АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ МОНИТОРИНГА ПОДПОРНЫХ АРМОГРУНТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ КАК ЭЛЕМЕНТА ИНФРАСТРУКТУРЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ МОНИТОРИНГА ПОДПОРНЫХ АРМОГРУНТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ КАК ЭЛЕМЕНТА ИНФРАСТРУКТУРЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

Зайцев Андрей Александрович

Кузнецова Елена Анатольевна

Иванникова Елена Евгеньевна

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая глава разработана с памятью о жизни и творческой деятельности Виталия Васильевича Легкого, геодезиста, талантливого преподавателя высшей школы!

В серии коллективных монографий «Вопросы современной науки» ранее рассматривались вопросы содержания, мониторинга и устойчивости земляного полотна железных дорог и искусственных сооружений, вопросы физического моделирования грунтового откоса подрезкой склона аргиллитов и применением геосинтетических материалов, а также сетчатых конструкций в горных условиях (Северный Кавказ), относящегося к сейсмически активным зонам страны. В настоящей главе (разработали Зайцев А.А., Кузнецова Е.А. и Иванникова Е.Е.) рассмотрены актуальные вопросы мониторинга армогрунтовых конструкций предназначенных для усиления земляного полотна железных дорог [1-5].

1. ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММЫ МОНИТОРИНГА НА ОПЫТНОМ ОБЪЕКТЕ

Мониторинг объектов инфраструктуры железнодорожного пути, земляного полотна выполняется: для оценки изменения состояния геотехнических сооружений во времени; для установления причин и условий изменения их состояний; для прогноза поведения и определения срока службы.

Объем работ и периодичность измерений при мониторинге технического состояния габионной (армогрунтовой) конструкции определяется в зависимости от состояния объекта (объектов): сроком эксплуатации; наличием отступлений от первоначального проекта; реальной ситуации на объекте; состояния и уровня внешних воздействий и т.д.

Для обеспечения безопасности функционирования габионных конструкций проводится эксплуатационный мониторинг путем проведения периодических измерений их состояния по ряду основных параметров (мониторинг состояния конструкций).

В качестве элемента контроля и ранней диагностики деформационного состояния габионы конструкций обязательно создание геодезической реперной сети для мониторинга деформационного состояния конструкций усиления объектов земляного полотна.

Для осуществления контроля перемещений и выявления изменений напряженно-деформированного состояния в различных частях конструкций усиления (габионных сооружений) производится закладка различного рода датчиков, но в первую очередь проводятся геодезические измерения (рисунки 1 и 2.)

После выявления мест изменения напряженно-деформированного состояния конструкций осуществляется обследование этих частей конструкции и по результатам обследования делаются выводы о деформационном состоянии конструкций, причинах изменения их напряженно-деформированного состояния и необходимости принятия мер по восстановлению или усилению конструкций.

Рисунок 1. Мониторинг положения полки габинной стене геодезическими методами (Легкий В.В. и Зайцев А.А. 2006г.)

Рисунок 2. Рейка с пятой (на фотографии В.В.Наумов 2006г.)

Для достижения главной цели - обеспечения эксплуатационной надежности системы “объект земляного полотна-конструкция усиления (габионное сооружение)” задачами геотехнического мониторинга опытного объекта, усиленного габионными структурами является изучение состояния и поведения этой системы под влиянием изменений техногенных (поездных) и природных воздействий; разработка заданий на проектирование мероприятий по предупреждению и устранению отклонений, превышающих предусмотренные в проекте.

Для решения задач проведения геотехнического мониторинга в процессе составляется программа системы наблюдений на опытном объекте.

Состав геотехнического мониторинга и систем наблюдений при его выполнении.

Геотехнический мониторинг включает в себя: режим наблюдений: за состоянием отдельных (характерных) элементов габионного сооружения, и всей системы “земляное полотно-конструкция усиления” в целом, с учетом возможных изменений свойств грунтов объекта и его основания под влиянием окружающей природной среды и эксплуатационных воздействий от подвижного состава; оценку результатов наблюдений и сравнение их с проектными данными; прогноз на основе результатов наблюдений изменения состояния эксплуатируемой системы “земляное полотно-конструкция усиления”; разработку в необходимых случаях заданий на проектирование мероприятий по предупреждению и устранению отклонений, превышающих предусмотренных в проекте, и негативных последствий  для  опытного объекта земляного полотна.

Режим наблюдений за состоянием объекта земляного полотна включает: измерение перемещений элементов конструкции усиления (осадки, крены, горизонтальные смещения и др.); фиксацию и наблюдение за образованием и раскрытием трещин; измерение уровня колебаний в земляном полотне и в конструкции усиления под динамическим воздействием поездов.

Режим наблюдений за состоянием основания конструкции усиления (габионного сооружения) включает: измерения послойных деформаций грунтов основания и оседания земной поверхности; фиксацию изменений напряженного состояния основания и физико-механических характеристик свойств грунтов.

Режим наблюдений за окружающей природной средой включает наблюдения: за изменением инженерно-геологических условий территории расположения опытного объекта; за развитием неблагоприятных инженерно-геологических процессов (карст, суффозия, оползни) и т.п.

Содержание геотехнического мониторинга.

Наблюдения за надземными и подземными конструкциями усиления (габионного сооружения) осуществляется путем сочетания визуальных и инструментальных наблюдений.

Визуальные наблюдения включают в себя: визуальный осмотр объекта земляного полотна и конструкций его усиления (габионного сооружения); фиксацию появления деформаций (просадок пути, трещин на основной площадке и откосах) объекта земляного полотна в целом и деформаций (перемещения, сдвиг, наклон внешних граней) в конструкциях усиления -габионного сооружения, и внешних повреждений габионных структур (нарушение целостного   проволочного остова, вывал  камней, явлений суффозии (вынос) грунтов обратной засыпки и пр.).

Инструментальные наблюдения включают в себя контроль за раскрытием трещин (установление направления, протяженности и величины раскрытия трещин, установку маяков на трещинах и систематическое ведение журнала наблюдений за ними) с помощью измерительных или фиксирующих устройств, прикрепляемых к обеим сторонам трещин и геодезический контроль.

В процессе выполнения геодезического контроля осуществляют измерения следующих перемещений фундаментов: вертикальных перемещений (осадок, подъемов); горизонтальных перемещений (сдвигов); кренов и неравномерных вертикальных перемещений.

Наблюдения за перемещениями габионного сооружения следует производить в следующей последовательности: ревизия конструкций и мест расположения исходных геодезических знаков высотной и плановой основы; ревизия высотной и плановой привязки имеющихся деформационных марок на зданиях и сооружениях; разработка программы измерений; восстановление утраченных и установка новых деформационных марок на сооружениях; инструментальные измерения величин вертикальных и горизонтальных перемещений.

Восстановленные и новые деформационные марки должны быть установлены на несущих конструкциях в свободных местах, доступных для геодезической съемки, и иметь защитные устройства от их случайного повреждения.

Методы измерения вертикальных и горизонтальных перемещений, определения крена габионного сооружения и неравномерности осадок следует устанавливать программой измерения деформаций в зависимости от требуемой точности измерения, конструктивной особенности сооружения, инженерно-геологических и гидрогеологических особенностей территории и свойств грунтов основания, возможности применения и экономической целесообразности метода в данных условиях.

Вертикальные и горизонтальные перемещения габионного сооружения должны определяться относительно закладываемых реперов опорной геодезической сети (глубоких и грунтовых).

Измерение вертикальных перемещений габионного сооружения должно проводиться нивелированием I класса [6-7].

Наблюдения за состоянием оснований габионного сооружения осуществляется путем измерений параметров напряженно-деформируемого состояния вовлекаемых в работу грунтовых массивов и оценки изменений физико-механических характеристик грунтов оснований.

Измерения послойных деформаций осуществляется с использованием сети грунтовых марок, которые представляют собой: точки, накерненные на обечайках колодцев подземных коммуникаций, глубиной заложения от 2 до 4 м; грунтовые стальные трубчатые марки, глубиной заложения от 2 до 12 м; кусты грунтовых реперов для наблюдений за послойными вертикальными перемещениями грунта на различных глубинах (глубина реперов от 10 до 50 м); поверхностные (плитные) марки.

При выполнении наблюдений за состоянием окружающей природной среды осуществляются режимные гидрогеологические наблюдения в сети пробуренных и оборудованных на все горизонты подземных вод гидрогеологических скважин.

При режимных наблюдениях следует определять: изменение уровней подземных вод; пьезометрические напоры воды в грунтовом массиве; расходы воды, связанные с фильтрацией; коэффициент фильтрации грунтов; температуру грунтов в массиве; эффективность работы дренажных, водопонизительных и противофильтрационных систем.

Режимные наблюдения должны проводиться ежеквартально.

По результатам геотехнического мониторинга опытного объекта составляется отчет, который представляется заказчику. Отчет должен содержать: результаты мониторинга, представленные в виде графиков развития осадок и их неравномерностей, а также деформаций поверхности территории и послойных деформаций оснований конструкции усиления (габионного сооружения); актов освидетельствования состояния габионных конструкций; актов, подтверждающих соблюдение технологической последовательности работ по мониторингу;  документов, отражающих качество работ по устройству конструкции усиления (габионных сооружений) объектов земляного полотна; заключение о надежности дальнейшей эксплуатации объектов земляного полотна, усиленных габионными конструкциями и соответствие расчетных прогнозов фактическому состоянию и проектному режиму эксплуатации объектов земляного полотна; (при необходимости) задание на проектирование мероприятий по предупреждению и устранению отклонений, превышающих предусмотренных в проекте, и негативных последствий; предложения по дальнейшему проведению мониторинга.

В случае возникновения при эксплуатации объектов земляного полотна, усиленных габионными конструкциями, деформаций и других явлений, отличающихся от прогнозируемых и представляющих опасность информировать об этом заинтересованные организации.

Мониторинг технического состояния габионных сооружений по внешним признакам производят на основе определения следующих факторов: геометрических размеров и сечений; наличия трещин, отколов и разрушений: состояния защитных покрытий; деформаций габионных конструкций; нарушения целостности  проволочного остова габионной структуры; наличия разрыва проволочной сетки; степени коррозии металлической сетки; определение ширины и глубины раскрытия трещин в обратной засыпке; контроля степени уплотнения грунтов обратной засыпки.

Ширину раскрытия трещин следует измерять в первую очередь в местах максимального их раскрытия.

Трещины следует анализировать с точки зрения напряженно-де-формированного состояния габионной конструкции.

Для определения степени коррозионного разрушения металлической сетки используются физико-химические методы.

При оценке технического состояния сетки, пораженных коррозией, необходимо установить вид коррозии и участки поражения. После определения вида коррозии необходимо установить источники воздействия и причины коррозии сетки.

Степень коррозии оценивается по следующим признакам: характеру коррозии, цвету, плотности продуктов коррозии, площади пораженной поверхности, глубине коррозионных поражений.

Программа геодезических измерений на опытном объекте включает следующие работы: - анализ рабочего проекта и исполнительной документации; составление схемы проведения мониторинга; создание опорной геодезической сети (основные положения создания опорной геодезической сети, рабочих пунктов); создание плановой опорной сети 2 разряда. С каждой стороны железнодорожной насыпи устраиваются два пункта на обочине земляного полотна (насыпи) и два пункта внизу перед сооружением, например как это показано на рисунке 3.

Таким образом, для примера на рисунке 3, общее количество -  восемь опорных пунктов: четыре поверху, четыре понизу.

Категория сложности закладки - 2. Категория сложности измерений – 2;

Создание высотной опорной сети 4 класса по заложенным пунктам. Всего устраивается шестнадцать рабочих пунктов: с каждой стороны по четыре пункта поверху и четыре понизу. Категория сложности измерений – 2. Нивелирование в створе рабочего пункта в верхней части габионной конструкции, по двум рядам с шагом 1.0 м в пятидесяти сечениях по каждой стороне насыпи.

Определение полярным способом текущих координат и высот, например шестнадцати, рабочих пунктов на опытном объекте.

Плановая схема проведения измерений приведена на рисунке 3.

Рисунок 3. Общая схема проведения геодезических измерений на участке строительства подпорной стены (рисунок В.В.Легкого)

Текущие геодезические наблюдения на опытном объекте Московской железной дороги выполнялись в три этапа: в период создания опорной геодезической сети; через 20-30 дней и в осенний период.

Состав текущих геодезических наблюдений:

- создание высотной опорной сети 4 класса по опорным пунктам. Категория сложности измерений - 2.

Объем работ устройство 16 рабочих пунктов: 4 пункта по верху и  4 пункта по низу  по каждой стороне опытного объекта;

- нивелирование в створе рабочего пункта в верхней части габионной конструкции, по двум рядам  с шагом 1.0 м  в пятидесяти сечениях  по каждой стороне насыпи.

Объем работ по нивелированию: 1 точка×2 ряда блоков×50 сечений×2 стороны насыпи = 200 точек;

Установка в стенки блоков рабочих пунктов в виде горизонтально (вертикально) забиваемых металлических уголков сечением 40×40 мм или арматуры диаметром 25-40 мм. Объем работ: устройство по два рабочих пункта в сечении блоков в четырех сечениях  на каждой стороне насыпи, итого 16 рабочих пунктов. Категория сложности – 3;

Объем работ: 50 блоков по 1 точке в 2 ряда блоков с 2 сторон насыпи, итого 200 точек.

Установка в стенки блоков рабочих пунктов в виде горизонтально (вертикально) забиваемых металлических уголков сечением 40×40 мм или арматуры диаметром 25…40 мм. Категория сложности - 3.

Объем работ: по 2 пункта в сечении блоков ×4 сечения на каждой стороне насыпи.

Определение полярным способом текущих координат и высот 16 рабочих пунктов на опытном объекте. Объем работ съемки: 16 рабочих пунктов.

Результаты геодезического мониторинга представляляются в виде совмещенных графиков осадок сооружения в зависимости от стадии возведения габионной конструкции.

2.УСТРОЙСТВО РЕПЕРНОЙ СИСТЕМЫ

Специальная реперная система предназначена для использования дистанциями пути, путевыми машинными станциями, инженерно-геологическими базами и путеобследовательскими станциями, другими службами и их подразделениями, проектными и строительными организациями при изысканиях, проектировании, содержании, ремонтах, реконструкции объектов, новом строительстве.

Специальная реперная система позволяет производить наблюдения за деформациями земляного полотна и других сооружений; контроль положения пути в профиле и плане; вынос в натуру осей путепроводов, мостов, труб и водоотводов; съемки для составления инженерно-топографических планов, продольных и поперечных профилей и других топографо-геодезических работ.

При создании специальной реперной системы необходимо обеспечивать: нормативную точность планово-высотного положения центров и марок пунктов системы независимо от их расположения и удаленности от исходных пунктов; долговременную сохранность и стабильность положения пунктов; удобство доступа (подъезда и подхода) к пунктам; возможность работы без помех путевых машин и оборудования; стандартизацию конструкций пунктов и возможность их централизованного изготовления с использованием экономичных и доступных материалов; механизацию работ при устройстве пунктов; возможность производства измерений на пунктах рабочей сети до головки рельса с применением простейших измерительных приборов; возможность установки на пунктах датчиков и устройств для автоматического считывания характеристик геометрии пути; применение наружного оформления, уменьшающего возможность нарушения и облегчающего отыскание пунктов на местности.

Специальная реперная система создается в единой системе координат на всем протяжении участка. Плановое положение пунктов вычисляется в системе координат 1942 г. или 1963 г. Высотное положение пунктов устанавливается в Балтийской системе высот. С целью упрощения использования каталогов координат плановое положение пунктов реперной системы вычисляется также и в местной железнодорожной системе координат.

Специальная реперная система железнодорожной линии в целом подразделяется на опорную геодезическую сеть (ОГС) и рабочую сеть (PC).

Опорная геодезическая сеть (ОГС) состоит из пунктов каркасной сети, главных пунктов и промежуточных (рядовых) пунктов.

Сеть каркасных пунктов (каркасная сеть) создается при протяженности железнодорожной линии 300 км и более для образования единой системы координат специальной реперной системы на всю линию и уменьшения погрешностей взаимного положения пунктов ОГС. Каркасная сеть является исходной для построения ОГС.

Пункты ОГС закрепляются центрами установленного типа и располагаются через 250-750 м, как правило, в полосе отвода железной дороги с одной или другой стороны от земляного полотна в зависимости от условий местности с обязательной видимостью между соседними пунктами. В отдельных случаях пункты ОГС разрешается совмещать с пунктами PC, закрепленными марками на массивных конструкциях железнодорожного пути.

Рабочая сеть пунктов специальной реперной системы включает в себя сеть рабочих реперов, закладываемых через 100-140 м на прямых и через 50-70 м на кривых. Створные пункты (при расположении рабочих реперов только на одной стороне пути), образующие совместно с рабочими реперами контрольные створы. Рабочие реперы могут устанавливаться парами напротив друг друга с двух сторон пути или в одиночку на любой стороне пути.

При установке рабочих реперов должна быть обеспечена видимость с данного рабочего репера на два соседних (справа и слева) и по возможности, на ближайшие пункты ОГС. В случае необходимости при одиночном расположении рабочих реперов в створе опор соседние рабочие реперы устанавливаются с противоположной стороны пути.

Рабочие репера располагаются, как правило, на опорах контактной сети (монолитных фундаментах опор, анкерах анкерных оттяжек) или в непосредственной близости к опоре: в направлении вдоль пути - на расстоянии 1 м от опоры и в направлении поперек пути - на расстоянии, не ближе к оси пути, чем ближайший край фундамента (опоры).

Рабочие репера следует использовать при планировании работ по мониторингу возведения конструкции.

В качестве исходных пунктов при создании специальной реперной системы должны использоваться, как правило, пункты Государственной геодезической сети (ГГС) 1-2 классов и в отдельных случаях, при их отсутствии вблизи железной дороги, пункты 3 класса, и пункты Государственной нивелирной сети (ГНС) I-II классов.

Плановое положение пунктов каркасной сети определяется со среднеквадратическими погрешностями.

Конструкция пунктов специальной реперной системы. Конструкции центров на пунктах ОГС.

Такой центр состоит из бетонного блока с основанием в виде квадрата 50×50 см высотой не менее 20-25 см или в виде цилиндра диаметром 40-45 см с такой же высотой. В центре блока забетонирован отрезок рельса (рельсовая рубка). На расстоянии 10-15 см от низа рубки в просверленном в шейке отверстии диаметром 15-30 мм приваривается или заклинивается металлический стержень (кусок арматуры) диаметром 15-30 мм - длиной не менее 30 см. Кроме того, перпендикулярно этому стержню и ниже его приваривается (к головке и шейке рельса и стержню) еще один стержень такого же размера. Верхний конец (срез) рельсовой рубки должен иметь гладкую и горизонтальную поверхность. Гладкую и горизонтальную поверхность может иметь только головка рельсовой рубки, остальное (шейка и подошва) отрезается газорезом наискось от головки к подошве (5-10 см ниже головки).

Вместо рельсовых рубок могут использоваться отрезки металлических труб диаметром 60-150 мм, в которых на указанном выше от низа трубы расстоянии просверливаются перпендикулярно два отверстия (с разницей по вы соте на толщину вставляемых стержней), в которые вставляются и привариваются или заклиниваются металлические стержни. Внутри труба заливается бетоном. В самый верх трубы в бетон вставляется марка-костыль с приваренным перпендикулярно к его нижнему концу куском арматуры длиной 50-10 мм. Нижняя часть головки костыля должна быть заподлицо с бетоном.

При отсутствии костылей в бетон может вставляться металлический стержень диаметром 15-20 мм длиной не менее 15 см с верхней поверхностью в виде полусферы. К нижнему концу стержня перпендикулярно к нему должен быть приварен кусок арматуры длиной 50-100 мм. Головка стержня должна возвышаться над поверхностью бетона на 10-15 мм.

Бетонирование (марка бетона не ниже 200) производится в производственных или полевых условиях (при наличии соответствующей опалубки). Разрешается бетонирование в заранее пробуренные (выкопанные) скважины при отсутствии в них воды. Нижнее основание бетонного блока закладывают на глубину 50 см ниже уровня максимального сезонного промерзания грунта. Бетонный блок в виде цилиндра применяют в случае закладки центра с использованием буровой техники с диаметром бура 50 см. При меньшем диаметре бура (но не менее 35 см) высота бетонного цилиндра должна быть увеличена до 50-60 см, а глубина закладки - до 75-80 см ниже уровня максимального промерзания грунта.

Верхний конец рельсовой рубки или трубы должен находиться на высоте не более 30-50 см над поверхностью грунта. Общая длина отрезка рельсовой рубки (трубы) должна составлять 180-250 см в зависимости от максимальной глубины сезонного промерзания грунта. В верхнем срезе рельсовой рубки (в головке костыля, металлического стержня) просверливается углубление (глубина 2-3 мм) диаметром 1-1,5 мм по нему делают крестообразную насечку для центрирования геодезических приборов при производстве измерений.

На участках полосы отвода, неблагоприятных по гидрогеологическим условиям (пучинистые и слабые грунты, заболоченные участки и др.) рекомендуется закладывать центры, изготовленные из металлических труб, буровых штанг или арматурных стержней (диаметром не менее 30 мм), к, которым в нижней части приваривают винтовой якорь. Диаметр якоря должен быть не менее 30 см. При значительной толще слабых грунтов центр может состоять из нескольких труб (штанг, стержней), соединенных между собой сочленениями. Трубы (штанги, стержни) завинчивают на глубину, при которой якорь войдет в плотную породу не менее чем на 100-150 см. Глубина закладки нижнего конца центра во всех случаях должка быть не менее 1 м ниже уровня максимального промерзания грунта. Верхний конец центра устанавливается на высоте 30-50 см над поверхностью грунта. При использовании труб или полых буровых штанг их заливают бетоном до верха и в бетон вставляется костыль или металлический стержень, в которых заранее должно быть просверлено (накернено) углубление и нанесена крестообразная насечка. При использовании цельнометаллических буровых штанг (стержней) сверление (кернение) углубления и крестообразной насечки делается на верхнем конце центра.

Пункты ОГС окапывают канавой квадратной формы, сторона которой по внутреннему краю равна 2 м. Поперечное сечение канавы - перевернутая усеченная пирамида с размерами: ширина поверху – 1.20 м, ширина по дну – 0.20 м, глубина – 0.50 м. Надземная часть центра окрашивается масляной краской ярких цветов (красной, оранжевой, желтой) с черными полосами.

Пункты ОГС маркируются по нижеприведенному образцу:

Пп *** #,

где    Пп - обозначение пункта ОГС; *** - километр, на котором расположен пункт; # - номер пункта ОГС (до 80 - номера рабочих реперов на данном километре, после 80 - номера пунктов ОГС)

При закладке центра составляют его чертеж, описание и абрис пункта с указанием ориентиров. Привязку пункта к ориентирам выполняют инструментально. Данные привязки указывают на абрисе.

Допускается применение на пунктах ОГС других типов центров, конструкция которых должна быть согласована и утверждена в установленном порядке. Конструкции центров и марок на пунктах PC. Рабочие реперы специальной реперной системы закрепляются центрами, аналогичными закладываемым на пунктах ОГС

В качестве мест установки центров рабочих реперов разрешается использовать имеющиеся в теле земляного полотна остатки (оставшиеся после реконструкции) бесфундаментных опор. Если выступающая часть опоры выше головки рельса, ее обрубают до уровня головки рельса, засыпают щебнем полость, не доходя до верха 30-40 см, загибают внутрь арматуру и бетонируют выше арматуры на 2-3 см. В бетон вставляется металлический стержень диаметром 10-20 мм длиной не менее 150 мм, возвышающийся над бетоном на 10-15 мм с верхней округлой поверхностью, или костыль, с заранее просверленным (накерненным) углублением и крестообразной насечкой. Внизу к стержню (костылю) приваривают кусок арматуры.

При закреплении марок рабочих реперов на бетонных монолитных фундаментах опор (без металлических частей крепления опоры к фундаменту следует вертикально в фундаменте, преимущественно в ближайшем к пути углу, просверливается отверстие на глубину 100-120 мм (длину костыля) и замоноличивается металлический стержень (костыль) с просверленным (накерненным) в головке отверстием и крестообразной насечкой. Отверстие в фундаменте должно располагаться не ближе 20 мм, а при расположении отверстия в самом узком месте фундамента - не далее 30 мм от края фундамента. При этом запрещается закрепление марок рабочих реперов на фундаментах опор типа ФКС и ТС (где опора контактной сети встроена в стакан фундамента).

При расположении марок рабочих реперов на фундаментах должна быть обеспечена возможность установки визирных целей (отражателей, визирных марок и т.п.). Аналогично устанавливаются марки и на устоях мостов, других мас­сивных каменных и бетонных конструкциях.

Для улучшения видимости и условий центрирования прибора разрешается закреплять марку на кронштейне, который приваривается к металлическому стержню, замоноличенному в фундамент.

В опорах с металлическим башмаком или с металлическими стойками марки привариваются к башмаку или к наименее загруженным частям стоек (к ребрам или поперечным планкам). При отсутствии возможности центрирования прибора из-за стесненности, разрешается закреплять марку на кронштейне. На бесфундаментных опорах марки рабочих реперов в виде металлических стержней с просверленным (накерненным) вверху углублением устанавливаются (по возможности на уровне головки рельсов) с помощью стягиваемых болтами металлических хомутов, закрепляемых в теле опоры. Стержень к хомуту приваривается с помощью кронштейна, причем расстояние между хомутом и головкой стержня должно быть не менее 200 мм.

Для большей устойчивости хомута разрешается при наличии вентиляционных отверстий приварка стержня длиной 20-30 мм с внутренней стороны хомута с вставкой этого стержня в одно из вентиляционных отверстий. Для этой цели могут также использоваться металлические стержни, выходящие на 15 мм из тела опоры (высотные реперы, при их наличии). В хомуте просверливается отверстие соответствующего диаметра для закрепления его на стержне.

Для закрепления створных пунктов при одностороннем расположении рабочих реперов (закреплении направления) могут быть использованы напротив расположенные опоры (фундаменты) контактной сети, другие массивные конструкции, на которых уславливаются в заранее просверленное отверстие примерно в уровне головки ближайшего рельса марка в виде дюбеля длиной до 20 мм и толщиной не более 2.5-3.0 мм.

При отсутствии на противоположной стороне пути конструкций для закрепления створа на откосе возле бровки земляного полотна забивается металлический стержень диаметром от 15 до 30 мм, длиной не менее 1 м Верхняя часть этого стержня должна выступать на 100 мм, наверху стержня «кернится» точка. На станциях створы закрепляются с двух сторон рабочими реперами.

При выполнении измерений по определению координат и высот пунктов специальной реперной системы должны применяться методы и геодезические средства измерений, обеспечивающие требуемую точность измерений.

При определении плановых координат пунктов ОГС должны применяться следующие геодезические средства измерений (ГСИ):

на каркасных и главных пунктах - двухчастотные геодезические приемники сигналов спутниковой системы GPS типа TRIMBLE 400 SSE в их полной штатной комплектации или аналогичные им премники других фирм. При расстоянии до 15 км от исходных пунктов ГГС или пунктов каркасной сети могут использоваться одночастотные приемники типа TRIMBLE 400 SET;

на промежуточных (рядовых) пунктах - электронные тахеометры типа TOPCON GTS-700, SET-5F и аналогичные им по точности электронные тахеометры iDvrHX;

При отсутствии электронных тахеометров можно использовать оптические теодолиты типа Т2 (2Т2,ЗТ2) совместно со светодальномерами типа 2СТ10, 2СТ5 или светодальномерными насадками типа RED mini 3, а также аналогичные по точности ГСИ других фирм.

При определении плановых координат пунктов PC должны применяться электронные тахеометры, обеспечивающие измерения горизонтальных углов и длин линий со средними квадратическими погрешностями соответственно не более ± 5" и ± (5+5·L) мм, где L в км. При отсутствии электронных тахеометров необходимо использовать оптические теодолиты и светодальномеры, обеспечивающие измерения углов и расстояний с указанной точностью.

При определении высот пунктов ОГС и PC должны применяться нивелиры и нивелирные рейки согласно требованиям "Инструкции по нивелированию I, II. III и IV классов" для нивелирования III класса.

При производстве измерений по контролю планово-высотного положения пути, искусственных сооружений, контактной сети и других устройств на основе использования пунктов специальной реперной системы применяются различные средства измерений: простейшие - рулетки с миллиметровыми делениями, специальные изме­рительные шаблоны и т.п.; электронные тахеометры, светодальномеры, оптические теодолиты, нивелиры; специальные измерительные приборы и устройства, устанавливаемые на движущемся по пути транспортном средстве. В этом случае над рабочими реперами должны устанавливаться на центрируемых подставках светоотражатели, электромагнитные излучатели и другие приборы с соответствующими датчиками или ответчиками для автоматического считывания информации.

Для обеспечения надежности и воспроизводимости результатов геодезических измерений на пунктах специальной реперной системы измерения должны начинаться после стабилизации их в плане и по высоте не ранее чем через 20 дней после закладки центров незамёрзшие грунты и через 20 дней после оттаивания при закладке центров в замерзшие грунты.

Определение планового положения промежуточных (рядовых) пунктов ОГС наиболее рационально производить методом светодальномерной полигонометрии.      Плановое положение промежуточных (рядовых) пунктов ОГС должно определяться с соблюдением требований «Инструкции по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В главе приведены результаты исследований по разработке требований к организации геодезического мониторинга армогрунтовых конструкций, применяемых на железнодорожном пути.

Раскрыты понятия и практика устройства конструкций центров на пунктах опорной геодезической сети; схем закрепления марок рабочих реперов (рисунки З.1, З.2) и др.

Технология мониторинга неоднократно была проверена группами по геодезическим измерениям Российского университета транспорта РУТ (МИИТ) с участием В.В. Легкого на объектах железных дорог в числе которых 103 км участка Москва – Александров, насыпь на участке о.п.Шереметьевская – Аэропорт Шерементьево и других.

Материалы работы могут быть использованы при подготовке программ мониторинга как армогрунтовых конструкций – подпорных  стен, так и наиболее массово применяемых на железных дорогах – конструкциях подпорных стен с буросекущими сваями.

Список литературы:

1. Зайцев А.А. Актуальные вопросы обеспечения эксплуатационной надежности земляного полотна железных дорог (содержание, мониторинг, оценка устойчивости) / А.А. Зайцев // «Вопросы современной науки»: коллект. науч. монография; [под ред. Н.Р. Красовской]. – М.: Изд. Интернаука, 2020. Т. 56.
2. Зайцев А.А. Мониторинг и физическое моделирование земляных работ по формированию в горном кластере района Сочи грунтового откоса подрезкой склона аргиллитов с применением геосинтетических материалов и сетчатых конструкций / А.А. Зайцев, В.В. Наумов // «Вопросы современной науки»: коллект. науч. монография; [под ред. Н.Р. Красовской]. – М.: Изд. Интернаука, 2020. Т. 55. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44028894
3. Зайцев А.А., Актуальные вопросы оценки эксплуатационной надежности земляного полотна железных дорог в условиях сейсмического воздействия / А.А. Зайцев, К.А. Астахова, С.А. Немцова «Вопросы современной науки»: коллект. науч. монография; [под ред. Н.Р. Красовской]. – М.: Изд. Интернаука, 2020. Т. 57., Часть 1я https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44456714
4. Зайцев А.А. Актуальные вопросы применения технологий для устройства водопропускных труб, пересечений, коммуникаций в земляном полотне и его основании на железных дорогах / А.А. Зайцев, М.Г. Соковых, М.О. Иванов, Е.О. Амирасланова // «Вопросы современной науки»: коллект. науч. монография; [под ред. Н.Р. Красовской]. – М.: Изд. Интернаука, 2021. Т. 60. DOI:10.32743/25001949.2021.60.257131
5. Зайцев А.А. Анализ и обоснование применения крупнообломочного материала для укрепления земляного полотна от размывов в Краснодарском крае (на реке Мзымта / А.А. Зайцев, А.В. Кендюк // «Вопросы современной науки»: коллект. науч. монография; [под ред. Н.Р. Красовской]. – М.: Изд. Интернаука, 2020. Т. 54.
6. СП 317.1325800.2017 СВОД ПРАВИЛ Инженерно-геодезические изыскания для строительства
7. Вопросы инженерной геодезии. Выпуск - 887. Под общей редакцией С.И. Матвеева, 1995г.
8. https://miit-geo.ru/students/ [Геодезическая лаборатория]