ar-net.ru6.5.1 Направленные вдоль оси дороги глубокие разрывы в устроенных на слабых грунтах насыпях с шириной раскрытия краев разрыва в уровне проезжей части до 1,0 м. Осадка конусов насыпей, устроенных на слабых грунтах, на подходах к мостам с относительным смещением проезжей части вниз по вертикали до 1,0 м. Сбрасывание рельсошпальной решетки с основной площадки земляного полотна, устроенного в верхней части крутого склона. На горных участках дорог многочисленные обвалы, заполняющие выемки и разрушающие контактную сеть. Разрушение оползнями участков дорог, проходящих по сейсмически неустойчивым склонам. Объем захваченных обвалами и оползнями пород составляет несколько десятков тысяч кубических метров.
6.5.2 Сдвиг и обрушение надфундаментных частей каменных и бетонных опор мостов. Разрушение стальных опорных частей. Падение на грунт одним концом балочных разрезных пролетных строений. Смещение с опорных площадок и обрушение консолей мостов рамно-консольной системы. Опрокидывание железобетонных эстакад с опорами столбчатого типа. Подбрасывание разрезных пролетных строений с разрушением опорных участков железобетонных балок. Разрушение отдельных железобетонных и металлических опор путепроводов. Разрушение железобетонных подпорных стен на естественном и свайном основаниях. Раздавливание стальных гофрированных труб под насыпями.
6.6 Повреждения степени d5:
6.6.1 Полное разрушение земляного полотна оползнями, цунами, селевыми и грязевыми потоками, а также гравитационными волнами, возникающими при обрушении горной массы с береговых склонов в морские заливы, проливы, озера и водохранилища. Разрушение дорог ветровыми волнами при тектоническом опускании побережья ниже уровня моря (водохранилища). Затопление отдельных участков дорог при образовании горных озер вследствие сейсмообвалов (сейсмооползней) породы с бортов ущелий (долин) в русло горной реки. Погружение дорог под воду при образовании высоких тектонических уступов в местах пересечения горных рек сейсмотектоническими разрывами.
6.6.2 Полное разрушение промежуточных опор и пролетных строений мостов в местах перехода через селеопасные долины. Сброс пролетных строений с опор при заходе цунами в устья рек. Заполнение тоннелей и галерей, расположенных в нижних частях склонов, селевыми массами. Разрушение обделок тоннелей в местах пересечения трассы тектоническими разрывами горной породы с относительным перемещением обделок из проектного положения на противоположных крыльях разлома.
Примечание - Характерными повреждениями степеней d1-d4 являются местные деформации, общие деформации, исчерпание прочности и потеря устойчивости конструкций соответственно. Повреждения степени d5 включают в себя полный отказ сооружений с одновременным изменением инженерно-геологических, геоморфологических и гидрологических условий на разрушенном участке дороги. В высокогорных районах объем единовременного выноса горной массы со склонов при катастрофических землетрясениях может превысить 10 м3.
6.7 Наибольшие степени повреждений транспортной инфраструктуры при землетрясениях дистанционно определяются по таблице 6.1.
Таблица 6.1 - Степени повреждений наземных транспортных объектов при землетрясениях силой от 6 до 10 баллов
Сила землетрясения на ровных участках со средними инженерно-геологическими условиями I, баллы | Степени повреждения сооружений | ||
Сооружения в несейсмостойком исполнении | Сооружения пониженной сейсмостойкости | Сооружения нормативной сейсмостойкости | |
6 | d1 | d0 | d0 |
7 | d2 | d1 | d0 |
8 | d3 | d2 | d1 |
9 | d4 | d3 | d2 |
10 | d5 | d4 | d3 |
Примечания 1 В случаях особо неблагоприятных инженерно-геологических (крайне слабые водонасыщенные грунты, подверженные разжижению) и геоморфологических (участки сейсмогравитационных воздействий) условий, а также вблизи сейсмотектонических разрывов возможно увеличение тяжести повреждений на одну степень, но не более степени d5. 2 На участках выхода на земную поверхность прочных скальных пород тяжесть повреждений сооружений уменьшается на одну степень, но не менее степени d0. 3 Настоящая таблица не распространяется на сооружения, имевшие до землетрясения ограниченно-работоспособное или предаварийное состояние. | |||
7 Особенности содержания дорог в сейсмических районах
7.1 Землетрясения силой 6 баллов наиболее опасны для транспортных сооружений, имеющих неудовлетворительное техническое состояние из-за агрессивного влияния внешней среды, техногенных воздействий, ошибок при проектировании или в результате нарушений технологии строительных работ. Для обеспечения сейсмостойкости транспортных сооружений в 6-балльных районах необходимо устранение дефектов, выявляемых при периодических осмотрах (обследованиях) и расчете долговечности конструкций. Обнаруженные дефекты рекомендуется устранять при капитальном ремонте и реконструкции объектов.
7.2 Землетрясения силой 7 баллов могут нарушить нормальную эксплуатацию дорог. Наиболее уязвимы при таких воздействиях горные дороги на участках осыпей, оползней и камнепадов, а также насыпи на подходах к мостам. Объем оползней может составлять до нескольких сотен кубических метров. В каменных конструкциях опор мостов и подпорных стен образуются трещины, снижающие их надежность при последующих землетрясениях. При проектировании и содержании дорог в 7-балльных районах рекомендуется предусматривать мероприятия по стабилизации склонов и устройству защитных конструкций для предотвращения поступления песка и обломков камней с прилегающих склонов и откосов на проезжую часть автомобильных дорог (железнодорожный путь). На стадии эксплуатации рекомендуется проводить специальные обследования дорожных сооружений после 7-балльных толчков с разработкой и осуществлением мероприятий по устранению возникших дефектов.
7.3 При толчках силой 8 баллов на дорогах появляются барьерные места, препятствующие движению поездов и автомобилей. Возможны оползни и обвалы объемом до нескольких тысяч кубических метров. Для расчистки дорог от камней и глыб, песка, дресвы и щебня, восстановления профиля верхнего строения железнодорожного пути и проезжей части автомобильных дорог, устранения опасных для движущихся поездов (автомобилей) разрывов рельсовых стыков (твердого покрытия дорог), усиления поврежденных искусственных сооружений требуется временное закрытие движения поездов (автомобилей) по наиболее поврежденным участкам дорог и пешеходов по поврежденным мостам.
7.4 При 9-балльных землетрясениях возможны отказы верхнего строения железнодорожного пути (дорожной одежды), земляного полотна, искусственных сооружений, контактной сети и транспортных зданий, в том числе от оползней и обвалов объемом до нескольких десятков тысяч кубических метров. Не исключены аварии подвижного состава. На первом этапе восстановительных работ разбираются завалы пути, демонтируется поврежденный железнодорожный путь, укладывается новый балласт, восстанавливается электроснабжение, выполняются работы по временному восстановлению разрушенных искусственных сооружений. С учетом социальной значимости первоочередные строительные работы с восстановлением движения на дорогах, как правило, выполняются в кратчайшие сроки.
7.5 При силе землетрясения 10 баллов отказы охватывают практически все составляющие транспортной инфраструктуры, включая подвижной состав. Аварии подвижного состава на участках оползней, селей, лавин, обвалов и цунами, опрокидывание локомотивов и вагонов на станциях, разрушение вокзалов могут сопровождаться травмами и гибелью людей. Восстановление дорожной сети в горной местности с большим числом искусственных сооружений, высоких насыпей и глубоких выемок продолжается в течение нескольких недель. При повреждениях степени d5 восстановление дороги на прежнем месте, как правило, технически невозможно или экономически нецелесообразно. Для восстановления дорожной сети с повреждениями степени d5 необходимы изыскания транспортного коридора с менее опасными природными условиями и переустройство дороги на обходе полностью разрушенного участка, либо следует принимать специальные меры инженерной защиты территории от опасных природных процессов.
Наибольшие социально-экономические потери при 10-балльных землетрясениях вызывают оползни, обвалы, лавины, сели, цунами, а также выходящие на земную поверхность сейсмотектонические разрывы. Защита от катастрофических природных воздействий (устройство селезащитных плотин, цунамизащитных стен, цементация слабых грунтов и др.) требует привлечения значительных ресурсов. Наиболее эффективным способом защиты от опасных геологических явлений служит удаление дорог от неустойчивых горных склонов, цунамиопасных побережий и других мест проявления катастрофических поражающих факторов 10-балльных землетрясений.
7.6 Размеры области повреждений степеней d1- d5 транспортных сооружений при землетрясениях оцениваются по площади изосейст от 6 до 10 баллов, уровня сейсмостойкости сооружений и зависимости тяжести повреждений от силы землетрясения, представленной в таблице 6.1.
Для мостов и насыпей пониженной сейсмостойкости размеры областей повреждений допускается приближенно находить по графику (рисунок 7.1) в зависимости от магнитуды землетрясения.
 | |
| 516 × 426 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок 7.1 – Наибольшее расстояние от инструментального эпицентра до границы зоны повреждений мостов и насыпей при землетрясениях
8 Основные правила обеспечения безопасной эксплуатации железных дорог в зоне землетрясения
8.1 К сейсмически опасным для эксплуатации участкам дорог относится железнодорожный путь, расположенный в районах, где сила происшедшего землетрясения составила 6 баллов и более по шкале MSK-64.
Примечание - При силе землетрясения менее 6 баллов возможны ухудшение технического состояния сооружений в несейсмостойком исполнении, а также активизация склоновых процессов вблизи железных дорог.
8.2 Сведения о координатах эпицентра, глубине очага и магнитуде землетрясения должны поступать в управления дорог от Геофизической службы РАН, наблюдающей за сейсмическими событиями на территории Российской Федерации.
8.3 Для получения необходимых для обеспечения безопасности движения сведений управления дорог, расположенных в районах сейсмичностью 6 баллов и более по карте сейсмического районирования (см. приложение А СП 14.13330.2014), используют данные Геофизической службы РАН (региональных сейсмологических организаций), полученные в результате обработки дистанционных инструментальных записей землетрясения в районах прохождения подведомственных дорог, а также фактические данные о сейсмодислокациях на земной поверхности и развитии афтершокового процесса, включая оценку возможности повторных разрушительных толчков в зоне стихийного бедствия.
8.4 Состав требующейся службам эксплуатации сейсмологической информации, сроки и способ ее предоставления определяются совместно управлением дороги и Геофизической службой РАН (региональными сейсмологическими организациями) с учетом положений настоящего свода правил.
8.5 В зависимости от оценки силы землетрясения, инженерно-геологической обстановки и рельефа местности, расположения и состояния искусственных сооружений, высоких насыпей и глубоких выемок дежурные по станциям и дежурные поездные диспетчеры выдают приказы локомотивным бригадам. Приказы должны содержать требование продолжать движение с ограниченной скоростью с особой бдительностью и готовностью остановиться или прекратить движение на участках с возможными повреждениями пути.
8.6 Предварительно возможные повреждения пути в зоне стихийного бедствия оцениваются службами эксплуатации дороги согласно настоящему своду правил. Состояние дороги уточняется осмотром верхнего строения пути, земляных и других сооружений на станциях и перегонах, а также транспортных зданий согласно заранее разработанному плану, вводимому в действие управлением дороги.
8.7 Отмена предупреждений и ограничений установленной предупреждениями скорости движения поездов с восстановлением нормального режима эксплуатации проводится на основании сообщений начальников дистанций (пути, тоннельных сооружений, контактной сети, СЦБ и связи) об отсутствии или устранении вызванных землетрясением повреждений.
Приложение А (справочное) Повреждения железной дороги при разрушительном землетрясении в Армении 7 декабря 1988 г.
Согласно сообщениям сейсмологических организаций Армении, России и США землетрясение, происшедшее в Армении 7 декабря 1988 г. (Спитакское землетрясение), имело следующие стандартные параметры:
- широта и долгота инструментального эпицентра основного толчка fN=40,92; lE=44,20;
- глубина очага h = 11 км;
- магнитуда М = 6,8 (среднее значение по 17 наблюдениям).
Инструментальный эпицентр располагался в 10 км к северу от г. Спитак. Эпицентры 55 афтершоков, происшедших в течение первых суток после основного толчка, располагались в полосе шириной около 25 км, вытянутой на 80 км в субширотном направлении, соответствующем простиранию Памбак-Севанского глубинного разлома.
Сейсмотектонические дислокации вышли на земную поверхность на участке длиной около 35 км. На концах магистрального разрыва и на участках рыхлых четвертичных отложений дислокации исчезали. Наибольшее развитие поверхностные сейсморазрывы получили на центральном участке длиной около 10 км, расположенном между г. Спитак и железнодорожной станцией Налбанд. Обнаруженные здесь дислокации включали в себя взбросовую и сдвиговую составляющие. Относительное смещение крыльев разлома около 1,5 м (местами до 2,0 м). Сила землетрясения в эпицентре по макросейсмическим данным была равна 9 баллам.
По правилам дистанционных оценок настоящего свода правил критерий (см. 5.4) выхода сейсмотектонического разрыва на земную поверхность выполняется. Протяженность магистрального разрыва
. Математическое ожидание наибольшей амплитуды разрыва
. Длина и ширина зоны наибольших сотрясений составили 38,2 и 22 км соответственно. Сила землетрясения вблизи тектонических разрывов по 5.12 была равна 9 баллам, что соответствует оценкам по шкале MSK-64.
 | |
| 310 × 28 пикс. Открыть в новом окне | |
 | |
| 294 × 27 пикс. Открыть в новом окне | |
Железная дорога, соединяющая города Тбилиси и Ереван, была построена в 1898-1902 гг., электрифицирована в 1951-1952 гг. В последующий период проводились работы по развитию и модернизации дороги, включая частичную замену пролетных строений мостов и опор контактной сети.
На участке наибольших сотрясений между г. Спитак и железнодорожной станцией Налбанд железнодорожный путь проложен по долине р. Памбак. Здесь имеются насыпи, выемки, малые и средние мосты, автодорожные путепроводы через пути железной дороги, галерея, тоннель, транспортные здания и другие объекты транспортной инфраструктуры.
Наибольшие повреждения при землетрясении получила станция Налбанд. Станция устроена на площадке из пылеватого водонасыщенного песка, добытого из отложений р. Памбак. При строительстве насыпь была уложена на залегающую с наклоном в сторону р. Памбак поверхность туфа. Имевшая пониженную сейсмостойкость станция расположена в непосредственной близости от разлома, скрытого покровными отложениями. Фактическая тяжесть повреждений по 6.5.1 соответствует прогнозной по таблице 6.1.
При землетрясении часть насыпи на протяжении более 200 м из-за разжижения основания потеряла устойчивость. Насыпной грунт разделился на оползневые ступени, сместившиеся вниз по склону вместе со станционными путями. Относительное смещение ступеней (стенки отрыва) достигало 1,5-2,0 м. Сейсмооползнем полностью разрушены станционные пути, здание станции Налбанд, контактная сеть, устройства СЦБ и связи, опрокинуты вагоны товарного поезда. Повышенная тяжесть повреждений станции вызвана близостью тектонических разрывов и неблагоприятными местными инженерно-геологическими условиями.
Барьерные места на дороге образовались в скальных выемках и полувыемках пониженной сейсмостойкости в результате обвалов породы с откосов и склонов на путь. Обрушение глыб объемом до 10 м3 привело к частичному разрушению улавливающих стен из каменной кладки, опрокидыванию железобетонных опор контактной сети. Насыпи на подходах к мостам осели примерно на 50 см. Для восстановления проектных отметок земляного полотна потребовалось уложить около 5 000 м3 грунта. Обвалы породы на путь и осадка насыпей на подходах к мостам относятся к повреждениям степени d4, соответствующей прогнозу повреждений откосов и земляного полотна по таблице 6.1.
На станциях Спитак и Калтахчи землетрясением уничтожены здания вокзалов, тяговых подстанций, складов. Сброшено с опор тяжелое электротехническое оборудование (трансформаторы и выключатели подстанций). Около половины облегченных металлических опор контактной сети пониженной сейсмостойкости были сильно повреждены, что потребовало их замены или усиления оттяжками. Фактическое состояние электротехнического оборудования и опор контактной сети пониженной сейсмостойкости соответствовало повреждениям степени d3 по 6.4.2. Прогнозная тяжесть повреждений по таблице 6.1 оценивается степенью d3.
Мосты пострадали значительно меньше, чем земляное полотно, транспортные здания, контактная сеть и оборудование тяговых подстанций. Этот факт объясняется благоприятными инженерно-геологическими условиями в местах расположения мостов, а также тем, что их конструкции должны выдерживать большие горизонтальные и вертикальные нагрузки от подвижного состава.
Сильнее других был поврежден мост пониженной сейсмостойкости в г. Спитак, построенный в 1945 г. по схеме 2х16 м. Пролетные строения моста балочные из монолитного железобетона. Устои из бутовой кладки с арочными проемами. При толчке силой 9 баллов в кладке передней стенки левобережного устоя образовался разрыв, отделивший часть передней стенки от устоя. Сквозные трещины образовались также в кладке промежуточной опоры и правобережного устоя. Пропуск нагрузки по мосту из-за полученных повреждений был невозможен. Фактическая тяжесть повреждений моста по 6.4.2 равна d3, что совпадает с прогнозной оценкой по таблице 6.1.
Мост восстановлен по временной схеме за 6 сут. Вместо демонтированного железобетонного пролетного строения установлено металлическое. Левобережный устой полностью разобран с заменой поврежденной кладки бетонными блоками на цементном растворе. Промежуточная опора усилена железобетонной рубашкой. В проеме правобережного устоя установлена шпальная клетка с плотной подклинкой в замке свода.
Тоннель и галерея пониженной сейсмостойкости, сооруженные на участках выхода на поверхность скального грунта, получили повреждения в виде трещин раскрытием до 5-7 мм в каменной кладке. Плитное железобетонное перекрытие галереи сдвинулось на 20-25 мм. Припортальные улавливающие стены повреждены ударами падающих со склона скальных обломков.
После землетрясения потребовалось восстановить более 40 км рельсового пути, который при сейсмическом воздействии деформировался от сжатия и осадок грунта. В некоторых местах были разрушены стыки рельсов. В кривых участках пути образовались углы в плане. Землетрясение вызвало аварии подвижного состава при сходе вагонов с рельсового пути.
Избежать деформаций пути при землетрясениях силой 9 баллов и более практически невозможно. Поэтому при проектировании и эксплуатации дорог в районах разрушительных землетрясений следует предусматривать резервирование необходимого запаса рельсов, шпал и других элементов верхнего строения пути, а также щебня и других строительных материалов и конструкций для немедленного развертывания работ по устранению возникших повреждений.
Наблюдавшиеся при землетрясении повреждения железной дороги в основном соответствовали степени d3. В отдельных случаях (участки слабых водонасыщенных грунтов, места выхода на поверхность тектонических разрывов, транспортные здания в несейсмостойком исполнении) повреждения транспортной инфраструктуры оцениваются степенью d4 по настоящему своду правил.