Мост через Зейское водохранилище на восточном участке БАМа

16 января 2015 г.

   На страницу Байкало-Амурской магистрали

   

    На фото слева - Фрагмент карты участка ДВостЖД, на котором расположен Зейский мост; справа - Технологическая схема сооружения оболочки: а – погружение оболочки и разработка скважины; б – монтаж арматурного каркаса и укладка бетона методом ВПТ

    

    

    Полноводная и быстрая р. Зея является самым крупным притоком р. Амура, наполняет и регулирует его уровень. Река прорезает Зейский заповедник, который расположен на восточной части хребта Тукурингра Амурской области. На этом участке недалеко от города Зея сооружена Зейская ГЭС с огромным водохранилищем (площадь зеркала – 2420 км2, рис. 2.96). Хребет Тукурингра протягивается с северо-запада на юго-восток примерно на 300 км. Севернее расположена Верхнезейская впадина, отделяющая это горное образование от Станового хребта. Высота хребта Тукурингра составляет до 1500 м над уровнем моря, для него характерны крутые склоны и плоские водоразделы, поднятые над долинами на высоту 400–600 м.

    Мост через Зейское водохранилище расположен на участке Улакан – Верхнезейск.

    Район расположения моста характеризуется резко континентальным климатом. Колебания температур находятся в пределах от –52 оС в декабре до +35 оС в июле. Продолжительность устойчивых морозов составляет 160, а безморозного периода – 130 дней. Годовое количество выпадающих осадков составляет в среднем 590 мм, причем около 90 % выпадает летом [5].

    До строительства Зейской ГЭС район характеризовался распространением многолетней мерзлоты [5]. На территории заповедника, в восточной части хребта Тукурингра, проходит южная граница вечной мерзлоты. Мерзлота имеет островной характер, при котором мощность толщи с температурой –2?3о достигает 12–14 м. Глубина сезонного оттаивания мерзлого грунта составляет 1,5 м. На ход современных рельефообразующих процессов оказывает влияние Зейское водохранилище.

    Русло в районе мостового перехода сложено из гравийно-галечниковых грунтов, с подстилающим слоем сильно трещиноватых гранодиоритов. Пойма сложена песчано-глинистыми грунтами, находящимися в мерзлом состоянии.

    Строительство Зейского моста осуществлялось в период с 1976 по 1982 гг. мостоотрядом МО-70, сдача в эксплуатацию состоялась в мае 1982 г. Наполнение водохранилища Зейской ГЭС происходило в период 1976–1981 гг. В месте мостового перехода к окончанию его строительства уровень воды в Зейском водохранилище поднялся на 27 м [4]. Это является уникальной особенностью в области строительства мостов.

    Техническая характеристика моста:
    Проект мостового перехода разработан институтом Гипротрансмост.
    Схема моста – 4(2 ' 132) м, полная длина – 1073,5 м.
    Опоры моста возведены на фундаментах 2 типов: на естественном основании и на железобетонных оболочках диаметром 3 м.
    Опоры моста под два железнодорожных пути сборно-монолитные с облицовкой из сборных железобетонных блоков, изготовленных по шок-технологии.
    Металлические пролетные строения балочно-неразрезной системы со сквозными фермами по схеме 2 ? 132 м с ездой понизу. Металлоконструкции изготовлены на Воронежском заводе.
    Пролетные строения моста болто-сварные из низколегированной стали марок 15ХСНД и 10ХСНД, с монтажными стыками на высокопрочных болтах диаметром 22 мм из стали 40Х.

    Промежуточные опоры моста сооружали с фундаментами на естественном основании (две опоры) и на железобетонных оболочках диаметром 3 м по технологии, отработанной при строительстве моста у г. Комсомольска-на-Амуре.

    При сооружении фундаментов опор на естественном основании забивали шпунтовое ограждение со льда и островка дизель-молотом С-949С, смонтированным на копре С-532. Забивку шпунта осуществляли отдельными захватками на небольшую глубину с дальнейшим погружением до отказа. Далее производили разработку грунта котлована с помощью грейфера, откачивая воду из котлована до уровня, позволяющего смонтировать второй ярус обвязки крепления шпунтового ограждения.

    Укладку тампонажного подводного бетона слоем не менее 1 м осуществляли с помощью бетонолитного оборудования при подаче кубла с бетоном краном К-161. Для лучшего формирования слоя подводного бетона дно разделяли на секции щитами. После набора подводным бетоном прочности не менее 50 кг/см2 производили откачку воды из котлована. Далее разрабатывали скальный грунт отдельными захватками до проектной отметки, выполняли монтаж опалубки фундамента, а потом его бетонирование. Фундаменты бетонировали в тепляке (в осенне-зимний период при отрицательной температуре наружного воздуха), а также без тепляка при температуре воздуха не ниже +5 оС [5].

    Фундаменты опор на железобетонных оболочках диаметром 3,0 м, заполненных бетоном и объединенных поверху монолитным железобетонным ростверком, погружали в многолетнемерзлые грунты, с анкеровкой в основании в скальные грунты. Сначала разрабатывали грунт, а затем на дне котлована собирали направляющий каркас, который одновременно служил конструкцией, раскрепляющей заборную стенку, выполненную из металлического шпунта или бревен. Пазухи котлована засыпали грунтом.

    Железобетонные оболочки диаметром 3 м по типовому проекту инв. № 169 (ЛГТМ) изготовляли секциями по 6 м на производственно-строительной площадке мостоотряда по технологии, разработанной и внедренной в мостоотряде МО-26 при строительстве моста у г. Комсомольска-на-Амуре. Оболочки изготовляли из бетона марки 300 (класса В25) по прочности. Оболочки доставляли на стройплощадку трейлерами, к нижней секции которых крепили нож и обваривали стык ножа с оболочкой.

    С помощью одного, а позже двух, гусеничных кранов Сумитомо LS-108ВУ грузоподъемностью 41 т и специальной траверсы длиной 11 м устанавливали первые секций оболочек во все ячейки направляющего каркаса. После установки вторых секций оболочек их объединяли болтами, устраивали подмости и окончательно оформляли стыки. Для обеспечения водонепроницаемости и надежности при вибропогружении стыки фланцев обваривали, а болты и гайки приваривали к фланцам [5].

    При разработке скважин в вечномерзлом и скальном грунтах применяли реактивно-турбинное бурение с помощью забойного агрегата РТБ-2600. Он состоял из четырех (один резервный) параллельно работающих и жестко соединенных между собой турбобуров, на валах которых закреплены долота диаметром 480 и 490 (394) мм (трехшарошечные) и 750 мм (шестишарошечные). Подача воды к буровым агрегатам осуществлялась из реки, для чего у берега был устроен водозабор.

    Очистку забоя производили четырехчелюстным грейфером и эрлифтом конструкции МО-70.

    При разработке грунта ниже ножа и удалении шлама уменьшалось сопротивление, и оболочка, преодолевая своей массой силы трения о грунт, опускалась вслед за долотами. Зимой происходило зависание оболочки при примерзании ее к водонасыщенному грунту. В этом случае разбуривали лидерную скважину на глубину 1,0–1,5 м ниже ножа оболочки и производили вибропогружение оболочки до отказа [5].

    Разбуривание скального грунта в основании оболочки выполняли после окончательного вибропогружения ее до скалы утяжеленным агрегатом РТБ-2600 через полость оболочек. Бурение осуществляли с буровой вышки, изготовленной по чертежам СКБ Главмостостроя. При бурении использовали козловой кран К-451, к которому подвешивали агрегат РТБ-2600 (рис. 2.98) [5].

    Перед бетонированием скважины очищали от шлама эрлифтом и прямой промывкой водой под напором, а затем водолазы производили освидетельствование. В оболочки устанавливали арматурные каркасы длиной от 12 до 14 м, монтаж которых производили стреловым краном. Арматурные каркасы изготовляли непосредственно у строящихся опор на специально оборудованном плоту. Затем монтировали бетонолитное оборудование, которое устанавливали на фланец оболочки, и укладывали подводный бетон. Бетонирование оболочек осуществляли методом вертикально-перемещающейся трубы (ВПТ). Подводный бетон укладывали на всю высоту оболочки до проектной отметки (рис. 2.98) [5]. Бетон заполнения оболочек изготовляли с использованием сульфатостойкого портландцемента марки 400.

    Выдерживание бетона в условиях твердения в контакте с вечномерзлыми грунтами производили с соблюдением дополнительных требований по сохранению температурного режима верхних слоев грунта. В целях предотвращения проникновения отрицательных температур в грунт устраивали теплоизоляцию на поверхности дна котлована, а в период буровых работ роль теплоизоляции выполнял слой воды от работы бура, заполнявший котлован на глубину до 8 м: при этом уложенный бетон защищался слоем воды в оболочке.

    Для сооружения монолитных железобетонных ростверков фундаментов опор моста производили очистку котлована от шлама и доработку грунта до проектной отметки. Срубку верхней части оболочек производили взрывным способом, обнажая арматуру. Затем снимали слабый слой подводного бетона в полости оболочек и обеспечивали отвод воды из котлована. Далее устанавливали опалубку и производили монтаж арматуры ростверков. Бетонирование ростверков выполняли блоками, в зимнее время – методом термоса. Опалубку утепляли слоем минеральной ваты толщиной до 15 см. Сооружение ростверков заканчивали демонтажом опалубки и ограждения котлована, а также засыпкой пазух грунтом [5].

    Надфундаментная часть опор запроектирована в сборно-монолитном исполнении с использованием облицовки из сборных железобетонных блоков, изготовленных из высокопрочного бетона по ударной технологии шок-бетона. При этом железобетонные блоки производили марки М600 (класса В45) по прочности и F400 по морозостойкости.

    Промежуточные опоры в пределах уровня ледохода имеют заостренные боковые грани, на которых устанавливается монолитный железобетонный подферменник (рис. 2.99) [5].

    Монтаж сборных железобетонных контурных блоков опор производили краном. Блоки между собой соединяли электросваркой. Для обеспечения требуемой толщины швов на блоки устанавливали прокладки 15 мм, а в последующем горизонтальные и вертикальные швы конопатили. Далее устанавливали арматурные сетки тела опоры, а потом производилось бетонирование ядра тела опоры на высоту, равную 2,5 высот блоков. После набора бетоном необходимой прочности осуществлялись монтажные работы следующего этапа, состоящего из 3 контурных блоков по высоте. Одновременно выполняли расшивку швов, используя переставные люльки. При температуре воздуха ниже +5 оС все работы по монтажу блоков и расшивке швов происходили в тепляке, который передвигался по мере монтажа блоков.

    Работы по бетонированию прокладного ряда, установке подмостей и монтажу опалубки ригеля производили с использованием общестроительных кранов, установленных на плашкоуты из понтонов КС-6З [5]. Пролетные строения состоят из 4 балочно-неразрезных сквозных ферм 2 ? 132 м, с высотой главных ферм 15 м; панелей длиной по 11 м и расстоянием между осями 5,8 м. Монтаж пролетного строения выполняли навесным способом с устройством анкерного пролетного строения, которое собирали на шпальных клетках в левобережной выемке гусеничным краном «Сумитомо». Монтаж основных пролетных строений производили внавес краном УМК-2, который двигался по верхним поясам ферм.

    Подачу элементов под кран осуществляли с помощью мотовоза на платформе грузоподъемностью 10 тс по пути, уложенному в выемке, и по проезжей части ферм. При монтаже была предусмотрена укрупнительная сборка элементов, которую выполняли на строительной площадке краном К-451М [5]. В марте 1982 г. был закончен монтаж пролетных строений, а в мае 1982 г. мост через Зейское водохранилище был сдан в эксплуатацию (рис. 2.100).

    К числу уникальных ситуаций относят то, что одновременно со строительством моста происходило наполнение Зейского водохранилища. Уровень воды в водохранилище поднялся на 27 м. Оно раскинулось вдоль реки на 180 км. Проектировщики, изыскатели и мостостроители показали высший класс мастерства при сооружении моста в таких необычных и сложных условиях. bsp;

   Дополнительно по данной теме можно почитать:

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ:

    Образовательный портал Дальневосточного государственного университета путей и сообщений