|
DOI: 10.7256/2453-8922.2022.1.37649
Дата направления статьи в редакцию:
08-03-2022
Дата публикации:
05-05-2022
Аннотация:
Предметом исследований является земляное полотно железнодорожного пути и искусственные сооружения на маревых слабосточных участках в районах распространения многолетнемерзлых грунтов на обходе водохранилища Бурейской ГЭС в пределах Верхнебуреинской впадины. Цель - выявление условий и причин проявления неблагоприятных процессов и явлений возникших в ходе эксплуатации. Задачами исследований являются выявление основных причин и условий проявления неблагоприятных геокриологических процессов и явлений – заболачивания, подтопления, застоев воды, деградации многолетнемерзлых пород, осадок земляного полотна. Проанализированы ошибки проектирования и даны рекомендации применения проектных решений в соответствии с состоянием и динамикой геокриологических условий и требованиями действующих нормативных документов для районов распространения слобосточных марей и высокотемпературной мерзлоты. Впервые для описываемой территории произведен комплексный анализ условий и причин, вызывающих неблагоприятные процессы и явления. Выявлены неэффективные конструкции и проектные решения. Рекомендованы оптимальные проектные решения и мероприятия для обеспечения устойчивой и безопасной работы транспортных сооружений региона в условиях слабосточных марей и высокотемпературной мерзлоты. Для изученного участка характерными особенностями является значительная заболоченность территории, и широкое распространение низко– и высокотемпературных многолетнемёрзлых грунтов сливающегося типа. Имеются случаи нерационального и неэффективного проектирования. Нередки случаи использования для отсыпки земляного полотна и его элементов непригодных грунтов. Также превышение объемов земляных работ при строительстве. В этих условиях рекомендуется: При проектировании плана железнодорожного пути трассировать линию через локальные повышенные участки местности, с целью обеспечения необходимого уклона проектного профиля водоотводных канав не менее 4 промилле. Водоотводные канавы вдоль пути располагать на расстоянии, исключающем приток воды в основание земляного полотна.
Ключевые слова:
земляное полотно, многолетняя мерзлота, слабосточная марь, заболачивание, подтопление, застои воды, заиливание дренажных канав, деградация многолетнемерзлых пород, осадки земляного полотна, проектные решения
Abstract: The subject of research is the earthwork of the railway track and artificial structures on hazy weak-draining areas in the areas of permafrost distribution on the bypass of the Bureyskaya HPP reservoir within the Verkhnebureinskaya depression. The purpose is to identify the conditions and causes of adverse processes and phenomena that have arisen during operation. The objectives of the research are to identify the main causes and conditions for the manifestation of unfavorable geocryological processes and phenomena – waterlogging, flooding, stagnation of water, degradation of permafrost, sediment of the roadbed. Design errors are analyzed and recommendations are given for the application of design solutions in accordance with the state and dynamics of geocryological conditions and the requirements of the current regulatory documents for the areas of distribution of low-level marys and high-temperature permafrost. For the first time, a comprehensive analysis of the conditions and causes causing adverse processes and phenomena was carried out for the described territory. Inefficient constructions and design solutions have been identified. Optimal design solutions and measures are recommended to ensure the stable and safe operation of transport facilities in the region in conditions of low-drainpipe and high-temperature permafrost. For the studied area, the characteristic features are the significant swampiness of the territory, and the wide distribution of low– and high-temperature permafrost soils of the merging type. There are cases of irrational and inefficient design. It is not uncommon to use unsuitable soils for filling the roadbed and its elements. Also, the excess of the volume of earthworks during construction. Under these conditions, it is recommended: When designing a railway track plan, trace the line through local elevated terrain areas, in order to ensure the necessary slope of the design profile of drainage ditches of at least 4 ppm. Drainage ditches along the path should be located at a distance that excludes the inflow of water into the base of the roadbed.
Keywords: the roadbed, permafrost, slabostochnaya mary, waterlogging, flooding, stagnation of water, silting of drainage ditches, degradation of permafrost rocks, precipitation of the roadbed, design solutions
ВВЕДЕНИЕ
Изыскания, проектирование и эксплуатация земляного полотна железнодорожного пути на маревых слабосточных участках в районах распространения многолетнемерзлых грунтов сопровождается появлением сложных задач обеспечения устойчивости и надежности и бесперебойной работы линий в их пределах. Надёжное земляное полотно на многолетнемерзлых грунтах в основании построить сложно и достаточно дорого. Этого можно достичь либо предварительным протаиванием и уплотнением грунтов основания на достаточную глубину, либо построить земляное полотно на искусственном основании. В настоящее время нередки случаи принятия стандартных проектных решений конструкций земляного полотна на этих участках, которые против ожидаемого эффекта сохранения многолетнемерзлых пород, приводят к их деградации, увеличению мощности сезонно-талого слоя, развитию термокарстовых явлений, застою воды вблизи земляного полотна, формированию обратных уклонов в руслах водоотводных канав и т.п. Проблема устойчивости транспортных сооружений в сложных инженерно-геологических и геокриологических условиях территорий является крайне актуальной. Следует назвать имена В. И. Вернадского, В. А. Обручева, М. И. Сумгина, П. И. Мельникова, В. П. Мельникова и других ученых, которые занимались данными вопросами. Эти вопросы анализируются в трудах зарубежных специалистов и на международных конференциях [1,2,3,4,5,6]. Анализ условий, причин и закономерностей развития экзогенных геологических процессов на территории исследований с участками распространения высокотемпературной мерзлоты, где развиваются неблагоприятные процессы и явления опубликован в трудах Е.А. Козловского [16], Г.П. Минайлова [19], В.Г. Кондратьева [17], С.М. Ждановой [11], Горшкова Н.И. [9] , П.И. Дадышко [10] и др.
ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ
Авторы анализируют результаты проектирования и строительства новых и реконструкции эксплуатируемых железных дорог, строительства вторых путей в районах распространения многолетнемерзлых грунтов и слабосточных марей на основе научного учета геоморфологических, геологических, гидрогеологических и геокриологических условий районов строительства и эксплуатации железных дорог на основе действующих нормативных документов, обобщения решений проектных организаций и собственного опыта исследований. Мари в районах распространения многолетнемерзлых грунтов представляют собой слабосточные заторфованные участки с редкой растительностью, преимущественно с лиственницей и наличием грунтовых вод типа верховодки. Малые уклоны поверхности марей существенно затрудняют поверхностный сток. Атмосферные осадки в этом случае поглощаются слоем торфа, влажность которого может достигать 1000 %, увеличиваясь в некоторых случаях до 3000 % [16]. Накапливаясь таким образом в слое торфа атмосферная вода фильтрует с небольшой скоростью к местам разгрузки – тальвегам. Причем, открытая поверхность воды на марях, как правило, отсутствует или находится в тонком слое между кочками и в слое мохоторфяной растительности. В летний период при испарении влаги из торфа (транспирации) отводится тепло, что способствует сохранению многолетнемерзлых грунтов на небольшой глубине от поверхности, обычно 0,8 – 1,2 м. [12]. Появление открытого водного пространства приводит к нагреву его (пространства) солнцем и аккумуляции тепла и, как следствие, к оттаиванию и увеличению глубины залегания кровли многолетнемерзлых грунтов и дальнейшим просадкам земляного полотна [8]. Зачастую, открытое водное пространство и застой воды образуется в продольных водоотводных канавах, устраиваемых у железных или автомобильных дорог, при малых значениях продольных уклонов и в местах противоуклонов. В этом случае, водоотводные канавы становятся «водосборными» и аккумулируют воду с обширных участков прилегающих марей у подошвы и в основании земляного полотна [20]. Все это вместе взятое приводит к значительному обводнению и оттаиванию многолетнемерзлых грунтов основания, просадкам и деформациям земляного полотна.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ
В настоящий период времени планами развития полигона железных дорог в Дальневосточном регионе предусматривается значительное увеличение объемов перевозимых грузов к незамерзающим морским портам – Советская Гавань и Ванино, а значит увеличения нагрузок на основания. Основным транспортным коридором для этого служит Байкало-Амурская магистраль и рокадные к ней линии. Это районы широкого распространения слабосточных марей на высокотемпературных мерзлых грунтах. Цель работы выявление условий и причин проявления неблагоприятных процессов и явлений возникающих в ходе эксплуатации линий. Они вызывают большие проблемы для обеспечения безопасной и надежной работы всех сооружений, т.к. в этих сложных инженерно-геологических и геокриологических условиях проявляются неблагоприятные геокриологические процессы и явления, описанные в статье. Авторы поставили перед собой задачи критического анализа применяемых конструкций, причин их не всегда успешной работы, а также предложили некоторые проектные рекомендации, которые, по их мнению, позволят сделать работу устройств железнодорожного пути более надежной и безопасной, позволят снизить эксплуатационные затраты.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Основные методы полевых работ – рекогносцировочные исследования и натурные полевые осмотры участков, дешифрирование космических снимков высокого разрешения, размещенных на сервисах Google Earth, морфометрическое описание участков проявления опасных геокриологических процессов, выявление водопроявлений, георадарные исследования, теплотехнические расчеты. Проанализировано значительное количество фондовых и литературных источников по эксплуатации линий в пределах восточного участка БАМа – мерзлотной станции ОАО РЖД, институтов Дальжелдорпроект, Дальгипротранс, Дальневосточного государственного университета путей сообщения, архивов ОАО РЖД, материалы инженерно-геологического бурения. Произведен детальный анализ геоморфологических, инженерно-геологических, гидрогеологических и геокриологических условий района.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Изученный участок линии, получивший название «междуречье», пересекает долину реки Адникан и ее притоков, долину реки Южная Эльга, водораздел между долинами рек Адникан и Дубликан, долину реки Дубликан, долину реки Солони и ее притоков (рис. 1). Характерными особенностями «междуречья» и других участков региона является широкое распространение низко– и высокотемпературных многолетнемёрзлых грунтов сливающегося типа, значительная заболоченность территории, сплошное распространение слабых глинистых грунтов в верхней части геологического разреза. Так если в среднем на территории Верхнебуреинской впадины на долю мёрзлых грунтов приходится 60-65 % площади, то по трассе обхода талики встречены только на переходах через реки и крупные ручьи, а также на хорошо дренированных склонах [13]. На температурный режим мёрзлых грунтов оказывают влияние геоморфологические условия, микрорельеф, экспозиция и крутизна склонов, наличие и вид растительности, уровень грунтовых вод. Наиболее охлаждёнными в пределах впадины являются участки высокой поймы р. Бурея и её притоков – температура горных пород на глубине 10 метров здесь около минус 3,0ºС (низкотемпературная мерзлота), при толще слоя мерзлоты до 75 метров. На первой надпойменной террасе толща мёрзлых пород сокращается до 50-55 метров, температура их повышается до минус 2,5ºС и выше (низкотемпературная мерзлота). На второй надпойменной террасе, где условия дренирования лучше, толща мёрзлых пород сокращается до 40 м, а температура не превышает минус 2,0ºС. Низкие температуры мерзлоты вызваны не только чрезмерной суровостью климата (среднегодовые многолетние температуры воздуха по Ургалу составляют минус 3,7 ºС), а являются в основном следствием наличия специфичных напочвенных покровов (торфа, мха), большой увлажнённости их и относительно небольшой толщины снежного покрова. Инженерно-геологические условия «междуречья» характеризуются широким распространением торфа талого и мерзлого IV категории просадочности мощностью до 2 метров, включая слой талого торфа, мощностью до 1,2 метра, супеси с гравием и галькой мерзлой III категории просадочности или суглинков мерзлых III и, лишь в отдельных местах, IV категории просадочности.
1 - участок линии Известковая – Новый Ургал; 2 - реки района; 3 – поселки и разъезды. 4 – пересечение местного водораздела с малыми перепадами высот по прямой для обеспечения требуемого продольного уклона водоотводных канав и исключения трех кривых
Рис. 1. Район «междуречья» рек Адникан, Южная Эльга, Дубликани и Солони в пределах Верхнезейской впадины – участок Буреинского обхода.
Долины рек Адникан, Южная Эльга, Дубликан и Солони сложены мерзлыми галечниковыми грунтами (III), подстилаемые алевролитами (II) или песчаниками (II) категории просадочности, указанной в скобках. Водоразделы между долинами перечисленных рек сложены мерзлыми супесями III категории просадочности или суглинков III и, лишь в отдельных местах, IV категории просадочности мощностью до 2,5-4,0 метров, местами увеличиваясь до 6 и более метров. Гидрогеологические условия "междуречья" характеризуются наличием надмерзлотных грунтовых вод, залегающих у поверхности и до глубины 1 метра [19]. Одним из факторов неизбежным при техногенном освоении территории является изменение этих условий (ликвидация и замена природных напочвенных покровов, осушение местности), а также строительство теплопоглощающих сооружений, ведёт к увеличению мощности слоя сезонного протаивания-промерзания, повышению температур и глубокому протаиванию многолетнемёрзлых грунтов основания, что является основным фактором проявления большого количества и значительных по величине деформаций железнодорожного пути [16]. На рис. 2 показаны результаты прогнозных теплотехнических расчётов, выполненных на момент максимального протаивания грунтов (начиная с 2012 г) – октябрь 2017 г., 2022 г. и 2032 г. расчетного года, соответственно, на 5, 10 и 20 годы эксплуатации построенной насыпи.
1 - техногенные насыпные грунты земляного полотна, 2- мохорастительный торфяной слой, 3 - суглинок талый (мерзлый), 4 - галечниковые грунты основания земляного полотна мерзлые, 5 – положение ВГВМ 5-го расчетного года, 6 - положение ВГВМ 10-го расчетного года, 7 - положение ВГВМ 20-го расчетного года, 8 – изотермы октябрь 20-го расчетного года
Рис. 2. Результаты прогнозного теплотехнического расчета насыпи перегона Дубликан-Новый Ургал ДВост.жд
Результаты расчетов показывают, что глубина протаивания на 10-ый расчетный год в районе скв. 1/12 (северная сторона), составит 6,1 м, в районе скв. 2/11 (южная сторона) – 11,3 м, под осью пути – 11,8 м (рис. 2). Абсолютная величина оттаивания многолетнемерзлых грунтов в основании насыпи под осью пути за 10 лет составит 1,0 м. Средняя скорость оттаивания будет равна 10 см в год, просадка оттаявших грунтов основания насыпи, при этом, составит 30-40 мм/год. Таким образом, доля тепловых деформаций в общей годовой просадке (100-120 мм/год) земляного полотна составляет 25-35 %. Остальная часть деформаций (70-80 мм/год) реализуется за счет пластических деформаций расползания насыпи, выпора слабых грунтов основания и внедрением суглинков основания в крупнообломочные грунты тела насыпи. Другим фактором, усложняющим строительство и эксплуатацию, является широкое распространение низко– и высокотемпературных многолетнемерзлых грунтов в основании земляного полотна, просадочных при оттаивании [9]. Широко встречаются грунты с относительной просадочностью от 0,2 до 0,5 (III и IV категории просадочности, «слабых» и «просадочных» по ВСН 61-89). Причём эта группа представлена не только торфами и глинистыми грунтами, но и песками различной крупности и даже – галечниковыми грунтами (просадочность до 0,2-0,3). При значительной толще этих грунтов в основании и глубоком протаивании осадки земляного полотна могут достигнуть величины от десятков сантиметров до 1,5-2-х метров и более. Глубина сезонного промерзания грунтов на таких участках изменяется в широких пределах в зависимости от вида подстилающего грунта и вида напочвенных покровов – от 0,6 до 3,5 метров. Наибольшая глубина промерзания – 3,0-3,5 метра – отмечена в крупнообломочных грунтах. В регионе проявляется термокарст, техногенные наледи исезонное морозное пучении, заболачивание.
В данных условиях при проектировании и строительстве применены следующие проектные решения и конструкции:
– насыпи высотой до 3 метров из дренирующих грунтов.
– выемки глубиной до 12 м в глинистых грунтах и в скальных размягчаемых, разрабатываемые под насыпь (защитный слой), толщина защитного слоя установлена из условия ограничения деформаций пути под воздействием морозного пучения.
Минимальная высота насыпей принята с учётом снегозаносимости и учётом допустимого равномерного пучения («на сырых и мокрых основаниях»), с учётом подтопления, а на болотах – с учётом допустимых упругих деформаций земляного полотна.
Земляное полотно на высокотемпературных (– 2оС и выше) многолетнемёрзлых грунтах оснований запроектировано по принципу использования грунтов в оттаивающем талом состоянии с учётом изменения первоначальной поверхности вечномёрзлых грунтов (протаивание и осадка) в процессе строительства и эксплуатации, т. е. по второму принципу.
Отвод поверхностных вод от земляного полотна осуществляется: у выемок – кюветами, кювет-траншеями и нагорными канавами, у насыпей – водоотводными канавами.
При насыпях высотой менее 1,5 м с поперечным уклоном местности менее 0,02, а также на марях, водоотводные канавы запроектированы с двух сторон от насыпи. Технологическая притрассовая автодорога запроектирована с верховой стороны от железной дороги, нагорные и водоотводные канавы – запроектированы за автодорогой, в пазухе между автодорогой и железной дорогой. Расчётные расходы приняты с вероятностью превышения 1 % для кюветов, нагорных канав и водосбросов и 3,3 % – для продольных и поперечных канав.
Откосы насыпей на участках подтопления паводковыми водами рек района укрепляются глыбовым грунтом – «скальной наброской». Дно и откосы кюветов, нагорных и водоотводных канав в глинистых грунтах укрепляются скальным грунтом слоем 30 см.
В настоящее время по прошествии 14 лет после строительства на участке числится большое количество деформирующихся мест земляного полотна, что объясняется следующими факторами.
Во первых - при проектировании, были приняты решения, не соответствующие специфике природных условий района, использование недостоверных и ошибочных данных инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий. Это, прежде всего, проектные решения (главным образом водоотводов) и использование грунтов, непригодных для отсыпки земляного полотна.
Примером является выемка глубиной более 20 метров, запроектированная в слабых грунтах, представленных супесью текучей консистенции, которой уже почти заилен кювет (рис. 3). На этом же откосе выемки отчетливо виден бугор пучения на высоте 5-7 м (рис. 4). При дополнительном его обводнении атмосферными осадками возможен сплыв откоса выемки.
|
Рис. 3. Изливающаяся подземная вода в нижней части откоса выемки, сложенного супесью текучей консистенции. Остатки наледи, образующиеся в результате разгрузки подземных вод.
|
Рис. 4. Бугор пучения, свидетельствующий о наличии еще одного источника подземных вод. Кювет выемки, заиленный супесью, стекающей с откоса с потоками грунтовых вод.
|
Кроме того, в нижней части откоса выемки обнаружен концентрированный выход грунтовой воды, видны остатки наледи, образующейся вследствие разгрузки подземных вод (рис. 3). Тем не менее при инженерно-геологических изысканиях наличие грунтовых вод не обнаружено.
Во вторых - причиной деформаций также является большой объем земляных работ по сооружению элементов земляного полотна, главным образом водоотводных канав, запроектированных и построенных как с верховой, так и с низовой сторон от земляного полотна.
Проектирование трассы обхода, главным образом, плана выполнено без учета требований об обеспеченном отводе поверхностных вод и достаточном проектным уклоном продольного профиля канав.
В первые годы после строительства это привело к избыточному обводнению, подтоплению, а на отдельных участках – к фильтрации воды в грунтах основания земляного полотна (рис. 5), к скоплению и застою воды в канавах перед земляным полотном, устроенных, в том числе, с низовой стороны (рис. 6).
|
Рис. 5. Фильтрация воды в основании земляного полотна в результате скопления воды в водоотводной канаве с верховой стороны.
|
Рис. 6. Необоснованное проектирование и строительство водоотводной канавы с низовой стороны с недостаточным продольным уклоном.
|
По прошествии трех лет после строительства водоотводные канавы, отрытые как с верховой, так и с низовой сторон земляного полотна практически полностью заилены и заросли кочкой, травой и кустарником, заболочены. Это сделало невозможным отвод поверхностных вод и привело к образованию многочисленных участков застоя воды.
Аккумулированное тепло в местах застоев воды привело, в свою очередь, к оттаиванию многолетнемерзлых грунтов под руслом канав с захватом основания земляного полотна и, как следствие, просадкам насыпей и берм с отрывом откосов (рис. 7, 8).
Следует подчеркнуть, что при проектировании плана железнодорожного пути в таких условиях наиболее эффективно трассировать линию через локальные повышенные участки местности, с целью обеспечения необходимого уклона проектного профиля водоотводных канав не менее 4 промилей для обеспечения стока воды. На рис. 1 показан участок такого спрямления пересечение местного водораздела с малыми перепадами высот по прямой для обеспечения требуемого продольного уклона водоотводных канав и исключения трех кривых
Прогрессирующая деградация многолетнемерзлых грунтов основания приводит к просадкам берм и образованию новых мест застоя воды, что опять же способствует деградации мерзлоты «вширь» и «вглубь» (рис. 9).
Кроме того, увеличение глубины залегания подошвы сезонно-мерзлого слоя под руслом канав способствует образованию техногенных наледей (рис. 10) [18].
|
Рис. 7. Застой воды в канаве с верховой стороны, оттаивание многолетнемерзлых грунтов основания, просадка земляного полотна с отрывом откоса насыпи.
|
Рис. 8. Заиливание и зарастание русла водоотводной канавы с низовой стороны с недостаточным продольным уклоном, с просадками бермы и откоса насыпи.
|
|
Рис. 9. Просадка бермы в результате оттаивания многолетнемерзлых грунтов основания с образованием застоя воды, у подошвы насыпи.
|
Рис. 10. Образование наледи в результате промерзания грунтовых вод под руслом водоотводной канавы.
|
При неблагоприятных метеоусловиях объемы наледей могут быть значительно большими и угрожать безопасности и бесперебойности движения поездов.
Необходимо отметить, что в пределах мари, пересекаемой трассой обхода, расположено 17 рек и ручьев, которые отводят всю атмосферную воду с мари и без образования открытой поверхности воды. Тем не менее на участке обхода запроектировано и построено около 30 малых мостов и труб.
При строительстве мостов порою допущено чрезмерное заглубление русла водотоков до глубин 3,5 метров и скопления больших объемов воды (рис. 11, 12).
|
Рис. 11. Чрезмерное заглубление русла под мостами через ручей с верховой стороны.
|
Рис. 12. Чрезмерное заглубление русла под мостами через ручей с низовой стороны
|
На таких участках, в процессе эксплуатации, происходит оползание откосов канав и, в последующем, нарушение продольного профиля канавы и ее заиливание. Тем самым ухудшаются условия водоотвода, что способствует росту неравномерных осадок земляного полотна.
ВЫВОДЫ
Для изученного участка характерными особенностями является значительная заболоченность территории и широкое распространение низко– и высокотемпературных многолетнемёрзлых грунтов сливающегося типа. Такое строение является характерным для многих участков линий региона. В этих сложных условиях имеются случаи нерационального и неэффективного проектирования, что приводит к обводнению основания земляного полотна, деградации верхней границы мерзлых грунтов, и деформациям оснований земляного полотна и искусственных сооружений. Нередки случаи использования для отсыпки земляного полотна и его элементов непригодных грунтов и превышение объемов земляных работ при строительстве. В этих условиях рекомендуется при проектировании плана железнодорожного пути трассировать линию через локальные повышенные участки местности, с целью обеспечения необходимого уклона проектного профиля водоотводных канав не менее 4 промилле. Водоотводные канавы вдоль пути располагать на расстоянии, исключающем приток воды в основание земляного полотна. Не допускать отклонений от проектных решений и нарушений технологии производства работ.
Библиография
1. Grosse G. et al. Vulnerability and feedbacks of permafrost to climate change // Eos, Transactions American Geophysical Union. – 2011. – Т. 92. – №9. – C. 73–74.
2. Kondratiev V.G. The active methods of stabilization of roadbed and contact?line and air line supports on permafrost // Abstracts of Asian Conference on Permafrost. Lanzhou, China, August 7–9, 2006.
3. Lu J. G., Pei W. S., Zhang M. Y. et al. Evaluating of calculation models for the unfrozen water content of freezing soils // Journal of Hydrology. – 2019. – 575. – p. 976-85.
4. Niu Fujin & Shen Yongping. Guide of Field Excursion after Asian Conference on Permafrost (Aug. 10–16, 2006). Lanzhou, China, 2006.
5. Shepelev V.V. Suprapermafrost Water in Criolitozone. – China Water Power Press. 2014. – 110 p.
6. Vakhrin I. S. Effects of cryostructure and ice content on the coefficient of thawing / I. S Vakhrin, V.V. Spektor // XI international symposium on permafrost engineering. Book of Abstracts.-2017.-P.145
7. Ашпиз Е.С. Мониторинг земляного полотна при экс¬плуатации железных дорог : монография. — Москва : Путь-¬пресс. 2002.-112 с.
8. Богданов А.И. Система температурного мониторинга состояния многолетних грунтов в основании земляного полотна северного широтного хода. / А.И. Богданов // Проектирование развития региональной сети железных дорог: сб. науч. тр., под ред. В.С. Шварцфельда. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2014. – Вып. 2. – с. 155–164.
9. Горелик Я.Б., Паздерин Д.С. Корректность постановки и решения задач по прогнозу динамики температурных полей в основании сооружений на многолетнемерзлых грунтах. Криосфера Земли, 2017, т XXI, №3, С. 49-59.
10. Горшков Н.И., Краснов М.А., Жданова С.М., Воронин В.В. Усиление земляного полотна на линии Беркакит-Томмот // Путь и путевое хозяйство, 2010-№8.-с. 22-24.
11. Дыдышко П.И. Деформации земляного полотна железнодорожного пути и их устранение в условиях вечной мерзлоты. Криосфера Земли, Том: 21. №: 4, 2017, – С. 43-57
12. Жданова С.М., Пиотрович А.А. Научно-практические результаты для проектирования земляного полотна на мерзлоте. Транспорт Урала / № 1 (40) / 2014 с. 22-25.
13. Ибрагимов Э.В. Возможности применения систем термостабилизации грунтов в строительстве. В сб. Современные проблемы и будущее геокриологии : тезисы докладов IV Всероссийского научного молодежного геокриологического форума с международным участием, посвященного 200-летию со дня рождения академика А. Ф. Миддендорфа (29 июня-12 июля 2015 г., г. Якутск, Россия) / отв. ред.: д.техн.н. Д. М. Шестернев, к.г.-м.н. Л. А. Гагарин.-Якутск : Изд-во ФГБУН Институт мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, 2015. – с. 85-88.
14. Квашук С.В., Богданов А.И. Закономерности формирования деформирующихся мест земляного полотна в сложных инженерно-геологических условиях Дальневосточного региона. Транспорт Азиатско-тихоокеанского региона. № 4, 2021, с. 27 – 33.
15. Квашук С.В., Богданов А.И. Условия и причины активизации опасных геологических процессов при строительстве и эксплуатации объектов инфраструктуры в пределах Северного Сихотэ-Алиня. Инженерная геология, Том ХVI, № 2, 2021, с. 50-60, https://doi.org/10.25296/1993-5056-2021-16-2
16. Квашук С.В., Колтун П.А., Злобин Г.А. Геодинамические проблемы при транспортном освоении Дальнего Востока России. Превентивные геотехнические меры по уменьшению природных и техногенных бедствий, Сборник трудов IV Международного геотехнического симпозиума, Хабаровск, 2011, с. 320–324.
17. Козловский Е.А., Ровнин Л.И., Красный Л.И., Евстрахин В.А. Гидрогеология и инженерная геология. Геология зоны БАМ. Том 2. Недра, Ленинград, – 1988.
18. Кондратьев В. Г. «Вечная» проблема железных дорог на вечной мерзлоте // Инженерная зашита: научно-практический журнал. 2015., № 5, с. 78-86.
19. Малеев Д.Ю., Квашук С.В. Исследование аномального участка деградации многолетней мерзлоты в основании земляного полотна. // Арктика и Антарктика. 2019. № 1.С.75-80. DOI: 10.7256/2453-8922.2019.1.29380. URL: https://e-notabene.ru/arctic/article_29380.html
20. Насонова Н.А. Жданова С.М. К расчету экономической эффективности инновационных проектных решений по стабилизации земляного полотна АО «АК ЖДЯ» с учетом рисков // Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2021. № 1(26). С. 70-73.
21. Тукмакова О.В., Сидоренко Е.В., Рафанович А.А. Анализ деформативности земляного полотна при реконструкции разъездов Байкало-Амурской магистрали с учетом топографии местности//Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в ХХ1 веке: труды Всероссийской научно-практической конференции творческой молодежи с международным участием 20-22 апреля 2016 г / под ред. С.А. Кудрявцева. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС. 2016. Т. 1. С. 416-418.
References
1. Grosse G. et al. (2011). Vulnerability and feedbacks of permafrost to climate change. Eos, Transactions American Geophysical Unio. T. 92.(No. 9), 73–74.
2. Kondratiev V.G. (2006). The active methods of stabilization of roadbed and contactline and air line supports on permafrost. Abstracts of Asian Conference on Permafrost. Lanzhou, China, August 7–9
3. Lu, J.G., Pei, W.S., Zhang, M.Y. et al. (2006). Evaluating of calculation models for the unfrozen water content of freezing soils. Journal of Hydrology. 575, – p. 976-85.
4. Niu Fujin & Shen Yongping (2006). Guide of Field Excursion after Asian Conference on Permafrost (Aug. 10–16, 2006). Lanzhou, China.
5. Shepelev V.V. (2014). Suprapermafrost Water in Criolitozone. China Water Power Press,110 p.
6. Vakhrin I.S. (2017). Effects of cryostructure and ice content on the coefficient of thawing I. S Vakhrin, I.S., VV Spektor XI international symposium on permafrost engineering. Book of Abstracts, P.145.
7. Ashpiz E.S. (2002). Monitoring of the ground surface during railway operation.-Moscow : Put-press,-112 p .
8. Bogdanov A.I. (2014). Temperature monitoring system of the condition of perennial soils at the base of the northern latitude route ground surface. Bogdanov, A.I. Designing of a regional railway network development: Collection of scientific works ed. V.S. Schwarzfeld . Khabarovsk: Publishing House of the Far East State University of Transportation, Issue . 2.-p. 155–164.
9. Gorelik, Ya..B., Pazderin, D.S. (2017). Correctness of setting and solving problems on prediction of dynamics of temperature fields at the base of structures on perennial soil. Earth's Cryosphere, 2017, Vol. XXI , No. 3, pp. 49-59.
10. Gorshkov N..I., Krasnov M.A., Zhdanova S.M., Voronin V.V. (2010). Subgrade strengthening on the Berkakit line-Tommot. Track and track facilities, No. 8, p. 22-24.
11. Dydyshko P.I. (2017). Railway track subgrade deformations and their elimination under permafrost conditions. Earth's Cryosphere, Vol. 21. No.: 4 , p. 43-57.
12. Zhdanova S.M., Piotrovich A.A. (2014). Scientific and practical results for the design of subgrade on permafrost. Transport of the Urals No. 1 (40), p. 22-25.
13. Ibragimov, E.V. Possibilities of using soil thermal stabilization systems in construction. In collection of works Modern problems and the future of geocryology: abstracts of the IV All-Russian scientific youth geocryological forum with international participation, dedicated to the 200th anniversary of the birth of Academician A.F. Middendorf (June 29-July 12, 2015, Yakutsk, Russia). Shesternev D. M., Gagarin L. A. (Eds).-Yakutsk : Publishing House of the FGBUN Permafrost Institute named after Melnikov P. I. SB RAS, p. 85-88.
14. Kvashuk S.V., Bogdanov A.I. (2021) Regularities of formation of deformable places of the earth surface in complex engineering and geological conditions of the Far East region.. Transport of the Asia-Pacific region. No. 4, p. 27-33.
15. Kvashuk, S.V., Bogdanov, A.I. (2021) Conditions and reasons for the activation of hazardous geological processes during the construction and operation of infrastructure facilities within the Northern Sikhote-Alin. Engineering Geology, Vol. XVI, No. 2, p. 50-60, https://doi.org/10.25296/1993-5056-2021-16-2
16. Kvashuk S.V., Koltun P.A., Zlobin G.A. (2011). Geodynamic problems in the transport development of the Russian Far East. Preventive geotechnical measures to reduce natural and man-made disasters, Digest of the IV International Geotechnical Symposium, Khabarovsk, p. 320–324.
17. Kozlovsky E.A., Rovnin L.I., Krasny L.I., Evstrakhin V.A. (1988) Hydrogeology and engineering geology. Geology of the BAM zone. Volume 2., Leningrad: Nedra
18. Kondratiev V. G. (2015) The “permanent” problem of railways on permafrost Engineering protection: a scientific and practical journal., No. 5, p. 78-86.
19. Maleev D.Yu., Kvashuk S.V. (2019). Study of the abnormal degradation site of permafrost in the base of subgrade. Arctic and Antarctic,. No. 1, p.75-80. DOI:10.7256/2453-8922.2019.1.29380. URL: https ://e-notabene.ru/arctic/article_29380.html
20. Nasonova N.A., Zhdanova S.M. (2021) On the calculation of the economic-efficiency of innovative design solutions for the stabilization of the subgrade of JSC "AK ZhDYa" taking into account risks. Transport of the Asia-Pacific region.-Khabarovsk : Publishing House of the Far East State University of Transportation, No. 1 (26)., p. 70-73.
21. Tukmakova O.V., Sidorenko E.V., Rafanovich A.A. (2016). Analysis of the deformability of the subgrade during the reconstruction of ¬the sidings of the Baikal-Amur Mainline, taking into account the topography of the area. Scientific, technical and economic cooperation of the Asia-Pacific countries in the 21st century: Proceedings of ¬the All-Russian Scientific and Practical Conference of Creative Youth with International Participation April 20-22, 2016, Kudryavtsev, S.A. (ed). Khabarovsk: Publishing House of the Far East State University of Transportation, T. 1, p. 416-418.
Результаты процедуры рецензирования статьи
В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.
Представленная на рецензирование статья посвящена исследованию вопросов проектирования и эксплуатации земляного полотна железнодорожного пути на маревых слабосточных участках в районах распространения многолетнемерзлых грунтов для обеспечения устойчивой, надежной и бесперебойной работы железнодорожных линий.
Методология исследования базируется на обобщении научных публикаций, фондовых и литературных источников по теме работы, анализе геоморфологических, инженерно-геологических, гидрогеологических и геокриологических условий района, натурных полевых осмотрах участков, дешифрировани космических снимков высокого разрешения, размещенных на сервисах Google Earth, морфометрическом описании участков проявления опасных геокриологических процессов, георадарных исследованиях и теплотехнических расчетах.
Актуальность работы авторы справедливо связывают с тем, что надёжное земляное полотно на многолетнемерзлых грунтах в основании построить сложно и достаточно дорого, а на практике нередки случаи принятия стандартных проектных решений, которые приводят к деградации многолетнемерзлых пород, увеличению мощности сезонно-талого слоя, развитию термокарстовых явлений, застою воды вблизи земляного полотна, формированию обратных уклонов в руслах водоотводных канав.
Научная новизна представленного исследования, по мнению рецензента, заключается в систематизации авторами статьи особенностей работы железнодорожного пути в условиях слабосточных марей и высокотемпературной мерзлоты на примере района обхода Бурейского водохранилища.
В статье структурно выделены следующие разделы: Введение, Постановка проблемы, Методика исследований, Результаты исследований, Библиография.
Во введении отражена суть рассматриваемых вопросов, актуальность их решения, степень изученности в работах отечественных и зарубежных авторов. Следующий раздел статьи посвящен постановке проблемы, здесь изложены геоморфологические, геологические, гидрогеологические и геокриологические условия слабосточных марей и высокотемпературной мерзлоты в контексте строительства и эксплуатации железных дорог. Излагая результаты исследований, авторы используют графический метод подачи информации, подробно описывают гидрогеологические условия обследуемых территорий, приводят результаты прогнозных теплотехнических расчётов, отмечают, что доля тепловых деформаций на момент максимального протаивания грунтов в общей годовой просадке земляного полотна составляет 25-35 %, а остальная часть деформаций происходит за счет пластических деформаций расползания насыпи, выпора слабых грунтов основания и внедрением суглинков основания в крупнообломочные грунты тела насыпи. В статье отмечено, что время по прошествии 14 лет после строительства на участке имеется большое количество деформирующихся мест земляного полотна, приведены факторы такой деформации.
При изложении материала выдержан научный стиль, принятый для журнальных статей. Библиографический список включает 21 источник – публикации отечественных и иностранных ученых по теме статьи, на каждый из которых в тексте имеется адресная ссылка, что подтверждает наличие апелляции к оппонентам.
Следует высказать и некоторые замечания.
Во-первых, в статье четко не сформулирована цель и решаемые задачи исследования.
Во-вторых, в работе не выделен раздел, в котором бы нашли отражение выводы по статье или заключение. Без этого рукопись выглядит неоконченной, поскольку не ясно, решены ли поставленные задачи и достигнута ли цель исследования.
В-третьих, ни один из 12 рисунков, размещенных в статье, не отображается в информационной системе издательства, в связи с чем рецензенту невозможно оценить соответствующую часть материала публикации.
Рецензируемый материал соответствует направлению журнала «Арктика и Антарктика», подготовлен на актуальную тему, обладает элементами научной новизны и практической значимости, может вызвать интерес у читателей, однако, высказанные замечания свидетельствуют о необходимости его доработки.
Замечания главного редактора от 12.04.2021: " Автор в полной мере учел замечания рецензентов и исправил статью. Доработанная статья рекомендуется к публикации"
|
© 1998 – 2024 Nota Bene. Publishing Technologies. NB-Media Ltd.
