Вопросы проектирования речных портовых и

3.
52-81
СТРОИТЕЛЬСТВО,
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГТС
Под таким патриотическим девизом 23–25 сентября в Самаре и Сызрани проходил
симпозиум, посвященный вопросам производства трубошпунта и технологиям его применения в строительстве. Он объединил производителей, поставщиков и ведущих специалистов, занимающихся проектированием и строительством гидротехнических, транспортных, промышленных, портовых сооружений. Симпозиум был приурочен к открытию
в Самаре нового завода по производству трубного сварного шпунта и замковых соединений, построенного без участия иностранных инвесторов, и прошел под патронажем правительства Самарской области.
Оба эти события можно считать по-настоящему знаковым и достойным результатом многолетней работы «Треста «Запсибгидрострой», его руководителя В. В. Гончарова и ЦНИИ транспортного строительства. Впервые в России «Трест «Запсибгидрострой»
разработал и организовал серийное заводское производство стальных шпунтовых свай
с моментом сопротивления W=1,7÷49,1 тыс. см3/м стены. «Трест «Запсибгидрострой»
способен производить до 18 тыс. т в год замковых соединений ЗСГ-1 из горячекатаных
комплектующих Уральской металлургической компании с максимальным усилием на раз-
Горизонтальная забивка шпунта посредством
машины «Бобр»
На территории завода стальных шпунтовых
конструкций
Завод стальных шпунтовых конструкций
А. А. Цернант, д. т. н., профессор, главный инженер ЦНИИС
На причале Сызранского НПЗ ОАО «Роснефть»
рыв 468,7 т/п. м стены. Такое количество замковых соединений позволит изготовить порядка 150 тыс. т трубошпунта, что
сопоставимо с ежегодным потреблением прокатного шпунта в
целом по России. В настоящее время рассматривается вопрос
создания аналогичного производства на реке Амур для Дальневосточного региона. При этом важно отметить, что производство трубошпунта «Трестом «Запсибгидрострой» обеспечено разработанной и выраженной в ГОСТе нормативной базой,
каждая технология и техническое решение научно обоснованы, запущены в серийное производство после многократных
комплексных испытаний; «Трест «Запсибгидрострой», имеющий огромный опыт строительства сложнейших объектов,
в тесном взаимодействии с ЦНИИС является не только профессиональной строительной организацией, но научно-методическим центром, способным оказывать всестороннюю помощь
профессиональному сообществу в использовании технологий
строительства с применением трубошпунта.
Высокое качество отечественного трубошпунта было продемонстрировано на строящихся и введенных в эксплуатацию объектах, а также на новом заводе металлоконструкций
с двумя технологическими линиями, включая производство
замковых соединений ЗСГ-1 из горячекатаных профилей
и от раскроя плоского шпунта Fl-512. Для участников симпозиума были проведены натурные испытания уникальной
гидравлической установки «Бобр», предназначенной для
горизонтального вдавливания сотово-коробчатого и трубчатого шпунта при прокладке тоннелей под насыпями действующих автомобильных и железных дорог, метод продавливания — челночный. Максимальное развиваемое усилие установки — 1000 т, выход штоков цилиндров до 4 м, вес установки 18 тонн.
В ходе симпозиума были представлены уникальные разработки и опыт строительства с применением отечественного трубошпунта, в том числе — в условиях вечной мерзлоты. Участники подчеркнули техническую и экономическую
эффективность его применения на строительстве объектов
промышленного и гражданского назначения, транспортной
инфраструктуры и акцентировали внимание на том факте,
что практически отсутствует альтернатива отечественному
трубошпунту при проектировании и строительстве надежных
и долговечных подпорных стен и больверков в арктических
широтах, что особенно значимо для развития Северного морского пути и освоения арктического шельфа.
Открытие нового производства и итоги симпозиума показали, что в России для обеспечения гидротехнического, транспортного, промышленного строительства трубным
сварным шпунтом есть все, что гарантирует полное импортозамещение: производственные мощности; научный, инженерный, строительный потенциал; профессиональное
сообщество; нормативная база. А главное — желание увеличивать производственную, экономическую, а значит, и социальную мощь нашей страны!
СТРОИТЕЛЬСТВО ГТС
ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ ТРУБОШПУНТ
КАК ГАРАНТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ!
ОТДЕЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ УЧАСТНИКОВ
СИМПОЗИУМА
1. Признать сварной трубчатый шпунт с замком
ЗСГ-1 инновационной высокотехнологичной отечественной продукцией, отвечающей всем требованиям для качественного проектирования
и строительства.
2. Рекомендовать проектным институтам
и заказчикам минимизировать или полностью
исключить применение в проектах импортного
прокатного шпунта и коннекторов для изготовления трубошпунта.
3. Продолжить работу по совершенствованию
нормативной базы для расширения сфер применения трубошпунта.
4. Рекомендовать авторскому коллективу выдвинуть работу «Создание и внедрение инновационной высокотехнологичной отечественной
продукции — сварного трубчатого шпунта —
для строительства объектов транспортного
назначения в экстремальных природно-климатических условиях России» на соискание премии
Правительства РФ в области строительства.
5. Считать целесообразным проведение под
эгидой Минтранса РФ подобных мероприятий
на постоянной основе, цикличностью один раз
в 2 года.
Другие вопросы и предложения участников симпозиума
по использованию отечественного трубошпунта в строительстве смотрите далее в докладах специалистов.
ГИДРОТЕХНИКА 4 (37) / 2014
53
СТРОИТЕЛЬСТВО, ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГТС
ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЧНЫХ ПОРТОВЫХ
И БЕРЕГОУКРЕПИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ ТРУБЧАТОГО
СВАРНОГО ШПУНТА (по итогам доклада на симпозиуме
МОНИТОРИНГ ПОСТРОЕННЫХ ТРУБОШПУНТОВЫХ
СТЕНОК С ВЫПОЛНЕНИЕМ НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ВЫЯВЛЕНИЕМ ПРОБЛЕМ И РЕКОМЕНДАЦИЯМИ
54
Елицур Д. В,
канд. техн. наук, главный
инженер ЗАО «Сибречпроект»
Аннотация. В статье рассматриваются вопросы проектирования гидротехнических сооружений из трубошпунта, требующие научного анализа и
мониторинга: возможность использования для производства трубошпунта труб, бывших в эксплуатации на трубопроводах; учет коррозии трубошпунта с внутренней и внешней стороны профиля; заполнение трубошпунта; назначение величины углов трения по расчетной поверхности трубошпунтовой стенки на уровне замков и ниже их уровня; учет несплошности трубошпунтового ряда при расчете больверка. Автор опирается на имеющиеся разработки специалистов и опыт строительства с применением трубошпунта, акцентируя внимание на том, что современные нормативы, регулирующие
проектирование и строительство гидротехнических сооружений, должны быть доработаны с учетом опыта и имеющихся разработок.
Ключевые слова: проектирование гидротехнических сооружений, строительство гидротехнических сооружений, сварной трубчатый шпунт, больверк, берегоукрепительное сооружение.
Abstract. The article deals with engineering questions of hydraulic structures made of pipe sheet pile, demanding a scientific analysis and monitoring:
salvageability for pipe sheet piles fabrication of pipes after their pipelines operation; corrosion consideration of pipe sheet pile inside and outside of its profile;
filling of pipe sheet pile; a value assignment of friction angles due to reference surface of pipe sheet pile wall at the level of sheetpile interlocks and below it;
discontinuity consideration of pipe sheet piling at revetment calculation.
The author draws on available experts’ researches and construction experience with use of pipe sheet pile, highlighting that the valid standards, regulating
design and construction of hydraulic structures, are to be improved upon experience and available developments.
Keywords: hydraulic structures engineering, construction of hydraulic structures, seam-welded pipe sheet pile, revetment, coast-protecting construction.
Институт «Сибречпроект» активно проектирует речные
гидротехнические сооружения из трубошпунта с 1995 г.
За эти годы наши специалисты прошли через многое — недоверие заказчиков и свой внутренний скепсис, массу технических вопросов, возникавших при проектировании и
строительстве. В ходе проектирования первых объектов
(к примеру, причалов речного вокзала и причала БПТОиК
в г. Ханты-Мансийске, набережных р. Саймы в г. Сургуте) при
взаимодействии с «Трестом «Запсибгидрострой» возникало
немало идей и технических решений, которые не всегда отвечали нашей предыдущей практике проектирования из стальных шпунтов типа «ларсен». Очень многие из этих идей оказались воплощены в металле и существуют уже почти 20 лет.
Мы являемся свидетелями реальной работы этих примененных решений и знаем их в мельчайших деталях.
Результаты 20-летней эксплуатации первых сооружений, выполненных из трубошпунта (ШТС), необходимо изучать. Цель совершенно понятна — анализ бесценного опыта
и его использование в дальнейшей работе. Именно практический опыт позволяет разрешить многие существующие сугубо теоретические вопросы. Исследование построенных сооружений поможет внести ясность во множество актуальных
проблем и дать более полное представление о технологиях
строительства:
• Принципиальный вопрос применения в ШТС стальных
труб, бывших в эксплуатации газо- и нефтепроводов.
ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, ТЕХНОЛОГИИ, ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ, ИННОВАЦИИ, ВЕДУЩИЕ СПЕЦИАЛИСТЫ
Рис. 1. Пассажирский причал с прогулочной набережной
в г. Ханты-Мансийске
Рис. 2. Берегоукрепление р. Иртыш в районе скотомогильника
в г. Тобольске
Необходимо выполнить полное исследование состояния
бывших в эксплуатации стальных труб на первых построенных сооружениях.
• Опыт применения различных типов больверков — одноанкерных, безанкерных, с разгрузочными устройствами.
• Минимально допускаемая толщина стенки трубы в реальных эксплуатационных условиях.
• Работа различных конструкций дренажных устройств.
• Опыт применения различных вариантов заполнения полости трубошпунта.
• Опыт эксплуатации монолитных, сборно-монолитных
и стальных сварных оголовков по верху трубошпунтовых
стенок.
• Состояние узлов крепления анкерных тяг к трубошпунту
в различных вариантах исполнения.
Если к поставленным задачам отнестись практически, то
следует составить программу работ с определением перечня
объектов мониторинга и составом исследований. Безусловно, для реализации этой программы необходимо искать источники финансирования.
Остановимся более детально на некоторых обозначенных
выше вопросах.
Применение бывших в эксплуатации труб
На наш взгляд, вопрос крайне важен и актуален. Он может рассматриваться — и рассматривается — с нескольких
противоположных точек зрения:
• производителей отечественной трубы, заинтересованных
в сбыте продукции и достижении в последующем эталонного качества трубошпунта;
• застройщиков и подрядчиков, заинтересованных в снижении стоимости строительства и применении для этого
труб, бывших в составе нефтепродуктопроводов;
• технических специалистов, работающих в области вопросов долговечности и надежности металлоконструкций
речных гидротехнических сооружений;
• собственников гидротехнического сооружения (большей
частью — государственных заказчиков), заинтересованных в балансе надежности сооружения и минимизации
его стоимости.
Помимо этого, должен быть огромный государственный
интерес в дальнейшем рациональном использовании первоклассной трубы, демонтированной с выведенных из эксплуатации ниток нефтепродуктопроводов.
Мы отнюдь не претендуем на полное и окончательное
решение данного затянувшегося вопроса, но считаем, что
необходимы реальные результаты натурных исследований
построенных за последние 20 лет сооружений из бывшей
в эксплуатации трубы. Это внесло бы окончательную ясность в сугубо технический аспект проблемы прочности и
долговечности этого материала. Необходимо выработать
рекомендации по возможности использования таких труб
в конструктивных элементах больверка — лицевом трубошпунте, анкерных сваях и плитах, экранирующих сваях
и платформах.
Учет коррозии трубошпунта с внутренней и внешней стороны профиля
Как все помнят, классический советский стальной шпунт
типа «ларсен» имел толщину полки 14 или 21 мм. Минимальная толщина замковой части в нейтральной зоне профиля
стенки достигала 7 мм.
Для трубошпунта с несущим элементом из тонкостенной трубы вопрос учета величины коррозионного поражения особенно актуален. Кроме коррозии внешней
поверхности трубы (что частично компенсируется антикоррозионными покрытиями), может корродировать ничем не
защищенная внутренняя поверхность трубы. В действовавшей до 1985 г. редакции СН–РФ 54.1-68 в расчет несущей
способности сечения стального шпунта — «ларсена», ШК,
ШП — вводился коэффициент 0,85, интегрально учитывающий коррозию на расчетный срок эксплуатации стенки. Редакция СНиП II-23-81 «Стальные конструкции» п. 1.2
уже содержала указание о недопустимости учета коррозии
при расчете сечения стальных элементов. В действующих
нормативных ведомственных документах указания по учету коррозии отсутствуют.
В практике проектирования нашей организации принят расчет прочности сечения с учетом коррозионного ослабления сечения, рассчитанного в соответствии с методикой
СП 32-101-95 «Проектирование и устройство фундаментов
опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов». Данные нормы разработаны для мостовых конструкций,
поэтому они не учитывают условия работы подпорной стенки
в зоне переменного уровня воды, с одной стороны засыпанной
грунтом. Но более современные или более авторитетные рекомендации нам неизвестны.
По нашему мнению, очевидна научно-практическая задача о разработке рекомендаций по учету величины коррозии
с внутренней и внешней сторон трубы как несущего элемента
трубошпунта или экранирующей сваи. Следует придать этим
рекомендациям статус нормативного документа. Для специ-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГТС
«Отечественный трубошпунт как гарант экономической безопасности»)
ГИДРОТЕХНИКА 4 (37) / 2014
55