LaseTVM давно приобрела широкое отраслевое признание и применяется сегодня повсеместно от России до ЮАР и от США до Австралии. И главное преимущество лазерных 3D-сканеров — производство прямых координатно-временных измерений всего периметра кузова с получением предельно точных и достоверных результатов. Погрешность в объеме в ±1 % на сегодня является таким эталоном, и поэтому большое значение имеет качество 3D-инструмента объективного метрологического контроля и учета объема поставок для любой изометрии кузова (в том числе с наклонным задним бортом).

LaseTVM — это гораздо больше, чем точное измерение объема. Функционал системы включает в себя ряд подзадач: пересчет в массу при заданной плотности материала и сравнение с плановыми показателями (в календаре или смене); контроль габаритной высоты и центра массы навала по кузову; оценка и расчет отклонения профиля загрузки самосвала от паспорта; учет наличия объема невыгруженного остатка (за каждый цикл перевалки); ведение локальной БД производительности с передачей ключевых метрик по транспорту на АРМ диспетчера, в том числе в виде протокола (отчета, квитанции) и выводом его на печать.

Система объединяет в себе современные алгоритмы обработки данных и программно-аппаратные средства на основе технологий высокоточного лазерного 3D-сканирования (LiDAR), инструменты предиктивной аналитики, машинного обучения и видео-распознавания ГРН. Этим обеспечивается качество измерений, автоматическая регистрация объемов инертных материалов и фиксация всех грузовых ТС на КПП (как на въезд, так и на выезд).

В России LaseTVM успешно прошла все регламенты метрологической аттестации и испытаний, по результатам которых лазерные 3D-сканеры LASE 3000D-С2-118-Н включены в национальный Госреестр СИ (ном. 79189-20). Здесь важно отметить, что и сам способ аттестован, как методика измерений объемов сыпучих материалов по результатам сканирования массива точек объекта, определяемого расчетным путем (ном. ФР.1.29.2021.40994), и поэтому сегодня система LaseTVM единственная квалифицирована (и как средство измерений, и как методика) с официальным юридическим статусом для технического и коммерческого учета объема сыпучих материалов, отгружаемых автомобильным транспортом (как на приемку, так и на отгрузку).

Конструкция лазерных 3D-сканеров предусматривает их длительную эксплуатацию в сложных погодных условиях на открытых пространствах (дождь, снег, туман, пыль/грязь, ветер, прямое солнечное излучение), в том числе в зимний период с температурой воздуха до –40 °С. Системная регистрация ГРН самосвалов, их 3D-сканирование с фотофиксацией и математическая обработка данных производятся автоматически в режиме online и без участия персонала. Программное обеспечение LaseTVM физически локализуется в составе оборудования — на инженерной станции (АРМ диспетчера). Оно не имеет ограничений в правах использования и полностью функционально, не требует обновлений, продлений или лицензий, пригодно как для автономной работы, так и для интеграции с внешним ERP-системами пользователя, в том числе с бизнес-платформой 1С.

Система LaseTVM позволяет автоматически зарегистрировать каждое ТС на КПП объекта с распознаванием ГРН, записать фото- и видеопоток при въезде и при выезде, выполнить лазерное 3D-сканирование изометрии кузова с сохранением в БД цифрового двойника самосвала (пространственная 3D-модель) и вычислением объема груза в кубических метрах. Данные замера защищены от корректировки и хранятся на физическом уровне памяти ПК. Лазерный 3D-сканер подключается на КПП на П-образной опорной раме на высоте 7 м над полосой движения, производит серию волновых импульсов по всей поверхности профиля в ИК-спектре (905 нм, безопасен для глаз) и принимает их обратно. В каждом замере формируется 3D-скан-профиль кузова, разбивается на элементарные кубы с ребром до 50 мм, которые образуют его полноразмерную объемную 3D-модель в фактических размерах. Разность 3D-скан-профилей (пустого и полного кузова самосвала) и определяет точный объем инертного груза (погрешность ±1%) Полное сканирование одного самосвала и на въезд, и на выезд за нимает не более 20 секунд.

Оборудование LaseTVM не требует регулярного технического обслуживания или периодической калибровки в течение срока службы. Межповерочный интервал для лазерного 3D-сканера LASE 3000D-C2-118-H составляет 1 год. Каждый наш пользователь может обратиться в локальную службу технической поддержки 24/7, заказать очередную поверку средства измерений, функциональную диагностику или внеплановое ТО, а также выбрать удобную программу адресного (индивидуального) сервисного сопровождения. В срочной необходимости для замены или ремонта поврежденного оборудования предусмотрены складские ЗИП-комплекты и оператив ный выезд технической службы на объект эксплуатации пользователя (территория стран-участниц ЕАЭС).

• Дороги.Инновации в строительстве

С. В. ИЛЬИН,
зам. директора департамента проектирования, технической политики и инновационных технологий ГК «Автодор»

НА ОБЪЕКТАХ ГК «АВТОДОР» С ЦЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА СТРОИТЕЛЬСТВА ДОРОГ И УВЕЛИЧЕНИЯ МЕЖРЕМОНТНЫХ СРОКОВ, А ТАКЖЕ ОПТИМИЗАЦИИ ЗАТРАТ, ПРИМЕНЯЮТСЯ ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ И ШЛАКОВ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ. НАКОПЛЕН УЖЕ МНОГОЛЕТНИЙ ОПЫТ, КОТОРЫЙ И ПРЕДСТАВЛЕН В ПРЕДЛАГАЕМОЙ ПУБЛИКАЦИИ.

Уместно начать с того, что в этом году и Госкомпания «Автодор», и все дорожники страны отмечают 85-летие федеральной дороги М-1 «Беларусь», модернизация которой уже давно является одной из ключевых задач Госкомпании. Напомним, эта автотрасса стала одной из крупнейших строек своего времени. Она начала строиться в 1936 году, и за пять лет, к 1941 году, на маршруте от Москвы до Минска было возведено, в частности, 70 мостов. В 50-х годах уже всю трассу перевели в асфальтобетон. Сейчас это дорога IА, IБ и IВ категорий протяженностью 456 км (от МКАД до границы с Республикой Беларусь), имеющая 4-8 полос движения с разрешенной скоростью до 110 км/ч на платных участках. Госкомпанией на М-1 сделано уже многое, а сейчас выполняются плановые ремонты и капремонты.

Однако прежде всего следует отметить примеры качественной работы дорожников предыдущих поколений, прежде всего, по мостовым сооружениям. Мост через реку Днепр на М-1 служит с 1949 года, причем на нем проведено всего два ремонта. Есть примеры и на подведомственной Госкомпании трассе А-107 «Московское малое кольцо», неофициально именуемой «первой бетонкой», — мосты через реку Пахру 1952 года, через канал имени Москвы 1953 года. Качество строительства, которое тогда было обеспечено, позволяет еще сегодня эксплуатировать эти сооружения и показывает пример эффективной работы. В настоящее время на этих объектах начинаются капитальные ремонты, которые будут проводиться с учетом новых технологий, применяемых ГК «Автодор».

Что же касается достижений менее отдаленных лет, то российским дорожникам можно гордиться, например, результатами работ по устройству покрытий из щебеночно-мастичного асфальтобетона. На М-4 и М-1 у Госкомпании есть участки, которые прослужили без ремонта 11 лет. На трассе «Дон» за 23 года (реконструкция участка выполнена в 2000-2001 гг.) были произведены только две замены слоя износа из ЩМА. При официальном повышении межремонтных сроков этот опыт вызывает значительный интерес в дорожном сообществе, и Госкомпания надеется, что и на недавних ее объектах время подтвердит качество выполненных работ не менее позитивными результатами. Речь идет, прежде всего, о масштабном новом строительстве: М-12 «Восток» (Москва — Казань), М-11 «Нева» (Москва — СанктПетербург), М-4 «Дон» (обход Аксая).

Отдельно следует отметить, что на этих объектах предъявлялись повышенные требования к продольной ровности. На М-12 компания «ВАД» показала, пожалуй, наилучший за все время наблюдений результат — ровность 0,6-0,7, учитывая то, что в Госкомпании приемочный показатель — 1,4. Вывод: в России научились качественно строить нежесткие дорожные одежды, и при этом очевидно, что именно продольная ровность — конечно же, при надежности конструкции дорожной одежды в целом — позволит ГК «Автодор» рассчитывать на повышенные межремонтные сроки. Сейчас они в Госкомпании составляют 24 года, но планируется рассчитывать их и на больший срок.

В частности, с коэффициентом сцепления по соблюдению нормативов нет никаких проблем. Все асфальтобетоны, которые сейчас применяются на объектах Госкомпании, изготавливаются по объемно-функциональному методу.

На основании анализа 1 тыс. км автомобильных дорог М-1, М-3, М-4, М-11по слоям износа (ЩМА) сделаны следующие выводы:

• средний показатель фактического межремонтного срока составляет 6 лет при нормативном, согласно национальному стандарту, в 4 года;
• по II дорожно-климатической зоне наиболее высокие межремонтные сроки обеспечиваются за счет умеренно-континентального климата;
• межремонтные сроки по капитальному ремонту при проектных 12-18 годах достигают 20-23 лет и более;
• ключевые решения, влияющие на долговечность: устройство укрепленных слоев оснований, применение шлаков, повышенные требования к асфальтобетонам по устойчивости к образованию пластических деформаций во всех конструктивных слоях, повышенные требования по устойчивости битумных вяжущих к старению.

На всех данных участках устроено покрытие из ЩМА. При этом о некоторых выявленных зависимостях хотелось бы рассказать подробнее.

Первое: наиболее долговечные дороги находятся во II дорожно-климатической зоне, поскольку климат в ней достаточно умеренный, без резких температурных перепадов. Более сложная ситуация в III ДКЗ на участках от Москвы до Воронежа. В южной IV зоне пластические деформации при высокой температуре также вносят серьезный вклад в снижение безремонтных сроков.

Второе условие — это обязательное укрепление слоев оснований. Там, где применяется ЩПС со щебнем, не укрепленным заклинкой, по всем конструктивам необходимость ремонта возникает гораздо быстрее. Применяя же новые технологии, по капремонту при расчетных нормативах в 12-18 лет (с учетом дорожно-климатических зон), Госкомпания сейчас, даже при рассчитанных на 12 лет конструктивах, выходит на межремонтные сроки в 20-23 года на тех дорогах, которые строились еще по предыдущим нормам.

Что касается направлений дальнейшей работы, то, в частности, ГК «Автодор» продолжает продвигать тему ремонта цементобетонного покрытия. Первый подобный опыт был получен на М-4 «Дон» на участке км 52 — км 72, построенном в 2011 году. В 2018-м Госкомпания предложила отфрезеровать верхний слой цементобетона в 3,5 см и перекрыть его асфальтобетоном. Первый участок ремонта отслужил четыре года. В 2022 году отфрезеровали и уложили уже второй слой износа. В результате проверена на практике эффективная технология эксплуатации цементобетонных дорог, при которой легко меняется асфальтобетонное покрытие. Такое решение можно реализовать даже при начале строительства, заранее заложив его в проект. В цементобетоне на участке М-4 были сохранены правая и левая полосы, и глубина колеи на них достигла 12 мм за 12 (!) лет. В итоге по ровности соблюдается норматив в 2,6 м/км по ГОСТ 33388 для данного скоростного режима. Поэтому очевидно преимущество только замены слоев износа, когда несущие основания из цементобетона являются практически вечными. В данном случае имеется только одно особое требование — это высококачественный подбор асфальтобетона, прежде всего, по пластическим деформациям.

Отдельно надо сказать о стабилизации и укреплении грунтов. На 4-м этапе М-12 объемы соответствующих работ были сравнительно небольшими, но там удалось отработать применение ряда добавок, включая комплексное минеральное вяжущее, а на 6-м этапе в самых сложных условиях применялись полифилизаторы. Полученный опыт показывает, что каждый подобный материал имеет определенные преимущества — и технологические, и прочностные, однако взаимодействие с грунтами может быть разным. Но нельзя утверждать, что та или иная добавка будет хорошо работать в любых условиях.

Далее, на дороге Дюртюли — Ачит, объем работ по стабилизации грунта значительно вырос по всем трем участкам Госкомпании. Применяли преимущественно известь и цемент. На участке, который строит компания «Автобан», используется еще и полимерная добавка. В целом же Госкомпанией «Автодор» на сегодняшний день реализуется концепция максимального применения минеральных вяжущих.

Есть у Госкомпании опыт и по применению шлаков черной металлургии. Практика показывает, что это хорошая альтернатива укреплению оснований минеральными и комплексными вяжущими. На трех этапах ЦКАД основания полностью устраивались из шлаков. На М-12 применяли шлаки на участках 1-го этапа, а на 4-м и 6-м полностью сделано шлаковое основание. Что следует отметить: во-первых, применение шлаков — это гарантированное обеспечение модуля упругости, с которым существует проблема при использовании природных материалов. Во-вторых, это технологичность устройства оснований, а самое главное — экономичность, которую высоко оценили, в частности, в «Автобане».

У Госкомпании есть проверенные показатели и по модулю упругости, и по разбросу коэффициента вариации по прочности, который для шлака достигает порядка 8-10%, а для природных материалов — 17%. Это свидетельствует об эффекте укрепления оснований и о том, что нормативная ровность будет обеспечена. Необходимо, однако, отметить, что существующие в РФ нормативы, а именно СП 34 и ПНСТ 542, не учитывают эффективности применения шлаков черной металлургии, ограничивая марочность шлаковых щебней и расчетные показатели при конструировании дорожных одежд.

Развивая эту тему, ГК «Автодор» совместно с МАДИ, СибАДИ и Донским ГТУ провела НИОКР, соответственно, в трех разных лабораториях. Укрепляли доменные и конвертерные шлаки и цементами, и комплексными вяжущими, и еще раз получили подтверждение, что их укрепление дает дополнительный эффект по наращиванию прочности, по устойчивости к трещинообразованию и, самое главное, по экономии затрат, так как существенное уменьшение расхода цемента снижает стоимость материала для устройства оснований. Госкомпания готова поделиться данным опытом, чтобы все дорожники использовали и развивали данную технологию.

Однако следует отметить, что некоторые проблемы в части дорожного конструктива еще остаются нерешенными. Так, например, наблюдается интенсивное шелушение бетона уже на второй год эксплуатации, шелушение крышек между парапетными ограждениями.

Сегодня Госкомпания вместе с «Автобаном» отрабатывает ряд технических решений по их восстановлению. Для разных условий это могут быть ремонтные смеси на цементной, эпоксидной, полиуретановой основе, грунтовка и краска на эпоксидной основе, гидрофобизаторы. Также рассматривается применение полимерных накладок и плит перекрытия с целью повышения долговечности ограждений и понижения их стоимости.

Несмотря на успешность некоторых шагов, направленных на исправление ситуации, проблему нужно решать кардинально – дорабатывать существующие стандарты. В частности, необходима разработка дополнительных методов испытаний бетона (в части учета режимов термообработки, воздействия агрессивной среды и т. д.).

• Дороги.Инновации в строительстве

Ш. Н. ВАЛИЕВ,
к. т. н., профессор кафедры «Мосты, тоннели и СК» МАДИ, генеральный директор ООО «МИП «НИЦ Мостов и Сооружений» МАДИ;

И. Г. ОВЧИННИКОВ,
д. т. н., профессор базовой кафедры «АО Мостострой-11» Тюменского индустриального университета (ТИУ), профессор кафедры «Автомобильные дороги и мосты» Пермского национального исследовательского политехнического университета» (ПНИПУ)

ПРЕОБЛАДАЮЩИЕ НА СЕГОДНЯШНИЙ ДЕНЬ МОСТОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ С АСФАЛЬТОБЕТОННЫМ ПОКРЫТИЕМ, К  СОЖАЛЕНИЮ, ВЫЗЫВАЮТ ОЧЕНЬ МНОГО ВОПРОСОВ. ТРАДИЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ ПО УСТРОЙСТВУ ЕЗДОВОГО ПОЛОТНА НЕ ПОЛНОСТЬЮ УДОВЛЕТВОРЯЮТ ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ ТРЕБОВАНИЯМ. ПОЭТОМУ НЕОБХОДИМО ДАЛЬНЕЙШЕЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ И МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ УСТРОЙСТВЕ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ ЕЗДОВОГО ПОЛОТНА НА МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЯХ. В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОМ СООБЩЕСТВЕ ДОВОЛЬНО ЧАСТО ОБСУЖДАЕТСЯ ВОПРОС ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЦЕМЕНТОБЕТОНА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ НА МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЯХ. ИССЛЕДОВАНИЯ В ЭТОМ НАПРАВЛЕНИИ ПРОВОДЯТСЯ В МАДИ.

ПРОБЛЕМЫ И ПРИМЕРЫ

Технико-эксплуатационные качества мостовых сооружений на автомобильных дорогах регламентируются современными нормативными документами и должны обеспечивать комфортность и безопасность всех участников движения. Однако выполнение приводимых в нормах требований достаточно часто оказывается невозможным, в том числе, по установленным нормативным межремонтным срокам. Основной причиной этого является несовершенство конструкции одежды ездового полотна из асфальтобетонных смесей, которая в основном применяется при строительстве и ремонте мостовых сооружений.

Так, согласно результатам экспертизы дорожной конструкции и системы водоотвода на правом путепроводе, расположенном на км 53+800 автомобильной дороги М-7 «Волга» в Московской области, через год после ремонта мостового полотна на покрытии проезжей части возникли повреждения (рис. 1а) и перестала работать дренажная система водоотведения, что в дальнейшем существенно повлияет на состояние нижележащих конструкций сооружения и приведет к сокращению их срока службы. Аналогичные проблемы возникли и в покрытии проезжей части моста через бухту Золотой Рог во Владивостоке. Через три года после сдачи объекта в эксплуатацию начало происходить разрушение покрытия, верхний слой которого был устроен из щебеночно-мастичного асфальтобетона (рис. 1б).

В настоящее время планируется выполнение капитального ремонта дорожной одежды на данном мосту, и проектная организация обратилась в МАДИ, с предложением разработать специальные технические условия по проектированию новой конструкции дорожной одежды и технологии ее устройства на этом мостовом сооружении с учетом соблюдения нормативных требований и межремонтных сроков.

Результаты обследований мостового полотна в различных регионах РФ, выполненные специалистами МАДИ, показывают, что на многих автодорожных мостах с железобетонной и металлической ортотропной плитой проезжей части с дорожной одеждой из асфальтобетона не обеспечивается нормативная долговечность. Положение усугубляется тем, что кроме экстремальных воздействий подвижного состава, имеют место климатические и агрессивные воздействия, особенно в осенне-зимний период при борьбе с гололёдом песчано-солевыми растворами. Все это приводит к разрушению и необходимости переустройства дорожной одежды через 3-5 лет, а то и раньше, в то время как в европейских странах такие покрытия служат при соответствующем содержании до 1520 лет. Следует отметить, что в РФ также имеется опыт устройства дорожной одежды на мостовых сооружениях со сроком эксплуатации 15 и более лет.

В настоящее время дорожная одежда на мостовых сооружениях устраивается в основном из асфальтобетонных смесей, которые используются при устройстве покрытий и на автомобильных дорогах. Попытки применения щебеночно-мастичного асфальтобетона на мостах, к сожалению, оказались неудачными.

Дело в том, что условия эксплуатации асфальтобетонного покрытия на мостовых сооружениях значительно отличаются от условий их работы на автомобильных дорогах. Поэтому требуется разработка особых конструкций дорожных одежд с применением асфальтобетонных или цементобетонных смесей, которые могли бы соответствовать условиям работы на мостовых сооружениях.

Если рассматривать вариант устройства цементобетонных дорожных одежд на мостах, то имеется достаточно много примеров их успешного применения при строительстве и эксплуатации мостовых сооружений в различных природно-климатических условиях РФ. Например, специалисты МАДИ проводили обследование двух мостов на а/д Р-504 «Колыма» через р. Куланда км 480+942 и через р. Сегенях, км 579+409, конструкции проезжей части на которых выполнены из бетона и сталефибробетона. С 2015 года дорожная одежда на этих мостах находится в отличном состоянии, хотя в целом трасса, на которой они расположены, выдерживает очень высокие нагрузки, прежде всего, из-за движения тяжелого транспорта (рис. 2). Следует отметить, что на всех мостах дороги Р-504 «Колыма» покрытие выполнено из цементобетона. Другой пример — мост постройки 1972 года через реку Оку в Рязани. По данным диагностики 2017 года, проезжая часть моста, выполненная из гидрофобного бетона, и через 45 лет оставалась в пригодном для эксплуатации состоянии (рис. 3). Конечно, после такого долгого срока службы на покрытии сооружения были выявлены повреждения, которые, однако, можно устранить с использованием инновационных безусадочных ремонтных материалов.

Дорожная одежда на проезжей части автодорожных мостов должна соответствовать следующим требованиям:

• иметь достаточное сопротивление износу;
• быть устойчивой к воздействию нефтепродуктов, воды и минеральных солей;
• иметь слабую восприимчивость к воздействию погодных условий;
• иметь способность деформироваться, сохраняя структуру;
• обеспечивать сопротивление скольжению;
• обладать необходимой жесткостью, ровностью и устойчивостью к старению;
• надежно защищать и изолировать нижележащие конструкции.

Из-за различных требований к конструктивным слоям одежды ездового полотна на мостах в настоящее время эффективным считается разделение выполняемых функций между этими конструктивными слоями. При этом все конструктивные слои имеют различные физико-механические свойства, которые малосовместимы с бетоном и металлом. Например, величина коэффициента линейного температурного расширения металла ортотропной плиты проезжей части пролетного строения имеет намного большее значение, чем у слоя гидроизоляции и асфальтобетона. Поэтому возникающие неравномерные сдвиговые температурные напряжения приводят к ослаблению сцепления между различными конструктивными слоями и к их постепенному разрушению. Так, в июле 2021 года на эстакаде в Москве на Ленинском проспекте в условиях аномальной жары возникли повреждения на асфальтобетонном покрытии (колея, наплывы), затрудняющие проезд транспорта (рис. 4).

В подобных случаях более надежным решением представляется устройство дорожной одежды из цементобетона. Слой дорожной одежды из цементобетона распределяет нагрузку на большую площадь по сравнению с дорожной одеждой из асфальтобетона, он имеет одинаковый или близкий коэффициент линейного температурного расширения с железобетонной или металлической плитой проезжей части мостового сооружения.

Преимущества применения цементобетона на проезжей части мостовых сооружений:

• отсутствие деформаций при эксплуатации и воздействии погодных условий;
• высокая светоотражающая способность, т. е. более безопасная езда;
• долговечность (30 лет и больше);
• снижение стоимости (более 35% в течение 30-50 летного жизненного цикла).

Согласно СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы» (п. 5.66) при применении цементобетона для устройства дорожной одежды на проезжей части ее толщину принимают не менее 120 мм, причем используется бетон с водоцементным отношением не выше 0,42, классом по прочности на сжатие не ниже В30, маркой по водонепроницаемости не ниже W8 и маркой по морозостойкости F300 при испытаниях в хлористых солях. На пролетных строениях мостовых сооружений дорог IV, V категорий допускается в качестве дорожной одежды применять сборные железобетонные плиты толщиной не менее 120 мм поверх цементно-песчаной смеси (1:1) толщиной не менее 50 мм, уложенной непосредственно на гидроизоляцию. Стыки между плитами должны быть герметизированы битумнополимерной мастикой (Изменение № 1).

К сожалению, эти нормируемые параметры приведены без достаточного обоснования и требуют проведения дополнительных исследований и испытаний.

На автомобильных дорогах с цементобетонным покрытием (например, на участке 55-70 км автомагистрали М-4 «Дон») на мостовых сооружениях уложен асфальтобетон. При этом наблюдается отличие в цвете покрытий. При скорости 130 км/ч это само по себе может отрицательно влиять на безопасность движения, так как способствует негативному восприятию водителем условий движения. К сожалению, на такие нюансы мало кто обращает внимание.

Также отметим, что к настоящему времени уже доказано, что на мостовых сооружениях при устройстве пере

В настоящее время в МАДИ проводятся научные исследования с целью доказать, что устройство цементобетонной дорожной одежды на проезжей части мостов может быть более эффективным по сравнению с дорожной одеждой из асфальтобетона. Совместно с проектировщиками и производителями материалов планируется разрабатывать специальные составы для устройства цементобетонных дорожных одежд на мостовых сооружениях. В МАДИ имеются современные профессиональные стенды для проведения необходимых испытаний (рис. 5), выполнены предварительные расчеты по сравнению поведения асфальтобетонных и цементобетонных дорожных одежд на мостовых сооружениях.

При этом было установлено, что при использовании цементобетона для устройства дорожной одежды на мостах можно значительно сэкономить в материалах несущих конструкций мостовых сооружений за счет включения дорожной одежды в работу пролетного строения.

• Дороги.Инновации в строительстве

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ «БЕЗОПАСНЫЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ ДОРОГИ» РЕАЛИЗУЕТСЯ С 2019 ГОДА, И СЕЙЧАС ЕГО МЕРОПРИЯТИЯ ВЫПОЛНЯЮТСЯ В 84 РЕГИОНАХ РФ. ОН ОКАЗЫВАЕТ БОЛЬШОЕ ВЛИЯНИЕ НА ТРАНСПОРТНУЮ ИНФРАСТРУКТУРУ В РОССИИ: СТРОЯТСЯ НОВЫЕ СОВРЕМЕННЫЕ МАГИСТРАЛИ, МОСТЫ И ПУТЕПРОВОДЫ, ПОВЫШАЕТСЯ СОХРАННОСТЬ ДОРОГ. В СООТВЕТСТВИИ С ПАСПОРТОМ НАЦПРОЕКТА ОДНИМ ИЗ ВАЖНЕЙШИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЯВЛЯЕТСЯ ПРИВЕДЕНИЕ В НОРМАТИВНОЕ СОСТОЯНИЕ БОЛЕЕ 57, ТЫС. ПОГ. М ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ РЕГИОНАЛЬНОГО ИЛИ МЕЖМУНИЦИПАЛЬНОГО И МЕСТНОГО ЗНАЧЕНИЯ К КОНЦУ 2023 ГОДА, А К 2030 ГОДУ — 290 ТЫС. ПОГ. М.

По данным СОУ «Эталон», общее количество мостовых сооружений, расположенных на сети автомобильных дорог регионального или межмуниципального значения — более 30 тыс. (1,3 млн пог. м), из них в неудовлетворительном, предаварийном и аварийном состоянии — около 30%. Причем большее количество сооружений — малые и средние мосты. Малые — это объекты полной длиной по задним граням шкафных стенок устоев до 25 м (43%), переходные плиты в длине не учитываются, средние — от 25 м до 100 м (49%).

Перспективный срок службы при проектировании дорог составляет 20 лет. Срок службы конструкций мостовых сооружений — до 100 лет, несущих конструкций мостового сооружения после реконструкции — не менее 25 лет. Продолжительность выполнения проектно-изыскательских работ составляет 1–2 года, такое же время строится запроектированный объект. Поэтому при проектировании следует назначать такие параметры объектов, которые не придется несколько раз менять при последующей эксплуатации.

Срок безаварийной службы мостового сооружения в значительной мере определен правильно рассчитанным отверстием моста — расстоянием в свету между крайними опорами. Гидравлический расчет малых мостов сводится к определению отверстия, соответствующего расчетному расходу, который должен пропустить мост, и условиям протекания воды под мостом.

Для регулирования водного потока на подходе к мосту и выходе из него с целью предохранения грунта насыпи у опор и берегов от значительного размыва при увеличении скорости потока выполняют укрепление конуса и устраивают регуляционные сооружения в виде струенаправляющих дамб и траверс.

Немало примеров, когда из-за давления значительных затрат на сооружение мостового перехода принимается решение понизить требования к размеру необходимого отверстия. Это приводит к размывам устоев, насыпи, обрушению пролета и остановке движения по дороге. Экономия при строительстве оборачивается непредвиденными затратами. Особенно нередки случаи, когда отверстие моста занижается на дорогах третьей и четвертой категории, в итоге ремонт таких сооружений и, вместе с ними, дорог становится непрерывным от паводка до паводка.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ТИПОВОГО МОСТОСТРОЕНИЯ

В свое время развитию индустрии мостостроения способствовала разработка типовых проектов по конструкциям опор, пролетных строений и других решений для малых и средних мостов. Прежде всего, сюда относятся конструкции сборных железобетонных балок. Были разработаны проекты сопряжения автодорожных мостов с насыпью, мостового полотна, деформационных швов и т. д. В 50-е годы произошел переход на индустриальные способы строительства с использованием быстровозводимых сборных железобетонных и бетонных конструкций. В 1957 году были утверждены «Типовые проекты сооружений на автомобильных дорогах. Выпуск 56 Пролетные строения железобетонные сборные с каркасной арматурой периодического профиля. Пролетами в свету 7,5; 10; 12,5; 15 и 20 м», разработанные Союздорпроектом.

В 1988 году утвердили типовой проект серии 3.503.181 «Пролетные строения сборные железобетонные длиной 12, 15, 18, 21, 24 и 33 м из балок двутаврового сечения с предварительно напрягаемой арматурой для мостов и путепроводов, расположенных на автомобильных дорогах общего пользования, на улицах и дорогах в городах». Он получил широкое распространение. Несмотря на сложность опалубочной формы блоков главных балок, их по всей стране изготавливали не только заводы мостовых железобетонных конструкций, но и многие мостоотряды, а также заводы, не специализирующиеся на производстве мостовых конструкций.

В 1991 году были внесены изменения в СНиП 2.05.0384 «Мосты и трубы». В 1994 году доработан типовой проект Серии 3.503.1-81, однако государственное финансирование на него не было выделено. Изготовление балок по типовому проекту 3.503.1-81 было важной частью производственной программы ведущих заводов ж/б конструкций (Дмитровский, Подпорожский, Батайский, Нижегородский и Красноярский), поэтому они были заинтересованы в переработке типового проекта. Но порядка разработки и утверждения типовых проектов в РФ на тот момент не существовало, и доработанный проект утвердило только АО «Корпорация Трансстрой». Помимо типового проекта Серии 3.503.1-81, были разработаны и другие технические решения для сборных железобетонных пролетных строений. Например, типовой проект балок каплевидной формы с предварительно напрягаемой арматурой и постоянным сечением по длине балки при расстоянии между осями балок до 2,4 м. Применялись пролетные строения из сводчатых железобетонных плит длиной 12 и 18 м и др.

С 1 января 2008 года ввели в действие ГОСТ Р 527482007 «Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения». В нем увеличен класс временной нагрузки на мосты с А11 до А14 и внесены изменения в правила загружения пролетных строений временной нагрузкой. С его введением в действие все типовые проекты перестали соответствовать действующим требованиям. По заказам заводов и некоторых строительных организаций Союздорпроект произвел пересчет балок по типовому проекту Серия 3.503.1-81. Форма поперечного сечения осталась без изменений, был уменьшен шаг балок в поперечном направлении до 2 м.

В 2011 году выпущен СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*», внесший дополнительные требования к морозостойкости бетона, размеру элементов, минимальному защитному слою бетона.

Союздорпроект, как автор предыдущих типовых проектов пролетных строений, разработал 14ГК/08-ИС «Железобетонные многофункциональные балки двутаврового сечения а/д пролетного строения длиной от 11,9 до 33 м под нагрузку класса А14 и Н14 (А14+НК-102,8)». На данную конструкцию в 2009 году оформлен патент на полезную модель «Преднапряженная балка автодорожного моста». Опалубочные очертания балок по нему были изменены. В частности, увеличилась толщина стенок балок в пролете до 180 мм, а в надопорных зонах — до 360 мм. Таким образом, была повышена несущая способность надопорных зон. Увеличился шаг балок до 2,35 м. Новое решение улучшило прочностные характеристики балок и их технико-экономические показатели. Без изменения сохранились конструктивные решения стыка плит блоков главных балок и необходимость выполнения выравнивающего слоя.

На базе балок, переработанных под нагрузку А14, Н14 и разработанных Союздорпроектом, запроектировано и построено большое количество модификаций:

• балка с недобетонированной по высоте плитой с последующим устройством монолитной плиты проезда; решение повышает срок службы пролетного строения и позволяет сооружать эстакады на кривых и S-образных участках дороги без болезненного узла объединения сборного и монолитного бетона;
• балка без плиты с устройством плечиков для установки несъемной опалубки под устройство плиты проезда; такие балки, кроме прочего, удобны в перевозке; балки, которые объединяются в температурно-неразрезную цепь;
• балки, которые объединяются с ригелем в рамную конструкцию;
• балки, выполненные в упрощенной опалубке, отличной от решения Союздорпроекта (но они уступают по расходу бетона);
• практика применения Мостотрестом самоуплотняющегося бетона при изготовлении главных балок, фибробетона при изготовлении несъемной опалубки.

ТИПОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

Типовые проекты на конструкции мостовых сооружений условно состоят из следующих разделов:

• «Материалы для проектирования, требования по конструкционным материалам разных температурных зон эксплуатации и расчетные параметры. Компоновка многопролетного сооружения, допустимые углы пересечения. Компоновка поперечного сечения пролетного строения с разными габаритами проезда»;
• «Сборные балки пролетного строения различных длин, рабочие чертежи. Участки монолитные. Закладные детали. Сводные ведомости потребности в материалах»;
• «Конструкции сопряжения, сборные ж/б элементы»;
• «Конструкции опор, ростверки, стойки, ригели»;
• «Конструкция мостового полотна, водоотвод».

Помимо описанных балок пролетного строения, отдельные конструкции зачастую используются применительно к типовым проектам:

• Серия 3.500.1-1.93 — сваи забивные железобетонные цельные сплошного квадратного сечения для опор мостов;
• Серия 3.503.1-81 в части обустройства мостового полотна;
• Серия 3.503.1-96 — cопряжение автодорожных мостов и путепроводов с насыпью;
•  
  Серия 3.501.1-165 — пешеходные мосты через железные дороги;
•  
  Серия 3.501.1-56 — укрепление русел, конусов и откосов насыпи у малых и средних мостов и водопропускных труб.

Как правило, при строительстве значительного участка дороги с устройством мостов и путепроводов выбирается общее инженерное решение для однотипных мостовых сооружений. Для вспомогательных устройств — перил и водоотводных лотков — широко применяется углепластик. Для фасадных карнизных элементов — стеклофибробетон. 

Мостовая индустрия развивается, решает сложные технологические и транспортные задачи. Стали широко использоваться покрытия из литого и щебеночно-мастичного асфальтобетона, что увеличивает межремонтные сроки, улучшает условия проезда. Барьерное ограждение высокой энергоемкости с цинковым покрытием изготавливается на многих заводах в регионах. Повысилось качество отечественных опорных частей и деформационных швов. 

Вместе с тем проектирование мостового перехода не означает сложить наработанные решения вместе. Каждый новый объект требует глубоких знаний и творческого подхода к задаче для учета всех исходных данных, изысканий и обследований, требований ГОСТов и СП при обосновании принятых решений. Необходимо учитывать особенности региона, в котором будет проходить строительство объекта, для определения материала основных конструкций и способа монтажа.

Металлические пролетные строения для малых и средних мостов допустимы в северных районах с коротким периодом положительных температур, так как значительно уступают в стоимости строительства.

Для сталежелезобетонных пролетных строений обоснованный интервал их длин составляет от 42 до 84 м в неразрезном исполнении. По стоимости такие конструкции находятся между сборными и металлическими балками. Современные решения по сборным балкам используют принципы сталежелезобетонного пролетного строения с устройством монолитной плиты проезда на всю ширину пролетных строений и отсутствием выравнивающего слоя бетона.

Срок службы деревянных мостовых сооружений составляет в зоне переменной влажности 5 лет, с защитой конструкций от биологического воздействия — 35 лет, для клееной древесины — 50 лет.

Для деревянных мостов следует предусматривать специальные меры по защите древесины от гниения, в отдельных случаях — от возгорания. Автодорожные деревожелезобетонные и деревометалложелезобетонные пролетные строения с клееными несущими балками и железобетонной плитой проезжей части, включенной в работу на общее действие постоянной и временных нагрузок с использованием стальных гибких упоров, нагелей, винтов или глухарей, рекомендуются к применению при пролетах до 21 м.

Деревянные и деревожелезобетонные пролетные строения не получили широкого распространения ввиду ограниченного количества производителей клееной древесины. Из всех известных примеров реализованных деревянных мостов — пешеходные мостовые переходы арочной конструкции через МКАД.

НОРМАТИВНО-ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА ТИПОВЫХ МОСТОВ 

Строительство и реконструкция мостового сооружения предполагает получение положительного заключения государственной экспертизы с необходимой разработкой разделов проектной документации в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 16.02.2008 № 87

Согласно части 3.5 статьи 41 ГК РФ при строительстве, реконструкции линейного объекта требуется подготовка документации по планировке территории в целях размещения объекта капитального строительства с последующим оформлением прав на земельные участки, ввиду чего срок разработки проектной документации увеличивается, однако отвод земельных участков под сооружение — обязательная и необходимая мера.

В соответствии с частью 12.2 статьи 48 ГрК РФ в случае проведения капитального ремонта объектов капитального строительства осуществляется подготовка соответствующей сметы. Застройщик по собственной инициативе вправе обеспечить подготовку иных разделов проектной документации, а также подготовку проектной документации при проведении капремонта сооружений.

В соответствии с частью 1 статьи 48.2 ГрК РФ (в редакции Федерального закона № 275-ФЗ) проектная документация, получившая положительное заключение государственной экспертизы и использованная при строительстве, реконструкции объекта капитального строительства, в отношении которого получено разрешение о его вводе в эксплуатацию, может быть признана типовой проектной документацией в порядке, установленном Правительством РФ.

Частью 2 статьи 48.2 ГрК РФ установлено, что сведения о типовой проектной документации включаются в единый государственный реестр заключений экспертизы проектной документации объектов капитального строительства (ГИС ЕГРЗ) уполномоченным Правительством РФ федеральным органом исполнительной власти.

В соответствии с пунктом 5 раздела II Правил использования типовой проектной документации федеральные органы исполнительной власти, органы исполнительной власти субъекта РФ, местного самоуправления со дня включения сведений о ней в ГИС ЕГРЗ обязаны использовать типовую проектную документацию, подготовленную применительно к объекту капитального строительства, аналогичному по назначению, проектной мощности, природным и иным условиям территории, на которой планируется осуществлять строительство. В соответствии с пунктами 2, 3 и 4 раздела I Правил использования типовой проектной документации, утвержденных постановлением Правительства РФ от 01.03.2022 № 278, при осуществлении архитектурностроительного проектирования, строительства, реконструкции объекта капитального строительства застройщик, технический заказчик, лицо, обеспечившее выполнение инженерных изысканий и (или) подготовку проектной документации в случаях, предусмотренных частями 1.1 и 1.2 статьи 48 ГрК РФ, вправе использовать типовую проектную документацию, подготовленную применительно к объекту капитального строительства, аналогичному по назначению, проектной мощности, природным и иным условиям территории, на которой планируется осуществлять строительство, реконструкцию. В задании на проектирование указываются реквизиты решения о признании проектной документации типовой проектной документацией, в соответствии с которой планируется осуществить такие строительство, реконструкцию объекта капитального строительства. Помимо этого, в соответствии с приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 02.03.2022 № 135/пр утверждены критерии, на основании которых устанавливается аналогичность проектируемого объекта капитального строительства и объекта капитального строительства, применительно к которому подготовлена проектная документация, в отношении которой принято решение о применении типовой проектной документации:

1. Назначение проектируемого объекта капитального строительства соответствует назначению объекта капитального строительства, применительно к которому подготовлена проектная документация, в отношении которой принято решение о признании проектной документации типовой проектной документацией.
2. Мощность проектируемого объекта соответствует мощности объекта капитального строительства (допустимое отклонение значения составляет не более 10%).
3. Площадь и (или) протяженность проектируемого объекта соответствует площади и (или) протяженности объекта капитального строительства (допустимое отклонение значения составляет не более 10%).
4. Природные условия территории, на которой планируется осуществлять строительство проектируемого объекта, соответствуют природным условиям территории, на которой расположен объект капитального строительства.  

ВЫВОДЫ

Использование типовой проектной документации несомненно будет способствовать сокращению срока и улучшению качества проектирования малых и средних мостовых сооружений, однако это не исключает необходимости проведения инженерных изысканий и обследований сооружений в соответствии с нормативными требованиями. В случае проведения капитального ремонта технический заказчик вправе обеспечить подготовку только разделов проектной документации, обеспечивающих обоснование объемов работ, и при использовании типовой проектной документации максимально сократить срок проектирования.

При этом прошедшие государственную экспертизу и реализованные проекты повторно применяемы в аналогичных условиях и позволяют заказчику широко использовать опыт строительства и проектирования в регионе. Для доступности наработанной базы технических решений необходимо создание Реестра технических решений на базе архивов заказчиков, а также решений заводов-изготовителей с обеспечением доступа к нему заинтересованных организаций и специалистов, что, безусловно, повысит качество проектных работ, уменьшит сроки проектирования и облегчит защиту в экспертизе.

При этом необходимо в задании на проектирование указывать предпочтительное конструктивное решение и способ производства работ: класс временной нагрузки, максимальную грузоподъемность оборудования, дальность возки и конструкционный материал мостового сооружения, использование местных материалов и трудовых ресурсов.

По материалам пресс-службы ФАУ «РОСДОРНИИ»

• Дороги.Инновации в строительстве

• Дороги.Инновации в строительстве

ПЕРВЫЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОСИНТЕТИКОВ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ РОССИИ ОТНОСИТСЯ ЕЩЕ К 70-М ГОДАМ ПРОШЛОГО ВЕКА. ТОГДА ЖЕ ПОЯВИЛАСЬ И ОТЕЧЕСТВЕННАЯ ПРОДУКЦИЯ. ВМЕСТЕ С ТЕМ В 90-Х НАЧАЛСЯ НОВЫЙ ВИТОК РАЗВИТИЯ ТАКИХ ТЕХНОЛОГИЙ. ТОГДА ШИРОКОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ НА РОССИЙСКОМ РЫНКЕ ПОЛУЧИЛИ ЗАПАДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. ОДНАКО С ТЕХ ПОР МНОГОЕ ИЗМЕНИЛОСЬ. А ЧТО ПРОИСХОДИТ СЕЙЧАС, В ФОРМАТЕ ЗАОЧНОГО КРУГЛОГО СТОЛА РАССКАЗАЛИ ЭКСПЕРТЫ.

Использование инновационных материалов, как известно, ориентируется на повышение качества и увеличение межремонтных сроков автомобильных дорог и искусственных сооружений на них. Как вы в этом смысле оцениваете важность применения геосинтетиков?

Елена Пшеничникова:

— В настоящее время повышение качества строительства и увеличение сроков службы автомобильных дорог достигается чаще всего применением геосинтетиков. Замена армогрунтовыми конструкциями изделий из бетона либо конструкций из монолитного бетона при строительстве на нестабильных основаниях позволяет повысить срок службы сооружений, поскольку бетон не работает в условиях накопления остаточных деформаций в основании.

Армирование земляного полотна ячеистыми материалами, а также рулонными, позволяет перераспределить действующую нагрузку на основание, уменьшить осадку, предотвратить сдвиги. Таким образом обеспечивается устойчивость земполотна, улучшаются условия работы дорожной одежды, в результате повышаются межремонтные сроки.

Повышение межремонтных сроков дорожной одежды достигается также предотвращением морозного пучения, что осуществляется применением дренирующих (нетканый геотекстиль и др.) и гидроизолирующих (мембраны) материалов, препятствующих поступлению воды в земляное полотно, либо применением теплоизоляторов, исключающих промерзание пучиноопасных грунтов (пенополистиролы).

Повышению долговечности дорожной одежды способствует также применение рулонных армирующих материалов — геосеток, выполненных из различных материалов по тем или иным технологиям.

— Я бы сказал, что в вопросе о применении геосинтетики как фактора повышения долговечности автомобильных дорог и искусственных сооружений не совсем применимо слово «важность», основным понятием в данном случае является целесообразность. А именно:

• отсутствие необходимых инертных материалов как по качеству, так и по объему (использование геосинтетики позволяет применять инертные материалы в меньшем объеме и с более низкими физико-механическими показателями);
• отсутствие полосы отвода или стесненные условия (применение геосинтетики позволяет устраивать высокие насыпи или подпорные стенки с меньшей шириной подошвы, за счет обеспечения устойчивости насыпей с более крутыми откосами);
• удаленность от источников строительных материалов, карьеров, АБЗ, РБУ и т. д. (применение геосинтетики позволяет возводить достаточно широкий перечень конструкций и сооружений в отрыве от источников традиционных строительных материалов);
• повышение долговечности, надежности и безопасности конструкций;
• невозможность выполнения работ традиционными способами (применение геосинтетики позволяет исключать некоторые виды работ, тем самым уменьшая их стоимость и время производства, с обеспечением требуемых показателей конструкций).

Константин Вачнадзе:

— С каждым годом потребление геосинтетических материалов растет быстрыми темпами. Это мировая тенденция. Та же ситуация и в РФ. Среди причин растущего спроса можно перечислить несколько основных: все больше заказчиков, строителей и проектировщиков узнают о положительном опыте применения геосинтетических материалов, которые позволяют существенно экономить бюджет, ускорять темпы строительства, осваивать землеотводы с экстремальной гидро-крио-геологической картиной.

Виктор Парекко:

— Действительно, основные задачи геосинтетических материалов — повышение качества дорог и увеличение межремонтных интервалов. Регулярные тесты, адекватная ценовая политика и строжайший контроль качества производимых нами материалов позволяют утверждать, что они прекрасно справляются со своей миссией. Так, например, мы можем дать гарантию, что геосетка «Геофлакс ®», сэкономив на капиталовложениях в строительство до 45%, увеличит межремонтные интервалы в ходе эксплуатации дорожного покрытия втрое, при этом не ухудшая его качества.

Сейчас при укладке дорог в России чаще всего используются асфальтобетонные покрытия, к сожалению, не всегда пригодные для нашего климата и требующие частого ремонта. Экспертами уже предложена альтернатива — бетонные плиты, стянутые стальными тросами. Однако это существенно увеличивает стоимость возводимого дорожного полотна, кроме того, специалистов, способных осуществить такую работу, в России очень сложно найти. Здесь геосинтетические материалы являются здоровым компромиссом, позволяющим сохранить асфальтобетонное покрытие в целости в лю-бом климате, и при этом не требующим существенного увеличения вложений, частично окупая себя за счет снижения необходимых объемов насыпных материалов на первом этапе строительства и снижая частоту межремонтных интервалов при дальнейшей эксплуатации возведенного объекта транспортной инфраструктуры.

Из вышеописанного можно сделать простой вывод: современные геосинтетические материалы и разработанные на их основе технические решения повышают эффективность дорожного строительства и долговечность дорожного покрытия, без существенных финансовых потерь и дополнительных трудо- и времязатрат.

Евгений Чиреш:

— Появление и применение инновационных материалов — это этап технологической эволюции общества в процессе развития.

В свою очередь, мировой опыт использования геосинтетики насчитывает уже более 70 лет. При этом год от года идет увеличение объемов их производства и применения. Компании-производители постоянно совершенствуют качество, разрабатывают новые виды материалов, а также расширяют области их использования. Этот факт однозначно свидетельствует об эффективности применения ГМ и в дорожном хозяйстве.

Повлияла ли на российский рынок геосинтетических материалов (производство и продажи) ситуация с введением антироссийских санкций? Есть ли проблемы по импортозамещению?

Марина Хрусталёва:

— Чтобы понимать, какова ситуация с импортозамещением на сегодняшний день и чего ожидать в будущем, коротко рассмотрим, как развивался рынок ГМ в динамике

Геосинтетики используются в дорожном строительстве со второй половины ХХ века. На первом этапе они были представлены тканым и нетканым геотекстилем, а также гидроизоляционными пленками, и выполняли функции фильтрации, разделения, армирования, защиты и гидроизоляции.

Первые типы ГМ и решения с их применением были разработаны в США, Германии, Великобритании и Франции. Позже эти решения стали использоваться и в социалистических странах, в том числе в Китае и Советском Союзе. В СССР с 1977 года было налажено производство нетканого геотекстиля. Другие типы ГМ и решения с их применением поступали, в основном, из-за рубежа.

Второй этап развития рынка ГМ — это конец ХХ — начало ХХI века, когда объем их потребления стал интенсивно расти. В Россию эта «волна» пришла с небольшим запозданием. Уже тогда в нашей стране началось массовое производство различных типов ГМ, причем как импортных марок, так и материалов отечественной разработки.

На сегодняшний день технические решения с применением геосинтетики используются при строительстве объектов практически во всех отраслях промышленности и в сельском хозяйстве. В дорожном хозяйстве наиболее часто востребованы следующие функции ГМ:

• армирование дорожных покрытий;
• армирование слоев и оснований дорожной одежды;
• противоэрозионная защита;
• различные типы противофильтрационных экранов;
• дренажные системы;
• материалы вспомогательных функций / локального назначения.

Об успешном процессе импортозамещения свидетельствуют следующие факты:

• уже сейчас ГМ отечественного производства занимают не менее ¾ общего объема потребления российского рынка, и можно предположить, что в будущем они займут практически весь рынок;
• сырье для производства ГМ большей частью имеет российское происхождение; определенные сложности в текущей геополитической ситуации вызваны лишь локальными сбоями в поставках запчастей к импортному оборудованию.

Виктор Парекко:

— В динамично изменяющемся мире нужно быть готовым к любым резким поворотам. Санкции и СВО, безусловно, повлияли на нас. С одной стороны, если говорить о востребованности нашей продукции, то здесь мы не ощутили каких-либо проблем. Оптовый спрос не упал, появился дополнительный спрос от розничного покупателя, то есть, по идее, мы должны наращивать свои производственные мощности, что мы и пытаемся сделать, попутно вводя в свой ассортимент и новые товары, например, геотубы. С другой стороны, увеличение объема производства теперь — это не так просто, как раньше. Самое главное затруднение — недостаток сырья для изготовления геосинтетических материалов. Полностью перейти на отечественное сырье не получается, так как его попросту недостаточно для наших объемов, поэтому мы вынуждены его импортировать. Происходящее с конца февраля нарушило наши транспортные цепочки. Перед нами встал вопрос о переориентировании в этом направлении, об активном поиске новых поставщиков. Как вы понимаете, у нас это получилось.

Касательно оборудования, на котором изготавливаются наши материалы — в данный момент оно работает стабильно и имеет достаточный потенциал для дальнейшей работы без поломок. Однако мы также уже нашли специалистов, готовых предоставлять детали и осуществлять технический осмотр и наладку наших производственных машин, если это потребуется. Проблем с поставкой нового оборудования тоже не видим.

Елена Пшеничникова:

— Основная часть геосинтетических материалов, используемых сейчас в РФ, выпускается отечественными предприятиями. Однако в производственных процессах все-таки часто используется зарубежная продукция. Это необходимые комплектующие, ингредиенты. В некоторых случаях зарубежная продукция доступна, но ее цены возросли, что, соответственно, ведет к удорожанию выпускаемых геосинтетиков. Поэтому импортозамещение направлено, в основном, на поиск, разработку и использование сопутствующих материалов отечественного производства 

Константин Вачнадзе:

— На наш взгляд, ситуация в последнее время крайне непростая. Заметно сократилась сырьевая база, увеличились сроки поставки и стоимость транспортировки. Не менее сложная обстановка складывается и с поставками расходных материалов и комплектующих для производственных линий. Благодаря хорошим партнерским связям и профессионализму сотрудников, компании «Сотерра Инжиниринг» (ранее Tensar), однако, удается адаптироваться к новой реальности и выполнять свои обязательства перед заказчиками.

Если говорить о технологиях ремонта и строительства с применением геосинтетических материалов отечественного производства, то задача импортозамещения решается успешно, причем не год, а на протяжении минимум восьми лет. А в сегодняшней ситуации те производители, которые не решились разместить свои заводы на территории РФ и стран Таможенного союза, сильно «просели» в поставках на российские проекты или почти полностью прекратили свою деятельность.

Константин Горьков:

— Да, санкции повлияли на производство геосинтетических материалов. К сожалению, большинство оборудования и ПО для работы на нем — европейского производства, хотя сейчас появился широкий спектр аналогов из Китая. Также многочисленные присадки и добавки, входящие в состав геосинтетических материалов, имели импортное, западное происхождение. Но надо сказать, что российским производителям удалось заменить большую часть из них аналогами либо отечественного, либо китайского производства.

Андрей Бурыкин:

— Я при сложившейся ситуации вижу проблему с несколько другой стороны. На мой взгляд, наиболее остро в сегменте геосинтетики для дорожного строительства сейчас стоит вопрос обеспечения российского рынка качественным сырьем, необходимым для выпуска геотекстиля. Если точнее, то речь идет о синтетическом ПЭТ-волокне, которое получают из отслуживших ПЭТбутылок.

В России есть отраслевые производства, специализирующиеся на выпуске данного волокна. Однако в настоящее время многие из них не задействует большую часть своих мощностей. Связано это с обилием дешевого импортного сырья, поставляемого сегодня на российских рынок из Азиатско-Тихоокеанского региона. Волокно завозится из Китая, Ирана, Узбекистана и других стран.

В этих государствах развита система сбора и переработки ПЭТ-бутылок, из которых и получат вторсырье, используемое для производства геотекстиля. Отрасль там поддерживается на уровне правительств в виде субсидий, льготных тарифов на электроэнергию и специальных программ налогообложения. При этом во многих странах официально запрещено экспортировать ПЭТбутылки, вывозить сырье можно только в переработанном виде — в качестве волокна и т. п.

Российский рынок получает дешевое и зачастую низкокачественное зарубежное волокно. Поток зарубежного ПЭТ-волокна значителен, в некоторых случаях он не облагается таможенными пошлинами. Внутри страны действующие производители вынуждены нести потери из-за простоев, страдает рынок занятости, поскольку персонал находится либо в вынужденном отпуске, либо сокращен. Если ситуация будет развиваться в этом же направлении, то отечественная отрасль переработки окажется в глубоком кризисе, а компетенции по производству волокна просто утратятся. Получается уже не импортозамещение, а наоборот — замещение импортом отечественной продукции.

И, я полагаю, в этом сегменте первое, чего ждет отрасль — ввод заградительных пошлин на импортное волокно. Ведь сейчас иностранные государства, по сути, продают у нас свой мусор, а мы свой мусор не перерабатываем, а утилизируем.

Какие отечественные технологические решения уже доказали свою эффективность при строительстве и ремонте дорог и мостов? Можете ли привести примеры повышения качества и долговечности объектов?

Елена Пшеничникова:

— Многие материалы и технологии, применяемые в РФ, были разработаны за рубежом, а в нашей стране получили развитие, поэтому не всегда просто обозначить границу, где кончаются зарубежные разработки и начинаются отечественные.

Один из примеров применения собственно российских технологий — геоконтейнеры для укрепительных работ. Один из объектов — укрепление размываемого обрыва на реке р. Малый Сулак в Дагестане (сейсмоопасный район). Гибкие геоконтейнеры размером 3,0×1,5×1,0 м были использованы, потому что они малочувствительны к деформациям оснований. В процессе монтажа контейнеры устанавливали ярусами вдоль обрыва вплотную к отвесному берегу, связывали между собой монтажными петлями и лентами, образуя единую конструкцию. Общая высота конструкции составила 10 м.

Результаты осмотра, выполненного после нескольких лет эксплуатации, показали, что сооружение сохранило прочность и устойчивость.

Константин Вачнадзе:

— Геосинтетические материалы активно применяются при восстановлении асфальтобетонных покрытий, при противоэрозионных мероприятиях. Очень популярными стали технические решения под названием «мостовые устои с раздельными функциями», в которых подходная насыпь, армированная высокопрочными геосинтетиками, снижает давление на опору. Срок эксплуатации такого объекта составляет 100 лет.

Константин Горьков:

— Добавлю, что с 2015 года применяется технология санации водопропускных труб с применением несъемной опалубки из рукава полимерного защитного (HDPE), уже доказавшая свою эффективность, позволяя увеличить межремонтные интервалы и в целом долговечность искусственных сооружений.

Кроме того, показали свою техническую и экономическую эффективность технологии армирования КДО, пластовые дренажи, подпорные армогрунтовые стенки, армирование насыпей и усиление слабых оснований, укрепление откосов насыпей геосинтетическими материалами.

Виктор Парекко:

— Отечественная геосинтетика уже долгие годы применяется при строительстве и ремонте дорог и мостов. Геотекстиль и геосетка разделяют слои дорожного пирога, укрепляют асфальтобетонное покрытие, защищают его от образования колейности, ям, рытвин и т. д., тем самым позволяя увеличить срок службы возводимого инфраструктурного объекта.

Примеров успешного использования таких материалов — великое множество, ведь в настоящее время они закладываются буквально в каждую строительную смету, связанную с возведением новой дороги или моста. Дорожный пирог любой трассы федерального или регионального значения в своем составе содержит геотекстиль и/или геосетку. Строительство Крымского моста также не обошлось без использования геосинтетических материалов.

Евгений Чиреш:

— Учитывая многолетний опыт работы входящего в нашу группу компаний АО «СТЕКЛОНиТ», где производятся ГМ, и реализации разработанных технологических решений с применением геосинтетиков, можно сделать вывод, что эффективность применения материалов определяется несколькими факторами. Прежде всего — качеством произведенной продукции, обоснованием ее применения в дорожной конструкции (согласованным проектным решением) и добросовестным, с соблюдением всех требований, выполнением строительно-монтажных работ. 

Ведутся ли на сегодняшний день новые разработки?

Елена Пшеничникова:

— Разработки в области геосинтетики успешно ведутся. Можно выделить следующие направления:

• улучшение качеств геосинтетических материалов, применяемых в дорожном строительстве;
• разработка новых материалов;
• адаптация синтетических материалов, созданных для других целей, к дорожному строительству;
• разработка композитов на основе имеющихся материалов.

Так, в свое время появление высокопрочного тканого геотекстиля позволило существенно расширить область применения этого материала, разработать композиты (пространственная ячеистая геооболочка и другие изделия, заполняемые грунтом). В настоящее время выпускают все более прочную ткань, из которой выполняют те или иные изделия (геооболочки, геоконтейнеры и др.), которые позволяет армировать грунтовые массивы значительных объемов при сооружении грунтовых подпорных стен и высоких насыпей.

К числу новых композитов следует отнести, например, термоармирующие конструкции, предназначенные для применения в зоне вечной мерзлоты и представляющие собой силовой материал (геооболочку), оснащенную рулонным теплоизолирующим материалом и выполняющую две функции — армирование и теплоизоляцию.

Марина Хрусталёва:

— Можно выделить тенденцию роста производства и применения более сложных ГМ — геокомпозитов. Они позволяют, в частности, снизить количество инертных материалов и существенно упростить строительные работы в затрудненных условиях. Результатом является значительное снижение стоимости строительства и улучшение эксплуатационных характеристик объектов.

Разумеется, использование стандартных типов ГМ также по-прежнему актуально. В дорожном строительстве наиболее массовое применение получили материалы для армирования грунтов и асфальтобетона. Новые федеральные трассы проходят по территориям с очень сложными инженерно-геологическими условиями. Поэтому на сегодняшний день самыми емкими направлениями в применении ГМ являются армирование грунта на слабых основаниях и противокарстовое армирование.

Высокопрочные геополотна и геокомпозиты — это основные материалы для выполнения данных функций. Расчетные методики с их применением позволяют решать эти и многие другие задачи, что было нереально еще 20-30 лет назад.

Виктор Парекко:

— Наше оборудование позволяет экспериментировать с введением новых номенклатурных групп товаров, что дает нам возможность быть гибкими в своем ассортименте и помогает понять, в каком направлении двигаться дальше.

Константин Вачнадзе:

— Да, залог успешного развития — это безостановочный поиск новых решений и рационализация уже существующих. Наша компания сегодня занимается конструированием искусственных армогрунтовых сооружений с жесткой облицовкой на осадочных фундаментах. Ведутся научные работы по строительству на многолетнемерзлых грунтах. Наш инженерно-конструкторский отдел работает над внедрением новых типов георешеток для стабилизации оснований дорожных одежд.

Евгений Чиреш:

— ГК «Рускомпозит» постоянно находится в поиске и в диалоге с ключевыми представителями автодорожной отрасли, анализируя существующие потребности и разрабатывая новые материалы как под конкретные запросы заказчиков, так и для рынка в целом.

Константин Горьков:

— Разработки инновационной геосинтетики ведутся постоянно. Например, в области оценки и повышения долговечности ряда геосинтетических материалов, применяемых для дорожного и промышленно-гражданского строительства.

В целом, как вам видятся перспективы развития рынка геосинтетических материалов в России?

Елена Пшеничникова:

— Развитие рынка может идти такими путями, как расширение ассортимента выпускаемых изделий и снижение себестоимости продукции. Второй путь — достаточно сложный в период общего роста цен. Однако, я думаю, и здесь можно найти выход.

Виктор Парекко:

— Российский рынок сбыта геосинтетических материалов очень перспективен. Он активно развивается и имеет довольно большой потенциал, подкрепленный не только объемом работ, но и инициативами, исходящими от Правительства РФ. Для примера возьмем основную сферу применения геосинтетики — дорожное строительство. В первую очередь, поражают масштабы возможного использования материалов: в настоящее время автодорожная сеть нашей страны имеет общую протяженность около 1452,2 тыс. км, из которых 51,9 тыс. км — дороги федерального значения, 515,8 тыс. км — регионального значения, 884,5 тыс. км — местного значения.

Мы не строим иллюзий относительно состояния этих дорог. Конечно, Россия стабильно поднимается в рейтинге качества автомобильных магистралей, однако, скажем так, до первой десятки еще очень далеко. Достигнуть передовых позиций поможет как раз-таки наша работа, а точнее — работа наших материалов.

Геосинтетики, однако, используются ведь не только в дорожном строительстве. Еще одна относительно новая и поэтому перспективная для России область широкого применения наших материалов — природоохранная сфера. Национальный проект «Экология» выступает инициатором более ответственного отношения промышленных предприятий к окружающей среде. Мы всегда готовы поспособствовать этому, устраивая с помощью геоматериалов лагуны для животноводства и шламохранилища, полигоны ТБО и ТКО с дальнейшей рекультивацией земель и т. д. И опять же, большая работа предстоит не только в создании чего-то нового, но и в устранении уже «накопленного» негатива из-за бездействия в этой сфере в прошлом.

Кроме вышеперечисленных областей, геосинтетика применяется в гражданском и промышленном строительстве, в области добычи полезных ископаемых. В общем, нам есть где работать, чем работать, и, самое главное — мы знаем, как делать это правильно и эффективно.

Евгений Чиреш:

— Мы наблюдаем ежегодный рост спроса на геосинтетические материалы для строительства автомобильных дорог (ремонт и реконструкция) и дорожной инфраструктуры на территории России, а теперь и включая новые регионы, присоединенные к РФ. Однако крупные российские и зарубежные производители продолжат вести конкурентную борьбу за рынок.

Конкуренция стимулирует постоянный рост качества выпускаемых геосинтетических материалов. На отрасль, однако, негативно влияет ценовой демпинг со стороны комплектовщиков, поставляющих геосинтетику из Китая или контрафакт, выдавая один продукт за другой.

Марина Хрусталёва:

— Перспективы применения ГМ — глобальные и открывают возможности к освоению сложнейших климатических и геологических регионов мира, в том числе тех, где еще недавно строительство считалось невозможным.

Отдельно хочется сказать об экологической ответственности производителя на примере завода «МИАКОМ» в пос. Рощино (Курортный район СанктПетербурга).

Наше производство работает по замкнутому безотходному циклу, как, например, заводы в Швеции или Финляндии. Такой бережный подход позволяет минимизировать негативное воздействие на окружающую среду.

Константин Горьков:

— С учетом накопления опыта и базы знаний по оценке долговечности геосинтетики, как нам видится, ожидается бум развития геосинтетических материалов с новыми, повышенными и улучшенными показателями и характеристиками.

Константин Вачнадзе:

— Мы тоже считаем рынок геосинтетических материалов в России перспективным для развития.

Понятие «цифровая экономика» обретает все больший практический смысл, в том числе, для дорожной отрасли. Следуя путем инноваций, петербургская проектно-изыскательская компания «Дорианс» выводит на рынок принципиально новый сервис — «Прозрачное проектирование». Суть его заключается в предельной открытости для клиентов. Заказчик через сайт компании может сам отследить ситуацию, все этапы работ, степень их выполнения и даже увидеть в режиме «онлайн», кто и как работает над его проектом. Напомним, что в No79 журнала «Дороги. Инновации в строительстве» уже рассказывалось о теоретических аспектах этого нового сервиса. Недавно собственник и генеральный директор компании «Дорианс» Сергей Луценко сообщил, что для «Прозрачного проектирования» одобрено получение своего товарного знака. Пришло время вопросов по практическому внедрению новшества.

Подробнее: ДОРОЖНЫЙ АВАНГАРД ПРОЗРАЧНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Проектно-изыскательские работы являются начальным этапом в строительном цикле, и значительное падение спроса на них — тревожный сигнал, предупреждающий о вероятном сокращении рынка в целом. Государственный заказ здесь остается основным драйвером, и его уменьшение предшествует стагнации всей отрасли, констатируют эксперты РАСК. Снижение средней цены контракта на проведение проектно-изыскательских работ в сочетании со снижением объема закупок к тому же ожидаемо приводит к росту нездоровой конкуренции. «В борьбе за заказы компании нередко демпингуют, а это, в свою очередь, ведет к ухудшению качества предоставляемых услуг, так как многие готовы брать любые заказы и даже работать в убыток», — говорится в исследовании РАСК. О современных тенденциях рынка, о принципах развития в его сложных условиях, а также о своем сервисе «Прозрачное проектирование» нашему журналу рассказал собственник и генеральный директор ООО «Дорианс» Сергей Луценко.

Подробнее: ПРОЗРАЧНЫЙ БИЗНЕС В ИНТЕРЕСАХ ПАРТНЕРОВ

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ — ЗАЛОГ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Успех реформы невозможен без вовлечения в процесс модернизации непосредственных пользователей автодорог: организаций, владельцев транспортных средств, пешеходов. Поэтому одна из основных задач нацпроекта — сделать дорожную деятельность максимально открытой и доступной для общественного контроля. С этой целью Агентством стратегических инициатив (АСИ) и РосдорНИИ при поддержке Минтранса России разработана платформа «Моя дорога».

Программа создана для отображения объективного уровня удовлетворенности граждан состоянием дорожно-уличной сети и их вовлечения в реализацию нацпроекта. Она поможет отраслевым структурам наладить обратную связь с пользователями автодорог, что упростит контроль качества работ, облегчит сбор информации о текущем состоянии дорожной инфраструктуры и позволит выстраивать стратегию деятельности в соответствии с интересами россиян.

В настоящий момент внедрение платформы происходит в 11 городах: в Великом Новгороде, Нефтекамске, Лабытнанги, Шатуре, Сочи, Волжском, Новомосковске, Петропавловске-Камчатском, Астрахани, Нижнем Новгороде и Набережных Челнах. В 2021 году в этих населенных пунктах будут сформированы муниципальные штабы по реализации программы «Моя дорога», внедрены стандарты вовлечения граждан в решение вопросов развития городской среды, реконструкции и строительства улично-дорожной сети, спроектирована система новой городской мобильности.

«Участие граждан в реализации программы «Моя дорога» позволит создать привлекательное и комфортное городское пространство с учетом климатических и региональных особенностей, — отмечает генеральный директор РосдорНИИ Алексей Варятченко. — Институт, в свою очередь, обеспечит муниципальным штабам экспертную поддержку для более качественной и эффективной реализации проекта».

ЦИФРОВАЯ ПЛАТФОРМА ОТРАСЛИ

Реализация программы «Моя дорога» и многих других проектов в рамках НП «БКАД» базируется на обмене большими объемами данных. Для их сбора и систематизации построена общедоступная информационная система контроля за формированием и использованием средств дорожных фондов всех уровней (СКДФ). Фактически она является цифровой платформой отрасли и основой ее трансформации.

СКДФ — это распределенная информационная система с интерактивным интерфейсом, которая включает в себя полную базу объектов, информацию об их состоянии и обследованиях, планы по строительству и ремонту, данные о текущих и завершенных работах, а также сведения об использовании средств дорожных фондов. На основе регулярно обновляемых данных она позволяет автоматически формировать аналитическую и статистическую отчетность на трех уровнях: местном (улично-дорожная сеть), региональном и федеральном. Каждый из них содержит детализированную карту автодорог, их паспорта, сведения о состоянии транспортной инфраструктуры, о наличии аварийных и ремонтируемых участков.

Пользователями системы могут стать все заинтересованные субъекты дорожной деятельности: государственные и муниципальные ведомства, коммерческие организации, заказчики и подрядчики дорожно-строительных работ, владельцы и водители автотранспорта, а также граждане и общественные организации. Доступ к данным будет реализован через единый цифровой портал отрасли, а для граждан — через платформу «Моя дорога». Кроме того, для индивидуальных пользователей разрабатывается мобильное приложение «Гражданин», которое позволит не только получать информацию о состоянии дорожной сети и планах по ее развитию, но также направлять в адрес соответствующих ведомств запросы и предложения, жалобы, фото аварийных и проблемных участков и т. п. Пользователь, отправивший такое обращение, сможет контролировать его обработку и следить за ходом решения проблемы.

ОБСЛЕДОВАНИЕ ДОРОГ «НА ХОДУ»

Создание и поддержание актуальности цифровой модели российской дорожной сети для СКДФ требуют постоянного обновления данных о текущем состоянии автодорог. Однако выполнить их «оцифровку» традиционными методами невозможно: это долго и дорого, к тому же информация очень быстро устаревает.

Для решения данной проблемы специалисты РосдорНИИ впервые в России спроектировали универсальную передвижную лабораторию непрерывной диагностики автодорог «Эскандор». Она представляет собой автопоезд, оборудованный новейшим измерительным оборудованием, компьютером с искусственным интеллектом для обработки и систематизации собираемой информации и средствами связи для ее выгрузки в СКДФ.

«Эта специализированная машина проводит экспресс-оценку дорожного покрытия в безостановочном режиме на скорости до 80 км/ч, то есть движется со скоростью транспортного потока, не останавливаясь и не создавая помех на трассе. В день она может «оцифровать» до 400 км дороги, а в случае отсутствия устойчивой связи способна в автономном режиме накапливать данные без выгрузки в СКДФ в течение 20 дней», — уточняет Алексей Варятченко.

Двигаясь вдоль дороги в транспортном потоке, лаборатория производит непрерывное измерение прочности дорожного полотна, оценивая величину его упругой осадки и форму чаши прогиба. Кроме того, осуществляются замеры продольной и поперечной ровности полотна (колейности), погрешность которых не превышает 1 мм. Также с помощью установленных в нижней части автопоезда датчиков измеряются глубина и профиль колеи. Одновременно происходит оценка сцепных свойств дороги и фиксируются дефекты покрытия.

Параллельно с контролем состояния дорожного полотна лаборатория производит его глубинное сканирование с помощью георадара. Это позволяет определить границы раздела конструктивных слоев дорожной одежды и ее обводнение, а также выявить ослабленные зоны, требующие ремонта.

Кроме того, на борту автопоезда установлен мобильный лазерный сканер, работающий по технологии LIDAR (Light Identification, Detection and Ranging). Система сканирует рельеф местности, дорожного полотна и прилегающих объектов для создания их цифровых двойников в так называемом облаке точек. При этом определяются размеры геометрических элементов дороги, позволяющие сформировать цифровой паспорт дорожной инфраструктуры и построить ее 3D-модель (например, для выполнения проектных работ с использованием BIMтехнологий). Интересно, что впервые метод LIDAR был использован для лазерной локации поверхности Луны и искусственных спутников Земли.

ВЕСЫ БОЛЬШЕ НЕ НУЖНЫ

Исследование параметров автомобильных дорог — лишь часть работы, которую нужно провести, чтобы спрогнозировать их износ и оценить необходимость в ремонте и реконструкции. Не менее важно постоянно контролировать характер транспортного потока — например, оценивать вес проезжающего грузового транспорта. Раньше для этой цели использовались пункты весогабаритного контроля со стационарными весами. По понятным причинам взвешивание автотранспорта на таких весах требовало значительного времени и создавало массу проблем.

Разработанная в РосдорНИИ новая технология взвешивания позволяет вычислить массу грузового автомобиля на ходу с помощью установленных непосредственно на транспортное средство бортовых датчиков осевых нагрузок.

Уже в ближайшее время встроенной системой контроля веса будет оборудован весь новый грузовой транспорт тяжелее 3,5 т. Благодаря этому каждый водитель получит точные данные о загрузке своего автомобиля и сможет передать данную информацию на терминал оператора по беспроводному каналу. При этом погрешность показаний датчиков осевых нагрузок в сравнении с сертифицированными методами контроля веса транспортных средств в статическом состоянии не превышает 5%.

По материалам пресс-службы РосдорНИИ

• Дороги.Инновации в строительстве

― Алексей Борисович, компания «РГК» занимает лидирующие позиции на российском рынке геосинтетики. Из чего складываются ваши конкурентные преимущества, в чем секреты успеха?

― Главный «секрет» ― это, я считаю, сильная высокопрофессиональная команда, нацеленная на общий результат. При этом мы ― не посредники, а компанияпроизводитель. Работаем на рынке геосинтетики уже давно, фактически с 2008 года. Следующее слагаемое успеха ― современное оборудование, дающее возможность выпуска качественной продукции с различными вариациями под нужды заказчика.

Системно уделяем внимание и сырьевой базе. При производстве используется первичное сырье ведущих российских и зарубежных производителей, таких как ПАО «Сибур Холдинг», ПАО «Казаньоргсинтез», ПАО «Лукойл», ООО «Тосаф Рус». Уделяем внимание и тому, чтобы на складах всегда были материалы разных марок.

У нас также есть свое проектное бюро, где производятся расчеты. Помогаем заказчикам и в прохождении экспертизы. Выступаем в роли отраслевого эксперта, в том числе по таким сложным вопросам, как устройство аргмогрунтовых систем. Все современные программы, в которых делаются соответствующие расчеты, у нас освоены.

Нашим стратегическим преимуществом также можно назвать реальное импортозамещение. Причем уже выходим на рынок не только СНГ, но и Евросоюза. Ряд наших материалов прошел международную сертификацию. Уже были крупные поставки в Болгарию, небольшие ― в страны Прибалтики, Польшу.

― Где размещается ваше производство, где находятся склады готовой продукции, как организована логистика?

― Производственная площадка, как и склад готовой продукции нашей компании, находится в городе Тутаеве Ярославской области.

Схема отправки даже в отдаленные регионы ― например, на Дальний Восток ― у нас отлажена, на сегодняшний день это сложностей не представляет. Осуществляем прямые поставки, в том числе, на железнодорожном и морском транспорте. Смотря какой материал, в каком объеме и на какие расстояния.

― Вы только отгружаете материал или также осуществляете техническое сопровождение?

― Можем и сопровождать. При необходимости наши специалисты выезжают на объект, осуществляют шефмонтаж, даже обучают правильности применения материалов на месте производства работ.

― Какие виды вашей продукции наиболее востребованы в дорожном строительстве? Есть ли у вас продукты, которые вошли в Реестр новых и наилучших материалов и технологий (РННТ), составленный РосдорНИИ для реализации нацпроекта «БКАД»?

― Наиболее востребованными из нашей продукции являются дорожные сетки ― полимерные георешетки «РГК Сетка Одноосная», «РГК СД» (двухосноориентированная) и «РГК ТХ» гексагональная (трехосноориентированная). В РННТ с 2019 года включены «РГК СД» и «РГК ТХ». По остальному номенклатурному ряду ведется работа по добавлению материалов в реестр.

― Кто ваши основные заказчики, с кем налажены регулярные производственные отношения?

― Основными нашими заказчиками являются Министерство транспорта РФ, Министерство экологии РФ, а также крупные игроки рынков нефтехимической, нефтегазовой, горнорудной и аграрной промышленностей, железнодорожного хозяйства. В дорожной отрасли работаем с Росавтодором и непосредственно с его региональными управлениями, а также с Госкомпанией «Автодор». В принципе, нас знают дорожники по всей стране.

Мы со своей номенклатурой можем на 70-80% обеспечить материалами любой федеральный объект, на котором предусмотрено применение геосинтетики.

― Поставляете ли продукцию в северные регионы? Есть ли объекты в Арктической зоне?

― На северные территории материалы РГК поставляются в ХМАО, ЯНАО, Пермский и Красноярский края, в том числе на объекты федерального значения. Это наши базовые продукты, так или иначе призванные увеличить межремонтные сроки и долговечность объекта, будь то армирование, дренирование, гидроизоляция, устройство армогрунтовых стен и т. п. На сегодняшний день разрабатывается новый тип материала, который будет применяться в районах Крайнего Севера.

― Как вам удалось организовать работу в 2020 году в условиях коронавирусных ограничений? Отразилась ли пандемия на спросе и на объемах производимой продукции?

― По весне наша компания незамедлительно перевела на удаленную работу всех сотрудников офиса. Персонал завода тоже соблюдал коронавирусные ограничения, все меры предосторожности. Организовать непрерывную работу в новых реалиях было нелегко, но нам удалось не только сохранить все рабочие места, но даже и увеличить штат сотрудников. Наша компания ни разу за пандемию не остановила производство.

По ранее законтрактованным объектам контакты поддерживали в режиме «онлайн». С рядом крупных партнеров проводили видеоконференции. В принципе, все получалось. Удалось даже заключить новые контракты, причем международные ― в нескольких странах СНГ.

Пандемия, конечно, отразилась на всей экономике, в том числе и на дорожной отрасли. Несмотря на это, компания «РГК» вышла на плановые показатели, выполнила все контрактные обязательства по поставке своих материалов на объекты в полном объеме. А по отдельным продуктам даже показала прирост производства.

В целом же наши успехи зависят, прежде всего, от наличия крупных объектов ― таких, как сегодняшний ЦКАД. Если нет таких масштабов работ, то происходит спад производства. Однако в это время мы активно занимаемся поиском новых клиентов. В итоге все-таки из года в год у нас наблюдается прирост.

― Какие планы строите на будущее? Какие приоритеты ставите в развитии производства ― совершенствовать существующую линейку или расширять ее, выводя на рынок принципиально новые продукты?

― В планах на ближайшее время ― вывести на рынок новый продукт, обладающий уникальными характеристиками. Это сложный композитный материал. Есть похожий, который востребован на рынке, но мы планируем предложить более эффективное решение.

Другие задачи на будущее ― привлечь новых партнеров, увеличить экспортные поставки и расширить их географию. И, конечно же, продолжать удерживать одну из лидирующих позиций на рынке путем увеличения объема производимой продукции высокого качества.

• Дороги.Инновации в строительстве

МУРМАНСКАЯ ОБЛАСТЬ — ПРИГРАНИЧНЫЙ РЕГИОН. ХОРОШИЕ ДОРОГИ — НЕ ХУЖЕ, ЧЕМ В СКАНДИНАВИИ— ЗДЕСЬ ВОПРОС НЕ ТОЛЬКО КОМФОРТА И БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ, НО И ПРЕСТИЖА НАШЕЙ СТРАНЫ. НА КАЧЕСТВЕННЫЙ ПРОРЫВ В РАЗВИТИИ ДОРОЖНОЙ СЕТИ РЕГИОНОВ, КАК ИЗВЕСТНО, НАПРАВЛЕН НАЦПРОЕКТ «БКАД». ХОД ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ И СТАЛ ОСНОВОЙ БЕСЕДЫ С МИНИСТРОМ ТРАНСПОРТА И ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ АРТЕМОМ ГРИШИНЫМ.

― Артем Александрович, расскажите о Министер- стве: когда организовано, какие задачи решает. Как давно вы его возглавляете и какие приоритеты стави- те на сегодняшний день?

― Министерство транспорта и дорожного хозяйства Мурманской области образовалось в результате преобразования регионального Министерства транспорта и связи в 2013 году. На новую структуру возложили функции по формированию и реализации государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере транспорта (автомобильного, железнодорожного, водного (морского), воздушного), дорожной деятельности в отношении автомобильных дорог регионального или межмуниципального значения, а также функции по контролю (надзору) в пределах своей компетенции в указанных сферах.

Должность министра транспорта и дорожного хозяйства Мурманской области я занимаю с декабря 2019 года. Я возглавил коллектив, отмеченный Минтрансом России за реализацию в регионе национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги» в 2019 году.

Что же касается новых приоритетов, то для меня очевидной была необходимость расставить их в сферах дорожной деятельности и транспортной логистики перевозки пассажиров. В обоих случаях речь идет об инновациях. При организации пассажирских перевозок это внедрение передовых технологий с использованием интеллектуальных систем, а при проведении дорожных работ ― использование инновационных технологий и материалов.

― Расскажите об итогах минувшего года в части реа- лизации нацпроекта «БКАД».

― Благодаря реализации нацпроекта в 2020 году в Мурманской области мы привели в нормативное состояние более 60 км дорог, а это 110% от запланированного объема.

В дорожном проекте участвовали как региональные трассы, так и агломерация «Мурманская», в которую вошли города Мурманск и Кола. Работы проводились на 42 объектах. Выполнено устройство 308 тыс. м2 асфальтобетонного полотна.

В столице региона привели в порядок около 20 км улично-дорожной сети ― 26 объектов, а кроме того, начато строительство дороги на улице Солнечная. Этот объект планируется завершить уже в 2021 году. В Коле отремонтировано пять автодорог. Еще восемь объектов ― это дороги региональной собственности.

Кроме того, в рамках реализации БКАД в регионе особое внимание уделяется безопасности дорожного движения. В частности, обустроено семь рубежей фото- и видеофиксации нарушений ПДД.

― Ремонтировались ли в рамках БКАД мостовые сооружения?

― В программу дорожного нацпроекта 2020 года ремонт мостовых сооружений не входил. В минувшем году, однако, был отремонтирован мост через реку Териберка на км 41+300 автоподъезда к одноименному селу в рамках реализации государственной программы Мурманской области «Развитие транспортной системы».

― Как меняются показатели безопасности дорожного движения при реализации нацпроекта? Какие основные меры способствуют положительной динамике?

― Это неоднозначный вопрос. С одной стороны, нам действительно удалось достичь сокращения на 2,3% общего количества дорожно-транспортных происшествий, на 3,4% ― количества раненых, на 5,4% ― количества ДТП с участием несовершеннолетних, на 21,5% ― с участием водителей, управляющих транспортным средством в состоянии опьянения.

В то же время, чем лучше становятся дороги, тем больше водителей выбирают режим вождения на высокой скорости. А это, в свою очередь, отражается на тяжести последствий ДТП. Очень важно, чтобы люди понимали, что качественные дороги создаются для безопасного и комфортного передвижения, но не для рискованных маневров и экспериментов на трассе.

В нашем регионе был утвержден план по снижению смертности участников дорожного движения на территории Мурманской области в 2020 году. Он включал в себя 50 мероприятий, направленных на анализ дорожно-транспортной аварийности, предупреждение опасного поведения участников дорожного движения, повышение безопасности движения пешеходов и многое другое. Думаю, что это тоже поспособствовало положительной динамике.

― Какие объекты будут приведены в нормативное состояние в рамках реализации национального проек- та в 2021 году? Какие средства на это выделяются, в том числе, из местного бюджета?

― Предусмотрено выделение почти 1,1 млрд рублей, в том числе 540 млн ― из федерального бюджета, 480 млн ― из регионального и 62,95 млн ― средства местных бюджетов. Планируется отремонтировать четыре региональные трассы, семь объектов в городе Кола. Эти контракты уже заключены. Как только позволит погода, подрядчики приступят в работе. Срок, отведенный на исполнение контрактов, ― с мая по август 2021 года.

Еще порядка 26 объектов хотелось бы отремонтировать в Мурманске. Размещены извещения о проведении аукционов, однако процедура электронных торгов еще не завершена.

― Расскажите о международном сотрудничестве в рамках инфраструктурного проекта «Обустройство и ремонт автодороги «Кола ― Верхнетуломский ― МАПП «Лотта». Как удается приходить к общему знаменателю с зарубежными коллегами?

― Мурманская область активно вовлечена в международное сотрудничество, ведь это приграничный регион. У Заполярья есть множество совместных проектов в разных сферах с нашими соседями ― Норвегией, Финляндией, Швецией. В Программе приграничного сотрудничества «Коларктик 2014-2020» вмести с ними и нашей страной также принимает участие Европейская комиссия. Финансирование все пять участников вносят в фонд Программы поровну ― по 20%, так что взнос России составил около 12 млн евро.

В ноябре 2018 года между Управляющим органом Программы приграничного сотрудничества «Коларктик 2014-2020» и ГОКУ «Мурманксавтодор» был заключен грант-контракт проекта «Обустройство и ремонт автодороги «Кола ― Верхнетуломский ― КПП «Лотта». Проект отобрали для финансирования среди 9 других предложений стран-партнеров и регионов России. В дорожный фонд Мурманской области на его реализацию поступило более 3 млн евро. За период 2019-2020 гг. отремонтировано 34,32 км дорожного покрытия и установлено 12,85 км дорожного ограждения. Часть работ осталась на 2021 год ― ремонт участка автомобильной дороги км 153 ― км 165 (выборочно) протяженностью 8,3 км.

― Что касается планов и задач на перспективу ― в вашей деятельности могут появиться новые направления?

― Кроме основных задач, реализации дорожного нацпроекта и обеспечения безопасности на дорогах, мы сейчас уделяем особое внимание вопросу образования профильных специалистов. В Мурманском государственном техническом университете по нашей инициативе уже началось обучение студентов по профилю «Автомобильные дороги». Новая образовательная программа даст области подготовленных инженеров-строителей, получивших знания, соответствующие современным взглядам на качество и развитие дорожного строительства. Специалисты Министерства транспорта и дорожного хозяйства региона принимают активное участие в подготовке профильных кадров, преподают некоторые дисциплины.

А в Мурманском арктическом государственном университете при активном участии Минтранса актуализирована учебная программа для обучающихся по специальности «Логистика». В вопросах образования мы на федеральном уровне сотрудничаем с Российским университетом транспорта.

Я считаю, что подготовка высококвалифицированных кадров ― это важный вклад в будущее. Хотелось бы, чтобы ребята из региона учились здесь, оставались работать и становились драйверами развития дорожной и транспортной сферы.

Интервью подготовлено при содействии

пресс-службы Министерства транспорта

и дорожного хозяйства Мурманской области

Компания за несколько десятилетий разработала ряд технологий с использованием георешеток, применяемых при строительстве подпорных стен, устоев мостов, оснований насыпей и укреплений откосов. А презентации новых решений проводятся, в частности, в рамках веб-проекта Tensar Academy.

Так, минувшей осенью ведущий инженер российского ООО «Тенсар Инновэйтив Солюшнз» Игорь Петров провел бесплатный вебинар «Временные армогрунтовые сооружения. Системы SierraScape® и SierraSlope®». Были представлены преимущества армогрунтовых решений перед классическими, обзор возможных вариантов применения, примеры выполненных проектов и т. д.

Как известно, в ходе строительно-монтажных работ в дорожной отрасли зачастую возникает необходимость возведения временных сооружений ― подходов к временным мостам или подпорных стен. Tensar для таких случаев предлагает, в первую очередь, облицовочные системы на основе одноосных георешеток, выполняющие декоративную, противоэррозионную, формообразующую и иногда даже несущую функцию.

В целом армогрунтовые системы, по словам Игоря Петрова, обладают такими преимуществами, как всесторонняя экономическая эффективность (в том числе в процессе доставки и складирования), технологичность и простота монтажа без дополнительных специальных машин и механизмов, высокая скорость производства работ в любое время года. В результате достигается сокращение затрат и сроков строительства, а также снижение негативного влияния на экологию.

В принципе, как для временных, так и для постоянных сооружений используются те же самые армирующие элементы, однако технологически для них задается разный срок службы. (Это, соответственно, сказывается и на стоимости устройства систем.) Например, если для постоянных устоев мостов георешеткам задается долговечность в 120 лет, то для временных конструкций может быть 5 лет ― или сколько требуется конкретно по проекту производства работ.

Одним из достоинств временной системы SierraScape® также является возможность возводить сооружения разнообразных геометрических форм. Это зависит от нужд проектировщика и заказчика. Разработано уже много различных конкретных вариантов. Такие облицовочные системы могут быть, как правило, легко собраны на стройплощадке.

Другой вариант ― это когда облицовочные элементы типа Sierra изготавливаются на заводе. Они сначала свариваются, а потом оцинковываются, благодаря чему могут служить значительно дольше. Их целесообразно использовать для более долговременных сооружений. Опять-таки, подобные решения просты в применении, а сами облицовочные элементы в своем разнообразии практически не ограничены.

Основная функция ― формообразующая, то есть обеспечение требуемого устойчивого заложения откоса, но вместе с тем сооружению придается достаточно эстетичный внешний вид. Использование систем Sierra к тому же очень экономично, прежде всего, с точки зрения логистики. К примеру, на одном автомобиле можно уместить до 1,5 тыс. элементов, которые приблизительно дают 2 тыс. м2 облицовки. При традиционной технологии 1,2 тыс. облицовочных блоков, размещаемых на аналогичной машине, дадут только 72 м2. По количеству рейсов получается разница в 28 раз. Меньший вес элементов Sierra также упрощает погрузочно-разгрузочные работы.

Используемые для временных армогрунтовых сооружений одноосные георешетки «Тенсар» сертифицированы целым рядом государственных и иных независимых сертификационных органов, в том числе общеевропейского уровня.

Зарубежный опыт применения подобных решений уже достаточно широк в разных сферах транспортного строительства. Например, в ограниченных условиях, когда дорогу нужно «втиснуть» в узкую полосу отвода, сначала возводится часть дорожного полотна в одном направлении, а потом ― во втором. Или рядом с одной проезжей частью строится другая на значительном возвышении. А ярким примером надежности временных армогрунтовых сооружений может служить укрепление насыпи для обеспечения доступа сверхтяжелых кранов на строительство ветропарка в Нидерландах.

В России пока еще мало реализованных проектов с применением подобных технологий. А в качестве свежего примера можно привести устройство временных мостов через реку Сходня на Волоколамском шоссе в Москве (реконструкция объекта завершится в конце 2021 года). Все участники проекта довольны и качеством, и эстетическим видом сооружений, выполненных по «тенсаровской» технологии.

Важно также отметить, что команда Tensar оказывает своим клиентам высоквалифицированную поддержку на всех стадиях проектирования и строительства. Эффективность новых технологических решений при их экономичности и широте открываемых возможностей позволяет достаточно уверенно предполагать, что в дорожной отрасли России временные армогрунтовые сооружения тоже скоро займут свою объективную нишу.

• Подземные горизонты

В. А. ГАРБЕР,
д. т. н. (НИЦ ТМ АО «ЦНИИС»)

TIM (TUNNEL INFORMATION MODELING) — ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ТОННЕЛЬНОГО ОБЪЕКТА. В ПРЕДЫДУЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ АВТОР ИЗЛОЖИЛ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ TIM-ТЕХНОЛОГИИ. ТЕПЕРЬ РАССМОТРИМ ПРАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ.

Вкратце, методика включает в себя следующие компоненты:

• алгоритм разработки и внедрения TIM в проектирование, строительство и эксплуатацию тоннельного объекта;
• программное обеспечение для решения геотехнических задач в тоннеле- и метростроении;
• организация работ по поэтапному внедрению TIMтехнологии.

Практически работа над TIM должна проходить в несколько этапов (по аналогии с BIM):

Создание 3D-модели объекта со всеми планами, видами, разрезами, необходимыми для раздела архитектурных решений. Все составляющие раздела загружаются автоматически.

Конструктор вводит созданную модель в программу, рассчитывающую требуемые параметры составляющих элементов объекта. Одновременно программа выдает рабочие чертежи, ведомости объемов работ, спецификации, производит расчет сметной стоимости. На основе полученных данных рассчитываются и вводятся в 3D-модель инженерные сети и их параметры.

При получении расчетных объемов работ специалистами разрабатываются проект организации строительства (ПОС) и проект производства работ (ППР), программой автоматически составляется календарный график выполнения работ.

В модель добавляются логистические данные о том, какие материалы и в какие сроки должны быть доставлены на территорию строительства.

По завершении строительства информационная модель может работать при эксплуатации объекта при помощи датчиков. Под контролем оказываются все режимы инженерных коммуникаций и возможные аварийные ситуации.

В данной статье рассмотрим более подробно вопросы добавления к 3D-моделям временных характеристик (4D-модель) и экономических характеристик (5D-модель).

4D-МОДЕЛЬ: РАСЧЕТ ВО ВРЕМЕНИ

4D-моделирование объединяет 3D-модель объекта и его календарный план строительства, таким образом, обозначая существование тех или иных элементов в определенном отрезке времени. Так формируется визуально подкрепленный календарный график работ, который можно сделать максимально подробным или же укрупненным. На рис. 1 схематически представлен процесс создания 4D-модели.

4D-модели могут быть использованы:

• для стратегического проектного планирования на стадии оценки возможности реализации проекта;
• для улучшения технической возможности реализации проекта и для определения преимуществ разных строительных процессов;
• для временных аспектов строительства, координации и возможности технической реализации.

Последний процесс включает в себя понимание того, как и где подрядчик будет работать в определенный период времени, а также понимание поточного движения и состояния процесса строительства. На объекте подобные модели могут применяться для регулярной проверки текущего строительного процесса, и для сравнения фактического графика работ с запланированным для правильного менеджмента и оценки проекта.

Еще в 1980-х гг. в ЦНИИСе были осуществлены работы по оптимизации календарно-сетевого планирования работ по сооружению тоннелей.

Методика, реализованная на ЭВМ ЕС-1033, предназначалась для исследования как на стадии проектирования, когда требуется оценить эффективность заложенных в проект типов оборудования, технологических решений и организационных мероприятий с позиций наилучшего удовлетворения заданным срокам окончания и материально-трудовым лимитам строительства, так и в процессе сооружения тоннеля, позволяя оперативно реагировать на непредвиденные осложнения различного характера (трудности при проходке, неподготовленность фронта работ, перебои снабжения и т. д.).

Математически задача формулируется как выбор из общего числа N возможных работ такой последовательности К работ, которая обеспечивает достижение конечной цели — выполнение определенного объема работ — в минимальные сроки с соблюдением ограничений по L-видам ресурсов и по М-типам логических взаимосвязей между работами. Для решения поставленной оптимизационной задачи требуется подготовить следующую исходную информацию:

• список возможных работ и их необходимый объем по основному тоннелю, вспомогательному тоннелю и прочим выработкам;
• данные о наличии на строительстве и потребность в следующих ресурсах для каждого вида работ из общего списка, о проходческих бригадах, подземном автомобильном и рельсовом транспорте, поверхностном автотранспорте, щебне, песке, цементе, металле, сборной обделке, энергии;
• логические взаимосвязи между работами списка, определяющие взаимную очередность начала работ и возможность вариантного проектирования;
• плановые задания и средние месячные скорости для каждой работы из списка;
• количественные и качественные характеристики изменчивости инженерно-геологических условий на трассе каждого забоя.

В изложенной постановке задач продолжительность работ по календарному графику Т (целевая функция) определяется выражением

при ограничениях

K i , K j ∈К, если KPR i ~ KPR j = 1 при наличии К i и K j в списке взаимоисключающих работ; K i ∈ К, если

где: PR i и SK i — задание по проходке и фактическая скорость проходки по i-му забою; RS ij — потребность i-й работы в j-м ресурсе; rS j — общее наличие j-го ресурса; К i и K j — i-я и j-я работы множества N; KPR i и KPR j — признаки окончания i-й и j-й работ, вошедших в множество K; KPP i — логическая характеристика взаимосвязей i-й работы.

Для решения поставленной оптимизационной задачи применен разработанный авторами метод направленного поиска нужной последовательности работ на базе их ранжирования по степени взаимозависимости. Всего для анализа принято 2N + 5 вариантов календарного графика. Критерием их оптимальности является минимум времени сооружения тоннеля.

Программа, реализующая данную методику на ЭВМ, обеспечивает выдачу на широкую печать кратчайших линейных календарных графиков работ после просмотра каждого из десяти возможных вариантов.

Применение методики проиллюстрируем на примере строительства тоннеля протяженностью 13 340 м, пуск которого назначен через 5 лет (Северомуйский тоннель БАМа).

Список возможных работ содержал 81 позицию, в том числе No 1—21 и No 22—31 по проходке буровзрывным способом и бетонированию основного тоннеля. Эти две группы работ отличаются длиной проходки, выполняемой при их осуществлении, и одновременно включены в список для обеспечения возможности вариантного сравнения различных последовательностей организации строительства. Работы No 32—52 предусматривают проходку параллельной основному тоннелю транспортной штольни (из них 15 механизированным щитом и 6 буровзрывным способом). Работы No 53—81 относятся к проходке четырех стволов, подходных вспомогательных выработок от них и сбоек между штольней и основным тоннелем.

В список включены три фиктивные работы, каждая из которых обозначает факт выполнения всего объема строительства по трем группам работ: основной тоннель — 13 340 м, вспомогательный тоннель — 13 295 м, прочие выработки — 2290 м.

В таблице исходных данных в графе «Задание по проходке» против некоторых работ ставят цифру ноль. Это означает, что выполнение данной работы не обязательно учитывать при подсчете общего выполненного объема работ, т. е. она является необязательной для достижения конечной цели.

Логические взаимосвязи указывают работы, которые:

• могут начинаться независимо от любой другой работы;
• могут начинаться после окончания какой-либо другой работы;
• исключают одна другую в одном и том же варианте календарного графика, т. е. осуществляются на одном участке различными методами или при различной организации строительства.

Программа позволяла каждую из работ (забоев) разбить на 10 подучастков с изменяющимися условиями строительства. Задается длина каждого подучастка и коэффициент изменения средней скорости проходки.

Умножая этот коэффициент на величину заданной плановой (средней) скорости проходки по каждому забою, получают фактическую скорость проходки. Коэффициент изменения средней скорости по подучасткам задается экспертным путем. По изложенным в сокращенном виде исходным данным на ЭВМ был получен оптимальный календарный график строительства тоннеля.

В данном примере единственным лимитирующим ресурсом оказался подземный рельсовый транспорт, который должен обеспечивать одновременную вывозку породы из максимального количества забоев. Поэтому в календарном графике последовательность окончания одних и начала других работ в основном определяется возможностью маневрирования наличным подземным рельсовым транспортом.

ЧТО ТАКОЕ 5D-МОДЕЛЬ?

5D — это когда мы к модели 4D добавляем возможность осуществлять автоматический расчет объемов ресурсов и их стоимости. Основным достоинством 5D-модели является автоматический перерасчет стоимости при внесении изменений в видах и объемах ресурсов. Здесь уже заложены все нормативы по сметным расчетам, и, выделяя какой-либо элемент, мы можем узнать продолжительность строительства, объем, физический, компонентный состав и стоимость.

5D TIM — это информационная модель, включающая в себя, помимо прочего, стоимость проекта или любой другой исчисляемой характеристики.

Традиционный процесс формирования смет включал в себя следующий набор однотипных действий, независимо от специфики различных предприятий:

• сбор и проверка данных по проектируемому объекту;
• внесение информации в расчетные программы;
• сопоставление видов работ и нормативов по расчетам;
• сведение данных в единую смету.

• формирование или подключение готовой базы норм и расценок;
• получение TIM-модели сооружения и сведение в единое целое модели с базой норм и расценок;
• проверка данных и выдача в формат сметной программы.

• максимальная простота подготовки исходных данных;
• доступность и полнота выдаваемого результата расчета;
• минимальное время, затрачиваемое на подготовку исходных данных, их кодировку для ввода в ЭВМ и минимальное время счета на ЭВМ;
• удобная диагностика ошибок, возможных при подготовке исходных данных для расчета, локализация этих ошибок и зашита результатов расчета от их влияния. Для построения эмпирических зависимостей стоимости и трудоемкости от совокупности факторов, влияющих на их определение в соответствии с нормативами, был проведен системно-структурный анализ. В результате составлены обобщенные таблицы факторов для любой линии метрополитена и для любого горного тоннеля.

1. Общая характеристика объекта строительства: категория пород по коэффициенту крепости; глубина заложения; высота засыпки (для открытого способа работ); водообильность пород.
2. Материал конструкции.
3. Тип конструкции.
4. Тип схемы станции: колонной станции, односводчатой.
5. Ширина платформы станции.
6. Число проемов на станции.
7. Способы сооружения: открытый или закрытый; методы проходки (разработки грунта); технологии возведения обделки.
8. Способы водоподавления.
9. Организация работ: количество одновременно работающих забоев; дальность возки грунта; скорость проходки.

Таблица, относящаяся к горным тоннелям, включала в себя 60 факторов, объединенных в восемь следующих групп, каждая из которых также может подразделяться на смысловые подгруппы:

1. Тип обделки.
2. Категория пород по коэффициенту крепости.
3. Использование специальных способов: для горизонтальных выработок; для стволов.
4. Технология проходки.
5. Временная крепь: все виды, кроме анкерной и набрызг-бетонной; анкерная; набрызг-бетонная.
6. Постоянная обделка: все виды, кроме монолитного бетона (железобетона); монолитный бетон (железобетон).
7. Способы разработки грунта.
8. Способ укладки бетона.

Результаты системно-структурного анализа позволили разработать математические модели стоимости и трудоемкости сооружения любой линии метрополитена и горного тоннеля, представленные функционалами вида:

где: Т р и С T — соответственно трудоемкость и стоимость сооружения линии метрополитена или горного тоннеля; k — количество объектов, входящих в проектируемую линию метрополитена или горного тоннеля; l — количество технологических операций, составляющих технологию сооружения i-объекта линии метрополитена и — функции зависимости или горного тоннеля; соответственно трудоемкости и стоимости j-й технологической операции i-гo объекта от факторов, входя) и щих в соответствующую таблицу; ( ) — совокупность факторов, входящих ( в соответствующую таблицу, от которых зависит соответственно трудоемкость и стоимость j-й технологической операции.

Физический смысл приведенных функционалов заключается в том, что стоимость и трудоемкость любого строительства представляют собой сумму стоимостей и трудоемкостей отдельных технологических операций, входящих в технологию сооружения каждого конкретного объекта проектируемой линии метрополитена или горного тоннеля.

Процесс вычисления значений приведенных функционалов был реализован в виде программы для ЭВМ ЕС-1033. Подготовка исходных данных к вычислениям и время расчета занимали незначительное время. Тем самым была достигнута требуемая эффективность экспресс-метода.

Опытная эксплуатация метода показала его перспективность для проектных и научно-исследовательских работ в метро- и тоннелестроении.

• Подземные горизонты

Р. И. ЛАРИОНОВ, к. т. н., заведующий лабораторией геомеханических исследований ОАО «НИПИИ «Ленметрогипротранс»

ПРЕДСТАВЛЕНА ТЕХНОЛОГИЯ МИНИМИЗАЦИИ ДЕФОРМАЦИЙ ФУНДАМЕНТОВ ЗДАНИЙ И ИСКЛЮЧЕНИЯ ИХ НЕРАВНОМЕРНОЙ ОСАДКИ, РЕАЛИЗУЕМАЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЛАХТИНСКО-ПРАВОБЕРЕЖНОЙ ЛИНИИ ПЕТЕРБУРГСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА В ИСТОРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЦЕНТРА ГОРОДА. ПОКАЗАНЫ ЭТАПЫ УСТРОЙСТВА КОМПЕНСАЦИОННЫХ СКВАЖИН С НАГНЕТАНИЕМ ИНЪЕКЦИОННОГО РАСТВОРА, РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ, ОБОБЩЕНЫ ПОКАЗАТЕЛИ ГЕОТЕХНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА.

ВВЕДЕНИЕ

Метрополитен в Санкт-Петербурге — в основном глубокого заложения, так как устойчивые необводненные грунты в центре города располагаются на глубине более 40 м. В ходе строительства станционных комплексов возникают смещения поверхности земли на нескольких гектарах городской территории. И чем больше глубина заложения, тем большую площадь охватывает мульда оседания. В особенности такая ситуация неприемлема в центре Санкт-Петербурга, где расположено огромное количество памятников архитектуры.

Существующая в настоящее время технология строительства станционных узлов метрополитена и наклонных ходов приводит к существенным деформациям вышележащей толщи грунта и расположенных на ней зданий и сооружений. Из-за большого поперечного сечения станционного узла в целом и большого количества этапов строительства до его раскрытия на полное сечение, а также вследствие большого объема ручного труда при разработке забоев и креплении выработок, применение специальных способов уменьшает деформацию поверхности, но их недостаточно для того, чтобы соблюсти требования нормативной документации по абсолютным и относительным деформациям зданий. Требуемого эффекта возможно добиться посредством комплекса мероприятий на поверхности земли, компенсирующих осадку.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Для определения нормируемых показателей деформаций оснований и фундаментов сооружений, расположенных в зоне влияния строительства подземных объектов метрополитена, и мероприятий, предотвращающих деформации, в ОАО «Ленметрогипротранс» (ЛМГТ) были разработаны специальные технические условия (СТУ) на проектирование и строительство Лахтинско-Правобережной линии Петербургского метрополитена.

В СТУ определен перечень работ по сохранности зданий и сооружений:

• геотехнические расчеты с определением мульды оседания дневной поверхности в соответствии с СП 21.13330.2012;
• обследование зданий, попадающих в зону, ограниченную нулевой линией мульды, с целью определения их технического состояния;
• разработка компенсационных мероприятий с условием недопущения достижения предельной разности осадок;
• проведение геотехнического мониторинга во время строительства подземных сооружений и мероприятий, предусмотренных в проектах усиления и в составе ПОС.

Деформации считаются допустимыми в том случае, если параметры мульды оседания не превышают величин относительной разности осадок. В случае превышения регламентированных величин в составе проекта разрабатывались мероприятия по их предотвращению.

Выполненные геотехнические расчеты и обследование в зоне влияния строительства показали, что для некоторых зданий абсолютные и относительные величины осадок превышают допустимые. В этом случае были разработаны проекты мероприятий, компенсирующих осадки.

СВЕДЕНИЯ О ЗДАНИЯХ, ПОДЛЕЖАЩИХ КОМПЕНСАЦИОННЫМ МЕРОПРИЯТИЯМ

В ходе проектирования участка Лахтинско-Правобережной линии были определены мульды смещения земной поверхности, в которые попали здания исторической застройки и памятники архитектуры. Относительные деформации фундаментов при этом превысили бы допустимые. Так, в расчетную мульду оседания (рис. 1) от строительства станции «Театральная» попали четыре здания (рис. 1), расположенные по ул. Декабристов рядом со 2-й сценой Мариинского театра, два из которых являются объектами КГИОП (Комитет по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры). Это дома No36/1, лит. А (оси 22-24) — дом Кокушкина 1843 года постройки, и No29, лит. А — жилой дом работников Союзверфи 1934 года постройки.

В данном районе по ул. Декабристов расположены жилые здания высотой от 3 до 7 этажей, постройки 2-й половины XIX — начала ХХ века. Фундамент — ленточный, бутовый, глубиной заложения до 3 м; стены — кирпичные. В домах No36/1, лит. А (оси 22-24) и No31, лит. А подвал отсутствует.

По результатам обследований было дано заключение, что все здания относятся к III категории технического состояния согласно ТСН 50-302-2004 (табл. Б1). Поверочные расчеты показали, что давление под подошвой фундаментов по некоторым осям зданий превышает расчетное сопротивление грунта, поэтому требуются мероприятия по усилению грунтов основания.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ РАЗВИТИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ФУНДАМЕНТОВ

Для вышеуказанных зданий в рамках проектирования объектов метрополитена были предложены мероприятия по недопущению развития критических осадок дневной поверхности.

На основе опыта проведения работ в СанктПетербурге с 1995 года по настоящее время по укреплению фундаментов и стабилизации грунтов оснований на объектах различного назначения, а также с учетом требований сводов правил, стандартов и других руководящих документов, в качестве способа предотвращения осадок поверхности при строительстве метрополитена был выбран метод компенсационной инъекции.

Одним из последних объектов, на котором применялась рассматриваемая технология применительно к метростроению, было строительство эскалаторного тоннеля станции «Адмиралтейская» при помощи ТПМК в 2010–2011 гг. В район с максимальными расчетными деформациями поверхности попадало здание по адресу Кирпичный пер., д. 4. Они доходили до 26 мм, в том числе по периметру. После компенсационного нагнетания, в соответствии с полученными результатами наблюдений, деформации по периметру рассматриваемого здания составили 10-13 мм.

Исходя из положительного опыта применения, при строительстве станций Лахтинско-Правобережной линии была выбрана именно эта технология.

Проект предполагает устройство компенсационных скважин по периметру снаружи зданий в 2 ряда с шагом 1 м, в их подвалах (при наличии) — с шагом 1,2 м, по периметру стен и по сетке — с шагом 2 м внутри зданий. Расстояние между рядами скважин снаружи зданий — 0,65 м. 2-й ряд имеет наклон 10o в сторону зданий. 3-й ряд скважин, расположенный под углом 40o, предусморен по домам, в которых отсутствует подвал, для возможности укрепления грунта под средней стеной (рис. 2).

Скважины Ø93мм бурились на глубину 10 м с промывкой глинистым раствором, и в них устанавливались манжетные колонны — пластиковые трубы Ø63мм с перфорацией по контуру, с шагом 300 мм, закрытые резиновыми манжетами, выполняющими функцию выпускного клапана при нагнетании раствора. Нижний торец манжетных колонн герметизировался пробкой. Манжетные колонны омоноличиваются в скважинах обойменным раствором, по затвердевании которого в заданном интервале устанавливается пакер, подсоединяется к скважине нагнетательная система и осуществляется инъекция укрепляющего раствора в грунт. Затем пакер переставляют на следующий интервал, снова нагнетают раствор и т. д. Направление инъекции может быть как восходящим, так и нисходящим, при этом возможно возвращение на любой интервал. Проектом предусмотрено повторное использование скважин, для чего после нагнетания выполняется их промывка.

Нагнетание выполняется как в режиме пропитки грунта (песчаные), так и гидроразрыва (глинистые).

Вначале выполняются работы на опытном участке, состоящем из 4-5 скважин, для уточнения технологических параметров. Контроль осуществляется геофизическими методами. После оснащения компенсационных скважин манжетными колоннами выполняется 1-й этап геофизических работ для выявления начальных физикомеханических свойств грунта (модуль упругости). После нагнетания раствора во все 5 скважин осуществляется 2-й этап геофизических работ и определяется качество распространения нагнетаемых растворов и изменение деформационно-прочностных свойств массива. Аналогичный комплекс работ осуществляется и из подвалов зданий с той лишь разницей, что разведочная траншея не откапывается, а кондукторы устанавливаются в период армирования фундаментной плиты. Порядок нагнетания в инъекционные скважины определяется по результатам геотехнического мониторинга.

ГЕОТЕХНИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Все работы по предотвращению деформаций фундаментов зданий на подрабатываемой территории ведутся в сопровождении геотехнического мониторинга. С этой целью в ОАО «ЛМГТ» была разработана специальная программа в составе проекта по компенсационным мероприятиям, которая включает в себя:

• мониторинг вертикальных деформаций грунтового массива с использованием экстензометров;
• инженерно-геофизические работы по контролю качества инъекционного упрочнения грунтов в основаниях зданий;
• геодезический контроль деформаций оголовков экстензометрических скважин;
• визуальный мониторинг зданий.

Мониторинг вертикальных деформаций грунтового основания под зданиями посредством экстензометров предназначен для определения момента начала компенсационных работ, контроля процесса нагнетания раствора и окончания этих работ.

До начала строительства станционного комплекса и компенсационных мероприятий выполняется бурение экстензометрических скважин по периметрам зданий с установкой в них экстензометров на разных уровнях. Всего проектом предусмотрено 46 скважин, в которые устанавливаются глубинные грунтовые реперы (рис. 3) и которые заполняются специальным раствором, близким по физико-механическим свойствам к грунтовому массиву. На оголовки скважин устанавливаются антивандальные шкафы, в которых монтируется оборудование, выполняющее измерения и передачу данных на выделенный интернет-портал.

Информация, поступающая с экстензометров, оперативно обрабатывается и, в зависимости от показаний, выдается команда на начало компенсационных мероприятий. При этом определяется количество компенсационных скважин (как по периметру здания, так и внутри) и порядок нагнетания в них. Нагнетание выполняется по скважинам, расположенным в ряд и по нормали к направлению развития мульды оседания поверхности. После окончания цикла работ осуществляется этап геофизического контроля грунтового массива с выдачей интерпретационного геологического разреза грунтов оснований. Для недопущения превышения относительной разности осадок объемы компенсационного нагнетания назначаются с учетом интерполяции показаний экстензометров по всем скважинам и геодезического мониторинга.

Инженерно-геофизический контроль качества выполняемых работ включают в себя такие методы, как сейсмоакустика, сейсморазведочный метод преломленных волн, сейсмопросвечивание между скважинами, георадиолокация.

Целью геодезического мониторинга является контроль размещения глубинных вертикальных смещений оголовков экстензометрических скважин для определения суммарных вертикальных смещений грунтовых реперов.

Визуальный мониторинг осуществляется с целью получения необходимых данных об изменении эксплуатационного состояния конструкций зданий в целом и фиксирования отдельных дефектов в период строительства. Он включает в себя осмотр конструкции зданий, фотофиксацию и определение фактических размеров дефектов, качественного характера изменений в период сооружения станционного комплекса и выдачу рекомендации о необходимости инструментального контроля развития дефектов.

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА: НА УЧАСТКЕ «Д. 31, ЛИТ. А»

Летом 2019 года было выполнено опытное нагнетание на опытных участках домов, требующих компенсационных мероприятий.

На участке «д. 31, лит. А» работы производились 2 и 3 июля на пяти вертикальных скважинах (No 229, 231, 233, 235, 237), устроенных вблизи экстензометрической скважины Э1-31А (рис. 4). В десять горизонтов, расположенных в интервале отм. (–5 м) — (–2 м), нагнеталось по 100 л раствора в во все пять скважин. Первоначальный состав раствора включал в себя на 1 м 3 : цемента — 1200 кг; воды — 560 л; жидкого стекла — 9,6 кг; суперпластификатора С-3 — 2 кг.

Последовательность нагнетания была выбрана от дальней относительно экстензометрической скважины манжетной колонны (No 229) к ближней (No 237) — с целью проследить изменение влияния нагнетания на показания экстензометров. Последовательность нагнетания в манжетной колонне была выбрана от нижнего горизонта к верхнему. Хронология показана в табл. 1.

На рис. 5 показан график развития деформаций по экстензометрам скважины Э1–31А за период производства опытного нагнетания в течение двух суток. В результате анализа графика можно сделать вывод о незначительном влиянии инъекционных работ на массив. Максимальные деформации составили 1 мм.

С началом нагнетания в скважину No299 экстензометры не фиксировали деформации. При нагнетании в скважину No231 наблюдались деформации верхней части массива на 1 мм. Нагнетание в скважину No233 заметного влияния на массив не оказало. При нагнетании в скважину No237 и закачке остатков раствор в скважину No243 в горизонт на отм. 10 м по экстензометру наблюдались деформации на отм. 12 м.

При продолжении инъекционных работ на следующий день при закачке раствора в скважины No233 и No237 деформаций не выявлено. Только на скважине No235 наблюдались незначительные деформации массива до 0,5 мм. Количество раствора 100 л на один горизонт нагнетания не оказало негативного влияния на основание здания.

При увеличении до 200 л в каждой скважине с сохранением остальных параметров нагнетания на другом опытном участке было получено формирование плоскостей скольжения и возникновение дополнительных осадок поверхности.

Комплекс геофизических работ показал, что в рамках построенных 3D-моделей распространения плотностных параметров, характеризующих грунты «до» и «после» мероприятий по закреплению, можно сделать следующие выводы:

1. наблюдается изменение плотности грунтов в сторону увеличения, как в пределах опытного участка, так и на отдалении до 6 м в противоположенную от дома сторону;
2. значительная часть цементного раствора ушла в сторону от участка, в котором непосредственно производились нагнетания;
3. в грунтах верхней части разреза (до 1,8–2 м) не выявлено значительных изменений.

Работы на опытном участке показали, что регламент нагнетания в целом позволяет повысить прочностные характеристики грунтового массива, но при этом отмечается неравномерное распределение инъекционного раствора, причем и по глубине, и по горизонтали.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1

Реализованная технология минимизации деформаций фундаментов зданий и исключения их неравномерной осадки на подрабатываемых территориях предполагает комплексный подход с усилением фундаментов компенсационными мероприятиями и обязательным ведением геотехнического мониторинга, который позволяет не только оценить качество выполняемых работ, но и показать места разуплотнений, образуемых в массиве в процессе их производства.

Разработанная и внедренная последовательность компенсационных мероприятий дает возможность своевременно выполнять инъекционные работы в моменты развития деформационных процессов в грунтах оснований, предупреждая деформации зданий. Многократное использование скважин с обязательной их промывкой после каждого этапа компенсационных работ позволяет управлять осадкой зданий в течение всего срока строительства станционного комплекса глубокого заложения.

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЕКТА: НА УЧАСТКЕ «Д. 36/1, ЛИТ. А»

Нагнетание на опытном участке ул. Декабристов, д. 36/1, лит. А в осях 22–24 производилось 16.07.2019, 17.07.2019 и 18.07.2019 в пять вертикальных скважин (No 105, 107, 109, 111 и 113), расположенных вблизи экстензометрической скважины Э6–36 (рис. 6). В десять горизонтов, расположенных в интервале отм. (−5 м) — (−2 м), нагнеталось по 200 л раствора в каждый горизонт во все пять скважин. Первоначальный состав раствора, аналогично опытному участку по д. 31, лит. А, включал в себя на 1 м 3 : цемента — 1200 кг; воды — 560 л; жидкого стекла — 9,6 кг; суперпластификатора С-3 — 2 кг.

Последовательность нагнетания была выбрана через одну скважину, начиная с No105, далее No109 и затем скважина No113. На следующий день, после выстойки раствора, предполагалось прокачать скважины No107 и No111. Последовательность нагнетания в каждой манжетной колонне была выбрана от нижнего горизонта к верхнему. Хронология показана в табл. 2.

На рис. 7 показан график развития деформаций по экстензометрам скважины Э6–36 за период производства опытного нагнетания в течение трех суток. В результате производства работ на опытном участке следует отметить, что выбранные скважины соответствуют проекту и могут быть признаны работоспособными, так как инъекционный раствор выходил за пределами кондукторов инъектируемых скважин.

По результатам наблюдения по экстензометрической скважине можно сказать, что нагнетание раствора в течение трех дней работ вызвало суммарные смещения по каждому экстензометру порядка 15 мм. В первый день было произведено инъектирование в три из пяти скважин. При этом смещение оголовка экстензометрической скважины составило в среднем 2–3 мм. При нагнетании раствора во второй день смещение оголовка составило около 10 мм. Это произошло вследствие затвердевания раствора в вышележащих слоях грунта, закачанного в первый день. При нагнетании в третий день произошло смещение оголовка еще на 4–5 мм.

После первого дня произошел небольшой так называемый «отскок» показаний экстензометров на 1–2 мм, т. е. возврат значений к показаниям до нагнетания. Это можно объяснить разуплотнением массива грунта инъекционным раствором и образованием вертикальных поверхностей скольжений в результате выхода раствора на поверхность. После второго дня нагнетания «отскок» был зафиксирован также в среднем на 1 мм при значительно большем деформировании массива при инъектировании. После третьего дня «отскок» составил 2 мм при увеличении деформаций на 4 мм в процессе инъектирования.

Данные «отскоки» являются негативным явлением, поскольку снижают эффект компенсационной инъекции. Для уменьшения их величины необходимо либо сокращать время схватывания раствора за счет добавок, что вызовет технологические сложности при работе с техникой (забивание подающих шлангов), либо уменьшать количество раствора, подаваемого в горизонт в течение одной закачки. Следовательно, количество раствора 200 л в один горизонт является избыточным. По результатам было рекомендовано выполнить нагнетание на следующем опытном участке с аналогичными параметрами, изменив количество раствора, подаваемого в один горизонт за одну прокачку до 100 л, а затем, после выстойки раствора в течение 2–3 суток, повторить нагнетание.

Работы на опытном участке показали, что регламент нагнетания в среднем по массиву позволяет повысить прочностные характеристики грунтового массива, но при этом отмечается неравномерное распределение инъекционного раствора, причем и по глубине, и по горизонтали. По состоянию на осень 2020 года работы находятся на стадии реализации. Выполнено превентивное нагнетание в основание всех контролируемых зданий. Параметры нагнетания были приняты согласно результатам на опытных участках, за исключением количества раствора.

Так, по результатам работ в интервале отметок от −2 м до −5 м в верхние пять горизонтов закачивалось по 50 л раствора, а в нижние пять — по 100 л. В скважины, пробуренные под углом 40o, нагнетание производилось в нижние десять горизонтов объемом 100 л на один горизонт.

На станционном комплексе ведутся горнопроходческие работы в среднем станционном тоннеле и боковом станционном тоннеле второго пути, тягово-понизительной подстанции и пристанционных выработках.

По всем экстензометрическим скважинам ведется непрерывный мониторинг деформаций грунтового массива. Также по завершении цикла превентивного нагнетания были выполнены геофизические работы, показавшие удовлетворительный результат инъекционного укрепления основания зданий. В ходе горнопроходческих работ зарегистрированы вертикальные деформации зданий и дана рекомендация на выполнение второго этапа инъекционных работ с целью компенсации деформаций.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 2

Реализованная технология минимизации деформаций фундаментов зданий, расположенных на подрабатываемых территориях, и исключения их неравномерной осадки предполагает комплексный подход с усилением фундаментов компенсационными мероприятиями и обязательным ведением геотехнического мониторинга для контроля смещений, возникающих как от строительства станционных комплексов, так и от мероприятий, направленных на уменьшение смещений дневной поверхности.

Комплекс геофизических работ в составе геотехнического мониторинга позволяет не только оценить качество выполняемых компенсационных работ, но и показать места разуплотнений, образуемых в массиве в процессе производства работ.

Разработанная и внедренная последовательность компенсационных мероприятий позволяет своевременно выполнять инъекционные работы в моменты развития деформационных процессов в грунтах оснований, не дожидаясь, пока они приведут к деформациям зданий. Многократное использование скважин с обязательной их промывкой после каждого этапа компенсационных работ позволяет управлять осадкой зданий в течение всего срока строительства станционного комплекса глубокого заложения.

• Дороги.Инновации в строительстве

— Игорь Евгеньевич, ваш институт принимал участие в проектировании вантовой системы моста на остров Русский во Владивостоке. В этой связи Вам хорошо известны технические особенности этого сооружения. Прокомментируйте, пожалуйста, события, которые произошли на Русском мосту из-за обледенения вант.

— То, что произошло во Владивостоке в ноябре этого года — это достаточно уникальное климатическое явление, случай абсолютно неординарный. При этом нет сомнений, что обледенение не привело ни к каким негативным последствиям для несущих конструкций. За исключением вантовых оболочек, некоторые элементы которых оказались недостаточно хорошо рассчитаны на такое льдообразование.

— Существуют ли в мире какие-либо решения, которые позволяют предотвратить негативные последствия обледенения вант?

— Случай этот редчайший, но подобные ситуации уже были в мировой практике — и в Канаде, и в Северной Европе (Швеции, Шотландии). Происходят они редко, примерно раз в десять — пятнадцать лет. Но раз это событие уже когда-то происходило, то соответствующие компании начали разрабатывать противоледные мероприятия. Сегодня имеется целый ряд достаточно подробно проработанных систем, позволяющих избежать негативных последствий обледенения вант.

Некоторые из разработанных систем направлены непосредственно на борьбу с льдообразованием, другие препятствуют падению на проезжую часть уже образовавшегося льда.

Следует отметить, что бывают активные и пассивные системы. Все они испытаны в лабораторных условиях. Пассивные системы предполагают, что на вантах ставятся оболочки определенного типа, отличные от тех, какие имеют ванты Русского моста. При этом есть два варианта противоледной защиты. При первом варианте система вообще не допускает образования льда, во втором же случае система удерживает этот лед и не позволяет ему падать на проезжую часть до тех пор, пока он не растает. Если говорить об активных системах, то есть такие, которые также, как и пассивные, предотвращают льдообразование, при этом используя другой механизм. А есть активные системы, которые борются уже с последствиями. Например, разработаны механизмы, которые идут по вантам и крошат намерзший лед. Применять их или не применять — вопрос нормирования и, конечно же, прерогатива Заказчика. Наверное, на мостах такого класса, как Русский, надо было предусматривать подобные системы.

— Что же делать, если вантовый мост не рассчитывался на нагрузки, связанные с обледенением, а такое событие произошло? Какие шаги необходимы для предотвращения подобных ситуаций в будущем?

— Что касается моста на остров Русский, то в настоящее время идет процесс рассмотрения заказчиком предложений от компании Freyssinet. Возможно, есть и другие технологии, которые позволяют поправить ситуацию, и в масштабах такого моста их стоимость не будет слишком высокой. Конечно, если говорить о другой оболочке, то ее надо было ставить сразу. Теперь этого уже на Русском мосту не сделать. Однако решение будет принимать заказчик — ДСД «Дальний Восток».

Во всей этой ситуации меня пугает, что та волна, которая пошла в связи с создавшейся ситуацией, имеет большой резонанс. В результате можно договориться до того, что теперь все вантовые мосты нужно оборудовать этими противоледными мероприятиями, что, на мой взгляд, не правильно. Нужно понимать, что последствия обледенения зависят от длины вант, от климатических условий и т.д. А есть и такие «горячие головы», которые убеждены, что вантовые мосты теперь вообще не надо строить.

Чтобы подобные рассуждения прекратить, нужно создать норму, в которой будет прописана классификация тех объектов, для которых противоледные мероприятия строго обязательны, и принципы, определяющие объекты, для которых исходя из климатических условий, характеристик вант и самих объектов, это не обязательно.

— И на Русском мосту, и на мосту через бухту Золотой Рог во Владивостоке установлены ванты компании Freyssinet. Почему же при тех же самых погодных условиях на Золотом мосту обошлось без последствий?

— Действительно, на вантах Золотого моста льда было не меньше, чем на Русском. Толщина ледяной корки была очень существенной. Однако на Золотом мосту ванты хоть и одни из самых длинных в мире, но все-таки они короче, чем на Русском. И соответствующие устройства крепления этих вант, и телескопы (элементы, которые при изменении температуры позволяют изменять трубу внешней оболочки) смогли выдержать эти нагрузки. Кроме этого, есть одно существенное отличие в конструкции этих двух мостов — на Золотом мосту было применено интересное решение, которое отмечали и многие европейские инженеры — в отличие от Русского, у Золотого моста пилоны наклонены во внешнюю сторону по отношению к балке жесткости, и ванты, а соответственно, и лед на них, не находятся над проезжей частью моста, а вынесены наружу. И поэтому, даже если какие-то куски льда с этих вант обрываются и летят вниз, то они падают мимо моста. Если по Русскому мосту было опасно проезжать в виду возможного падения ледяных глыб на движущийся транспорт, то на Золотом мосту такая ситуация исключалась и движение по мосту не закрывали.

— В одной из наших бесед вы упоминали, что планируете запроектировать мост в составе обхода города Владивостока. Будут ли реализованы эти планы?

— Они уже реализуются. С нами заключен договор на проектирование. Сейчас мы делаем первую стадию — разрабатываем проект планировки территории. При этом в процессе проектирования возникла одна серьезная проблема. Мы прокладываем трассу в соответствии с Генпланом, но при этом попадаем на территорию Министерства обороны. В этой связи идет очень долгая процедура согласований с Министерством обороны.

Мост соединит самую южную оконечность Владивостока — полуостров Эгершельда с островом Елены, отделенного от остова Русский узким проливом. Этот мост по масштабу сопоставим с мостом на остров Русский. Он будет висячий. Для сооружения такого класса обязательно учитываются обледенительные нагрузки. Будем делать соответствующие мероприятия, чтобы лед не образовывался. В середине следующего года закончим первый этап проектирования.

Параллельно будет построен небольшой мостик между островами Елены и Русским, и таким сформируется элемент Владивостокской кольцевой автомобильной дороги, лежащей в акватории залива Босфор Восточный.

— Игорь Евгеньевич, и в заключение беседы пару слов по случаю наступающего Нового года...

— Я поздравляю всех коллег-мостовиков с предстоящими праздниками и желаю всем сохранить здоровье, запастись терпением, чтобы пережить эти непростые времена, накопить силы и творческий потенциал, а в будущем реализовать свои самые смелые планы и самые заветные мечты.

Беседовала Регина ФОМИНА

• Дороги.Инновации в строительстве

В ходе проработки вариантов конструктивных схем и архитектуры разрабатываемых проектов были предложены инновационные решения моста в составе транспортного перехода через Калининградский залив и пешеходных мостов в Мневниковской пойме в Москве. Работы выполнены совместно с АО «Институт Гипростроймост — Санкт-Петербург».

КАЛИНИНГРАД: ПОВОРОТНЫЙ МОСТ

Для Калининграда архитекторы ООО «САБ» предложили оригинальный дизайн поворотной секции вантового моста. Вращающийся фрагмент имеет длину около 328 м. Поворачиваясь, пролетное строение освобождает коридор для крупногабаритных судов. Криволинейный металлический пилон веретенообразных очертаний высотой около 114 м подчеркивает динамизм уникального сооружения. Как было официально объявлено на ПМЭФ-2019, новый участок трассы завершит Окружную дорогу и позволит вывести из города транзитные грузовые потоки. Инвестиционный проект реализует «Десятая концессионная компания», входящая в Группу «ВИС». Проектирование выполняется ООО «НИПИ ТРТИ», АО «Институт Гипростроймост — СанктПетербург» и другими организациями.

МОСКВА: МОСТ В МНЕВНИКОВСКОЙ ПОЙМЕ

Для Москвы специалисты ООО «САБ» предложили вариант решения пешеходно-велосипедного моста, основанный на переосмыслении арочной однопролетной схемы. Конструкция полигональных очертаний в виде экспрессивного красного росчерка позволяет перекрыть русло одним пролетом около 120 м. Мост соединяет зону перспективной застройки и гольф-клуб. Предложена отделка из кортеновской стали. Строительство и проектирование мостов в Мневниковской пойме осуществляет АО «Мосинжпроект». Переправы увеличат доступность прилегающих территорий и повысят связность сети пешеходных путей и велодорожек. Как сообщает Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы, в Мневниковской пойме предполагается редевелопмент промзон, сохранение природной среды, реконструкция улиц и дорог, строительство Парламентского центра.