Доклад зачитан на X Международной научно-практической конференции «ОПОРЫ И ФУНДАМЕНТЫ ДЛЯ ВЛ: ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА» 5–7 июля 2023 года в г. Санкт-Петербург.
Павел Александров,
Главный конструктор «ГЕОИЗОЛ Проект»
Наиболее эффективный метод инженерной защиты от опасных природных процессов заключается в переносе объекта из зоны риска. Однако это не всегда возможно, особенно когда речь идет о линейных объектах. Так для размещения опор линий электропередач и других аналогичных конструкций на сложном рельефе, например, в горных условиях, требуются специализированные мероприятия для их защиты. «ГЕОИЗОЛ Проект» накопил солидный опыт в области инженерной защиты территории на основе которого разработал набор типовых технических решений, которые применимы и для объектов энергетического комплекса.
Типовое расположение опор ВЛ на пересеченной местности
К опасным геологическим явлениям, прежде всего, следует отнести склоновые процессы: эрозию, крип, оползни. Линии электропередач, трубопроводы и другие инженерные сети также могут подвергаться рискам негативного воздействия селей, камнепадов и снежных осовов, причем эти природные явления могут проявляться в регионах, где ранее такие процессы не фиксировались.
В отдельную группу необходимо вынести случаи строительства в стесненных условиях или на труднодоступных территориях, например, на крутых склонах в горной местности.
В ряде случаев применение традиционных решений для защиты объектов не рационально или вовсе невозможно. Ограничения, обусловленные узкой полосой отвода, жесткими экологическими требованиями и другими факторами заставляют проектировщиков разрабатывать компактные технологичные решения. В этом случае специалисты «ГЕОИЗОЛ Проекта» используют возможности многофункциональной геотехнической системы (МГТС) GEOIZOL-MP.
Элементы МГТС GEOIZOL-MP
Собственная разработка Группы компаний «ГЕОИЗОЛ» (производится на «Пушкинском машиностроительном заводе» в Санкт-Петербурге) по ряду характеристик превосходит лучшие европейские образцы. GOIZOL-MP может применяться в качестве буроинъекционной микросваи, грунтового нагеля или анкера. Геотехнические элементы выполняются с помощью легкой техники в самых сложных условиях, в том числе на горных склонах с применением альпинистского снаряжения.
На производстве налажен выпуск элементов МГТС (полые винтовые штанги и крепежные элементы) с антикоррозийным покрытием, что особенно актуально для объектов энергетической отрасли. Доступны два варианта: термодиффузионное цинкование и дуплекс-система с дополнительным порошковым окрашиванием оцинкованной детали. Такая защита позволит обеспечить защиту геотехнического элемента, подверженного электрохимической коррозии, обусловленной наличием блуждающих токов в зоне расположения ЛЭП.
Рассмотрим подробнее опасные явления, которые могут угрожать объектам энергетической инфраструктуры, и методы инженерной защиты от них.
Противоэрозионная защита, выполненная в районе расположения опоры ВЛ
Объекты энергетической инфраструктуры подвержены рискам развития эрозии в связи с тем, что при установке опор, как правило, сводится растительный покров или производится отсыпка до проектных отметок. При этом не редко, в связи с удаленностью объектов, применяются местные грунты низкого качества. Для предотвращения негативных процессов оголенные участки грунта могут покрываться противоэрозионными геосинтетическими матами с последующим посевом многолетних трав. При необходимости противоэрозионная защита может быть усилена стальными сетками. Такая комбинация покровной системы, закрепленная самораскрывающимися грунтовыми анкерами, позволяет защитить участки в том числе от явлений крипа.
Противоэрозионная защита, выполненная в районе расположения опоры ВЛ
Противооползневые мероприятия в принципе занимают центральное место в области инженерной защиты территории. Для обеспечения устойчивости оползнеопасных склонов, прилегающих или на которых установлены опоры ЛЭП, может применяться нагельное крепление – пространственное армирование грунтового массива.
Откос в процессе выполнения мероприятий инженерной защиты
Грунтовые нагели GEOIZOL-MP выходят за поверхность скольжения склона, закрепляются в нижерасположенных устойчивых слоях и удерживают массив грунта. По поверхности склона нагели объединяются покровной системой, которая препятствует смещениям и вывалу грунта в межнагельном пространстве. Наиболее широкое применение получил вариант покровной системы в виде комбинации высокопрочной стальной сети с противоэрозионными матами и посадкой многолетних трав.
Нагели могут выполняться как на этапе строительства энергетических объектов, так и во время их эксплуатации при возникновении опасности активизации оползневых процессов. Грунтовые нагели GEOIZOL-MP возможно выполнять на любых откосах и склонах применяя малогабаритные горные буровые установки.
Нагельное поле с противоэрозионной покровной системой в районе опоры (Сочи)
Для обеспечения устойчивости откосов и склонов также применяется анкерное крепление с прижимными плитами. Решение является компактным аналогом пригрузочной бермы.
На рельефе выполняется раскладка железобетонных плит, через которые устраиваются грунтовые анкеры. Плиты натягиваются на анкеры, создавая дополнительное давление (пригруз) на грунт в нижней зоне потенциального оползневого тела, увеличивая удерживающие силы и повышая устойчивость откоса. Конструкция одновременно армирует грунт и жестко удерживает склон.
Анкерное крепление с прижымными плитами и нагельное поле выше по склону (Сочи)
Отдельная группа технических решений связана с ликвидацией рисков, вызываемых активными процессами: селями, камнепадами и снежными лавинами – для чего применяют гибкие сетчатые конструкции.
Селеудерживающие барьеры устанавливаются поперек расчетного русла селя. При сходе потока барьер пропускает воду, удерживая твердую часть стока, которая представляет наибольшую угрозу для защищаемых объектов. Барьер состоит из натянутой между стойками кольчужной сети, усиленной стальными канатами и энергопоглощающими устройствами.
Селеудерживающий барьер (Сочи)
Похожие гибкие барьеры, рассчитанные на ударную нагрузку до 10 000 кДж, применяются для защиты от камнепадов. При наличии относительно небольших участков, где возможны срывы камней, выполняется сплошная драпировка из высокопрочной стальной сети. В дополнение к устройству противокамнепадной завесы, в ряде случаев, требуется закрепление крупных скальных образований для предотвращения их срыва.
Монтаж снегоудерживающих барьеров (Сочи)
При размещении объектов в зоне воздействия лавин лоткового типа возможно выполнение локальных защитных сооружений, например, массивных лавинорезов. Но, как правило, наиболее рациональным решением является перенос объекта из опасной зоны.
Естественный метод борьбы со сдвиговыми лавинами – снежными осовами – заключается в создании лесного массива, который не позволяет снегу накапливаться и сползать вниз по склону. Техническая альтернатива – устройство гибких снегоудерживающих барьеров, которые удерживают снежный массив в статическом состоянии, предотвращая его перемещение в сторону защищаемого объекта.
Монтаж гибких барьеров может быть выполнен в стесненных условиях без необходимости устройства подъездных дорог, с минимальным влиянием на окружающую среду. Материалы и оборудование могут быть доставлены к строительной площадке с помощью вертолета. Для закрепления конструкций на рельефе применяются грунтовые анкеры GEOIZOL-MP.
Выполнение нагельного крепления на склоне
Устройство свайных оснований с применением МГТС GEOIZOL-MP позволяет решить проблему строительства в стесненных условиях, где затруднительно или невозможно использовать тяжелую технику. Фундаменты из буроинъекционных свай возможно выполнить в сложной горной местности, в том числе на удаленных территориях, как для относительно легких конструкций опор линий электропередач, так и для более массивных зданий и сооружений энергетической инфраструктуры.
Современные технологичные решения инженерной защиты позволяют решать специфические задачи и обеспечить безопасное строительство и эксплуатацию объектов, расположенных в самых сложных условиях.
Для цитирования:
Александров П.А. Решения инженерной защиты объектов энергетического комплекса / П.А. Александров // Подземные горизонты. – 2023. – №34 (август 2023). – С. 28-30.
