Исследования и технико-экономические обоснования целесообразности внедрения комплексного производства габионных конструкций Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 627.52.001.8/003

А. В. РАДКЕВИЧ, Ю. М. ГОРБАТЮК, I. М. СВ1Н, С. О. ЯКОВЛЕВ (ДПТ)

ДОСЛ1ДЖЕННЯ ТА ТЕХН1КО-ЕКОНОМ1ЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ДОЦ1ЛЬНОСТ1 ЗАПРОВАДЖЕННЯ КОМПЛЕКСНОГО ВИРОБНИЦТВА ГАБ1ОННИХ КОНСТРУКЦ1Й

Розглядаються cy4acHi шдходи до вирiшення проблеми доцiльностi запровадження комплексного вироб-ництва габюнних констрyкцiй на 6a3i структурних пiдроздiлiв Державно! спещально! служби транспорту.

Ключовi слова: габюнна констрyкцiя, комплексне виробництво, технiко-економiчне обгрунтування

Рассматриваются современные подходы к решению проблемы целесообразности внедрения комплексного производства габионных конструкций на базе структурных подразделений Государственной специальной службы транспорта.

Ключевые слова: габионная конструкция, комплексное производство, технико-экономическое обоснование

The modern approaches to the solution of problem of expedience of introducing the complex production of mesh structures on the base of structural subdivisions of the Government Special Service of Transport are examined.

Keywords: mesh structure, complex production, feasibility study

Вступ

Одним з найбшьш складних процешв на за-лiзничному транспорт е оргашзащя берего-укршлювальних робгг традицшними засобами по захисту земель, порушених водною ерозiею i споруд в пдротехшчному будiвництвi.

Досить часто для виконання подiбних за-вдань залучаються пiдроздiли Держспецтранс-служби, так як виходячи з питань лшвщаци на-слiдкiв стихiйного лиха шдроздши Державно! спецiальноi служби транспорту, вщповщно до Положення про Державну спещальну службу транспорту Мiнiстерства транспорту та зв'язку Украши, повиннi приймати участь в лшвщацп наслiдкiв катастроф природного, техногенного та военного характеру.

Тому предметом роботи е дощльшсть запровадження, на базi структурних шдроздшв Державно! спецiальноi служби транспорту, комплексного виробництва габюнних констру-кцш. Мета роботи е розробка техшко-еконо-мiчного обгрунтування комплексного виробництва габюнних конструкцш.

Використання цих конструкцiй е економiч-нiшим i надiйнiшим засобом з ряду причин, серед яких найважлившими е:

- високий отр динамiчним i статичним навантаженням, мiцнiсть елементiв i граней;

- корозшна стiйкiсть до дii води i атмос-ферних явищ;

- проникшсть i пористiсть конструкцii, що забезпечуе дренування зворотно! за-сипки i виключае додатковi витрати на влаштування дренажу;

- гнучюсть, яка дае можливють габiоннiй структурi заповнювати невеликi дефор-мацii у грунтi без руйнування споруд;

- простота будiвництва i мiнiмальнi обся-ги робiт, пов'язаних з шдготовкою ос-нови (потрiбно просто вирiвнювати по-верхню);

- низью експлуатацiйнi витрати.

Виходячи з мюць розташування пiдроздiлiв

Держспецтрансслужби та завдань з виконання Державноi цiльовоi програми комплексного протипаводкового захисту в басейнах рiчок Днiстра, Пруту та Серету, прюритетне значення у виконаннi цих заходiв з будiвництва нових i реконструкцii iснуючих дамб, берегоукршлен-ня та регулювання русел рiчок iз використан-ням габiонних конструкцiй, зiбраних або виго-товлених на базi пiдроздiлiв Державноi спеща-льно! служби транспорту, слщ надати шдрозд> лам, розташованим у захiдних регiонах краши.

Пiдроздiли Державноi спецiальноi служби транспорту вщповщно до Положення про Державну спещальну службу транспорту Мшстер-ства транспорту та зв'язку Украши повинш

© Радкевич А. В., Горбатюк Ю. М., Свш I. М., Яковлев С. О., 2010

приимати участь в л1кв1даци насл1дк1в катастроф природного, техногенного та военного характеру.

Тому для скорочення витрат структурними шдроздшами Держспецтрансслужби при тдго-товщ, а також у ход1 виконання завдань по за-хисту земель, порушених водною ероз1ею, 1 споруд в пдротехшчному буд1внищга потребуе дослщження перелшу та титв габюнних конс-трукцш, рекомендацш з виготовлення само-

стшно геоблоюв та печатного бетону на баз1 шдроздшв Держспецтрансслужби, застосуван-ня результат1в виробництва самими шдрозд1-лами тд час виконання навчально-практичних робгг об'еднаними загонами. Це мае велику практичну значущють для Держспецтрансслужби. Результати дослщжень знаИдуть впрова-дження при усшшному входженш в ринок за-стосування габюнних конструкцш.

Таблиця 1

Прогнозш обсяги та джерела фiнансування (вщповщно ДержавноТ цшьовоТ програми комплексного протипаводкового захисту в басейнах рiчок Дшстра, Пруту та Серету)

Джерела фшан-сування Обсяг фшансу-вання, млн грн У тому числ1 за роками

2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016-2025

Держа- вниИ бюджет 28888,77 272,99 344,42 374,5 451,58 520,78 576,98 630,08 25717,4

Мюце-в1 бюд-жети 1542,83 50 80 115 154 180 215 240 508,8

1нш1 дже-рела 885,4 9 31,8 52,5 72,9 93 83,1 83,1 460

Усього 31317 331,99 456,22 542 678,48 793,78 875,08 953,18 26686,27

Основна частина

Прикладом стихшного в лиха Укра!ш е що-р1чш паводки вщ проливних дощ1в { урагашв. Таки випадки в Центральнш { Схщнш Сврош, яю почалися 22 липня 2008 року, привели до р1зкого збшьшення р1вня води в р1чках Дшстер { Лозину { руИшвнш повеш в Укра!ш, Молдов^ Румунп, Словаччиш { Угорщиш. В результат стихшних лих 42 людини загинули. 34 з них -жител1 захщних областеИ Укра!ни. Де в результат! повеш постраждали жител1 Льв1всько!, За-карпатсько!, 1вано-франювсько!, Тернопшьсь-ко!, Чершвецько! 1 Вшницько! областеИ. 25 тис. з них було вимушено покинути сво! рщш мюця. В цшому вода затопила близько 523 укра!нсь-ких населених пунктов { бшьше 24 тис. гектар1в оброблених земель. У Украш зруИновано 360 мостов для автомобшв { 560 шшохщних мостов.

Традицшними засобами захисту земель, порушених водною ероз1ею, I споруд в пдротехшчному буд1внищи е покриття з бетонних {

зал1зобетонних плит { кам'яного накиду. Захист вщ розмивання у вигляд1 плиткових покриттов потребуе використання дорогого зал1зобетону, влаштування спещальних шдготовок або зво-ротних фшьтр1в та шв1в. У раз1 кам'яного накиду значно збшьшуються обсяги робгг.

Альтернативою можуть бути габюнш конс-трукцп - захисш споруди, виконаш з габюшв. Габюнш конструкци застосовують вже понад сто роюв для стабшзаци ерозшних процес1в будь-якого типу та захисту пдротехшчних спо-

руд (ГТС).

Розрахунок габюнних споруд незалежно вщ !хнього функцюнального призначення слщ здшснювати вщповщно до р1вня вщповщально-сто споруд, яю мають бути захищеш. Клас дру-горядних споруд потр1бно приИмати на одини-цю нижче класу основних споруд, але не вище III класу.

При проектуванш постшних р1чкових габ1-онних споруд розрахунков1 максимальш витра-

ти води СЛ1Д приимати виходячи 31 Щ0р1ЧН01 ймов1рност1 перевищення витрат (забезпечено-CTi), яку встановлюють залежно вщ класу споруд для двох розрахункових випадюв - основного i перевiрного згiдно з [1]. Розрахунковi гiдрологiчнi характеристики слiд визначати за [1].

Габюнш споруди слщ проектувати з ураху-ванням мшмального вiдведення земель. Тип i конструкцш габюнних протиерозшних гщро-технiчних споруд слщ призначати з урахуван-ням вимог [1]. Допускаеться сумiщати габюнш споруди рiзного призначення.

Проектування габюнних споруд, призначе-них для шженерного захисту територiИ, а також захисту земель, сшьськогосподарських угiдь i природних ландшафтiв вiд зсувних i обвальних процесiв потрiбно здiИснювати з урахуванням вимог [1].

Пiдпiрнi стiни з габiонiв можуть бути маси-вного обрису (гравггацшш стiни) i тонкого об-рису (нашвгравгащйш стiни). Вони можуть бути низью:

H

< 1,5

i висою:

H> 1,5

ЬФ

(1)

(2)

[ K ] =

Yn 'Yfc Yc

(3)

Для розрахункiв стiИкостi використовуеться модель Г. М. Шахунянца, що дозволяе визначати коефiцiент стшкосп як при круглоцилiндри-чнiИ поверхш, так i при будь-якiИ формi повер-хнi можливого зсуву:

K

IС • ll+Nl • fi+T-уд )• CßS Фг .

J=t_ COs(ßi- Фг)

VT COS Фг

Zu СДВ ' m V

= Д COs(ßi- Фг)

(4)

де п - число вiдсiкiв, на яю дiлиться блок можливого зсуву;

с7 ¡7 - реактивна сила зчеплення по поверхш зсуву в 7-му вщсшу, кН/м;

С 7 - питоме зчеплення грунту, кПа;

¡7 - довжина поверхнi зсуву в межах вщс> ку, м;

/7 N7 - реактивна сила тертя по поверхш зсуву в 7-му вщсшу, кН/м;

fji - коефiцiент внутрiшнього тертя грунту:

Л = Ч ц ;

ц7 - кут внутрiшнього тертя грунту, град;

N7 - нормальна складова сили ваги /-го вщ-сiку:

Ni = Qi 'cos вг

(5)

де Q7 - вага вщсшу, кН/м;

в7 - кут нахилу до горизонту поверхш зсуву в 7-му вщсшу, град;

Т7 - тангенцiальна складова сили ваги 7-го вщику (сила вважаеться зрушуючою, якщо спрямована убiк зсуву блоку, i утримуючою - у противному випадку), кН/м:

де Н - видима висота стши, м;

Ь ф - ефективна ширина фундаменту, м.

Розрахунки стшкосп укошв насипiв прова-дяться для з'ясування причин !хшх деформацiй i при проектуванш габiонних споруд. Ощню-еться стiйкiсть укосiв насипiв в окремих 11 перетинах як для повно! висоти укосу (загальна стшюсть), так i для окремих частин укошв (мь сцева стiйкiсть).

Вщповщно до СТН Ц-01-95 коефiцiент стшкосп [ К]

Ti = Qi■ sin вг

(6)

вг - кут нахилу вiдсiку до горизонту, град. Габюнш стшки працюють на сприИняття зсувних тискiв Еп [кН/м] укосiв. Тому поряд з визначенням величини K одночасно розрахо-вуються И зсувнi сили Еп:

En= I [K ] • T-СДВ-NJ^T-уД ) х

i=1

cos Фг

COs(ßi- Фг)

(7)

Габюнш споруди використовують у будь-яких клiматичних умовах при розрахунковш середнiИ швидкостi потоку води до 5,5 м/с зпд-но [1] i хвильовому навантаженш, що визнача-ють розрахунком за [1].

Габюнш споруди слiд застосовувати у комплекс з методами бюшженерного протиерозш-ного захисту земель.

b

ф

х

Випуск води з габюнних протиерозшних споруд слщ передбачати у вщкрит1 водоИми I р1чки, а також у тальвеги закршлених яр1в з дотриманням вимог очищення вщповщно до [1] 1 при здшсненш заход1в охорони навколишньо-го середовища, якщо габюнш конструкци впливають на яюсть транзитно! води.

Рис. 3. Шдшрна стшка

Рис. 7. Укршлеш системою «ЗелениИ Террамеш» вщкоси

Для проведення порiвняльного кошторисно-го анатзу iз застосуванням габiонних конструкцш i звичаИних матерiалiв наведемо лише таю цифри: вартють виконання берегоукршлюваль-них робiт iз використанням кам'яно! вiдсипки (каменю-негабариту), що розрахована з використанням програмного комплексу iз складання кошторисiв АВК-3, становить 150 тис. грн на 100 п.м. кршлення (залежно вiд глибини потоку). Вартють будiвництва габiонноï стшки -бiля 107 тис. грн на 100 п.м. кршлення, зрубо-воï стiнки традицiИноï конструкцiï - 50 тис. грн, полегшеного типу (без зменшення експлу-атацiИноï ефективносп i надiИностi споруди) -36 тис. грн (кошториси складалися на основi [6], [7]). Цифри говорять самi за себе.

Водночас не заИве згадати, що в бшьшосп випадкiв будiвництво споруд iз використанням каменю-негабариту е ускладненим внаслiдок вщсутносп вiдповiдних кар'ерiв iз видобутку каменю, вiдсутностi пiд'ïзних дорiг у прськш мiсцевостi, а бетоннi стiнки, як можливиИ за-мiнник, е на порядок дорожчими.

Виходячи з мюць розташування пiдроздiлiв Державно!' спецiальноï служби транспорту та завдань з виконання Державно!' щльово!' про-грами комплексного протипаводкового захисту в басеИнах рiчок Днiстра, Пруту та Орету прю-ритетне значення у виконанш цих заходiв слiд надати шдроздшам, розташованим у захвдних регiонах краши, по будiвництву нових i рекон-струкцiï iснуючих дамб, берегоукрiпленню та регулюванню русел рiчок iз використанням габюнних конструкцш, зiбраних або виготовле-них на базi шдроздшв Державно!' спецiальноï служби транспорту.

Порiвняльний аналiз крiплення укосiв ка-м'яним накиданням i габiонами показав, що кршлення габюнами економiчно вигiднiше за витратами пращ, термшами робiт, за вартютю, використаними механiзмами, кращим товарним виглядом i яюстю робiт.

Висновки

Проаналiзувавши в ходi проведення науко-во-дослiдноï роботи можливiсть та дощльшсть запровадження на базi структурних шдроздшв Державно!' спецiальноï служби транспорту комплексного виробництва габюнних конструкцш та порiвнявши вартюш показники можна зробити висновки:

- запровадити на базi пiдроздiлiв Державно! спещально! служби транспорту ви-готовлення самостiйно геоблокiв та печатного бетону, збiрку з готово! штки та монтаж габiонних конструкцш типу: коробчаст габiони, габiоннi мати, система «Зелений Террамеш»;

- шдроздшам, розташованим у захщних регюнах кра!ни, вiдповiдно до [3] та Державно! цшьово! програми комплексного протипаводкового захисту в басейнах рiчок Днiстра, Пруту та Сере-ту пiдiбрати об'екти по будiвництву нових i реконструкцii юнуючих дамб, берегоукрiпленню та регулюванню русел рiчок з використанням габюнних конструкцш, зiбраних або виготовлених на базi цих пiдроздiлiв.

Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК

1. ВБН В.2.4-33-2.3-03-2000 «Регулювання русел р1чок. Норми проектування» [Текст].

2. Вказ1вки щодо захисту земель, порушених водною ероз1ею. Габюнш конструкци протиерозш-них споруд [Текст] : поабник до ВБН В.2.4-33-2.3-03-2000 «Регулювання русел р1чок. Норми проектування». - К., 2006.

3. Постанова Кабшету мш1стр1в Укра!ни № 901 в1д 3 липня 2006 р. «Про затвердження Комплексно! програми захисту сшьських населених пун-кпв 1 сшьськогосподарських упдь в1д шшдли-во! до вод на перюд до 2010 року та прогноз до 2020 року» [Текст].

4. Инструкция по сборке и установке габионов и матрацев Рено / Материалы компании «ООО Габионы Маккаферри СНГ» [Текст]. - М., 2003.

5. Постанова Кабшету мш1стр1в Укра!ни № 166 в1д 5 березня 2009 р. «Про використання у 2009 рощ кошт1в, передбачених у державному бюджет! для захисту територш в1д шкодливо! дИ" вод, ве-дення державного мониторингу поверхневих вод, державного водного кадастру, паспортиза-ци та управлшня водними ресурсами» [Текст].

6. Берегоукрепление ручья Бахмутка. Тарутинская ГКС (газопровод Одесса - Броды, Украина) [Текст] / Материалы компании «Престо-Русь».

7. Вироби габюнш з сгтки дротово! звивочно! з шестикутними в1чками ГВС-10. Техн1чн1 умови ТУ У 28.7-33498333-001-2007 [Текст].

8. Временные технические указания по защите земляного полотна сетчатыми конструкциями на скально-обвальных участках [Текст]. - М., 2007.

9. Козлов, Д. В. Габионные конструкции: общие сведения, технические аспекты пользования,

особенности применения в суровых климатических условиях, актуальные вопросы исследованиИ [Текст] / Д. В. Козлов, А. В. Багин // «Роль природообустроИства в обеспечении устоИчи-вого функционирования и развития экосистем» (Материалы межд. науч.-практ. конф.). - М., 2006.

10. Матер1али компани «ООО Стоун Украина» [Текст]. - К., 2009.

11. Материалы компании «ООО Реконструкция» [Текст]. - М., 2008.

12. Рекомендацп 1з застосування габюнних конс-трукцш у дорожньому буд1вництв1 Р В.2.3-218-02070915-697:2007 [Текст].

13. Сггки дротов1 звивочш з шестикутними в1чками для габюнних конструкцш СДЗ. Техшчш умови ТУ У 17.1-33498333-002-2007 [Текст].

14. Тимчасов1 техшчш вказ1вки 1з застосування га-бюшв для шдсилення земляного полотна зал1з-ниць [Текст].

Надшшла до редколегп 09.06.2010.

ПриИнята до друку 24.06.2010.