Технологические и инженерные решения на трассе М-12 - и в строительстве, и в эксплуатации

Отечественная разработка «Свободный поток» на нулевом этапе трассы в Подмосковье

Российские специалисты достигли высоких результатов в импортозамещении оборудования и ПО для безбарьерной системы взимания платы на скоростных автодорогах. Концерн «Телематика», занимающийся реализацией интеллектуальных инфраструктурных проектов для автомобильного и железнодорожного транспорта страны, по заказу ГК «Автодор» разработал инновационное решение для оплаты проезда на скорости - систему «Свободный поток».

В эксплуатации и строительстве конструкция на 15-20 % дешевле, чем ее барьерный предшественник. Среди преимуществ системы для водителей - возможность оплачивать услуги без замедления движения для проезда через шлагбаумы. Экономически оправдавший себя способ взимания платы уже действует на первом пусковом комплексе нулевого этапа в Московской области. Движение по этому участку М-12 Президент России Владимир Путин открыл 8 сентября. На участке при проезде через рамку с датчиками камеры автоматически определяют габариты автомобиля, распознают госномера регистрации и считывают информацию с транспондера. «Свободный поток» российские дорожники применяют на практике второй раз, однако на участке М-12 в его структуре появились новые элементы - дополнительный контейнер в придорожной полосе, обеспеченный системой беспрерывного питания на случай отключения электричества, и добавочные компоненты рамки - камеры для распознавания транспортных средств.

Переход на безбарьерный тип взимания платы - это общемировая тенденция, более 40 % платных дорог в мире уже перешли на него. В России программное обеспечение данной системы стопроцентная разработка концерна «Телематика»: центральная система, платформа формирования транзакций, а также софт всего периферийного оборудования, установленного на дорожных рамках. Распознавание автомобилей также будет осуществляться отечественным сертифицированным комплексом фотовидеофиксации.

На всем протяжении дороги М-12 «Москва - Казань» запроектировано 19 таких рамок и предусмотрены резервные. Они обеспечат стабильное и непрерывное функционирование системы. Предполагается, что внедрение технологии на платных трассах улучшит экологическую обстановку за счет отсутствия ожидания на пунктах оплаты, а также увеличит пропускную способность дорог и сократит время проезда для автомобилистов.

Погружение свай в оболочки при возведении опор моста через Волгу

На трассе М-12 возведут 350 искусственных сооружений, самые масштабные из них - это мосты через реки Волга, Сура и Ока. Сооружение протяженностью более 3362 метров через Волгу строят в Республике Татарстан в рамках реализации восьмого этапа.

Автомобильный поток будет пересекать линию судового хода на высоте более 40 метров. Общий вес металлоконструкцией пролетного строения обоих направлений - 14 тыс. тонн, что сравнимо с весом целой Эйфелевой башни и еще одной ее половины. Глубина реки составляет до 19 метров, а полная высота опор достигнет 50 метров. От уровня воды эти бетонные сооружения поднимутся на 37 метров. Для ускорения темпов строительства сооружения применят технологию погружения свай в оболочки. Это связано также с глубоководьем. Стандартный вариант с шпунтовым ограждением и распорной многоярусной системой потребовал бы больше материала и более длительного срока строительства.

Мостовики применили альтернативный метод - использовали металлическую оболочку, имеющую меньший вес и которая находится полностью в сборе. Сама по себе металлическая оболочка - это вертикальная труба диаметром почти 10 метров и высотой 20 метров. Состоит 100-тонная конструкция из пяти секций, каждую из которых специалисты подготавливают на производственной базе в селе Шеланга, затем перевозят на плавсредствах, собирают на объекте и опускаются на дно Волги при помощи мощных гидравлических кранов-домкратов, способных создать усилие до 300 тонн. Большая часть готовой оболочки всегда скрыта под водой. Каждая секция собирается около суток, еще сутки идет монтаж. Процесс происходит следующим образом: на буровую платформу заезжает специальный станок и через предварительно погруженную защитную трубу диаметром 1,8 метра осуществляет бурение. Затем специалисты откачивают воду и приступают к устройству вертикальных буронабивных свай диаметром 1,5 метра. На каждую опору предусмотрено 18 свай, по 9 свай на каждую оболочку. После осторожного демонтажа опалубки, котлован затапливают. Оболочку поднимают домкратами и вывозят для использования при строительстве следующих опор. Сваи под опоры на сегодняшний момент уже выполнены, от существующей платформы их максимальная глубина бурения составила 55 метров, от уровня дна - порядка 37 метров.

Преимущество конструкции, во-первых, в ее металлоемкости. Во-вторых, она позволяет достичь максимальной осушенности котлована, то есть воды практически там нет, поэтому производство работ проходит комфортнее и без дополнительных откачек. В-третьих, собрать ее удается гораздо быстрее - в течение 10 суток, в итоге на обустройстве каждой из опор удалось сэкономить около месяца.

Отмечается, что из-за разности высоты берегов опоры на одном из них выше. Максимальная высота некоторых из конструкций достигает 45 метров. При этом если смотреть от уровня проезда автотранспорта, то высота от уровня воды составляет порядка 50 метров.

В ходе строительства моста через Волгу подрядчик отмечает некоторые трудности с доставкой бетона из-за высоты правого берега. Опустить бетон или какой-то транспорт на высокий берег невозможно, поэтому мостостроители используют метод перекачки. С помощью двух бетононасосов материал заливают в бетоносмеситель и уже по наведенному наплавному мосту, состоящему из барж, доставляют его к месту работ. При строительстве сооружений используются стандартные высокомарочные бетоны с повышенной водонепроницаемостью и морозостойкостью.

Для удобства доставки материалов на другие части построили временные сооружения, по которым доставляется груз, в том числе бетон, а также строительные материалы и арматура. Часть материала перевозят по воде, с причалов, которые заготовлены для этого. Также все причалы в округе задействованы на заготовке инертных материалов, в том числе песка. На сегодняшний день песок заготавливается в объеме 17 тыс. тонн ежесуточно.

Непрерывное бетонирование скользящей опалубкой

Для строительства моста через Осипов овраг на участке трассы в Татарстане подрядчик выбрал технологию непрерывного бетонирования скользящей опалубкой. Технология напоминает 3D принтер, который позволяет печатать любую конструкцию (в данном случае конструкцию опор) в быстром темпе - от 0,5 до 5,5 метра в сутки. Скользящая опалубка выставляется на отметке нуля, и потом нужно успевать устанавливать арматуру, закладные и укладывать бетон.

Высота опоры № 2 моста через Осипов овраг составила 32 метра, опоры № 3 - 35 метров. Работы завершили быстрее в три раза - за 12 смен в круглосуточном режиме. Это минимизировало трудовые затраты и объемы материалов. Многотонные краны для монтажа не понадобились.

Преимущество технологии по устройству опор скользящей опалубкой непрерывного бетонирования - в сокращении сроков работ. Если бы бетонирование проводилось методом обычной переставной опалубки с помощью дополнительных поддерживающих конструкций, то сроки бы значительно возросли. Технологию можно использовать на косогорье, в труднодоступных местах. Мостовики не привязаны к рельефу местности, им удается сократить расходы на работы тяжелой спецтехники и на все остальные вспомогательные конструкции. Завершить строительство планируют в марте 2023 года. К этому времени полностью завершится бетонирование 228 метров пролета. К июню специалисты планируют обеспечить проезд по пролетному строению.

Технологию скользящей опалубки для ускорения сроков строительства также применят для возведения моста через реку Свияга, который свяжет Кайбицкий и Апастовский районы с Верхнеуслонским районом Татарстана. Протяженность четырехполосного сооружения составит 1,36 км, ширина - порядка 20 метров.

Решение проблем с карстовыми провалами и сложными грунтовыми условиями

В процессе геологических изысканий на седьмом этапе строительства в районе будущего моста через реку Свияга в Татарстане были обнаружены карстовые образования. На шести опорах мостовикам пришлось выполнить работы по предупреждению подобных пустот. В этой местности карстовые образования не редкость, однако на объектах данного этапа это была единственная подобная точка. Поэтому на шести опорах в период осени 2021 года и весны 2022 года специалисты выполнили работы по заполнению карстовых пустот.

На правом берегу реки Волга в рамках реализации восьмого этапа мостовикам придется выполнить самую большую выемку грунта. Согласно проекту, объемы составят 9 млн кубометров. Часть грунта после этого уйдет в насыпь, часть - в согласованные резервы. Если перевести тонны в КАМАЗы, то ежедневно с выемки правого берега вывозится около 3 тыс. КАМАЗов - это 5 тыс. кубов грунта.

Принятие новых технологических и инженерных решений при строительстве трассы М-12 - необходимость. Это связано со жатыми сроками реализации проекта, географическими особенности местности, где проходят работы, и обязательством по соблюдению бюджетных лимитов. Специалисты отмечают, что самая инертная часть строительной отрасли - мостостроение, поскольку речь идет про надежность, безопасность и ответственность. Как правило, любые инновации в данной отрасли встречают с опасением, однако в данном случае мостостроители имеют возможность поэкспериментировать в части внедрения современных технологий.

Руководитель проекта М-12 ГК «Автодор» Виталий Шмаров отметил, что для тех, кто строит - это большой вызов, несмотря на доверие. В моменты, когда у дорожников получается достигнуть характеристик, которые сокращают сроки работ и повышают их качество, можно говорить о перспективах тиражирования этого опыта и в другие проекты и, соответственно, менять отрасль в плане качества.