• «ДОРОГИ. Инновации в строительстве» №86/87

Подготовил Игорь ПАВЛОВ

НА ИЮНЬСКОМ КРУГЛОМ СТОЛЕ ПО СОВРЕМЕННОМУ МЕТАЛЛИЧЕСКОМУ МОСТОСТРОЕНИЮ ОДНИМ ИЗ
РЕЗОНАНСНЫХ ВЫСТУПЛЕНИЙ СТАЛ ДОКЛАД «ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ МОСТОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ.
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ». ЕГО АВТОР, РУКОВОДИТЕЛЬ ПРОЕКТОВ ТРАНСПОРТНОЙ
ИНФРАСТРУКТУРЫ АЛЮМИНИЕВОЙ АССОЦИАЦИИ ЕВГЕНИЙ ВАСИЛЬЕВ, СПЕЦИАЛЬНО ДЛЯ НАШЕГО ЖУРНАЛА
ПРОКОММЕНТИРОВАЛ ПРОЗВУЧАВШИЕ ТЕЗИСЫ В ФОРМАТЕ ИНТЕРВЬЮ.

— Евгений Васильевич, журнал «Дороги. Инновации в строительстве» уже не первый раз обращается к теме алюминиевых мостов, но о деятельности вашей ассоциации мы пока не рассказывали подробно. Пожалуйста, напомните об особенностях и основной специфике организации. Насколько важным и перспективным направлением вам видится мостостроение?

— Ассоциация объединяет 118 компаний-участников, на которых приходится более 70% всего объема производства алюминиевой продукции высоких переделов — то есть полученной на основе нескольких стадий переработки исходного минерального сырья, которые представляют собой отдельные технологические процессы.

Первой из своих ключевых задач мы называем обеспечение устойчивого развития нашей отрасли как одного из драйверов развития национальной экономики. Также занимаемся продвижением интересов алюминиевой промышленности во взаимодействии с регуляторами рынка, международными организациями и смежными отраслями, проблемами нормативно-правовой базы и другими задачами, характерными для общероссийских профессиональных объединений.

Строительство, как известно, тоже считается одним из драйверов развития экономики, а особо важная роль при этом отводится транспортной инфраструктуре. Что же касается конкретно мостостроения, то во всем мире алюминиевые мосты, как экологичное и экономичное решение, получают все более широкое распространение. Судите сами. Алюминиевые конструкции в три раза легче стальных и в шесть раз легче железобетонных. Это позволяет обеспечить экономию средств до 30% на фундаментах и опорах, транспортировке и привлечении к строительству специальной техники.

Следует также добавить, что на базе мирового опыта были проведены исследования по динамике затрат на обслуживание мостов из различных материалов. Подсчитано, что по дереву, стали, бетону расходы через 50 лет эксплуатации возросли в среднем на 445, 396, 347% соответственно. Только затраты на содержание алюминиевых конструкций остались абсолютно на том же уровне, как и через год после сдачи объекта!\

Мы видим значительные перспективы мирового тренда и на российском рынке, тем более что отечественные производители конструкций из алюминия сейчас предлагают новые эффективные решения.

— Можно подробнее, какие позиции уже занял алюминий в мировом мостостроении?

— Прежде всего, еще раз подчеркну: популярность таких мостов продолжает расти во всех регионах мира. В частности, в Германии ежегодно строится около 70 пешеходных переходов протяженностью до 60 м, в основном через небольшие ручьи и каналы. В Швеции и Норвегии с 1990 года построено 80 алюминиевых мостов. Шведы, кстати, широко применяют алюминий и при обновления старых сооружений: экструзия используется для замены поврежденного бетона, а дополнительным эффектом становится снижение нагрузки на опоры. В Японии действует программа замены устаревших мостов на алюминиевые, в которой предполагается задействовать до 1 млн тонн металла. Применение алюминия там мотивировано большей сейсмоустойчивостью создаваемых из него конструкций.

Алюминиевые мосты также интенсивно строятся во Франции, Нидерландах, Италии, Канаде, США и других странах. В Китае можно отдельно отметить комплекс сооружений, возведенный для Олимпийских игр 2008 года в Пекине. Что касается новых технологий, то в Германии и Швеции широкое распространение получили так зазываемые military bridge — быстровозводимые и легкоперемещаемые конструкции.

Постепенно алюминий завоевывает позиции и в строительстве искусственных сооружений, предназначенных под автотранспортное движение. Еще в 1973 году во Франции построили подвесной мост с пролетом 174 м. Уникальный объект — автомобильный раздвижной мост с пролетом 20 м — появился в 2003 году в Голландии.

Тенденции в развитии алюминиевого мостостроения — улучшение внешнего вида объектов, достижение оптимальной металлоемкости, создание экономически оправданных конструкций при меньшем весе по сравнению со стальными аналогами.

  — А что мы имеем на сегодняшний день в России?

— Давайте для начала сравним мировые цифры. Согласно статистике потребления алюминия в строительстве в целом, на первом месте сейчас находится Китай — 12,1 млн тонн. Второй и третий макрорегионы планеты, учитываемые в этом рейтинге, — страны Европы (2 млн) и Северная Америка (1,6 млн). В России этот показатель составляет лишь 115 тыс. тонн.

В нашей стране первым мостовым сооружением из алюминия стал пешеходный Коломенский мост через канал Грибоедова в Санкт-Петербурге. По конструкции — цельносварной. Построен еще в 1969 году, эксплуатируется по сей день. Однако при том уровне отечественных технологий обеспечить долговечность и экономическую эффективность подобных сооружений было все-таки сложно. Развитие направления приостановилось.

Новые реализованные проекты относятся к недавнему времени. В частности, в 2017-2019 гг. возведено семь алюминиевых пешеходных мостов (два — в Нижегородской области, три — в Красноярске, два — в Москве). При этом можно говорить о дальнейшей активизации направления. Сейчас в работе находится более 20 проектов мостов с использованием алюминиевых конструкций.

 

— От специалистов разных направлений промышленности и строительства, несмотря на активное нормотворчество, по-прежнему приходится слышать, что внедрение инноваций у нас в стране часто тормозится устаревшей нормативно-технической базой. С алюминиевыми мостами та же история?

— Действительно, по основному профилю нашей деятельности можно тоже отметить — устарели и стандарты в производстве алюминия. Здесь вообще необходимо полностью пересматривать нормативную базу, и работа в этом направлении, кстати, является одной из приоритетных задач нашей ассоциации.

Что же касается непосредственно мостов, то, например, недавние объекты в Красноярске и Нижегородской области, имевшие государственного заказчика, сооружались на основании специальных техусловий, согласованных с Минстроем России.

На сегодняшний день широкое применение алюминиевых сплавов в транспортной инфраструктуре России возможно на пешеходных переходах через водные преграды или в составе транспортно-пересадочных узлов. Причем реальные нормотворческие подвижки появились недавно. В 2019 году Министерством строительства РФ утвержден и с 1 ноября введен в действие СП 443.1325800.2019 «Мосты с конструкциями из алюминиевых сплавов. Правила проектирования». Сфера применения документа пока охватывает пешеходные мосты. Вместе с тем в 2021 году Алюминиевая ассоциация совместно с МГСУ, ЦНИИС и МАДИ завершит комплекс дополнительных испытаний для распространения свода правил на автодорожные мосты.

— Будем ждать первых проектов. А разработаны ли отечественные решения, способные обеспечить надежность и экономическую целесообразность автодорожных сооружений из алюминия?

— Да, такие возможности у нашей промышленности сейчас есть. Прежде всего, хочу отметить экструдированные ортотропные плиты для мостов. Применение этого технического решения позволяет существенно снизить нагрузку от собственного веса пролетных строений, сократить
затраты на возведение опор и фундаментов, ускорить монтаж и существенно упростить его технологию. Конструкции монтируются крупными блоками и устанавливаются в проектное положение за один подъем.

У нас на прессовых алюминиевых заводах тоже уже освоено производство таких ортотропных плит, которые возможно эффективно применять при строительстве новых и реконструкции существующих автодорожных мостов, а также в замене аварийных пролетных строений с сохранением старых опор.

А что касается общих с мостовиками и дорожниками перспектив, то остается добавить: наша ассоциация всегда открыта для обсуждения любых форм сотрудничества и проектов, направленных на расширение использования алюминия в транспортной инфраструктуре.

• «ДОРОГИ. Инновации в строительстве» №86/87

А. В. СЕМЯНИХИН,
основатель научно-информационного портала «Содружество дорожных
экспертов «СоюзДорНИИ»

В ОКТЯБРЕ 2019 ГОДА ГЛАВОЙ ПРАВИТЕЛЬСТВА РФ БЫЛО ДАНО ПОРУЧЕНИЕ ПРОРАБОТАТЬ РЕШЕНИЕ
О СОЗДАНИИ РЕГИОНАЛЬНЫХ БИТУМНЫХ ХРАНИЛИЩ (ТЕРМИНАЛОВ). ЭТО ПОЗВОЛИТ НА МЕСТАХ ИЗ
ИМЕЮЩИХСЯ РАЗНЫХ БИТУМОВ И КОМПОНЕНТОВ ПРОИЗВОДИТЬ КОМПАУНДИРОВАНИЕ ВЯЖУЩИХ НУЖНОГО
КАЧЕСТВА, НЕОБХОДИМЫХ НЕПОСРЕДСТВЕННО НА МЕСТАХ, С УЧЕТОМ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ТРЕБОВАНИЙ
И УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

ОСОБЫЕ МОСТОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ

На сегодняшний день 98% битумных вяжущих производится вертикально интегрированными нефтяными компаниями (ВИНК), которые в условиях «общей нефтяной трубы» не всегда могут выпустить продукт, необходимый дорожникам, чтобы обеспечить заявленный безремонтный срок службы под принятую программу 12/24 года, а уязвимое место в ней — это мосты.

Самым важным в их сопоставлении с дорогой видятся два аспекта. Первый — это значительный диапазон температурных расширений-сжатий мостовых конструкций. Зимой мост сжимается от холода, летом расширяется. Перемещения никогда не прекращаются, они происходят круглосуточно. И второй аспект — это то, что мост должен выдерживать более значительные колебания от проходящего транспорта.

На мостах, чтобы обеспечить заявленный на государственном уровне безремонтный срок службы покрытий, нужны такие асфальтобетоны, которые могут работать в диапазоне расширения-сжатия «на 300%», которые будут не хрупкими, а эластичными, которые могут восстанавливаться сразу же после снятия нагрузки в полном объеме без проявления остаточной деформации.

Для того, чтобы придать асфальтобетонным покрытиям такие свойства, необходимы специальные битумные вяжущие. Они, однако, не выпускаются в промышленном масштабе по всей стране. Для их изготовления необходим индивидуальный подход проектирования группового химического состава, который предусматривает увеличение глубины модификации или компаундирования вяжущего в зависимости от ужесточения показателей эксплуатации.

Нужно обеспечить параметры, учитывающие климатические условия объекта, интенсивность движения, отрицательную температуру, при которой на покрытии появится первая трещина, и положительную температуру, при которой может начаться образование пластической
колеи, показатели, насколько вяжущее может растягиваться и сжиматься, повторяя амплитуду колебания и температурные перемещения пролетного строения.

Следовательно, необходимо понимать, чего в химическом составе битумного вяжущего (а там присутствуют и асфальтены, и масла, и смолы, и многое другое) должно быть больше, а чего — меньше.

ХИМИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

Сегодня дорожники уже начали разбираться в этих химических вопросах нефтепереработчиков. Мы постепенно осознали, что есть объективные факторы, связанные с технологией глубокой переработки углеводородов и производства моторных топлив по стандартам «Евро», которые не позволяют в промышленных масштабах готовить вяжущее под индивидуальные эксплуатационные параметры мостов.

В связи с «заточенностью» нефтепереработчиков под выпуск светлых продуктов единственное, что удается, да и то не всегда удачно, — это произвести битум под маркой БНД 70/100 или в лучшем случае 100/130. Учитывая короткий дорожно-строительный сезон, не каждая дорожно-строительная компания готова вернуть неудачно выпущенный битум производителю — фактор времени в сезон выше фактора качества. Вы
много видели дорожников, которые в разгар лета отправляют обратно поставщику щебень или битум? Это нонсенс! Нужно реально смотреть на вещи. Штрафы от невыполнения графика производства работ сегодня более значимы, чем затраты на переделки. В будущем, может, уже и фирмы той самой не станет, учитывая кризис в ценообразовании (Минстрой практически выдал своим подопечным из ГГЭ установку понизить уровень сметных цен на 25-30% ниже рыночных).

Но выход есть! В групповом составе «сухих» БНД количество смолистых фракций сведено к минимуму (из-за применяемой исходной нефти). Парафин-нафтеновой или насыщенной фракции там также мало, так как именно это и есть та самая «жирная» часть нефти, которую нефтепереработчики с радостью превращают в бензины и дизтопливо по высшим международным стандартам.

В мировой практике заводы, предназначенные для производства «светлых» фракций, не занимаются выпуском битумов, они предоставляют свои «отходы производства» для их компаундирования с целью выпуска долговечных вяжущих, способных обеспечить длительный срок эксплуатации дорожных покрытий.

В нашем же случае в продукте остаются, в основном, ароматика и асфальтены, что делает эксплуатационные параметры вяжущего крайне узкими, и по факту ВИНКи не могут нам выдать ничего, кроме БНД 70/100, и лишь при максимальных усилиях — БНД 100/130. Все эти факторы указывают на то, что еще четыре марки БНД, имеющиеся в ГОСТ 33133, выпустить вообще архисложно. Поэтому повсеместное создание опорных битумных терминалов по всей стране позволит создать площадки для компаундирования «сухих» битумов, получаемых от крупнейших производителей, до нужного состава, разработанного под конкретный объект строительства. То есть мы, наконец-то, получим тот самый улучшенный битум в условиях «общей трубы», чего не удалось реализовать в 2012-2013 гг.

Однако здесь возникает самый главный вопрос: а чем мы будем тюнинговать «сухой» битум? Да, технология модификации битума полимерами уже достаточно широко освоена в РФ, и действуют целых два стандарта, регламентирующие соответствующие требования. Но можно улучшать вяжущие и без полимеров. Для этого необходимо добавить в «сухой» битум необходимые компоненты, в нашем случае парафин-нафтены и смолы.
Если с парафин-нафтенам более или менее ясно (для этого на рынке существует уже целый ряд пластификаторов, начиная от И-40 и заканчивая различными экстрактами), то со смолами ситуация намного хуже. А смолы — это вязкость, это плавность изменения вязкости от температуры,
это адгезия, это растяжимость — то, чего не хватает «сухим» битумам, а значит, нашим дорогам и мостам.

ПРАВИЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ — ЭТО СНОВА УДОРОЖАНИЕ?

Но одним из выходов для создания массового модификатора является использование тяжелой нефти, которой в РФ в два раза больше, чем средней и легкой. Мы не призываем сейчас строить мини-НПЗ и запускать переработку тяжелых нефтей по аналогии с компаниями Nynas (Швеция) или Orlen (Польша). К этому мы пока не готовы. А вот доводку имеющихся тяжелых нефтей, содержащих большое количество смол и серы (которая для битумов является очень полезным компонентом), можно сделать значительно дешевле — и применять данный продукт на терминалах.

Ориентировочно тяжелую нефть (если отталкиваться от типовой, с плотностью выше 0,92 г/см3, содержащей в своем составе до 40% смол и около 3% серы после удаления легких фракции и дегазации) можно смешивать с БНД 70/100 производства, например, Московского НПЗ
в соотношении 1:3, 1:5. Это значительно повысит реологические свойства вяжущего, его адгезионные свойства, а также низкотемпературные характеристики.

Иными словами, чтобы нам получать долговечный битум на будущих терминалах, можно смешивать битумы ВИНКов с битумами мини-НПЗ и получать то, о чем давно мечтают дорожники — параметрический метод проектирования вяжущего под конкретный объект. К сожалению, один из самых «трудных» моментов всей этой истории улучшения качества — безусловное удорожание продукта. В любом случае, если мы хотим
получить более эффективное вяжущее, которое сможет работать на дорогах и мостах в заданных параметрах, следует признать одну простую истину — такое вяжущее будет стоить дороже, чем то, что выпускается как отход производства светлых нефтепродуктов.

Ориентировочные цены, которые сейчас действуют в странах с самой обширной сетью дорог с асфальтобетонным покрытием (Китай, США), — 33–36 тыс. рублей за тонну качественного вяжущего, а ПБВ — 47–50 тыс. Ясно одно: это должно быть обосновано и отражено в проектной документации, иначе все останется на своих местах — с одной стороны, от дорожников будут требовать увеличения межремонтных сроков, а с другой стороны — Минфин через ФЗ-44 и Минстрой через Главгосэкспертизу будут стремиться все сделать подешевле.

ЧТОБЫ ПОЛУЧАТЬ ДОЛГОВЕЧНЫЙ БИТУМ НА БУДУЩИХ ТЕРМИНАЛАХ, МОЖНО СМЕШИВАТЬ БИТУМЫ ВИНКОВ С БИТУМАМИ МИНИ-НПЗ И ПОЛУЧАТЬ ТО, О ЧЕМ ДАВНО МЕЧТАЮТ ДОРОЖНИКИ — ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЯЖУЩЕГО ПОД КОНКРЕТНЫЙ ОБЪЕКТ.

А ЕСЛИ ПОСЧИТАТЬ ПРАВИЛЬНО?

На наш взгляд, однако, проблему можно решить через Счетную палату РФ. Мы, как Содружество дорожных экспертов «СоюзДорНИИ», не только согласились давать независимую экспертную оценку для активистов ОНФ по всем возникающим у них вопросам, связанным с дорожным строительством, но начали консультировать и депутатов Госудумы. И с радостью объясним руководству Счетной палаты, куда уходят деньги налогоплательщиков, когда асфальтобетонное покрытие одного и того же моста ремонтируется по два раза в год. Мы готовы перевести
«нефтехимический язык» на тот строгий язык цифр, которым оперирует Счетная палата, и объяснить коллегам-единомышленникам, которые так же, как и мы, стоят на ценностях государственности подходов, — что такое приведенные затраты и почему почти весь мир работает по
принципу максимального увеличения срока эксплуатации объекта, применяя долговечные дорогие материалы, а мы живем по принципу сокращения капитальных вложений на стадии строительства, применяя то, что подешевле.

За 24 года, установленных для нас сроком службы объекта до капремонта, мы на затратах по эксплуатации будем переплачивать сумму, в два-три раза превышающую ту, которая могла бы быть потрачена с использованием более дорогих, но долговечных материалов. Когда Счетная палата с этим разберется, мы надеемся, что и Минфин с его ФЗ-44, и Минстрой с его Главгосэкспертизой примут соответствующие меры.

В СОДРУЖЕСТВЕ С ЭКСПЕРТАМИ

80% всех бед с мостами происходит от того, что нарушается целостность асфальтобетонного покрытия, за ним — целостность гидроизоляции, и в итоге соленая вода с зимними реагентами, попадая на металлическую арматуру внутри железобетонных конструкций пролетных строений, ускоряет их коррозию и снижает несущую способность, вызывая в итоге обрушение.

Содружество дорожных экспертов «СоюзДорНИИ» на расширенном заседании общественной палаты при ФДА стало инициатором обсуждения темы «мостопада» в стране. Мы написали письмо в Росавтодор с изложением ситуации и предложением конкретных мер по ее исправлению. В РосдорНИИ насчитали 3,9 тыс. мостов, готовых упасть в любой момент по всей стране. Уверен, что реальная цифра еще выше. Просто специалисты РосдорНИИ едва ли успели все обследовать, учитывая тот срок, который им на это дали.

Минтранс недавно заявил, что скоро выделят целевые средства для восстановления таких мостовых сооружений. Что может получиться в итоге? В основном падающие мосты находятся в ведении малых городов, у которых за последние десятилетия просто не было средств, чтобы их содержать, поэтому они и начали падать. Деньги отдадут муниципалитетам. Однако в малых городах не только мостовиков, но и профессиональных дорожников порой не сыскать. Если передать все это проектировать в местные организации, то они, скорее всего, опять начнут закладывать в проекты старые асфальтобетонные конструкции плотных и пористых смесей из старых типовых решений. И снова — разрушение покрытия через полгода, нарушение гидроизоляции, коррозия арматуры — те же самые «грабли» и тройная цена в период эксплуатации. Что же мы предлагаем? Содружество дорожных экспертов «СоюзДорНИИ» в свете проблем с «мостопадом» уже приступило к объединению глав малых городов. Первую встречу с ними мы запланировали организовать в Санкт-Петербурге, где накоплен бесценный опыт эксплуатации мостов, и обсудить достижения по устройству долговечных асфальтобетонных покрытий.

Мы хотим обеспечить малые города лучшими типовыми конструкциями дорожных одежд мостов Северной столицы, лучшими правильно  подобранными составами вяжущих для литых смесей. Наша сверхзадача — чтобы при реализации федеральной мостовой программы регионы забыли, по меньшей мере, на 8–10 лет, что такое разрушенные покрытия на мостах и ежегодные ремонты. Заодно, в союзе с ведущими экспертами и практиками, предстоит доказать, что битумное вяжущее должно быть, прежде всего, не дешевым, а долговечным.

• «ДОРОГИ. Инновации в строительстве» №86/87

«ГАЗПРОМНЕФТЬ — БИТУМНЫЕ МАТЕРИАЛЫ» УВЕРЕННО СОХРАНЯЕТ ПОЗИЦИИ ОДНОГО ИЗ КРУПНЕЙШИХ ИГРОКОВ НА РОССИЙСКОМ РЫНКЕ БИТУМНЫХ ПРОДУКТОВ, И ЗАЧАСТУЮ ЗАДАЕТ ТЕНДЕНЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЙ И БИТУМНЫХ ПРОДУКТОВ. ОБ ИТОГАХ ПЕРВОГО ПОЛУГОДИЯ И РАЗРАБОТКЕ НОВЫХ РЕШЕНИЙ РЕДАКТОРУ ЖУРНАЛА «ДОРОГИ. ИННОВАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ» РАССКАЗАЛ ЗАМЕСТИТЕЛЬ ГЕНЕРАЛЬНОГО ДИРЕКТОРА «ГАЗПРОМНЕФТЬ — БИТУМНЫЕ МАТЕРИАЛЫ» ПО КОММЕРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ АНТОН РАЕВСКИЙ.

— Антон Романович, для многих компаний настало непростое время. В то же время битумный оператор «Газпром нефти» продемонстрировал в первом полугодии уверенный рост реализации битумных продуктов. Как удается достичь таких высоких показателей?

Несмотря на пандемию, Правительство нашей страны объявило, что дорожное строительство остается одной из приоритетных отраслей народного хозяйства, что позволило не сокращать объемы дорожных работ, сохранить их финансирование.

В свою очередь, в текущих условиях самоизоляции и карантинных мер мы сумели оперативно перенастроить работу производственных площадок и сбытовых подразделений, чтобы продолжать бесперебойно обеспечивать дорожников качественными битумными материалами. В современном мире очень важно следить за любыми изменениями на рынке, быть готовыми быстро меняться, адаптироваться, подстраиваться, быть с потребителями в постоянной коммуникации. Это дает нам возможность принимать эффективные решения, двигаться дальше. Результат говорит сам за себя: объем реализации битумных материалов вырос на 20% по итогам первого полугодия.

Несколько лет назад мы включили в периметр битумного бизнеса выпуск битумопроизводных продуктов, комплексное применение которых повышает надежность и долговечность дорожных покрытий. Сегодня, благодаря нашей продуктивной работе с партнерами и конечными потребителями, объемы применения битумопроизводных продуктов растут. И только их в портфеле компании свыше 44 видов продукции: от инновационных дорожных, мостовых и аэродромных мастик, герметиков, эмульсий до ЗВС. Особенно на рынке востребована наша битумно-полимерная стыковочная лента марки «Брит». Материал используется для эффективной герметизации продольных и поперечных швов
сопряжения в асфальтобетонном покрытии, которые считаются одной из самых проблемных зон при ремонте дорожного покрытия.

Чтобы линейка наших продуктов марки «Брит» была доступна во всех регионах России, мы в 2018 году начали создавать дистрибьюторскую сеть, в состав которой входят зарекомендовавшие себя на региональных битумных рынках компании-партнеры. Сегодня с нами сотрудничает уже 27 партнерских компаний: 19 дистрибьюторов в России и еще 8 — за рубежом. География их деятельности охватывает все федеральные округа стра-
ны. (и сколько стран?) В первом полугодии 2020 года мы завершили сделку по приобретению торговой марки «Ижора», тем самым укрепив свои позиции на рынке высокотехнологичных битумно-полимерных мастик и герметиков для строительства и обслуживания транспортной и промышленно-гражданской инфраструктуры.

— Какие инновационные продукты для дорожного строительства компания намерена масштабировать в отечественную практику?

— Сегодня мы активно работаем над совершенствованием рецептуры нашего инновационного материала — защитно-восстановительного состава.
Этот материал пленкообразующего действия сейчас выпускается в двух модификациях: ЗВС-Р на основе органических растворителей и ЗВС-В на основе водной эмульсии.

Наш первый опыт применения этого состава был на асфальтобетонных покрытиях АЗС, где зачастую происходит быстрый износ асфальта за счет частого резкого торможения и старта. Первый мониторинг показал положительные результаты от использования ЗВС: покрытие за год эксплуатации сохранило целостность слоя, не было выкрашивания компонентов. Следующим нашим шагом стало опытное применение на б льших отрезках дорожных покрытий, были выбраны трассы в Смоленской, Калужской, Ленинградской, Вологодской и Курской областях. В ходе регулярного мониторинга эксплуатации этих участков совместно с дорожно-строительными организациями ведется активная работа по улучшении свойств ЗВС. Это даст нам возможность добиться наилучшей рецептуры продукта для эффективного использования в различных климатических зонах и на трассах с разной интенсивностью движения.

Параллельно мы взаимодействуем и с госрегуляторами. Весной этого года Росавтодор одобрил применение ЗВС «Брит» на федеральных трассах.
Эксперты ведомства согласовали Стандарт организации 77310225.006-2020 «Составы «Брит» защитно-восстанавливающие. Технические условия» (СТО), в котором изложены требования к качеству и свойствам современной битумопроизводной продукции и методам контроля качества. Чтобы в разы увеличить охват регионов, которые могут работать с ЗВС, мы в прошлом году впервые в России адаптировали и применили современную механизированную установку для нанесения этого состава, а также для нанесения проникающей гидрофобизирующей пропитки «Брит»
для бетонных ограждений. Механизация процесса нанесения защитно-восстанавливающего состава увеличивает скорость выполнения работ в 20 раз — с 250 м 2 при ручном нанесении до 5000 м 2 в час при использовании профессиональной специализированной мобильной установки.

Сегодня в нашем распоряжении уже две таких установки. Вторая машина передается в эксплуатацию нашему партнеру в Сибирском Федеральном округе.

— В начале разговора вы сказали про комплексное применение битумопроизводных продуктов. Есть планы по развитию ассортимента вяжущих?

— Благодаря уникальным и в то же время универсальным характеристикам битума продукты на его основе позволяют удовлетворить широкий ряд потребностей в дорожной отрасли, при работах на аэродромных покрытиях и в промышленно-гражданском строительстве. Например, дорожный битум и ПБВ используют при выпуске асфальтобетонных смесей для дорожных и аэродромных покрытий. Битумно-полимерные герметики и мастики – для герметизации деформационных швов и обработки трещин. Стыковочные ленты – для долговечности швов сопряжения в покрытиях. Составы защитно-восстанавливающие – для защиты покрытия от погодно-климатических факторов и т.д.

Ассортимент всех битумных материалов «Газпром нефти», включая и базовым, и модифицированные, и битумопроизводные продукты, уже приблизился к 200 маркам и продолжает развиваться. К примеру – расширяется ассортимент вяжущих по маркам PG, ведется развитие ассортимента стыковочных лент для соответствующих климатических условий, расширяется ассортимент вариантов фасовки битумопроизводной
продукции, ведется разработка новой продукции в соответствии с индивидуальными запросами заказчика.

• «ДОРОГИ. Инновации в строительстве» №86/87

ВО ВСЕМ МИРЕ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ ОТРАСЛЬ — ОДИН ИЗ КРУПНЕЙШИХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЩЕБНЯ И ЩЕБЕНОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ. РАЗВИТИЕ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА НЕ ТОЛЬКО СУЩЕСТВЕННО СТИМУЛИРУЕТ ДОБЫЧУ И ПЕРЕРАБОТКУ НЕРУДНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ, НО МЕНЯЕТ НОРМАТИВНУЮ БАЗУ В ОБЛАСТИ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИВОДЯ ЕЕ В СООТВЕТСТВИЕ С ПЕРЕДОВЫМИ МЕЖДУНАРОДНЫМИ ТРЕБОВАНИЯМИ.

ПОСТПЕРЕХОДНЫЙ ПЕРИОД

В 2019 году при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте и ремонте автомобильных дорог и искусственных дорожных сооружений было использовано 16,3 млн тонн щебня, в том числе 6,5 млн тонн по ГОСТ 32703-2014 «Межгосударственный стандарт. Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Технические требования» и 9,8 млн. тонн по ГОСТ 8267-93 «Межгосударственный стандарт. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия».

Действующий в настоящее время межгосударственный ГОСТ 32703-2014 включен в Перечень стандартов технического регламента Таможенного союза «Безопасность автомобильных дорог» (ТР ТС 014/2011). Потребление щебня по нему ежегодно растет, потому что истекает срок действия деклараций на соответствие качеству щебеночной продукции по ГОСТ 8267-93.

Технический регламент ТР ТС 014/2011 был принят в соответствии с Решением Комиссии Таможенного союза от 18.10.2011 No 827. Период для перехода на новый регламент на территории стран, входящих в Таможенный союз, завершился 1 сентября 2016 года. С этого момента строительство, реконструкция, ремонт и капитальный ремонт, а также эксплуатация автомобильных дорог общего пользования осуществляются в соответствии с межгосударственными стандартами из перечня, утвержденного Решением Коллегии Евразийской экономической комиссии от 18.09.2012 No 159. Эти стандарты применяются на добровольной основе.

Потребление щебня по ГОСТ 8267-93 продолжается, поскольку часть проектной документации на проведение дорожных работ подготовлена в период, когда он еще был включен в Перечень стандартов для соблюдения требований ТР ТС 014/2011. До 1 сентября 2016 года материалы,
изготовленные по этому стандарту, получали декларации или сертификаты соответствия межгосударственным требованиям сроком до пяти лет. Таким образом, поставка щебня по ГОСТ 8267-93 возможна только при реализации проектов, утвержденных до завершения переходного периода на новые стандарты, и при наличии документов о подтверждении соответствия требованиям ТР ТС 014/2011.

Общая ориентировочная потребность в поставках щебня в 2020 году составит в районе 71 млн. тонн. Подведомственные Федеральному дорожному агентству федеральные казенные учреждения, выступающие в роли Заказчиков, применяют при производстве работ щебень по ГОСТ 32703-2014. В текущем году на федеральных автомобильных дорогах планируется использовать в районе 10,3 млн. тонн щебня, изготовленного по этому стандарту, это почти в 2 раза выше показателей предыдущего года. В 2016 году объем щебня, применяемого по ГОСТ 32703-2014, составил немногим в районе 600 тыс. тонн, что в 11 раз меньше, чем в 2019 году.

За последние годы при непосредственном участии Федерального дорожного агентства был разработан комплекс межгосударственных стандартов, направленный на обеспечение на добровольной основе требований ТР ТС 014/2011. Разработка велась в рамках реализации
специальной Программы, утвержденной решением Коллегии Евразийской экономической комиссии от 13 июня 2012 г. No 81. В состав комплекса вошел 171 межгосударственный стандарт, устанавливающий требования к процессам (изыскание, проектирование, строительство, реконструкция, капитальный ремонт и эксплуатация) и к продукции (дорожно-строительные материалы и изделия), а также межгосударственные стандарты, содержащие правила и методы исследований (испытаний) и измерений, в том числе правила отбора образцов.

С 1 сентября 2016 года, по окончании действия переходного периода к стандартам ТР ТС 014/2011, действие новых требований распространяется на все автомобильные дороги общего пользования, за исключением улиц населенных пунктов. Это основа нормативного обеспечения дорожных отраслей государств-членов Евразийского экономического союза. Принятый комплекс межгосударственных стандартов устанавливает единые унифицированные требования к автомобильным дорогам на всем их жизненном цикле: изыскание, проектирование, строительство и эксплуатация.

 

НОРМАТИВНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ

С учетом действующих международных норм по заданию Росавтодора актуализировано 20 межосударственных стандартов, в которых установлены технические требования к щебню и гравию из горных пород, а также определены методы их испытаний. В частности, реализован переход от применяемых в Российской Федерации сит с круглыми ячейками к применяемым во всем мире ситам с квадратными ячейками. Предложения об использовании таких сит часто звучали от разных специалистов; сейчас их применение приводит отечественную
нормативную базу в области каменных материалов в соответствие с передовыми зарубежными стандартами.

Появление новых межгосударственных стандартов на каменные материалы подталкивает специалистов к переработке действующих нормативных документов, регламентирующих технические требования и методы испытаний асфальтобетонных смесей и асфальтобетона.

В настоящее время в Российской Федерации действуют две системы проектирования асфальтобетонных смесей, в которых предусмотрено применение дорожно-строительных материалов, соответствующих требованиям ТР ТС 014/2011:

1. ГОСТ Р 58406.1-2020 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси щебеночно-мастичные асфальтобетонные и асфальтобетон. Технические условия» и ГОСТ Р 58406.2-2020 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси горячие асфальтобетонные и асфальтобетон.
   Технические условия», а также сопутствующие им стандарты;
2. ГОСТ Р 58401.1-2019 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Система объемноункционального проектирования. Технические требования» и ГОСТ Р 58401.22019 «Дороги автомобильные общего пользования.
   Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Система объемно-функционального проектирования. Технические требования», а также сопутствующие им стандарты.

 

При этом в части проектирования асфальтобетонных смесей требования ТР ТС 014/2011 распространяются только на материалы, применяемые в области дорожного хозяйства, и не ограничивают выбор методики проектирования асфальтобетонных смесей. Органы управления дорожным хозяйством при проектировании самостоятельно выбирают любой из этих национальных стандартов, исходя из климатических, эксплуатационных
и экономических условий.

Государственный контроль за соблюдением требований ТР ТС 014/2011 осуществляется в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 22 декабря 2014 г. No 1443 «О компетентных органах Российской Федерации по обеспечению государственного
контроля (надзора) за соблюдением требований технического регламента Таможенного союза «Безопасность автомобильных дорог».

Нормативная база еще будет совершенствоваться по мере исполнения национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги». Изменения в любой области стандартов дорожного хозяйства неизбежно повлекут за собой модернизацию смежных направлений
– не только в сфере влияния требований технического регламента Таможенного союза, но и в пределах городских агломераций.

• «ДОРОГИ. Инновации в строительстве» №86/87

ПРИВЕДЕНИЕ ДОРОЖНОЙ СЕТИ РЕГИОНОВ В НОРМАТИВНОЕ СОСТОЯНИЕ, БЕЗУСЛОВНО, ЯВЛЯЕТСЯ ОДНИМ
ИЗ ЗАЛОГОВ СНИЖЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА И ТЯЖЕСТИ ДТП. ВМЕСТЕ С ТЕМ НАЦИОНАЛЬНЫМ ПРОЕКТОМ «БКАД»
ПРЕДУСМОТРЕНЫ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕРЫ — КАК ТЕХНИЧЕСКИЕ, ТАК И ЗАКОНОДАТЕЛЬНЫЕ — ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ
БЕЗОПАСНОСТИ НА ДОРОГАХ. РЕАЛИЗАЦИЯ НАЦПРОЕКТА, НЕСМОТРЯ НА СЛОЖНУЮ СИТУАЦИЮ В СВЯЗИ С
ПАНДЕМИЕЙ, В 2020 ГОДУ ПРОДОЛЖАЕТСЯ АКТИВНО.

В 2020 году в рамках национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги» в 2020 году работы проходят в 83 субъектах Российской Федерации почти на 5,9 тыс. объектах. В нормативное состояние должны быть приведены 13848 км региональных трасс и дорог городских агломераций. Из них 203 объекта — строительства и реконструкции, общей протяженностью почти 609 км.

В регионах, принимающих участие в реализации нацпроекта, дорожно-строительный сезон 2020 года стартовал досрочно. Работы удалось начать рано благодаря не только теплой погоде, но и своевременному проведению аукционов по выбору подрядных организаций.

Общее финансирование федерального проекта «Дорожная сеть», наиболее капиталоемкого в составе БКАД, в этом году составляет 136,8 млрд рублей. Из них 80,5 млрд — федеральная поддержка, 40,6 млрд — средства региональных дорожных фондов.

Кроме того, в июне Правительство РФ приняло решение выделить регионам дополнительно 15,7 млрд рублей в виде «иных межбюджетных трансфертов» на мероприятия по модернизации дорожной инфраструктуры в городских агломерациях, а также на устранение аварийного и предаварийного состояния искусственных сооружений.

Большое значение уделяется ремонту дорог, имеющих высокую социальную значимость для населения. В частности, в программы дорожных работ БКАД включены более 800 из них, ведущие к медицинским учреждениям. Часть этих дорог приведена в нормативное состояние уже в прошлом году, другие вошли в перечень ремонтируемых объектов 2020 года.

Кроме того, реализуются планы по проведению капиталоемких мероприятий. В программу работ вошло более 100 таких объектов. Например, в Татарстане идет строительство Большого Казанского кольца, в Кургане — реконструкция путепровода по проспекту Машиностроителей, строится Восточный обход Тулы.

В 2020 году в рамках нацпроекта также реализуется кампания «Улица Победы». В течение всего юбилейного года дорожники приводят в нормативное состояние или благоустраивают улицы, проспекты или площади, названные в честь Победы или героев войны. На сегодняшний день для участия в спецпроекте заявлено 395 объектов, основная часть из них уже отремонтирована.

Большое значение в рамках БКАД также уделяется качеству ремонта. Передовые практики, доказавшие свою эффективность на федеральной сети, теперь активно внедряются по всей стране. В числе ключевых задач дорожной кампании — улучшение состояния региональных и городских
дорог, ликвидация очагов аварийности, снижение смертности в результате ДТП и уменьшение доли трасс, работающих в режиме перегрузки.
По итогам реализации мероприятий нацпроекта в 2019 году количество мест концентрации ДТП в 83 российских регионах уменьшилось
с «базовых» 100% (на момент старта БКАД) до 89,80%. Высоких результатов удалось достичь не только благодаря масштабному ремонту,
реконструкции и строительству дорог, но и комплексному обустройству транспортной инфраструктуры средствами организации дорожного
движения.

Напомним, к 2024 году планируется вдвое сократить количество аварийно-опасных участков дорог и снизить смертность в результате ДТП не менее чем в 3,5 раза по сравнению с уровнем 2017 года.

Благодарим пресс-службу Росавтодора
за помощь в подготовке материала

• Подземные горизонты

М. О. ЛЕБЕДЕВ,
А. Д. БАСОВ,
К. В. РОМАНЕВИЧ
(ОАО «НИПИИ «Ленметрогипротранс»)

В СТАТЬЕ ОБОБЩЕНА ИНФОРМАЦИЯ ОБ УСЛОВИЯХ И ТЕХНОЛОГИЯХ СТРОИТЕЛЬСТВА, ИССЛЕДОВАНИЯХ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ОСНОВНОГО ТОННЕЛЯ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК И ВМЕЩАЮЩЕГО МАССИВА, ВЛИЯНИИ СЕЙСМИЧНОСТИ НА СТРОИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ И Т. Д. УЧЕТ ПОЛУЧЕННОГО ОПЫТА НЕОБХОДИМ ПРИ РАЗРАБОТКЕ РЕКОМЕНДАЦИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ВТОРОГО
СЕВЕРО-МУЙСКОГО ТОННЕЛЯ.

Северо-Муйский железнодорожный тоннель на Байкало-Амурской магистрали был сдан в эксплуатацию 5 декабря 2003 года. Строительство велось с перерывами 26 лет. Это было связано с необычно сложными природными условиями, недостаточной изученностью трассы на стадии изысканий, отсутствием опыта проектирования и строительства тоннелей в столь сложных горно-геологических условиях.

ПРИРОДНЫЕ И ТЕХНОГЕННЫЕ РИСКИ

По инженерно-геологическим и гидрогеологическим условиям строительства Северо-Муйский тоннель длиной 15,3 км и глубиной заложения в гольцовой части до 1 км является одним из наиболее сложных тоннелей мира. Объект располагается в Байкальской рифтовой зоне с сейсмичностью более 9 баллов. Высокая сейсмоактивность территории связана с неотектоникой — развитием новейших тектонических структур [1]. Характерной особенностью геологии является блоково-разрывное строение Муякан-Ангараканского междуречья.

Горный массив по трассе тоннеля представлен гранитами с коэффициентом прочности по Протодьяконову от f = 6 ÷ 14 до f = 0,2 ÷ 4 с множеством пересекающих трассу разломов разной мощности и обильными водопритоками до 1000 м 3 /ч на забой. По материалам изысканий было установлено, что трассу тоннеля пересекает 26 разломов, которые сложены разрушенными и обводненными грунтами. Информацию об инженерно-геологических условиях впереди забоев приходилось уточнять уже в процессе строительства по мере проходки.

В строении тектонических зон отмечались сближенные разрывные нарушения мощностью от 4–5 до 30–45 м и более, в пределах которых горные породы находились в неустойчивом состоянии. Эти зоны состоят из водонасыщенных сильнотрещиноватых скальных пород, в центральной части разлома разрушенных до состояния дресвы, песка и глины, находящихся под высокими гидростатическими напорами. При вскрытии забоями таких участков породы переходили в плывунное состояние, и происходили внезапные выбросы и выносы водно-грунтовых масс в подземные выработки.

Вне зон тектонических нарушений наблюдались проявления горного давления в массивах перенапряженных горных пород на участках тоннеля с глубинами заложения более 300 м. Повышенное горное давление проявлялось в виде шелушения, отщепов, динамического заколообразования и «стреляния» пород на контуре выработок.

Наиболее яркие и масштабные динамические проявления горного давления наблюдались со стороны восточного портала тоннеля на глубине около 550 м.

Напряженное состояние массива горных пород подтверждалось по данным разведочного горизонтального бурения с отбором керна (происходило «дискование керна»). Диски имели характерную выпукло-вогнутую форму (рис. 1). При проходке разведочной штольни тех же интервалов горнопроходческим комплексом «Роббинс» непосредственно в призабойной части за оболочкой ротора происходило шелушение, «стреляние» и отслоение в виде плиток вогнутой формы по контуру — в основном стен (рис. 2).

В конце 1988 года при проходке подходной штольни от шахтного ствола и рассечки от разведочной штольни к основному тоннелю интенсивность процесса динамических проявлений горного давления стала возрастать. Началось «стреляние», интенсивное образование трещин, заколы и обрушения отслоившейся породы со стенок. Наибольшие объемы проявления разрушений происходили вначале по стенкам сопряжений: на рассечке между разведочной штольней и основным тоннелем, вблизи нее по смежным штольни и тоннелю стенкам. По материалам геологической документации, горный массив на этом участке представлен биотитовыми гранитами, порфировидными с жилами пегматитов и мелкозернистых гранитов мощностью до 60 см, слабо трещиноватыми с коэффициентом крепости по М. М. Протодьяконову f=6÷10, которые не требовали крепления.

На рис. 3 приведены фотографии участков разрушения в результате динамических проявлений горного давления. Причем эти события происходили стремительно, и их продолжительность интервалами была от десятков секунд до нескольких минут, потом перерыв примерно такой же продолжительности и опять разрушения. Данный процесс по мере произошедших разрушений на контуре выработок постепенно затухал, трещины прорастали и углублялись в массив, создавая зону разгрузки. Многочисленные природные факторы риска осложнялись техногенным вмешательством. Ярким примером можно назвать наведенную сейсмичность.

Проявление землетрясений слабых и средней интенсивности в подземных условиях во время строительства Северо-Муйского тоннеля наиболее часто приходилось наблюдать, когда забои выработок находились в зонах разломов. Причем, с большой долей уверенности, такие землетрясения считались наведенными, связанными с горными работами. В условиях строительства подземного сооружения, когда в забоях тоннеля ежедневно проводится по несколько взрывов, трудно объективно разделить сейсмические воздействия от этих взрывов и землетрясений. Для анализа таких событий привлекали всю доступную информацию: опрос людей, которые были на момент события в выработке, записи в горных журналах, сейсмометрические материалы. Наиболее четко взаимосвязи сейсмичности со случаями масштабных динамических проявлений горного давления можно было прослеживать, когда одновременно в нескольких раскрытых забоях, находящихся в течение некоторого времени в неустойчивых зонах разломов, начинали очень интенсивно развиваться процессы обрушений и выносов водно-грунтовых масс. Тогда же случались землетрясения в окрестностях тоннеля, с некоторой задержкой или практически в одно и то же время. Более крупным выбросам предшествовали мелкие вывалы-выносы.

Об энергии влияния гидравлических и механических ударов при вывалах-выносах на формирующиеся очаги землетрясений можно судить по нагрузке, которую эти удары оказывали на забой. При выбросе 200 м 3 и 6000 м 3 она могла достигать соответственно 0,2 и 6 МПа. Безусловно, что такие удары оказывали влияние на всю геогидродинамическую систему Ангараканской депрессии и гидравлически связанных с ней тектонических нарушений. Известны многие случаи, когда местные слабые землетрясения и динамические проявления горного давления в забоях взаимодействовали между собой. При проходке зоны Ангараканской депрессии крупная авария с человеческими жертвами случилась 20 сентября 1979 года. Комиссия Министерства транспортного строительства СССР в акте от 25 сентября сделала вывод, что наиболее достоверной причиной аварийного выброса следует считать гидродинамический удар, возникший в результате неcпрогнозированного неблагоприятного сочетания техногенных и природных факторов, в том числе сейсмических. Было отмечено, что эти факторы за длительное время ведения горнопроходческих работ по зоне депрессии привели к резкому ослаблению окружающего выработку массива горных пород, вплоть до образования плывунного состояния в рыхлых отложениях, что неоднократно проявлялось в разведочной штольне и ее забое.

При строительстве Северо-Муйского и других тоннелей БАМа произошло еще много подобных случаев. Вывод, который можно сделать на основе имеющихся данных, заключается в том, что существует взаимодействие сейсмических событий в районе подземных вы- работок с динамическими проявлениями в них горного давления. Эти проявления наиболее опасны, когда забои выработок находятся в неустойчивых обводненных зонах разломов. Поскольку тектоника и сейсмичность в районе Северо-Муйского тоннеля функционируют как единая динамическая система, то и реакция такой системы на внешние воздействия оказывается практически единовременной.

УПРАВЛЕНИЕ РИСКАМИ

Проходка тоннеля велась одновременно со стороны восточного и западного порталов. Для ускорения стро- ительства через каждые 500-600 м между разведочной штольней и основным тоннелем проектом были предус- мотрены сбойки для открытия дополнительных забоев. Самое большое количество одновременно работающих забоев в тоннеле и штольне составляло соответственно 10 и 5. При проходке применяли щитовой и горный спо- собы.

В зависимости от геологических условий при строительстве штольни и тоннеля были опробованы различные технологические схемы [2]. В них определялся порядок ведения работ по разработке породы, крепления забоя, варианты конструкций временной крепи и возведения обделки, типы оборудования, его размещение в тоннеле, расходы материалов, электроэнергии, состав бригад и сроки работ. На основе технологических схем разрабатывались проекты производства работ и технологические карты для конкретных условий строительства.

Отработанные схемы при строительстве тоннеля позволяли определять наиболее эффективные комплексы современного высокопроизводительного оборудования и машин для проходки и возведения различных видов обделки. Для сооружения постоянной обделки тоннеля:

• на припортальных участках в обводненных, неустойчивых, рыхлых и сильнотрещиноватых грунтах с коэффициентом крепости f = 0,6 ÷ 2 использовали сборную обделку из чугунных тюбингов диаметром 8,5 и 9,5 м;
• в зонах тектонических разломов и сильнотрещиноватых грунтах с f = 2 ÷ 4 применяли монолитные усиленные железобетонные обделки;
• на участках с устойчивыми и слабо трещиноватыми грунтами с f ≥ 4 устраивали монолитные бетонные обделки.

При сооружении стволов применялся буровзрывной способ проходки заходками на одно кольцо обделки. Из- за больших напоров трещинножильных вод происходили неоднократные их прорывы в выработанное пространство с выносом песка и мелкообломочного материала. Так, в период с сентября по октябрь 1978 года проходка ствола No3 была приостановлена в связи с прорывом воды в забой дебитом Q = 90 м 3 /ч. Далее с декабря и по сентябрь 1979 года проходка не производилась из-за внезапного прорыва с дебитом 300–360 м 3 /ч. При сооружении ствола No2 в результате больших водопритоков пластовых вод (Q ~180 м 3 /ч) с выносом песчаного материала была деформирована чугунная крепь в интервале 42,5–52,5 м.

Для гидроизоляции крепи по всей глубине стволов производился комплекс работ, включающий в себя чеканку швов свинцовой проволокой с контрольной подчеканкой, чеканку цементом БРЦ и контрольный тампонаж тюбинговой колонны.

Для понижения уровня подземных вод производилось бурение вертикальных водопонизительных скважин глубиной до 270 м и оборудование их глубинными насосами типа ЭЦВ 10-63-270. На стволе No1, несмотря на то, что в результате работы скважин уровень подземных вод был понижен с отметки 36 м до 153 м, водоприток значительно уменьшить не удалось. На отметке 70–72 м он составил ~200 м 3 /ч, а на отметке 156 м, при пройденном стволе до глубины 244 м, произошел прорыв трещинножильных вод, приведший к затоплению ствола до отметки 74 м. В связи с наличием больших водопритоков проходка велась в искусственно замороженных породах в интервале 0–302 м.

В интервале 72–302 м применялась цементация с шагом 20–30 м. Для проходки основного тоннеля в зонах разломов в соответствии с государственной научно-технической программой были разработаны и применены практически новые технологии и специальные способы работ. Без их использования осуществить успешное строительство Северо-Муйского тоннеля было бы весьма проблематично и вообще вряд ли возможно.

Так, впервые в нашей стране были разработаны и применены в сложных горно-геологических условиях и на участках разломов [2]:

• технология проходки подземных выработок с устройством арочно-бетонной крепи и двухслойной обделки;
• конструкции опережающих экранов из труб; взрыво-инъекционный метод упрочнения грунтов;
• в опытном порядке — замораживание обводненных грунтов жидким азотом.

Для проходки зон разломов были усовершенствованы и откорректированы для применения в реальных условиях известные специальные способы работ по инъекционному закреплению грунтов, комплексному водопонижению, заполнению пустот, образованных при выносах породы из сводовой части, и другие. Также впервые в стране применены передовые зарубежные техника и технологии проходки зон разломов.

На удароопасных участках осуществлялся ряд мероприятий по защите тоннельных выработок от негативных последствий динамических проявлений горного давления.

Так, на участках с прогнозируемым высоким уровнем напряжений для уменьшения взаимного влияния между тоннелем и штольней были увеличены целики. Для разгрузки напряжений по контуру выработок применялось регулирование скоростей проходки, в том числе с ее остановкой на время от нескольких суток до недели и более.

КОНТРОЛЬ ПРИРОДНЫХ РИСКОВ

Управление природно-техногенными рисками невоз можно без их контроля.

При строительстве Северо-Муйского тоннеля посто- янно уточнялись инженерно-геологические условия проходки путем опережающего бурения горизонталь- ных разведочных скважин с отбором керна из забоев разведочной штольни. Для уточнения условий проходки и прогноза состояния грунтов впереди забоя, кроме разведочного бурения, применялись геофизические методы. В частности, метод естественного импульсного электромагнитного излучения (ЕИЭМПЗ) и, в опытном порядке, георадар Московского инженерно-физического института (МИФИ).

Выполнялись натурные исследования напряженно- деформированного состояния обделки. При строительстве тоннеля были смонтированы замерные станции, оснащенные датчиками, фиксирующими местные суммарные деформации конструкций от горного давления, гидростатики и температурных воздействий, а также сейсмопроявлений. Вычислялись напряжения в обделках тоннеля, результаты сравнивались с запасом несущей способности. Эти данные служили целям оперативного контроля напряженно-деформированного состояния существующих крепей и обделок, а для новых участков — основой для своевременного вмешательства в конструктивные изменения обделок.

Замерные станции на Северо-Муйском тоннеле монтировались, начиная с 1978 года, в различных горно-геологических условиях. Использовались струнные измерительные преобразователи линейных деформаций типа ПЛДС, предназначенные для измерения относительных линейных деформаций бетонных, железобетонных и других элементов сооружений при контрольных наблюдениях и натурных исследованиях их состояния.Преобразователи закладывались в бетон или устанавливались непосредственно на поверхности сооружений. Инсталлированные в конструкции замерные станции продолжали поставлять информацию об изменениях НДС и на этапе эксплуатации тоннеля, большинство из них и сейчас находятся в работоспособном состоянии.

Учитывая высокую сейсмическую активность района, особое внимание при строительстве и последующей эксплуатации тоннеля уделялось проявлениям напряженно-деформированного состояния в виде остаточных деформаций, зарегистрированных при долговременных наблюдениях на замерных станциях [3,4].

На станции No8 в разведочной штольне на ПК 78+13, расположенной в блоке В3, датчики ПЛДС-400 были установлены через трещину (см. фото — рис. 4), рассекающую блок крепких гранитов.

Происходившие в период строительства землетрясения средней интенсивности приводили к появлению остаточных деформаций на некоторых участках зон тектонических нарушений. В дальнейшем небольшие деформации наблюдались в основном за счет колебаний температуры воздуха в тоннеле.

Сейсмическая опасность различных участков тоннеля была оценена с учетом глубины заложения и конкретных инженерно-сейсмологических условий. Приращения сейсмической балльности рассчитывались по замеренным скоростям сейсмических волн и составляют относительно скального грунта для грунтов в основании тоннеля от –1,1 до +1,7 балла. Следует отметить, что при данных оценках не учитывали вероятные смещения по существующим разломам, которые при землетрясении в 9 баллов могут быть 1–1,2 м, а при 10 баллах — 5–7 м.

По данным сейсмогеологов, уже при землетрясениях 5-6 баллов и более скальные блоки по тектоническим зонам дробления могли переходить в движение и создавать угрозу разрушений в тоннеле. Исследования, проведенные после начала строительства показали, что:

• перемычка, в которой располагается тоннель, является самой сейсмоактивной в Байкальской рифтовой зоне, а в ней наиболее активна зона Перевального разлома;
• перемычка разделяет направления вспарывания разрывов при землетрясениях: восточнее они ориентированы на восток, на западе — к западу; с одной стороны это несколько снижает сейсмическую опасность для тоннеля, но с другой — растягивающие напряжения в массиве способствуют раскрытию трещин, что обеспечивает гидравлическую связь различных систем трещин и водопритоки, намного превышающие расчетные;
• при землетрясении 9 баллов и выше в тоннеле по зонам разломов возможны вертикальные смещения до 1–1,2 м и раскрытия трещин;
• сильные землетрясения могут сопровождаться опасными явлениями в виде смещений блоков пород, гидравлическими ударами.

На недостатки проведенных работ по сейсмическому микрорайонированию тоннелей указывал член-корреспондент РАН В. П. Солоненко [5]. Представляется, что до сих пор ряд вопросов сейсмомикрорайонирования тоннелей остается нерешенным. Инструментальные данные о сейсмичности в районе расположения Северо-Муйского тоннеля получали с помощью регистрации местных землетрясений специально организованной в 1976 году локальной сетью сейсмостанций, а также по данным подземной сейсмостанции (рис. 5, 6), установленной в одной из вспомогательных штолен в зоне Ангараканской депрессии [6,7].

Это позволило изучать взаимосвязи между местными землетрясениями и изменениями напряженно-деформированного состояния горных пород вблизи подземных выработок, особенно в местах, где случались аварийные ситуации с выносом водно-грунтовых масс из забоев при проходке зон тектонических нарушений, а также на участках динамических проявлений горного давления.

Регистрирующая аппаратура размещалась в подземной выработке, а сейсмоприемники устанавливались на поверхности и в выработках. Глубина заложения тоннеля в точке установки сейсмоприемников на поверхности и в тоннеле составляла около 120 м. Полученные результаты показывали, что сейсмические колебания от восьми зарегистрированных землетрясений были интенсивностью около 4 баллов. Амплитудный уровень колебаний на дневной поверхности над тоннелем превышал максимальные амплитуды колебаний в тоннеле в 3±0,6 раза, что в приращениях сейсмической балльности составляет разницу почти в 1,5 балла.

В период инструментальных наблюдений в исследуемом районе не происходило ощутимых и сильных землетрясений, по которым можно было бы оценить реальную сейсмическую опасность в тоннеле. Анализ записей землетрясения 6 июня1983 года (I 0 = 3 балла, эпицентральное расстояние Δ = 40-45 км, глубина очага Н = 15-20 км), зарегистрированного подземной сейсмостанцией, показал, что реальное затухание амплитуд колебаний — с глубиной меньше расчетного. В спектре колебаний присутствуют два максимума на низких и на относительно высоких сейсмических частотах [6].

В целом для контроля природно-техногенных рисков при строительстве Северо-Муйского тоннеля применялся широкий комплекс геомеханических и геофизических исследований, без чего было бы невозможно разрабатывать и осуществлять мероприятия по защите тоннельных выработок от проявления негативных факторов в сложных горно-геологических условиях.

Литература

1. Сейсмотектоника и сейсмичность района строительства БАМ. Cб. статей /АН СССР, Междуведомственный совет по сейсмологии и сейсмостойкому строительству при Президиуме АН СССР, Инс-т земной коры СО РАН СССР; отв. ред. М.М. Одинцов. — М.: Наука, 1980. 203 с.
2. Технический отчет об изысканиях, проектировании и строительстве 1974-1989 гг. «Байкало-Амурская железнодорожная магистраль. Тоннели». — М.: ТИМР, 1999.
3. Басов А.Д. Остаточные деформации и сейсмическая опасность зон разломов в условиях подземных выработок. // Вопросы инженерной сейсмологии. 2010, т. 37, No2, с. 34-47.
4. Басов А.Д. Локальные нарушения напряженно-деформированного состояния геологической среды и землетрясения в районе Северо- Муйского тоннеля // Вопросы инженерной сейсмологии. 2010, т. 37, No 1. С. 68–78.
5. Солоненко В.П., Николаев В.В., Семенов Р.М., Демьянович М.Г ., Курушин Р.А., Хромовских В.С., Чипизубов А.В.. Геология и сейсмичность зоны БАМ. Сейсмогеология и сейсмическое районирование. Новосибирск: Наука, 1985. 192 с.
6. Басов А.Д., Иванов Ф.И., Павлов О.В., Потапов В.А., Сильвестров С.Н. Организация подземной сейсмостанции на Северомуйском тонне- ле. / Сб. «Сейсмостойкость транспортных и сетевых сооружений». — М.: Наука, 1986. С. 81-84.
7. Павлов О.В., Потапов В.А., Седых А.И. К оценке относительной сейсмической опасности тоннелей. // Геология и геофизика. — Новоси- бирск: Наука СО, 1990. С. 109-115.

• Подземные горизонты

Ю. С. ФРОЛОВ, д. т. н., профессор;
Шэнь ЦЯОФЭН, аспирант
(кафедра «Тоннели и метрополитены» ПГУПС Императора Александра I)
(ОКОНЧАНИЕ. НАЧАЛО В No22)

УСКОРЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РОСТ КИТАЯ В ПОСЛЕДНИЕ ДЕСЯТИЛЕТИЯ ОБУСЛОВИЛ ВЫСОКИЕ ТЕМПЫ РАЗВИТИЯ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ. МЕТРОПОЛИТЕНЫ ДЕЙСТВУЮТ И ПРОДОЛЖАЮТ СТРОИТЬСЯ В 41 ГОРОДЕ. В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ, АКТУАЛЬНЫХ ДЛЯ КИТАЙСКОГО МЕТРОСТРОЕНИЯ, ЯВЛЯЕТСЯ ТЕМОЙ ИССЛЕДОВАНИЙ, ПРОВОДИМЫХ НА КАФЕДРЕ «ТОННЕЛИ И МЕТРОПОЛИТЕНЫ» ПГУПС ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I.

ПРОГНОЗ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ РАСКРЫТИИ ВЫРАБОТКИ МЕТОДОМ БОКОВЫХ ПИЛОТ-ТОННЕЛЕЙ

В большинстве вновь строящихся линий метрополитена в таких городах Китая, как Цунцин, Далянь, Циндао, Шэньчжэн, Чанчунь, строительство станционных комплексов осуществляется закрытым способом в малопрочных скальных и полускальных грунтах на глубине, соизмеримой с пролетом станции.

Задача второго этапа численного моделирования заключалась в разработке методики прогноза геомеханических процессов при поэтапном раскрытии выработки методом боковых пилот-тоннелей в конкретных условиях строительства односводчатой станции.

Исходные данные о физико-механических свойствах грунтового массива позволяют рассматривать его как упругопластическую среду, прочность которой задается критерием прочности Кулона–Мора.

Набрызг-бетонная крепь со стальными арками моделируется элементами оболочки. Приведенные модули упругости крепи по периметру проектного очертания выработки и по внутреннему контуру опережающих выработок равны соответственно Еꞌ пр = 23000 МПа и Еꞌꞌ пр = 2300 МПа. Железобетонные и фиберглассовые анкеры моделируются анкерными элементами. Прочность закрепления анкеров определена в соответствии с рекомендациями, изложенными в ВСН 126-90. «Крепление выработок набрызг-бетоном и анкерами при строительстве транспортных тоннелей и метрополитенов». М. :Минтрансстрой СССР, 1991, и принята в расчетах для железобетонных анкеров 176 кН, для фибергласовых — 138 кН на 1 м длины анкера.

В разработанных конечно-элементных моделях выделялись основные расчетные этапы, соответствующие технологическим этапам проходческих работ при сооружении станции.

С учетом специфики метода основное внимание уделено анализу устойчивости грунтового массива, заключенного между внутренними диафрагмами (ядро сечения). С этой целью рассматривались два возможных варианта производства работ после проходки и крепления боковых пилот-тоннелей: разработка грунта в ядре сечения с частичным разрушением внутренних диафрагм (рис. 7а) и разработка грунта в ядре сечения с разрушением диафрагм только после окончания и замыкания обратного свода (рис. 7б).

В процессе выполнения численного эксперимента фиксировались осадки поверхности земли, характер напряженно-деформированного состояния грунтового массива, вмещающего выработку, и грунта в центральной части выработки, смещения характерных точек как на контурной временной крепи (первичной обделке), так и на внутренних железобетонных диафрагмах, а также по величине усилий в анкерах.

Анализ вертикальных смещений шелыги свода и кровли выработки позволяет заключить, что принятая система крепления и порядок разработки пилот-тоннелей практически исключают смещение грунтового массива до окончания проходки боковых тоннелей (рис.8, этапы 1–6.).

При дальнейшей разработке грунта с одновременным разрушением внутренних диафрагм осадки земной поверхности нарастают постепенно и к завершению проходческих работ достигают 22 мм. В случае, если разработка ведется с сохранением железобетонных диафрагм в ядре сечения, осадки поверхности земли после раскрытия калотты стабилизируются при величине 7 мм (этап 7) и сохраняются до завершения проходческих работ. Однако после разрушения внутренних диафрагм осадки резко возрастают, но остаются в тех же пределах, которые были зафиксированы при выполнении работ по первому варианту.

По результатам численного анализа выявлен характер формирования и определены значения главных напряжений σ 3 и σ 1 в грунтовом массиве вблизи выработки, в ядре сечения с частичным разрушением внутренних диафрагм и при разработке грунта в ядре сечения с разрушением диафрагм только после окончания и замыкания обратного свода (рис. 9).

Характер напряженно-деформированного состояния крепи / первичной обделки существенно не изменяется при стадийной технологии раскрытия выработки по любой из рассмотренных технологических схем. Уровень максимальных и минимальных напряжений после раскрытия выработки на полное сечение обеспечивает со значительным запасом несущую способность конструкции в данных условиях строительства (рис. 10).

 

На различных этапах расчета, отражающих специфику проходческих операций, зафиксированы знакопеременные усилия в системе анкерной крепи не только на каждом из этапов раскрытия выработки, но и при разных вариантах выполнения проходческих операций (см. рис. 9). После разработки калотты с одновременным разрушением крепи пилот-тоннелей анкеры в своде работают на растяжение, достигая максимума после раскрытия выработки на полное сечение. Исключение составляют анкеры, испытывающие сжатие, расположенные на участке сопряжения стен с обратным сводом.

Вариант разработки грунта в ядре сечения с разрушением диафрагм вносит существенные коррективы в работу анкеров. Характер распределения и величина усилий в анкерах на участке примыкания внутренних диафрагм после разработки калотты (этап 7) резко изменяются. Диафрагмы, сохраненные до полного раскрытия сечения, сдерживают смещения грунта в ядре сечения и снижают вдвое максимальные усилия в анкерах.

Характер изменения напряженно-деформированного состояния внутренних диафрагм в процессе раскрытия выработки до проектного очертания представлен значениями смещений (табл. 2) и главных напряжений (табл. 3) в характерных точках этих элементов.

На рис. 11 показана картина формирования зоны пластических деформаций в грунтовом массиве. До разработки центральной части сечения в узлах сопряжения крепи пилот-тоннелей с элементами обратных сводов пластические деформации распространяются на глубину до 3 м. После раскрытия калотты область пластических деформаций смыкается в кровле выработки распространяясь на глубину 4 м, и эта граница остается постоянной до полного раскрытия выработки как по первому, так и по второму варианту.

Существенное влияние на напряженно-деформированное состояние как грунтового массива, так и элементов крепи отмечается после разработки и крепления калотты (этап 7). Возникшая локальная область пластических деформаций вблизи пят свода заметно увеличивается в глубь массива на каждом этапе работ и достигает 5–7 м. Следует также отметить, что после частичного разрушения диафрагм в верхней части грунтового ядра возникают области предельного равновесия, вследствие смещения диафрагм в сторону боковых тоннелей.

ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ВЛИЯНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВОГО МАССИВА НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ «КРЕПЬ – ГРУНТОВЫЙ МАССИВ».

В основу исследований положена методика построения математических моделей с использованием вероятно-статистического метода системного анализа.

За входные параметры грунта приняты модуль деформации, коэффициент Пуассона, сцепление и угол внутреннего трения. Базовые значения входных параметров соответствовали грунтам IV и V классов. Интервал изменения их значений в расчетах показан в табл. 4.

В качестве выходных параметров были приняты напряжения, возникающие в крепи, и осадки земной поверхности, вызванные раскрытием выработки (учитывая их негативное влияние в городских условиях). Значения выходных параметров были получены путем преобразования входных параметров. Число преобразований, необходимых для составления достоверной вероятно-статистической модели, определилось методом планирования экспериментов.

Статистическая модель построена в виде степенного полинома методами нелинейной регрессии. Количество уравнений, описывающих модель, соответствовало числу выходных параметров задачи. Сведения о напряженно-деформированном состоянии системы «крепь — грунтовый массив» при различных вариантах входных параметров были получены в результате статистических расчетов, выполненных с использованием конечно-элементного программного комплекса Midas. Результаты представлены графиками, приведенными на рис. 12.

Для того чтобы провести сравнительный анализ степени влияния различных параметров, характеризующих прочностные и деформационные свойства грунтового массива на напряженно-деформированное состояние элементов рассматриваемой системы, принятые ее входные и выходные параметры представлены в безразмерных величинах. Эти действия выполнялись с использованием выражения (1) (Zhang Guang, Zhu Weishen. Parameter Sensitivity Analysis and Optimizing for Test Programs [J]. Rock and Soil Mechanics, 1993, 14(1): 51-58):

S i – степень влияния фактора x i , i =1, 2, 3, ..., n; |DP/P| и |Dx i /x i |— отношения отклонений выходного и входного параметров к их базовому значению.

При малых значениях |Dx i /x i | формула (1) может быть
аппроксимирована как:

 

Согласно формуле (2), выявлена степень влияния каждого из входных параметров задачи x i на величину искомых выходных параметров Р.

Если небольшое изменение входного параметра x i может вызвать значительное изменение выходного параметра Р, это означает, что x i является «высокочувствительным» параметром системной характеристики P, и наоборот, если изменение x i несущественно влияет на изменение P, то x i является «низкочувствительным» параметром. Иными словами, результаты расчета отражают «чувствительность» процесса силового взаимодействия элементов рассматриваемой системы при изменении прочностных идеформационных свойств грунтового массива. В частности, в малопрочных скальных и полускальных грунтах (IV и V классов) при заданных размерах выработки и принятых параметрах первичной обделки / временной крепи установлено: наибольшую степень влияния на величину максимальных напряжений в крепи(S = 0,6) и осадки земной поверхности (S = 0,9) на всем интервале расчетных параметров грунта оказывает модуль деформации грунтового массива (рис. 13а); увеличение коэффициента Пуассона не оказывает существенного влияния на выходные параметры, находясь в пределах величин 0,04 < S < 0,2 в полускальных грунтах и 0,2 < S < 0,3 в малопрочных скальных; изменение угла внутреннего трения практически не влияет на характер напряженно-деформированного состояния рассматриваемой системы.

Влияние величины сцепления на выходные параметры системы носит нелинейный характер и степень этого влияния на каждый из выходных параметров различна (рис. 13б). Так, в малопрочных полускальных грунтах при величине сцепления в пределах 0,08 МПа влияние на осадку поверхности возрастает, достигая максимального значения при 0,2 МПа (S = 0,48). Далее в интервале 0,2<<0,4 МПа зафиксировано заметное снижение «чувствительности» осадок земной поверхности к изменению сдвиговых характеристик грунта (0,5 < S < 0,03). Дальнейшее увеличение сцепления до граничного его значения не оказывает влияния на осадки земной поверхности. В полускальных грунтах (IV класс) максимальные растягивающие напряжения в крепи более чувствительны к изменению величины сцепления, чем напряжения сжатия. В интервале величин 0,08 < С < 0,2 МПа степень влияния сцепления на растягивающие напряжения возрастает, достигая значения (0,3< S < 0,4). Напряжения в крепи выработки, заложенной в более прочных грунтах менее, чувствительны к изменению величины сцепления, а при 0,6 < С < 1,1 МПа напряжения в крепи не изменяются с увеличением этого параметра.

• Подземные горизонты

В. А. ГАРБЕР, д. т. н.;
Н. Н. СИМОНОВ, к. т. н.;
А. А. КАШКО, к. ф-м. н.;
Д. В. ПАНФИЛОВ, к. т. н.
(Филиал АО «ЦНИИС» НИЦ «Тоннели и метрополитены»)

В СТАТЬЕ НАМЕЧЕНЫ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ ТОННЕЛЬНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ (TUNNEL INFORMATION MODELING — TIM), В КОТОРУЮ ИЗВЕСТНАЯ В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ BIM-
ТЕХНОЛОГИЯ (BUILDING INFORMATION MODELING) ДОЛЖНА ВОЙТИ КАК СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ.

ВВЕДЕНИЕ

Концепция ВIМ (Building Information Modeling) в США и Европе развивается с 1970-х гг. В нашей стране есть свой конструктив — концепция цифровых моделей объекта (ЦМО) и технологических линий автоматизированного проектирования — датируется 1977 годом. В настоящее время формируются национальные стандарты (нормативная база) по информационному моделированию в строительной отрасли. А еще в декабре 2014 года Правительством РФ был утвержден план поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в ПГС, где BIM и реализуется преимущественно. Организация жизненного цикла проектов транспортного строительства имеет схожие признаки и допускает теоретическую возможность для внедрения и сопровождения BIM-технологий применительно, в частности, к тоннелестроению.

У BIM много преимуществ: от ускорения проектных работ и строительства до экономии средств. Прежде всего, создается удобная визуализация проекта, который в формате 3D можно рассмотреть со всех сторон. При этом правки, вносимые в проект, не будут вызывать удорожания проектных работ и увеличения сроков их выполнения, поскольку BIM позволяет автоматически отследить цепочку изменений во всех разделах и оперативно внести их. Еще одно преимущество BIM — высокое качество проектной документации, получаемое за счет автоматиче- ских проверок и устранения некоторых нестыковок.

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ И РОССИЙСКАЯ СИТУАЦИЯ

Строительная отрасль массово переходит на цифровые технологии в глобальном масштабе. Так, Великобритания уже с 1 апреля 2016 года перешла на стандарты BIM. Это означает, что к участию в государственных тендерах допускаются только подрядчики, освоившие соответствующие технологии. Во многом это стало возможно благодаря тому, что все участники рынка — не только регуляторы, но и строительно-подрядные организации — активно участвовали в процессе разработки стандартов и критериев BIM. Предпосылкой послужила возможность сэкономить до 20% необязательных затрат на каждом проекте и способствовать дальнейшим инновациям.

Великобритания — не единственная страна, которая взяла курс на обязательность использования BIM. Аналогичные решения были приняты в Испании. Там с 2018 года все проекты в госсекторе должны реализовываться с использованием BIM. Франция, Германия, Дубай и другие страны тоже движутся по аналогичному пути.

В Великобритании, где проделана большая работа в этом направлении, BIM применяется не только в рамках проектирования коммерческой и транспортной недвижимости, но и в дорожной отрасли. Так, недавно был реализован проект по строительству объездной дороги с использованием BIM в Рочестере. В результате удалось существенно снизить риски и повысить эффективность работ. Чтобы создать модель с минимальными рисками для строительства, используются фотограмметрические технологии и лазерное сканирование. Они позволяют, к примеру, оптимизировать конструкцию моста или выверить модели подземных сооружений. В лондонском проекте Crоssrail, считающемся сейчас крупнейшим строительным проектом Европы, как раз сначала были созданы лазерные сканы реальных тоннелей, которые потом перенесли на «цифровые рельсы» с миллиметровой точностью.

Что касается Crossrail, то в ходе его проектирования уже сгенерировано большое количество BIM- и САПР- моделей для 650 тыс. объектов. В единой среде работает около 10 тыс. человек. Сам заказчик считает, что это хорошая возможность снижения затрат и повышения управляемости в проекте. К единому источнику информации имеют доступ все: от инженеров до юристов, финансистов, подрядчиков и логистов. В результате удалось на $13 млн сократить объемы дополнительных расходов на проект и избежать серьезных ошибок в процессе моделирования.

Когда в Великобритании уже реализуют проекты национального масштаба, в России только прорабатываются нормативные акты использования BIM. Стандартная методология проектирования объектов дорожного строительства предписывает начать процесс со сбора данных непосредственно с площадки. Речь идет о геологических изысканиях, лазерном сканировании, аэрофотосъемке и т. д. Это, в частности, позволяет выявить имеющиеся на строительной площад- ке коммуникации и учесть их в ходе проектирования с упором на действующие регламенты и нормы. Для создания BIM (ТIM), однако, нужна соответствующая целостная нормативно-техническая база (включающая в себя сортаменты, типы конструкций и т. п.) на государственном уровне.

Концепция единой рабочей среды позволяет учесть все особенности будущего объекта и даже спрогнозировать возможные последствия недоучета проектных изменений. Аналогично решаются все вопросы, связанные с документооборотом, договорными отношениями и бюджетированием.

Таким образом, BIM (ТIM) — это система, основанная на единой базе данных по отечественным нормам,с которой одновременно работают различные специалисты и информация из которой отображается с помощью активной ЗD-графики.

В последующем спроектированная единая модель объекта может быть связана с системой автоматизированного управления компьютеризированной строительной техникой. Это делается для минимизации рисков возникновения ошибок на площадке, сокращения времени простоя оборудования, контроля качества.

А добавив возможность работы с мобильных устройств и передачу данных с удаленных датчиков на стройплощадке в диспетчерский пункт, получаем возможность обмена информацией между всеми этапами строительства и оперативного решения возникающих проблем.

ПРИНЦИПЫ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Создание информационной модели транспортного сооружения основано на следующих принципах (см.: Антонюк А. А., Чижов С. В. «Принципы информационного моделирования транспортных сооружений». Интернет-журнал «Науковедение», т. 9, No3, 2017):

• инфраструктурный принцип, который объединяет этапы пространственного развития территории, учитывая при этом не только ее наземные, но и подземные особенности (грунтовые условия, подземные сооружения, инженерные сети), с решением конкретных прикладных задач для повышения функциональный ценности и потребительских качеств сооружения;
• принцип замкнутого цикла, который характеризует период существования объекта (рис.1);
• экономический принцип, определяющий долгосрочное планирование при оценке затрат, т. е. эффективность проекта в долгосрочной перспективе за счет рационального использования отводимых под возводимое сооружение территорий.

В зависимости от сложности (уникальности) объекта и способов разработки, накопления и обработки данных формируется информационная модель х, используемая специалистами на определенных этапах жизненного цикла здания или сооружения (рис.1).

Особенности BIM-модели строительного объекта:

• модель полностью отображает структуру жизненного цикла для соответствующего здания и сооружения;
• в состав модели включается определенное количество информации, которое определяется действующей нормативной базой и является обязательной по отношению к рассматриваемому объекту строительства;
• результаты накопления и обработки данных (база данных) на определенном этапе жизненного цикла объекта строительства являются исходной информацией для принятия решений для последующих этапов, связанных с его эксплуатацией, реконструкцией и утилизацией.

Основной особенностью технологии информационной модели (BIM) является возможность управлять стоимостью, безопасностью и надежностью сооружения в интерактивном режиме.

ПРЕПЯТСТВИЯ ДЛЯ ВНЕДРЕНИЯ BIM В ТРАНСПОРТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО

К настоящему времени особенности применения BIM-технологии не только показали свою состоятельность (на теоретическом уровне и на практических примерах), но и стали предметом обсуждения (на государственном уровне) именно в качестве инновационного метода для развития строительной отрасли.

Вместе с тем адаптация и широкое внедрение BIM-технологии в транспортное строительство сдерживается рядом причин.

К числу объективных факторов можно отнести:

• отсутствие современных программных отечественных продуктов, не позволяющие интегрировать информационные модели с системами спутникового позиционирования;
• несоответствие нормативной базы для внедрения BIM-технологий в практику изысканий, проектирования и строительства транспортных сооружений, а также в систему организации их строительства;
• отсутствие отечественных баз данных по строительным конструкциям, нормам и правилам, необходимых для внедрения BIM-технологий;
• отсутствие отечественных средств разработки необходимых баз данных;
• заметно меньший объема рынка продукции транспортного строительства, по сравнению с промышленным или гражданским строительством;
• инерция в эффективном освоении средств и возможностей организационного, аппаратного и программного обеспечения различными категориями участников процесса формирования и эксплуатации возведенных объектов;
• определенная неготовность государственных регуляторных органов к законодательному (процедурному) сопровождению BIM-технологии для разработки строительной продукции.

К числу субъективных факторов можно отнести определенный разрыв в квалификации и качестве информационного взаимодействия между группами специалистов по BIM, которые инициировали процесс внедрения и постоянно совершенствуют практические навыки, и остальными
участниками процесса, которые только приступают (возможно, при недостаточном уровне собственной мотивации) к практическому освоению новой технологии.

Таким образом, сфера транспортного строительства (в формате линейно-протяженных строительных объектов и/или специальных технологических сооружений, например мостов, тоннелей, эстакад) не обеспечена полным (для всех этапов жизненного цикла рассматриваемых
объектов) сопровождением, которое можно было бы характеризовать как современный вариант BIM-технологии.

ЧТО ТАКОЕ TIM — И В ЧЕМ ОТЛИЧИЕ ОТ BIM?

TIM — это информационная трехмерная (3D) цифровая модель проектирования, строительства и эксплуатации тоннельного объекта или, другими словами, сложно организованная база данных по тоннельному объекту, информация из которой представляется, анализируется и изменяется с использованием 3D-графики.

Не надо путать термин TIM с недавно появившимся и используемым в России термином ТИМ (технология информационного моделирования), в настоящее время используемым в программе «Цифровая экономика», которая была разработана Министерством связи и массовых коммуникаций и в июле 2017 года утверждена Правительством РФ.

Основное отличие BIM состоит в том, что предметом цифрового моделирования в TIM-технологии является не какой-то единичный наземный объект (здание, сооружение, комплекс), а протяженный непрерывный тоннельный объект с изменяющимися вдоль него характеристиками, фактически являющийся геотехнической системой «грунтовый массив — тоннельный объект — наземное сооружение, находящееся в зоне строительства подземного объекта».

К настоящему моменту времени усилия специалистов, привлекаемых к процессу формирования и обслуживания продукции транспортной инфраструктуры, сводятся к адаптации разработанных универсальных программных комплексов для решения прикладных, специализированных задач строительства.

В табл. 1 приведен возможный вариант последовательности осуществления инфраструктурного проектирования тоннельного сооружения (по материалам сайта Autodesk).

Возможный вариант последовательности осуществления инфраструктурного проектирования тоннельного сооружения

Наименование этапа (периода) жизненного цикла	Тип данных	Вид представления
Эскизное проектирование (предпроектное предложение): формирование исходной цифровой модели местности, включая существующую инфраструктуру; визуализация концепции (модели)	архивная документация; база данных	графический (2D, 3D) / текстовый
Строительные изыскания: формирование цифровой модели строительной площадки в рамках локальной геоинформационной системы	то же + геодезические, геофизические данные	графический (2D, 3D) / текстовый
Проектирование: формирование трехмерной твердотельной модели; формирование грунтового основания; разработка расчетной, конечноэлементной модели; определение параметров напряженно- деформированного состояния; конструирование элементов сооружения; экспертиза проектных решений; визуальное представление конечного результата	то же + расчетные данные	графический (2D, 3D) / текстовый
Строительство: формирование организационно-технологической последовательности строительных процессов; контроль и управление строительным производством; экспертиза качества выполнения строительных процессов	то же + проектные данные	графический (2D, 3D) / текстовый
Эксплуатация: экспертиза параметров фактического (технического) состояния; показатели надежности и эффективности эксплуатации	то же	графический (2D, 3D) / текстовый

СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТКИ TIM-МОДЕЛЕЙ В ТРАНСПОРТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

НИЦ «Тоннели и метрополитены» АО «ЦНИИС», начиная с 1995 года, осуществляет работы по обеспечению эксплуатационной безопасности действующих объектов Московского метрополитена, находящихся в зоне сооружения новых объектов городской инфраструктуры. Осуществляются геотехнические расчеты систем «породный массив — подземное тоннельное сооружение — возводимые наземные объекты городской инфраструктуры».

За прошедшие 23 года было осуществлено цифровое моделирование около 400 объектов городской инфраструктуры и, соответственно, подземных тоннельных объектов.

Для проведения указанных геотехнических расчетов использовались программные комплексы PLAXIS, FLAC-3D, Z-SOIL.

Большинство расчетов осуществлялись в плоской постановке (2D), поскольку в этих случаях для выработки рекомендаций по обеспечению эксплуатационной безопасности сооружений метрополитена достаточно было ориентировочной картины напряженно-деформированного состояния (НДС) тоннельных конструкций. Однако для отдельных сложных и крупных объектов требовалось более тщательное исследование возникающих напряжений и деформаций в конструкциях тоннелей. Поэтому здесь осуществлялось пространственное (3D) моделирование системы «породный массив — подземное тоннельное сооружение — объект городской инфраструктуры». Указанные 3D-модели могут служить отправной точкой для разработки TIM.

На рис. 2–8 приведены примеры пространственного численного моделирования системы «породный массив — уникальный подземный объект». В этих геотехнических расчетах наземные объекты, находящиеся в зоне моделируемых подземных, задавались в виде силового воздействия на породный массив и подземноесооружение (без детализации их конструкции). Данное обстоятельство объясняется тем, что целью проектировщиков являлось обеспечение эксплуатационной безопасности исключительно подземных объектов.

На этих рисунках приведены расчетные математические модели сложных многосвязных подземных объектов: станции метрополитена глубокого заложения пилонного и колонного типа, наклонный (эскалаторный) тоннель, «проходящий» через слои грунтового массива с различными физико-механическими характеристиками и различной степенью обводнения.

Показаны также математические модели объектов более простой (односвязной) конфигурации: перегонные тоннели метрополитена кругового поперечного очертания и подземный пешеходный переход прямоугольного поперечного очертания.

Как видно из этих рисунков, модель включает в себя пространственные конечные элементы вмещающего породного массива и 2- и 3-мерные конечные элементы, моделирующие подземную конструкцию (тоннельная и станционная обделка, стены и т. п.).

Для создания TIM, возможно, потребуется стыковка математического моделирования подземных объектов с цифровой ВIM-моделью наземного объекта.

Кроме того, требуется необходимая детализация конструкций подземных сооружений с указанием всех необходимых физико-технических и экономических характеристик каждого элемента.

Также необходимо в составе TIM отразить реологические свойства грунтового массива, позволяющие учитывать изменение его физико-механических характеристик в зависимости от процесса продвижения забоя (проходки).

Еще одним существенным свойством TIM-модели должна быть возможность учитывать нарушения технологии строительства (например, дефекты (пустоты) контактного слоя «грунт-обделка»).

При разработке TIM следует учесть многолетний экспериментальный опыт по изучению горного давления к. т. н. Б. Н. Виноградова, который доказал, что осадки дневной поверхности над строящимися и построенными подземными сооружениями продолжаются в течение одного года после окончания строительства. Этот факт говорит о стабилизации напряженно-деформированного состояния (НДС) породного массива, которую необходимо учесть при разработке TIM.

На рис. 9 приведена гипотетическая TIM- модель системы «породный массив — подземное сооружение — наземный объект».

Следует также отметить важность разработки в ходе создания TIM банка (базы) данных всех существующих подземных объектов отрасли. Но это — отдельная большая тема.

• Дороги.Инновации в строительстве
• «ДОРОГИ. Инновации в строительстве» №85

ЭКСПЕРТНАЯ ОЦЕНКА СИТУАЦИИ

По оценкам Минфина, дефицит бюджета в 2020 г. составит около 4% ВВП, эксперты же прогнозируют порядка 7%. Сокращение государственных доходов приведет к секвестированию бюджетов многих отраслей и замораживанию целого ряда проектов. В этой связи многие предприятия и организации, чья деятельность связана с транспортным строительством, волнует вопрос — какова будет политика государства в отношении реализуемых инфраструктурных проектов, а также тех, которые находятся в стадии разработки?

Как показывает опыт многих стран, вложение средств в развитие транспортной инфраструктуры, дополнительное финансирование инфраструктурных проектов является эффективным антикризисным инструментом. Так, в ответ на мировой кризис 2008 г. Китай выделил $586 млрд (или 12% ВВП) на развитие транспортной инфраструктуры, ЖКХ, а также на проекты по экологии и энергетике. В результате рост ВВП в 2009 г. вернулся к докризисному уровню и составил более 8%. Ответом же Индии на кризис 2008 г. стало привлечение более $13 млрд заемных средств на обеспечение инфраструктурных проектов, благодаря чему в 2011 г. страна достигла 9%-го роста ВВП.

На сегодняшний день российские реалии таковы, что пересмотр финансирования в сфере мостостроения (как в большую, так и в меньшую сторону) ставит перед пред- приятиями дорожно-мостового комплекса ряд сложных задач по развитию и оптимизации технологических решений. Это и оптимизация сроков строительства, и поиск решений для интенсивного развития инфраструктуры удаленных и труднодоступных районов, и импортозамещение, и внедрение новых материалов для реализации уникальных и сложных проектов. В одиночку задачи подобного масштаба не решить, они требуют совместного усилия от проектных организаций, заводов мостовых металлоконструкций, производителей металлопроката, метизов и механизмов и, конечно же, государственных заказчиков. О том, какая сегодня сложилась ситуация в мостостроении, наиболее капиталоемкой сфере транспортного строительства, редакция журнала попросила рассказать экспертов из компаний «Северсталь» и «Ленмонтаж».

По мнению менеджера дирекции по работе с компаниями строительной отрасли ПАО «Северсталь» Евгения Кузнецова, в кризисный период, когда пересматриваются бюджеты и меняются условия финансирования проектов, предсказуемость цен и стабильность поставок — это основа политики, которую необходимо проводить всем поставщикам материалов и конструкций в отношении своих клиентов. «В работе со своими партнерами мы придерживаемся практики длинных контактов на поставку металлопроката. Завод-производитель мостовых конструкций получает возможность закупать нашу продукцию по фиксированной цене без риска выйти «из бюджета» проекта из-за роста спотовых цен или валютных колебаний. Компания также развивает комплексные поставки, когда клиент может приобрести и металлопрокат, и метизную продукцию, и механизмы через своего менеджера, что оптимизирует процесс заказа, сроки и стоимость поставки. В этом году «Северсталь» планирует поставить клиентам около 50 тыс. тонн листового металлопроката для мостостроения, что превышает аналогичный показатель прошлого года», — рассказывает Евгений Кузнецов.

Развитию современного мостостроения будет способствовать и тесная трехсторонняя кооперация между проектной организацией, ЗМК и производителем металлопроката. Такое взаимодействие позволит каждому из участников получить дополнительную выгоду: найти оптимальное решение для конструктива, иметь твердые сроки поставок и гарантированное качество объекта. «Привлечение металлопроизводителя на ранних стадиях проекта позволяет найти наиболее эффективное решение для мостовых конструкций. Как эксперты в металлургическом производстве, мы готовы адаптировать существующие марки стали под индивидуальные запросы клиентов, подбирать металлопрокат исходя из нагрузки и условий эксплуатации», — добавляет Евгений Кузнецов.

Взгляд производственно-строительной компании «Ленмонтаж» на антикризисную стратегию направлен на минимизацию проектных рисков. Ежегодно «Ленмонтаж» производит порядка 25 тыс. строительных и мостовых металлоконструкций. По словам заместителя генерального директора Дмитрия Голубова, в Северо-Западном регионе крупных проектов по возведению мостов в настоящее время нет, и в этой связи особое внимание уделяется запросам клиентов, ориентированных на промышленное и гражданское строительство.

Среди знаковых проектов компании можно отметить Западный скоростной диаметр, а также возведение трех мостов в Санкт-Петербурге к Чемпи онату мира по футболу-2018 года: Яхтенного, Тучкова и Бетанкура. Как отмечает Дмитрий Голубов, основными критериями выбора поставщика металлопроката являются каче- ство продукции, географическая близость производ- ства и командный подход. «На примере данных про- ектов могу сказать, что очень важно работать с гибким партнером, готовым оперативно прийти на помощь тогда, когда заказчик меняет техническое решение».

РЕШЕНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Поставки из-за рубежа для российского мостостроения всегда были незначительны, за исключением такой продукции, как стальные канаты и вантовые системы. Однако их использование, а также применение фибробетона и стабилизированных арматурных прядей позволяют существенно расширить возможности инфраструктурных проектов. Обращение к зарубежным производителям — это вынужденная мера, так как на сегодняшний день в России не так много подобных производств. При этом выбор в пользу отечественного производителя лежит не столько в плоскости экономии, сколько в плоскости эффективности — в возможности получить профессиональную техническую поддержку в ходе реализации проекта при гарантии соблюдения оговоренных сроков и стабильной цены.

Готовность обеспечить мостостроителей современ- ными технологическими решениями российского про- изводства комментирует Михаил Лукин, коммерческий директор АО «Северсталь канаты», входящего в ПАО «Северсталь»: — Мы предлагаем решения, у которых мало аналогов в мире. Например, готовые решения для вантовых систем, не требующие доработки на объекте. Инженеры компании самостоятельно рассчитывают и конструируют систему, осуществляют шеф-монтаж. Клиент получает продукцию по сниженной стоимости и минимизирует риски монтажных работ.

Современные продукты компании уже позволили во- плотить оригинальные архитектурные идеи: пешеход- ный мост в подмосковном Красногорске, мост «Беско- нечность» в Ташкенте, «Парящий мост» в Москве.

ТЕХНОЛОГИИ НА СЛУЖБЕ У ИНФРАСТРУКТУРЫ

Стальные мосты все больше и больше завоевывают рынок. Тем не менее, производителям стальных конструкций приходится работать с марками стали, перечень которых не менялся еще с советского периода. Это ограничивает как возможность совершенствования конструктивных элементов традиционных стальных мостов, так и разработку новых решений, таких как стальные модульные пролеты. Именно они, по мнению заместителя генерального директора по научной работе АО ЦНИИС Юрия Новака, являются эффективным решением развития инфраструктуры в удаленных и труднодоступных районах.

ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина» и НИЦ «Мосты» АО ЦНИИС поддерживают производителей и активно участвуют в работе по изменению действующей нормативной базы. Одна из инициатив — расширение возможностей стального мостостроения, а именно — разработка и закрепление в нормах новых классов стали по прочности С440, С690 и сталей с особыми качествами, в частности, атмосферостойких сталей.

Автор статьи Лилия ИЗГАЛИНА

• Дороги.Инновации в строительстве
• «ДОРОГИ. Инновации в строительстве» №85

Антон ЛУГОВЦОВ, руководитель инфраструктурных проектов дирекции по работе с компаниями строительной отрасли ПАО «Северсталь»

СОВРЕМЕННОЕ РЕШЕНИЕ ДЛЯ КОНСТРУКТИВА МОСТА НА БАЗЕ ТИПОВЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ УЖЕ УСПЕШНО РЕАЛИЗОВАНО В ТЫСЯЧАХ ПРОЕКТАХ ПО ВСЕМУ МИРУ. В РОССИИ НА ОСНОВЕ ПЕРЕДОВОГО МЕЖДУНАРОДНОГО ОПЫТА ВОПРОСАМИ МОДУЛЬНОГО МОСТОСТРОЕНИЯ ЗАНЯЛОСЬ ПАО «СЕВЕРСТАЛЬ». ПРЕДПОЛАГАЕТСЯ, ЧТО СТАЛЬНЫЕ МОСТЫ ТАКОГО ТИПА БУДУТ НАИБОЛЕЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНЫ ДЛЯ УСКОРЕННОГО РАЗВИТИЯ ИНФРАСТРУКТУРЫ АРКТИКИ.

В настоящее время ПАО «Северсталь» активно занимается созданием и продвижением инновационных технологических решений для строительной отрасли России. В частности, компания разрабатывает новые высокопрочные, атмосферостойкие и прочие марки сталей и конструкции из них, которые позволят значительно снизить сроки и затраты на строительство жилых, служебных и инфраструктурных объектов.

Одним из стратегических приоритетов Северстали является разработка решений для развития транспортной инфраструктуры. Специалисты компании изучают зарубежный опыт в поисках наиболее эффективных практик строительства, оценивают их релевантность для России. Одной из последних находок стала технология модульного мостостроения.

Производство таких металлоконструкций Северсталь организует в партнерстве с одним из мировых лидеров этого направления мостостроения. Уже более 15 тыс. модульных мостов данной компании способствуют развитию труднодоступных регионов и территорий в 60 странах мира. Первый проект «Северсталь планирует реализовать на собственном заводе металлических конструкций «Стальные решения» в Орле.

Как известно, каждое мостовое сооружение уникально — отличается размерами, закладываемой нагрузкой и конструктивом. Отличительная особенность конструкции пролетных строений по предлагаемой технологии заключается в том, что она состоит из готовых стальных типовых модулей. Это позволяет быстро собирать и монтировать пролеты мостов различной длины и ширины, подстраиваясь под габариты и характеристики конкретного объекта.

Очевидно, что в России такие решения особенно целесообразны для развития инфраструктуры труднодоступных и удаленных регионов (в частности, Арктики). Мосты этого типа не требуют доставки массивных негабаритных конструкций и тяжелой грузоподъемной техники. Высокая адаптивность модульного пролета позволяет использовать данное решение с минимальными расходами на разработку проекта и сокращает сроки его реализации. Комбинация унифицированных конструктивных элементов подбирается в зависимости от нагрузок и условий движения транспорта.

Экономическую эффективность и потенциал конструктива модульных мостов уже высоко оценили, в частности, специалисты АО «Институт «Стройпроект» — одной из крупнейших в России проектных организаций, специализирующихся на транспортных искусственных сооружениях. Результаты анализа подтвердили снижение затрат заказчика на строительство объекта на 15- 20% от общей сметной стоимости.

Результат достигается за счет сокращения количества промежуточных опор, уменьшения стоимости доставки элементов моста к месту монтажа. Все части пролетных строений помещаются на стандартный полуприцеп, транспортировки массивных негабаритных конструкций не требуется. Применение быстросборных узлов и соединений обеспечивает монтаж пролетного строения в проектное положение в течение одних-двух суток. Северсталь в проектах модульных стальных мостов планирует применять атмосферостойкую сталь марки 14ХГНДЦ, которая не требует антикоррозионной защиты на весь срок службы сооружения, что позволяет свести к минимуму эксплуатационные затраты. Мы получаем высокотехнологичное инженерное решение, не требующее регулярных работ по обслуживанию и ремонту, что особенно актуально в отдаленных и труднодоступных регионах Арктики.

Кроме того, при необходимости возможно обеспечить быстрый демонтаж, релокацию и повторную установку модульных конструкций на аналогичном объекте, что расширяет сферу их применения:

• как оперативное решение на время ремонтно-восстановительных работ;
• при строительстве новых и реконструкции действующих мостов;
• в качестве временных переправ.

МОДУЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОБЕСПЕЧИВАЮТ СОКРАЩЕНИЕ:

• ОБЩЕЙ СМЕТЫ СТРОИТЕЛЬСТВА — ДО 20%;
• КОЛИЧЕСТВА И СТОИМОСТИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ОПОР — ДО 60%;
• СТОИМОСТИ ДОСТАВКИ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ НА ОБЪЕКТ СТРОИТЕЛЬСТВА — ДО 25%;
• СРОКОВ СТРОИТЕЛЬСТВА МОСТА — ДО 30%;
• ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАТРАТ ПО ПРОЛЕТНЫМ СТРОЕНИЯМ — ДО 60%.

В перспективе компания планирует предложить комплексное решение по поставке и применению модульных стальных пролетов мостов, в том числе по схеме аренды и лизинга.

Все открывающиеся новые возможности позволяет нам с оптимизмом оценивать потенциал применения модульных стальных конструкций на территории России. Особенно это актуально в регионах Арктики, где наиболее востребованы мобильные и универсальные технические решения, позволяющие реализовать широкий круг задач в строительной отрасли, от мостостроения до, например, модульного строительства жилья и социальных объектов на свайном фундаменте.

www.severstal.com

ПАО «Северсталь»
Адрес: ул. Клары Цеткин, 2,
Москва, Россия, 127299
Тел. +7 (495) 926-77-66

• Дороги.Инновации в строительстве
• «ДОРОГИ. Инновации в строительстве» №85

В ПРЕДДВЕРИИ 30-ЛЕТИЯ ИНЖЕНЕРНОЙ ГРУППЫ «СТРОЙПРОЕКТ» РЕДАКЦИЯ НАШЕГО ЖУРНАЛА ОБРАТИЛАСЬ С ВОПРОСАМИ К ЕЕ ГЕНЕРАЛЬНОМУ ДИРЕКТОРУ АЛЕКСЕЮ ЖУРБИНУ. БЕСЕДА СОСТОЯЛАСЬ В ДУХЕ ВРЕМЕНИ, ПОСРЕДСТВОМ ИНТЕРНЕТ-КОММУНИКАЦИЙ.

Беседовала Регина ФОМИНА

— Алексей Александрович, вы 30 лет руководите проектной организацией, преодолевшей уже не один кризис в истории страны. На сегодняшний день ваш Институт превратился в мощную Инженерную группу. Ваш управленческий опыт помогает выстраивать успешную бизнес-стратегию и предвидеть определенные отраслевые события, и в этой связи к вам вопрос, как к эксперту — как вы оцениваете сегодняшнюю ситуацию в отрасли, связанную с пандемией? Какие шаги необходимо предпринимать, чтобы минимизировать ее последствия?

— С моей стороны сегодня было бы достаточно самонадеянно давать какие-то точные прогнозы. Наша деятельность целиком зависит от государственного финансирования, и, если его сократят, дорожно-мостовой комплекс реально «просядет». Если будет финансирование — люди будут справляться с поставленными задачами.
Несомненно, текущая ситуация окажет влияние на планы реализации ряда проектов. Вероятно, сроки финансирования будут продлеваться. Но пока подробной информации нет.
16 апреля на совещании у Президента РФ, посвященном строительному комплексу, было очень хорошее выступление Владимира Николаевича Власова, генерального директора ПАО «Мостотрест». Он заявил, что в нынешней ситуации нужно продолжать проектирование, чтобы по выходу из пандемии мы располагали готовыми проектами и имели бы возможность сразу приступить к строительству. Говорил он и об определенных условиях, которые следовало бы создать на строительных площадках, в частности, о необходимости проведения экспресс-тестирования, оказания Роспотребнадзором реальной помощи строителям в организации безопасной работы.
Так, на сегодняшний день еще есть вспышки заболеваний на строительных площадках. Именно поэтому мы написали обращения в Минстрой и в Минтранс РФ о том, что для минимизации рисков заражения необходимо установить новые правила подписания проектной документации электронными подписями, так как многие заказчики, игнорируя опасность распространения новой коронавирусной инфекции COVID-19, по-прежнему требуют от нас ставить ручные подписи. На все наши обращения нам ответил только Минстрой, но абсолютно формально, что да, электронная подпись допустима. При этом не дано никаких разъяснений о том, можно ли подписывать ею не только письма, но и рабочие чертежи. Сейчас Евгений Дитрих и Андрей Костюк объявили о том, что будут проводить видеоконференции и отраслевые часы в онлайн-режиме. Мы активно готовимся к этим совещаниям, намерены поднимать вопрос о том, что нужно бороться с косностью мышления и принимать современные решения. Точно так же я выступаю против проведения очных совещаний у заказчика и прилагаю все усилия, чтобы наши сотрудники не принимали в них участия. Но не со всеми заказчиками удается найти взаимопонимание в этом вопросе.
И вопрос необходимости резкого снижения активности контрольных органов тоже очень актуален. Нужно убрать десятки проверок заказчиков, подрядчиков и т. д.

— Как Стройпроект справляется с дистанционной работой?

— Как только возникла необходимость самоизоляции, мы быстро и безболезненно, буквально за два-три дня, перешли на дистанционную работу, благодаря прекрасной квалификации и оперативности сотрудников нашего управления информационных технологий. В таком режиме мы продолжаем работать и сегодня, и это не вызывает практически никаких проблем. Для некоторых наших сотрудников, находящихся в стесненных жилищных условиях, мы обеспечили возможность доступа в офис, организовав их работу таким образом, чтобы в кабинете находилось не более одного человека. Но таких людей не очень много, первоначально их было всего 14-15 человек. В этом смысле у нас все неплохо.

— Расскажите о выполнении стратегически значимых для страны проектов. Можете подробно описать роль Стройпроекта в двух нацпроектах — БКАД и Комплексном плане модернизации и расширения маги- стральной инфраструктуры? Можно ли считать, что ваше участие в таких мега-проектах, как трассы Москва — Казань, Джубга — Сочи, Владивосток — Находка, обходы Тольятти, Нижнекамска, Барнаула, новые железнодорожные проекты, позволит создать магистрали, соответствующие всем мировым стандартам?

— В майском указе президента 2018 года, напомню, нашли отражение два нацпроекта, касающихся транспортного строительства, со сроком реализации 2018- 2024 гг. Это «Безопасные и качественные автомобильные дороги» (БКАД) с общим бюджетом 4,8 трлн рублей и Комплексный план модернизации и расширения магистральной инфраструктуры с бюджетом 6,35 трлн рублей. Этот проект затрагивает модернизацию автомобильных, железных дорог и аэропортов. В прошлом году появился еще один проект, со статусом федерального, — «Мосты и путепроводы». Его бюджет составляет 507 млрд рублей. Срок реализации — 2020-2024 гг. Проект рассчитан исключительно на регионы, которые будут получать федеральные субсидии на ремонт и строительство мостов и путепроводов. Общий объем финансирования по трем проектам — 11,66 трлн рублей. Это рекордные суммы за всю новейшую историю России. Правда, в 2019 году Правительство очень медленно раскачивалось с началом реального финансирования по нацпроектам, за исключением БКАД. Но все же во второй половине 2019 года движение началось.
На сегодняшний день мы принимаем участие практически во всех крупнейших проектах, вошедших в Комплексный план. Это — автодорога Москва — Казань, обход Тольятти, реконструкция автомобильной дороги Джубга — Сочи, автодорога Владивосток — Находка, Широтная магистраль скоростного движения в Санкт-Петербурге, строительство вторых путей на БАМе, железнодорожная линия Кызыл — Курагино.

Сейчас проектируем три участка на трассе Москва — Казань: во Владимирской и Нижегородской областях, участок выхода из Москвы. По третьей очереди обхода Сочи (трасса Джубга — Сочи) выполняем обоснование инвестиций. На обходе Тольятти, разбитом на пять этапов, мы являемся генеральным проектировщиком, и непосредственно сами проектируем два участка. По обходу Нижнекамска работы выполняем в соответствии с графиком. Это протяженный, сложный объект с большим мостом через Каму. В прошлом году мы закончили обоснование инвестиций и прошли Главгосэкспертизу по трассе Владивосток — Находка. В настоящее время ждем постановления Правительства о начале ее проектирования и строительства. Что касается обхода Барнаула — это, в общем-то, завершенный проект, и сейчас администрация Алтайского края прилагает усилия для того, чтобы включить объект в Комплексный план. Пока проектная документация не устарела, нужно обеспечить его финансирование и выходить на стройку. У БАМа-2 достаточно форсированные сроки проектирования, но мы даже идем с опережением графика. Так, основные проектные решения планировалось выдать в августе, но в связи с тем, что на совещании у Президента была отмечена необходимость ускорения строительства вторых путей на БАМе, заказчик — ОАО «РЖД» — попросил нас сократить срок на два месяца, и, по сути, уже первого июня мы в срочном порядке выдали основные проектные решения по 19 перегонам. Этим объектом занимается наш головной офис, где организовано железнодорожное управление, которое возглавляет Терещенко Александр Алексеевич.
С веткой же Кызыл — Курагино все обстоит сложнее. Это концессионный проект, и в ситуации с пандемией коронавируса концессионер обратился в Правительство с тем, чтобы приостановить его выполнение в данных условиях. В этой связи заказчик пока приостановил для нас работы по этому объекту.
Хотел бы отметить, что помимо железнодорожного строительства у нас появилось еще одно новое направление — аэропортовые комплексы. В настоящее время мы разрабатываем проект реконструкции аэропорта в Мурманске. На стадии подписания с заказчиком находятся и другие проекты региональных аэропортов.

— Какие новаторские решения предлагает в этих и других проектах Стройпроект?

— Что касается новаторских решений, я в последнее время боюсь этого слова. Что можно считать новаторством? Мы, конечно, по-прежнему используем все современные решения, стараемся быть на острие новых технологий, как в дорожном, так и в мостовом строительстве. Например, в настоящее время прорабатываем возможность применения новых сталей. По заказу Евразхолдинга наша служба главного инженера выполняет технико-экономическое сравнение двух вариантов мостов в чисто железобетонном исполнении — со сборными железобетонными балками и монолитной плитой и в сталежелезобетонном исполнении — с двутавровыми прокатными балками и монолитной железобетонной плитой.
В рамках проектирования БАМа-2 мы будем рассматривать варианты быстровозводимых, модульных конструкций, которые могут применяться как типовое решение, потому что заказчик предъявляет требования, чтобы мостовые сооружения, с одной стороны, обладали эксплуатационной надежностью, а с другой — обеспечивали удобство для строителей и подрядчиков. Это вполне обоснованно, ведь из-за сложных условий для размещения строительных площадок вопрос организации строительства на БАМе-2 стоит во главе угла.

— Что на сегодняшний день является главными болевыми точками в дорожно-мостовом строительстве? Какие шаги следует предпринимать для их устранения?

— Главная проблема — это система ценообразования в стране. Сегодня проектировщик должен, с одной стороны, обеспечить экономичность проекта, а с другой стороны, в условиях нашей до сих пор не нормализованной сметной нормативной базы, оценить проект таким образом, чтобы у подрядчика хватило денег его реализовать и при этом не обанкротиться. Ведь не секрет, какое количество банкротств произошло в последние годы. На сегодняшний день в Санкт-Петербурге не осталось ни одной (!) мостостроительной компании. В этой связи необходимо вести активную работу над совершенствованием системы ценообразования и контрактной системы, в том числе в рамках так называемой «регуляторной гильотины».
С этой целью совместно с ПАО «Мостотрест» мы создали рабочие группы и уже на протяжении двух лет прорабатываем предложения по ценообразованию. Также мы активно участвовали в подготовке Госсовета по дорожной отрасли, где давали свои предложения. Было понятно, что сметная нормативная база требует обновления, и принято решение о ее срочной доработке. Всем очевидно, что нужно увеличивать стоимость дорожного строительства минимум на 15 %. Но в 2020 году вышла обновленная нормативная база, и те первые шаги, которые мы в ней сделали, показывают, что стоимость не растет, а только снижается, на 5-8% (!). Ну а то, что вся наша нормативная база, как и государственные расценки, это — прошлый век, мы говорили неоднократно. Новая команда Минстроя заявила, что все будет революционно менять, и мы воодушевились. Но сейчас они принимают только полумеры. Мы с Мостотрестом ожидали другого...

— Если говорить о Стройпроекте — это все-таки питерская организация. В этой связи транспортная инфраструктура Северной столицы наверняка находится в фокусе вашего внимания. Какие ключевые объекты транспортной инфраструктуры города, на ваш взгляд, сегодня особенно необходимы для снижения транспортной нагрузки на улично-дорожную сеть? Что можете рассказать о ходе реализации проекта так называемого ВСД? Какие есть комментарии по метро?

— Управление развития транспортной инфраструктуры под руководством Виктории Васильевны Калининой по заказу Дирекции по развитию транспортной системы Санкт-Петербурга и Ленинградской области в 2017 г. разработало Объединенную комплексную транспортную схему развития для двух регионов, включающую в себя огромный перечень мероприятий, ранжированных по годам и по всем видам транспорта, а также предусматривающую график реализации по приоритетности. В 2020 г. утверждена Концепция развития пассажирских перевозок для Санкт-Петербургского железнодорожного узла, в разработке которой мы принимали участие. Основное внимание в Концепции уделено развитию внутригородского пассажирского движения, и именно в этой части проделана очень интересная работа. В этой связи потребуется актуализация Объединенной комплексной транспортной схемы: включение в нее мероприятий железнодорожной инфраструктуры и связанных с ними мероприятий на УДС и общественном транспорте.
Что же касается приоритетов, то мы знаем, что Кольцевая автомобильная дорога (КАД) значительно изменила транспортную ситуацию в городе. Затем ее кардинально поменял Западный скоростной диаметр (ЗСД). Поэтому очевидно, что строительство Широтной магистрали скоростного движения, или ВСД (неофициальное название), которая, без сомнения, улучшит транспортную ситуацию в городе, тоже следует относить к приоритетным проектам. На мой взгляд, стратегию развития надо выбирать таким же образом, как это было в предыдущие десятилетия, когда КАД строилась за счет федеральных средств, ЗСД — за счет части федеральных и части городских средств с привлечением частных инвестиций. Город же параллельно занимался строительством подключений к магистралям. Считаю, что это правильный и гармоничный подход к выбору приоритетов для городского и транспортного строительства. Основным объектом, на мой взгляд, должна быть Широтная магистраль, а город должен выстроить свой план по подключению сети городских автодорог, чтобы разгрузить «узкие» места.
Также в Петербурге мы занялись и метрополитеном: Инженерная группа участвует в реконструкции станций «Парк Победы», «Электросила» и «Чернышевская».

— Позади долгих 30 лет развития и роста Стройпроекта. Многие когда-то успешные проектные институты за это время сошли с дистанции. Что помогло вам удержать стабильное положение на рынке и вырваться в лидеры?

— Главный принцип рынка — предвидеть и максимально полно удовлетворять желания наших заказчиков. Следование такому принципу — одна из основных причин успешности Стройпроекта. Но этого мало. Мы всегда понимали, что нельзя останавливаться на достигнутом, нужно непрерывно осваивать новые виды деятельности и самые передовые технологии. Нередко приходится сталкиваться с позицией: зачем что-то улучшать, если все и так хорошо. Я уверен, что следование этому принципу ведет к деградации. Это касается не только развития предприятия, но и развития отдельной личности. И мы всегда стремились к улучшению.

Для того чтобы организация всегда оставалась дееспособной, еще очень важно, чтобы ее сотрудники были членами одной команды, заточенной на реализацию единой цели. Создание атмосферы единой команды, состоит ли она из четырех человек или более тысячи пятисот, как сейчас, является краеугольным камнем корпоративной культуры Стройпроекта. Это реализуется и созданием комфортных условий труда, и развитым социальным пакетом, и проведением различного рода корпоративных мероприятий, тренингов, обучений, КВН, квестов. И делается это не потому, что какой-то умный консультант так посоветовал делать, а потому, что для Стройпроекта это естественный путь развития. Традиции маленького коллектива распространяются и на огромную сегодняшнюю команду. Когда создавался первый трудовой договор Стройпроекта — это был продукт коллективного творчества. В нем появился такой пункт, которого нет ни в одном трудовом кодексе. Он звучит так: «Специалист обязуется поддерживать доброжелательные рабочие отношения с сотрудниками Института, заказчиками и подрядчиками». И это тоже один из основных принципов нашей корпоративной культуры. Мы проводим на работе большую часть нашей жизни, и хочется ее проводить среди друзей и единомышленников. В этом тоже залог нашей успешности.

— Какой вам видится перспектива транспортной отрасли? Какие задачи ставите перед своей организацией и какие шаги намерены предпринимать для их успешного выполнения?

— Если хотя бы 70% от вышеназванных мною сумм окажутся реальными, то перспективы у транспортной отрасли, несомненно, позитивные. Стоит напомнить, что транспортное строительство всегда было локомотивом выхода из кризиса. Будем надеяться, что наше правительство это понимает.
Ну а перед Стройпроектом мы ставим задачи повышения производительности труда, снижения себестоимости нашей продукции, чтобы по-прежнему оставаться конкурентоспособными на рынке. Резервы для этого мы видим в автоматизации производства, чем и занимаемся активно. Это автоматизация черчения, расчетов, внедрение BIM-технологий, в которых мы неплохо продвинулись и даже создали собственные программные продукты.

— Большое спасибо за беседу!

www.stpr.ru