Журнал "Транспортное строительство" - Строительная пресса

Технический мониторинг в транспортном
строительстве

Интенсивное транспортное строительство на застроенных территориях, особенно в городах, предъявляет высокие и разнообразные требования к мониторингу состояния окружающей среды, зданий и сооружений в связи с проводимыми строительными работами, особенно подземными. В зарубежной практике это обстоятельство учитывается с помощью проведения мониторинга в разных его аспектах.

Геодезический мониторинг (ГМ) предусматривает комплекс мероприятий, обеспечивающих систематическое наблюдение за положением объектов, прилегающей застройки и территории, грунтовых масс и т. п. с целью предупреждения негативных явлений, связанных с работами, влияющими на целостность и надежность отслеживаемых объектов.
Определяются деформации зданий и другой застройки, объектов подземного строительства, транспортных коммуникаций и др. Разработаны и широко используются автоматизированные системы ГМ, позволяющие проводить его в автоматическом режиме. Известна система «Циклоп», предназначенная для управления различными типами высокоточных тахеометров и позволяющая вести измерения в пространственной (трехмерной) системе
координат, обеспечивая точность измерений ±0,5 мм на удалениях до 75 м. В состав системы входят высокоточный электронный тахеометр, блок управления и коммуникационное устройство. Измерения ведутся на специальные призмы (призмы отражения) и после автоматического сбора и обработки данных результаты измерений передаются для визуализации в режиме реального времени в программе GeoScope.
Есть возможность объединения нескольких геодезических систем «Циклоп» в измерительную сеть, что обеспечивает
более высокую точность результатов измерений, используя коррекцию измерений методом наименьших квадратов. Другая система геодезического мониторинга — «Кентавр» — предусматривает автоматические измерения моторизированным тахеометром углов и линий, обработка которых позволяет определять возможные оседания (осадки) и деформации зданий и сооружений различных типов. Помимо этого, система «Кентавр» может автоматически измерять вертикальные перемещения (просадки, подъемы) элементов дорожной сети (тротуаров, автомагистралей, проезжей части мостов и дорог) в безотражательном режиме. При этом нет необходимости ограничения движения автотранспорта, возможно автоматическое нивелирование поверхностей без установки наземных реперов, измерения можно вести непрерывно в любое время суток и в любых местах, в том числе труднодоступных и опасных для геодезического персонала.
Система «Кентавр», как и система «Циклоп», допускает сопряжение нескольких тахеометров, создавая возможности для повышения точности оценки смещений контролируемых объектов.
Обе описанные системы полезны как в период строительства сооружений, так и во время эксплуатации.
Наряду с ГМ в широких масштабах ведется геотехнический мониторинг с использованием разнообразного специализированного оборудования, такого как экстензометры, инклинометры, датчики давления, датчики уровня, пьезометры, тензодатчики.
Для выявления, измерения и анализа сейсмоакустических вибраций контролируемого объекта с амплитудой колебаний от 1 до 200 мм/с (или ускорений от 0 до 50 м/с2) в реальном масштабе времени служит система «Горгона»,в состав которой входят трехосные сейсмодатчики, монтируемые на объекте наблюдения, и станция сбора, хранения и анализа данных. Датчики устанавливают на стене здания, элементе фундамента, каменной глыбе, грунтовом пикете и др. Станция сбора данных может обслуживать до 16 трехосных или 48 одноосных датчиков вибрации, используя проводное или беспроводное соединение. Ее устанавливают
в операторном зале вблизи компьютера — сервера системы мониторинга, на котором работает специализированное программное обеспечение контроля и управления системы «Горгона», а также программный пакет GeoScope, обеспечивающий накопление, обработку и визуализацию данных измерений указанной системы.
Описанные системы нашли применение при проведении строительно-монтажных работ на самых разнообразных объектах, например, на станции Кингс-Кросс (Лондон), в метрополитенах Амстердама, Барселоны, Будапешта, на судоверфи в Бресте и в тоннеле в Тулоне (Франция) и др.
В Барселоне трасса тоннеля 9-й линии (Linia 9 in Catalan) общей протяженностью 40 км (43 станции) прокладывается
тоннелепроходческим комплексом диаметром 12 м на глубинах от 15 до 60 м через аллювиальные слои грунтов под реками Льобрегат и Бесос, a затем — через различные неустойчивые геологические породы.
Объем работ по мониторингу включает наблюдения за состоянием 1800 зданий и их конструктивных элементов, отслеживание движений поверхностей и подземных слоев грунтов, наблюдение горной породы и деформаций отделки 40 км тоннеля. Для этого установлено 600 геодезических комплексов «Циклоп» и 4320 датчиков, выполнено нивелирование 10 тыс. измерительных точек, устроено 17 км скважин для геотехнических измерений.
После завершения строительных работ в 2014 г. эта линия в Барселоне станет самой длинной автоматизированной линией метро в Европе.
Строительство участка Tsuen Wan Западной железной дороги в Гонконге включает прокладку 590-метрового железнодорожного тоннеля открытым способом, а также сооружение подземной станции и помещений служб обеспечения, таких как паромный пирс и насосные станции.
Работы предусмотрены на недавно отсыпанных грунтах в непосредственной близости от скоростного шоссе,
устроенного на эстакаде. Конструкция проезжей части скоростного шоссе выполнена из предварительно напряженного железобетона, а основанием опор служат буронабивные сваи, опирающиеся на скальные грунты.
Детальный анализ показал, что допустимы дифференциальные вертикальные деформации до 4 мм и горизонтальные смещения до 10 мм. Для обеспечения этих требований предусмотрена система мониторинга в составе
трех комплексов «Циклоп», измеряющих в непрерывном режиме положение 300 точек наблюдения, установленных на скоростном шоссе, а также геотехническая система
мониторинга, состоящая из 30 наклономеров, размещенных в подпорной стене, и 25 автоматизированных инклинометров, установленных в «стене в грунте».

В. В. Космин
(По материалам зарубежной печати)