Виды изысканий железных дорог

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный университет

имени Гагарина Ю.А.»

Кафедра "Транспортное строительство"

Контрольная работа на тему:

«Виды изысканий железных дорог»

Сергеев С.В.

Саратов 2018

Содержание

1. Изыскание железных дорог

2. Задачи экономических изысканий на различных стадиях проектирования ж/д

3. Содержания и классификация экономических изысканий

4. Цель инженерных изысканий

5. Технические изыскания

6. Геологические изыскания

Список используемой литературы

1. Изыскание железных дорог

Изыскания железных дорог -- комплексное изучение экономических и природных условий районов строительства железных дорог и получение достоверных данных для разработки проектов дорог.

Как отрасль транспортной науки теория изыскания и проектирования ж. д. в России начала формироваться в 1-й пол. 19 в. Большую роль в её создании сыграл основные в 1809 Петерб. институт инженеров путей сообщения (позже Петерб. институт инженеров железнодорожного транспорта). К началу строительства железных дорог в России учёными института (П. П. Мельниковым, М. С. Волковым, Н. И. Липиным, Д. И. Журавским) были заложены основы теории изысканий железных дорог В 1842 начались изыскания первой магистральной железной дороги.

Некоторые условия при производстве подробных изысканий для Петербург -- Московской железной дороги» -- практически первый нормативный документ по изысканиям железных дорог. Для выбора наиболее экономичного положения железных дорог при её длине 650 км в ходе изысканий было исследовано 6000 км предполагаемой трассы в несколько вариантах. Уже тогда стало ясно, что «верста в изысканиях стоит в тысячу раз дешевле версты в постройке». По мере дальнейшего развития железнодорожного строительства совершенствовались методы изысканий и проектирования железных дорог В 1873 была разработана «Инструкция для производства правительственных предварительных изысканий и составления предварительных проектов линий железных дорог». Большое влияние на развитие методов изысканий оказали изыскательские работы при выборе трассы Транссибирской магистрали. Огромная протяжённость дороги вызвала необходимость выполнения больших объёмов работ по обоснованию её направления. Исключит, сложность природных условий потребовала решения мн. проблем: прокладка трассы на горных участках и в районах вечной мерзлоты, пересечения крупных рек и др. препятствий. В процессе изысканий эти проблемы были успешно решены. В изыскания, проектирование и строительство Великого Сибирского пути внесли большой вклад инженеры Н. Г. Гарин-Михайловский, Н. П. Меженинов Н. А. Волошинов, А. В. Ливеровский А. Н. Пушечников, Н. П. Петров и др. Дореволюционный период характеризуется двумя особенностями: во-первых, изыскатели и проектировщики железных дорог зачастую становились и их строителями и, во-вторых, в ходе изысканий железных дорог помимо специальных вопросов решались и общие задачи совершенствования методов топогеодезических и геологических работ, картографирования районов, улучшения их геологической и гидрогеологической изученности. Именно на изыскания железных дорог зародилась как наука инженерная геология, впервые были разработаны основы технико-экономических сравнения вариантов, начато изучение стока вод с малых бассейнов.

В 20--30-х гг. была создана разветвлённая сеть высших и ср. учебных заведений железнодорожного транспорта. Первое специальное отделение изысканий и проектирования железных дорог организовано в НИИ транспортного строительства в 1930. В 1935 вместо небольших разрозненных организаций в системе МПС было создано Всесоюзное объединение по изысканиям и проектированию на железнодорожный транспорте -- Союзтранспроект (позднее ГлавтранспроектМинтрансстроя), имевший в своём составе мощные комплексные проектно-изыскательские институты. Важное значение в развитии методов изысканий имело внедрение аэрофотосъёмки. Аэрометоды начали применяться ещё при изысканиях Турксиба, однако наиболее полно они были использованы в 1938--39 при обследовании трассы Байкало-Амурской магистрали, в т. ч. и для инженерно-геологического дешифрирования. Применение аэрометодов значительно расширило возможности вариантного проектирования, сократило объём трудоёмких полевых работ. В годы Великой Отечественной войны прифронтовые группы изыскателей обеспечивали технического документацией строительство новых и восстановление разрушенных транспортных коммуникаций для нужд армии.

С 1950-х гг. методы изысканий железных дорог получили значит, развитие. Наличие государственных топографических, геологических, инженерно-геологических изысканий на территории страны, расширение области использования аэрофотосъёмки позволили повысить качество изысканий железных дорог и сократить объём полевых работ. Большой слад в теорию и практику изысканий железных дорог шли В. Н. Образцов, А. В. Горинов, Г. А. Гвоздевский, П. К. Татаринцев п др. В 1950--60-е гг. изыскания новых д. выполнялись главным образом в вост. районах страны на Южно-Сибирской магистрали Целинограда через Павлодар -- Барнаул -- Новокузнецк до Абакана и затем о Тайшета, на Среднесибирской железной дороги (Кустанай -- Среднесибирская), на липни Чарджоу -- Кунград -- Макат. В 1967 были вновь развёрнуты изыскательские работы на трассе БАМ от Тайшета до Комсомольска-на-Амуре, обеспечившей второй ж.-д. выход к Тихому океану и позволяющей продолжить освоение обширных районов Сибири и Д. Востока. В 1970--80-е гг. изыскания трасс новых ,1Т. д. выполнялись в основные для транспортного обеспечения Западно-Сибирского нефтяного комплекса (железнодорожной линии Тюмень -- Сургут, Сургут -- Коротчаево, Коротчаево -- Новый Уренгой) и вывоза углей Кузнецкого, Экибастузсиого и Канско-Ачинского бассейнов.

Изыскания железных дорог подразделяются на экономические и инженерные.

2. Задачи экономических изысканий на различных стадиях проектирования ж/д

Задача экономических изысканий -- сбор материалов для определения перспектив развития района тяготения ж. д., выявление её народно -хозяйственного значения, определение размеров грузовых и пасс, перевозок по проектируемой новой или реконструируемой существующей ж. д.

Изучение исторически сложившегося размещения промышленности, сельского хозяйства, городов и поселков в сочетании с перспективами развития региона служит основой для решения конкретных задач по каждому предприятию. При выполнении регионально - транспортных исследований (РТИ) и экономических изысканий транспорта необходимо всестороннее и глубокое изучение производственной и социальной инфраструктуры региона.

В комплекс производственной инфраструктуры входят предприятия и сооружения, снабжающие данный регион энергией всех видов и строительными материалами, все виды грузового транспорта и т. д. Социальная инфраструктура -это, жилой фонд, детские сады, школы, клубы, учреждения здравоохранения, социального обеспечения, предприятия торговли, спортивные сооружения, пассажирский транспорт. Экономическая роль социальной инфраструктуры исключительно велика, и ее значение будет возрастать по мере дальнейшего повышения жизненного уровня. В социальную инфраструктуру ежегодно вкладываются огромные средства, почти равные капитальным вложениям в промышленность.

Расширение транспортной сети, особенно транспортное строительство в новых районах, находится в сильной зависимости от изменений в размещении материального производства. Выбор района строительства новых предприятий во многом зависит от степени развития путей сообщения.

При разработке вариантов развития транспортной сети региона следует учитывать, что она должна в полной мере соответствовать постоянно изменяющимся территориальным пропорциям. Новые направления транспортных потоков, сопряженные с коренным изменением региональных производственных связей, оказывают очень сильное влияние на совершенствование территориальных экономических пропорций и развитие всей системы регионов страны.

В рационализации размещения производительных сил первостепенное значение имеет также фактор времени. Отставание в работах по реконструкции и развитию, срыв плановых сроков вызывают необходимость больших дополнительных затрат, замедляют оборот ресурсов.

Важное значение имеет разработка вопросов координации различных видов транспорта как составных частей единой транспортной системы, повышения роли воздушного, речного, морского, трубопроводного и автомобильного транспорта, развития смешанных железнодорожно-водных перевозок, сравнения вариантов использования различных видов транспорта, энергетических ресурсов(например, вариант перевозок энергетических углей по железной дороге с вариантом сжигания их на месте с передачей электроэнергии). проектирование железная дорога

Экономические изыскания предшествуют другим видам проектно-изыскательских работ и обеспечивают их исходными материалами.

Научные исследования и практика работы проектно-изыскательских институтов показали, что РТИ и экономические изыскания железных дорог целесообразно проводить по отдельным регионам страны (полигонам сети), важнейшим железнодорожным направлениям, а также в пределах отдельных железных дорог. При выполнении этих работ все большее применение получают экономико-математические методы и ЭВМ.

Особыми видами РТИ являются исследования проблем комплексного развития различных видов транспорта (включая промышленный транспорт), проблем размещения на сети электрической тяги, сортировочных станций и др.

Важное значение имеют экономические изыскания при проектировании новых и реконструкции существующих железнодорожных линий, узлов и станций.

3. Содержания и классификация экономических изысканий

Основными задачами экономических изысканий при проектировании новых железных дорог являются:

· определение роли и значения проектируемой дороги как составного звена единой транспортной системы;

· определение размеров грузовых и пассажирских перевозок на расчетные сроки и влияния проектируемой железной дороги на работу прилегающих участков железнодорожной сети и автомобильного и речного транспорта;

· выявление возможных вариантов направления дороги с точки зрения транспортного обеспечения межрайонных и внутрирайонных связей, а также потребностей экономических пунктов, тяготеющих к проектируемой линии;

· определение показателей эффективности затрат на строительство проектируемой линии;

· установление экономических показателей работы проектируемой линии.

Для обеспечения высокого качества проектов новых железных дорог необходимо соблюдать определенный порядок, полноту и последовательность разработки экономических материалов.

Для экономического раздела проекта новой железной дороги рекомендуется следующий порядок и объем разработки материалов.

1. Значение дороги как звена единой транспортной системы; его роль для местного района тяготения, природные ресурсы, пути сообщения, обслуживаемые крупные промышленные, портовые, административные и курортные пункты, сельскохозяйственные зоны; его роль в рационализации перевозок, создании новых маршрутов для разгрузки или более полного использования участков существующей транспортной сети, развития смешанных перевозок.

2. Экономика местного района, тяготения: территория (тыс. км²) и население (тыс. чел.); физико-географические данные; промышленность по основным отраслям и важнейшим предприятиям производство продукции (тыс. т); потребление материалов, сырья и топлива: сельское хозяйство по основным отраслям с расчетами производства и потребления, избытков и недостатков по отдельным видам продукции; лесное хозяйство; капитальное строительство: потребность в материалах и конструкциях, а также в товарах народного потребления.

3. Экономическое трассирование линии: по картам, с учетом экономики местного района тяготения и размещения грузообразующих пунктов, решается вопрос о приближении трассы к важным населенным пунктам, месторождениям полезных ископаемых. Если появляются варианты направления и пунктов примыкания, то исследования выполняются для каждого из них.

4. Местные грузовые перевозки: обоснование размеров вывоза, ввоза и перевозок в местном сообщении по важнейшим промышленным, сельскохозяйственным и так называемым прочим грузам (по которым не производились подробные расчеты).

5. Транзитный район тяготения и транзитные грузовые перевозки: обоснование структуры и размеров межрайонного грузообмена, осуществляемого проектируемой дорогой по отдельным участкам, направлениям и грузам.

6. Общие грузовые перевозки и грузопотоки, включая перевозки для нужд самой железной дороги.

7. Внутригодичная неравномерность перевозок (отношение объема перевозок максимального месяца к среднемесячному за год), расчеты средней загрузки вагонов. Размеры перевозок грузов и грузопотоков (тыс. т) определяются на расчетные годы: грузооборот, млн. т-км, грузонапряженность, тыс. т-км/км в год.

8. Пассажирские перевозки: местные и транзитные.

9. Общие размеры грузового и пассажирского движения по дороге.

10. Сравнение вариантов направления железной дороги с учетом их влияния на перераспределение грузопотоков по разным видам транспорта.

4. Цель инженерных изысканий

Цельинженерных изысканий -- комплексное изучение природных условий района для выбора трассы дороги, разработки обоснований проектных решений по всем её объектам и сооружениям и определения достоверной стоимости строительства, а также для прогноза изменений окружающей природной среды, связанных со строительством и эксплуатацией железных дорог. В состав инженерных изысканий железных дорог входят инженерно-геодезические, инженерно-геологические и инженерно-гидрометеорологические

Изыскания железных дорог отличаются от изысканий для др. видов строительства рядом особенностей. Перед началом изысканий железных дорог отсутствует трасса (площадка строительства) дороги, положение которой устанавливается только по результатам изысканий, которые с проектированием железных дорог составляют единый комплекс. Без выполнения проектных работ (но продольному профилю, земляному полотну, размещению искусств, сооружений и раздельных пунктов) невозможно выбрать оптимальных положение трассы железных дорог и получить необходимые для проектирования конкретных объектов исходные данные. В свою очередь, при проектировании железных дорог может возникнуть необходимость рассмотрения дополнит, вариантов трассы. Оптимальное положение трассы может быть установлено только в результате технико-экономического сравнения вариантов, выполняемого в процессе изыскательских работ. Ж. д. затрагивают интересы мн. отраслей пар. хозяйства, поэтому уже при проведении изысканий необходимо выполнение различных согласований. Ж. д. имеют значительную (иногда до несколько тыс. км) протяжённость и, как следствие, многообразие природных условий по трассе. Изыскания железных дорог обычно выполняются в необжитых районах, что обусловливает особые требования к их организации и технического оснащению (применение авиации, специальных транспортных средств, буровой техники высокой проходимостии г. п.).

Выбор направления новых и способов усиления существующих железных дорог, определение параметров проектирования и основные технико-экономических показателей производятся в схемах развития железнодорожного транспорта, схемах развития и размещения производит, сил по экономических районам с учётом разрабатываемых в их составе материалов, обосновывающих целесообразность проектирования и строительства железных дорог Разработка схем выполняется на основе имеющихся фондовых и архивных материалов, а также материалов изысканий прошлых лет. Для железных дорог, проходящих в сложных, малоизученных природных условиях, при разработке схемы могут потребоваться изыскания на барьерных и эталонных участках.

Проектирование железных дорог ведётся, как правило, в две стадии: проект и рабочая документация. Изыскания выполняются на каждой стадии проектирования, что обеспечивает возможность методом последовательного приближения устанавливать наиболее экономичные проектные решения.

Изыскательские работы делятся на три периода: подготовительный, полевой и камеральный.

Подготовительный период изысканий железных дорог для разработки проекта начинается со сбора и изучения материалов изысканий прошлых лет, архивных и фондовых материалов, в т. ч. аэрофотосъёмки. С учётом материалов схемы развития железнодорожного транспорта выполняются трассирование вариантов железных дорог, как правило, по картам масштаба 1:100 000--1:25 000, их технико-экономических сравнение и отбор для полевого обследования. Начинаются работы по согласованию положения трассы с заинтересованными организациями. Заканчивается подготовит, период составлением программы изысканий и сметы на проектно-изыскательские работы, получением разрешения на ведение работ, заключением договора с заказчиком.

В полевой период изысканий железных дорог на новых трассах прежде всего выполняются работы по выбору оптимальных варианта. Для этого производится обследование отд. сложных участков конкурирующих вариантов. Состав и объём обследования зависят от характера данных, требующих уточнения. По этим материалам корректируются технико-экономических показатели вариантов и устанавливается оптимальный. В некоторых случаях, когда для выбора варианта этих материалов недостаточно, полевые работы выполняются на всём их протяжении: по камерально намеченной трассе варианта прокладывается тахеометрический ход, производятся тахеометрическая съёмка отд. мест в масштабе 1:5000--1:2000 и инженерно-геологическое обследование для установления вариантов трассы и определения их технико-экономических показателей. В этот период заканчивается согласование трассы с заинтересованными организациями. На выбранном варианте выявляются сложные участки (глубокие болота, косогоры, мостовые переходы и др.), на которых для определения наиболее экономичного положения трассы необходимо предварит, проведение топо-геодезических и инженерно-геологических работ. При их выполнении в некоторых случаях может возникнуть необходимость рассмотрения дополнит, вариантов. По материалам выполненных полевых работ корректируется ранее намеченная трасса.

Откорректированная трасса железных дорог выносится на местность путём прокладки теодолитно-нивелирной магистрали, служащей геодезической основой для всех последующих работ. По уложенной трассе выполняется комплекс изыскательских работ для обеспечения проектирования всех железнодорожных объектов и сооружений: тахеометрическая съёмка тех участков трассы и площадок, для которых недостаточно материалов аэрофотосъёмки; привязка опознавательных знаков для создания планово-высотной основы аэрофотосъёмки; инженерно-геологическая съёмка с полевым дешифрированием аэрофотосъёмки масштаба 1:10000 вдоль трассы, а на мостовых переходах, площадках станций, посёлков в масштабе 1:2000--1:5000; инженерно-геологические разведочные работы по конкретным объектам (земляное полотно, искусств. сооружения, раздельный пункт и т. д.) с полевым исследованием свойств грунтов (статическое и динамическое зондирование, срезы лопастными приборами и т. п.). Для выполнения работ широко используются геофизические методы (электрозондирование, электропрофилирование, сейсморазведка, радиоизотопные методы), что позволяет уменьшить объём буровых работ и повысить качество исследований свойств грунтов; морфометрические и гидрометрические работы по средним и большим переходам; поиски и разведка месторождений местных строит, материалов; поиски и разведка подземных источников водоснабжения и др.

В полевой период изысканий для усиления существующих железных дорог выполняется необходимый комплекс работ по имеющимся сооружениям и устройствам и по намеченным к строительству дополнит, объектам.

В камеральный период обрабатываются и оформляются материалы проведённых работ, составляются планы по материалам аэрофотосъёмки, инженерно-геологическая карта. Подготавливались материалы передаются дляпроектирования.

После утверждения проекта и включения объекта в план строительства разрабатывается рабочая документация, как правило, по результатам изысканий для отд. участков в соответствии с планом строительно-монтажных работ. В подготовительный, период производят камеральную проработку по крупномасштабным планам местных улучшающих вариантов с учётом замечаний инстанции, утвердившей проект, определяют дополнит, объём работ для разработки рабочей документации конкретных объектов дороги. В камеральный период производят завершающую обработку по- луч. в полевой период материалов: окончательное направление трассы на местности, дополнит, данные о площадках отд. зданий и сооружений, необходимость которых была установлена в подготовит, период.

Одним из наиболее сложных этапов изысканий при строительстве железных дорог являются изыскания мостового перехода -- технического обследование участка реки, инженерных сооружений, пересекаемых трассой проектируемой железной дороги Если мостовой переход является отд. объектом строительства (например, при пересечении крупных рек, на развязках железнодорожных узловых станций), то в комплекс работ входит и экономических обследование р-на перехода.

В процессе изысканий на участке реки выполняют инженерно-геодезические, инженерно-гидрологические и инженерно-геологические работы, как правило, в два этапа: для стадий проекта и подготовки рабочей документации. Объём изыскательских работ определяется размерами и сложностью объекта, наличием материалов ранее произведенных изысканий и стационарных наблюдений, а также стадией проектирования. Перед началом изысканий производят сбор и систематизацию материалов, составляют программу полевых и камеральных работ, график их выполнения. Основным задачи изысканий -- выбор места перехода и расположение на трассе водопропускного отверстия моста. Оптимальные условия при выборе места перехода: прямолинейное, устойчивое расположение русла реки на участке возможных вариантов трассы, узкие поймы, без проток и староречий; отсутствие заторов и зажоров льда, наледей; параллельное или близкое к нему направление течений в русле и на пойме; неглубокое залегание массивных, слабовыветренных скальных и полускальных пород с горизонтальным или пологонаклонным залеганием пластов; отсутствие неблагоприятных физико-геологиеских процессов.

В комплекс изыскательских работ обычно входит сбор сведений о намечаемых изменениях водного режима пересекаемой трассой реки. Место перехода и проектируемые габариты сооружений согласовывают с организациями, эксплуатирующими реку. Инженерно-гидрологические работы выполняют гидрометрическими методами, предусматривающими натурные измерения уровней и расходов воды в стволе перехода, и морфометрическими методами (без натурных измерений). Гидрометрические измерения могут производиться с применением электронной аппаратуры -- ультразвуковых профилографов, электро-магаскоростемеров и квантовых дальномеров, а также с использованием аэрометодов (на крупных реках). В результате наблюдений устанавливают связи между параметрами водного режима в створе перехода и в створе многолетних наблюдений. Для оптимальных размещения отверстия моста на створе перехода, назначения схемы регуляционных сооружений и берегоукрепительных работ устанавливают тип руслового процесса, его интенсивность и фиксируют на местности следы деформаций берегов, используя как данные опросов, так и сопоставление разновременных съёмок р-на перехода. В ходе изысканий собирают эксплуатационных данные о гидравлические работе ближайших к переходу пост, мостов, о ледовых явлениях, сведения метеостанций для расчёта ветровой волны, данные о внутригодовом ходе уровней воды, а также др. материалы, необходимые для составления проекта организации работ. В особо сложных случаях (переходы через морские устья рек, несколько водотоков с общей поймой, переходы через селевые потоки, в зоне влияния водохранилищ и др.) гидрологические изыскания выполняют по специальным программам.

Внедрение достижений научно-технического прогресса в изысканиях железных дорог осуществляется по трём основные направлениям: автоматизация работ, применение дистанционных методов, создание высокопроизводительного малогабаритного оборудования. Переход от выполнения на ЭВМ отд. расчётов к системе автоматизированным проектирования позволяет автоматизировать и процесс трассирования, расширить объём вариантного проектирования. Создание технологической линии обработки материалов изысканий даёт возможность перевода на ЭВМ комплекса «изыскания -- проектирование». Совершенствованию геодезических работ способствует внедрение приборов и инструментов с автоматическими регистрацией и обработкой результатов измерений.

5. Технические изыскания

Техническими (инженерными) изысканиями определяют трассу направления (выбранного на основе экономических изысканий), основные элементы проектируемой линии, тип верхнего строения пути, конструкции земляного полотна, искусственных сооружений; выбирают площадки для раздельных пунктов, депо; рассчитывают стоимость строительства. С помощью геодезических инструментов (теодолитов, тахеометров, дальномеров, нивелиров) наземной и аэросъемки трассируют линии, определяют расположение прямых и кривых участков пути, высоту насыпей и глубину выемок, выявляют водоразделы и места намечаемого расположения станций и узловых пунктов, снимают поперечные профили будущей трассы, проектируют предварительный продольный профиль линии. Уклоны, длины элементов и точки перелома профиля подбирают, учитывая очертание поверхности земли и необходимость размещения искусственных сооружений.

6. Геологические изыскания

Геологическими изысканиями, бурением скважин определяют характер грунтов и уровень залегания грунтовых вод, а также наличие материалов (карьеры), необходимых для сооружения линии -- отсыпки земляного полотна и балластного слоя.

Иногда проектируют местные варианты трассы для последующего сравнения строительных и эксплуатационных показателей. Качество их плана и продольного профиля оценивают строительной стоимостью, расходами эксплуатации и натуральными показателями: общей длиной линии, соотношением прямых и кривых участков пути, поворотом линии на всем протяжении и в среднем на 1 км, протяжением площадок и уклонов, суммой преодолеваемых высот и др.

Одна из ответственных задач технических изысканий -- размещение раздельных пунктов, обеспечивающее заданную пропускную способность линии и рациональное обслуживание местной работы (погрузки-выгрузки, посадки и высадки пассажиров), учитывая возможность использования для этих целей автомобильного транспорта. Другая часть технических изысканий -- выбор мест перехода через крупные реки (в местах сближения берегов рек, неглубокого залегания коренных пород, достаточно спокойного течения воды, не грозящего размывом берегов), выявление водосборных бассейнов и определение отверстий искусственных сооружений, учитывая подмостовые габариты для пропуска речных судов заданных размеров.

Список используемой литературы

1. Изыскания и проектирование железных дорог. Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Под ред. И.В.Турбина. - М.: Транспорт, 1989. - 479с

2. Экономические изыскания и основы проектирования железных дорог. Учебник для вузов ж.-д. транспорта. / под ред. Б.А. Волкова. - М.: Транспорт, 1990. - 268с.

Размещено на Allbest.ru