Geležinkeliai

Iššūkis – geležinkelių priežiūros poreikio mažinimas

457 mylių ilgio pagrindinis šiaurės rytų koridorius nuo Vašingtono iki Bostono yra vienas didžiausių geležinkelių koridorių pasaulyje, kuriuo kasdien pravažiuoja 2 200 keleivinių ir krovininių traukinių. Probleminė kelio atkarpa Merilando valstijoje eina per minkštą molio posluoksnį su prastu drenažu, kuris užteršia balastą. Greitieji geležinkeliai yra labai imlūs bėgių kelio geometrijos pablogėjimui. Dėl to reikia dažnai, kas 3–4 mėnesius, ir brangiai užtaisyti, o tada ribojamas greitis bei suprastėja aptarnavimas.

Inovatyvi technologija greitiesiems geležinkeliams

Vykdydama Federalinės geležinkelių administracijos (FRA) programą, skirtą skatinti naujoviškoms technologijoms, kurios patobulins greituosius geležinkelius, „Amtrak“ (JAV nacionalinė geležinkelių bendrovė), „Harsco Rail Consulting Group“ ir Kolumbijos universitetas įvertino keletą geosintetinių sprendimų. Spustelėkite čia norėdami perskaityti prof. Alano Zarembskio atsiliepimą.

„Neoloy“ geokoriai užtikrina geriausią geležinkelio bėgių sutvirtinimo našumą

Įvertinus keletą grunto stabilizavimo sprendimų, įskaitant drėgmės barjerus, geotinklus ir HDPE geokorius, „Neoloy“ geokorių bėgių kelio sutvirtinimo rezultatai buvo geriausi.

• Bėgių kelio priežiūros intervalai buvo sumažinti 7 kartus.
• Bėgių kelio kokybės indekso (TQI) balas buvo pagerintas 2 kartus.
• Tikimasi, kad investicijų grąža (IG) bus gauta per metus.

„Neoloy“ geokoriai – geriausias sprendimas geležinkelio bėgiams sutvirtinti

„Neoloy“ geokoriai yra pagaminti iš unikalaus naujojo polimerinio lydinio (NPA), pasižyminčio toliau išvardytomis savybėmis.

• Didelis atsparumas tempimui – didelis grunto sutvirtinimo koeficientas
• Maža liekamoji deformacija (valkšnumas) veikiant apkrovai – išlaiko ilgalaikį našumą
• Didelis elastinis standumas – išlaiko didelį spaudimą be deformacijos

Šios savybės užtikrina geriausią geležinkelio bėgių kelio sutvirtinimo našumą – bėgių kelio geometrija išsaugoma ilgam ir mažesnėmis sąnaudomis.

„Neoloy“ geokorio sistema yra pagrįsta hibridine geokorio konstrukcija ant geotinklo darbinės platformos. D kategorijos (sunkias apkrovas atlaikantys) „Neoloy“ geokoriai buvo įrengti ties balasto / sluoksnio po balastu sąsaja. Geotinklas buvo paklotas ant pagrindo sluoksnio kaip darbinė platforma.

Greitas įgyvendinimas, greita investicijų grąža

Žinių perdavimas „Amtrak“ įrengimo komandai vyko sklandžiai. Visa operacija buvo atliekama per ilgąjį savaitgalį, kai bėgių kelias neveikė. Buvo naudojamas standartinis „Amtrak“ kokybiškas balastas ir sluoksnis po balastu. „Neoloy“ poveikis buvo pastebimas iš karto – sunkvežimiai, vežantys užpildą, priartėdami prie įrengimo vietos padarė stiprias provėžas ant šlapio purvo posluoksnio, tačiau lengvai įveikė vietas, kuriose jau buvo įrengti „Neoloy“ geokoriai, nepalikdami provėžų.

Skaitykite daugiau

Čerčilis – itin atokus Manitobos šiaurėje esantis miestas, kuriame gyvena apie 1 000 gyventojų. Šis tik laivu, oru arba geležinkeliu pasiekiamas miestas yra populiari vieta, į kurią turistai atvyksta pamatyti baltųjų lokių, banginių ir šiaurės pašvaistės. Tačiau kai 2017 m. pradžioje potvynis išplovė 30 geležinkelio atkarpų (iš viso 2 km), miestas beveik 18 mėnesių buvo atskirtas nuo sausumos. Nesant geležinkelio ir patikimo būtiniausių prekių tiekimo, buvo paveiktas gyventojų, taip pat maždaug 40 vietovės Pirmųjų Tautų bendruomenių, gerovės jausmas. Buvo būtinas sprendimas, kaip sutvarkyti geležinkelio liniją.

Čerčilis yra ekotone tarp trijų regionų: borealinio miško, arktinės tundros ir Hadson Bėjaus. Geležinkelio linija mažai apsaugojo nuo stichijų, todėl oro sąlygos tapo ekstremalesnės. Žemė buvo minkšta, o CBR buvo 1 %. „Paradox“ tinkamai parengė savo komandą ir iš anksto suplanavo „Neoloy Tough Cells“ technologijos naudojimą, siekiant sutaisyti geležinkelio liniją ir padaryti ją atsparią sudėtingoms sąlygoms.

Tvarios infrastruktūros projektavimas su ribotais inžineriniais duomenimis visada yra sudėtingas, ypač kai kalbama apie vietovę, kurioje žala aplinkai turėtų būti minimali. Šimtmečio senumo Gilamo ir Čerčilio geležinkelio linijos sankryžos atkūrimas kėlė panašių iššūkių, nes ji ėjo per didžiulį Manitobos šiaurės amžinojo įšalo regioną.

 „Geležinkelio linija buvo apgadinta dėl potvynio ir galimos žalos amžinajam įšalui. Atsižvelgiant į atšiaurius žiemos orus, trumpesnį tiesimo sezoną ir linijinę tiesimo seką, mums reikėjo sprendimo, kuris padėtų išspręsti visas šias problemas ir užbaigti darbus per pagrįstą laiką ir su pagrįstu biudžetu.“ Dr. S. Pokharel, „Stratum Logics“, geotechninės ir EPCM paslaugos

„NEOLOY® TOUGH CELLS“ SPRENDIMAS

Tipiškas geležinkelis turi atitikti pačius sudėtingiausius reikalavimus – atlaikyti oro sąlygas ir jo bėgiais važiuojančių krovinių svorį, greitį bei dažnumą. Pridėkite amžinąjį įšalą ir liūną, kad padidintumėte iššūkį. Čia praverčia „Neoloy® Tough Cells®“ technologija. „Tough Cells“ – korinio izoliavimo ir grunto stabilizavimo gaminys, PRS pagamintas iš naujojo polimerinio lydinio (NPA), – yra unikaliai pritaikytas geležinkeliams tiesti amžinojo įšalo ir liūnų zonose, kuriose nestabilus posluoksnis gali sukelti balasto pasklidimą į šonus ir skirtingą sankasos nusėdimą. „Tough Cells“ korio struktūra užtikrina šoninį balasto suvaržymą ir leidžia visam bėgių keliui nusėsti kartu. Tai prailgina sankasos eksploatavimo trukmę ir sumažina priežiūros išlaidas. Tinkamai naudojant „Tough Cells“ amžinojo įšalo sąlygomis, taip pat galima išvengti tirpimo, o taip dar labiau išsaugomas sankasos vientisumas. Palyginti su įprastais žemės stabilizavimo metodais, „Tough Cells“ statybai reikia mažiau laiko, ji yra ekonomiškesnė ir paliek žymiai mažesnį anglies pėdsaką. Dėl atokios vietos reikalingų medžiagų ir „Paradox“ darbuotojų gabenimas buvo sudėtingas. Per 50 mylių kelionę su dideliu kroviniu traukinys galėjo važiuoti tik 7 mylių per valandą greičiu. Geležinkelio greitis buvo 15–20 km/h, todėl kelionė buvo lėta. „Paradox“ komanda savo ruožtu turėjo iš anksto atitinkamai planuoti, kad komandai būtų pakankamai medžiagų ir suplanuoto darbo. Be to, „Paradox“ pakartotinai panaudojo vietoje esančias medžiagas, siekdama užtikrinti, kad tiekimo lygis būtų pastovus.

Privalumai

Sumažėjęs balasto medžiagų nusėdimas ir užteršimas dėl posluoksnio dilimo.

Privalumai

Stabilus bėgių kelias, pagerintos paslaugos, sumažintas priežiūros poreikis.

Rezultatai

„Paradox“ užbaigė projektą per mažiau nei 60 dienų – anksčiau nei buvo numatyta, kokybiškai ir neviršydama biudžeto bei laikydamasi aukščiausių kokybės standartų.

Geležinkeliui veikiant ir galint saugiai bei efektyviai dirbti nepaisant sąlygų, Čerčilis ir aplinkinės bendruomenės dabar turi nuoseklią ir patikimą prieigą prie būtiniausių prekių.

Vaizdo įrašas apie „Neoloy® Tough Cell“ sprendimo naudojimą Hadson Bėjaus geležinkelio linijos remonto projekte

Rusijos geležinkeliai (RŽD) yra vyriausybei priklausanti Rusijos geležinkelių bendrovė, viena didžiausių pasaulyje pagal darbuotojų skaičių (1,2 mln.), srautą, riedmenis ir bėgių kelio ilgį.

Archangelsko provincijoje RŽD (Rusijos geležinkelių) bėgių pylimas ir konstrukciniai atraminiai sluoksniai, einantys per amžinojo įšalo pelkes, yra nuolat deformuojami. „Neoloy“ geokoriai buvo panaudoti siekiant sutvirtinti bėgių kelio formavimo sluoksnius pažeistose atkarpose, suformuojant pusiau standžią siją, kuri užtikrina vienodą standžią viršutinių konstrukcinių sluoksnių atramą ir sumažina nusėdimą bei susikaupusią degradaciją, kurią sukelia silpnas posluoksnis.

„Neoloy“ geokorių sprendimas – padidina greitį ir apkrovas

Pašalinus seną bėgių kelią ir balastą, sluoksnyje po balastu buvo paklotas 15 cm „Neoloy“ sluoksnis. Užpildas buvo sudarytas iš smėlio-žvyro mišinio su 6–10 cm sutankintu užpilamuoju sluoksniu. Užpildas buvo išmetamas iį bėgių latako, iš kelių metrų aukščio, bet standžios korio sienelės pažeistos nebuvo. Ant viršutinių sluoksnių buvo paklotas naujas 60 cm balasto sluoksnis, nauji pabėgiai ir bėgiai.

RŽD Geotechninio vertinimo centro vadovas Vitalijus Leoniukas teigė, kad: „Neoloy“ sutvirtinimo pagrindo bazės sluoksnis apsaugo nuo pylimo ir konstrukcinių sluoksnių deformacijų dėl dinaminės apkrovos“ ir „leidžia traukiniams pravažiuoti per šias problemines atkarpas didesniu greičiu ir esant didesnei ašies apkrovai“.  RŽD planuoja įrengti 68 tūkstančių kv. m „Neoloy“ geokorių, atkuriant 13,6 km probleminio bėgių kelio šiame šiauriniame regione.

Privalumai

• Eksploataciniai: 40 % didesnės apkrovos ir 30 % didesnis greitis
• Inžineriniai: padidinta laikomoji galia, sumažintas konstrukcinio sluoksnio storis, užkertamas kelias užpildo dilimui
• Medžiagų: ilgalaikis atsparumas valkšnumui, oksidacijai, kraštutinėms temperatūroms, ultravioletiniams spinduliams
• Ekonominiai: mažesnės pradinės statybos sąnaudos, ilgalaikis balasto ir bėgių kelio ilgaamžiškumas, padidėjęs saugumas ir patikimumas, leidžia priežiūrai skirtą biudžetą leisti naujoms bėgių kelio statyboms

Vykdydama bėgių kelio modernizavimo ir atnaujinimo bei naujų linijų tiesimo programą, „Israel Railways“ pasirinko „Neoloy“ geokorio technologiją kaip pageidaujamą bėgių kelio atkūrimo metodą virš probleminio posluoksnio. Tai apima apkrovos palaikymą virš minkštų smėlingų gruntų ir riebių molingų gruntų tūrinių pokyčių suvaržymą.

Nauja 16 km pietinė geležinkelio linija iš Tel Avivo eina per daugybę priemiesčių, iš pradžių pastatytų ant smėlio kopų. Kadangi trasa eina per silpną posluoksnį, geležinkelių vadovybė ir geotechnikos konsultantai nusprendė panaudoti „Neoloy“ geokorius visos linijos posluoksniui sutvirtinti. Be to, kad pagerina laikomąją galią, „Neoloy“ buvo pasirinktas dėl bendro našumo, patvarumo ir ilgalaikio sąnaudų taupymo bėgių kelio eksploatavimo ir priežiūros metu.

Įprastinis metodas

Įprastiniai posluoksnio gerinimo metodai apima storą brangaus balasto sluoksnį bei sluoksnį po balastu ir (arba) geotinklų naudojimą siekiant sutvirtinti. Tačiau geotinklams reikia aukštos kokybės sluoksnio po balastu užpildo, o jų izoliavimo zona yra ribota. Sluoksnio po balastu sumažinimas yra minimalus ir šiems sprendimams reikia dažnos priežiūros.

„Neoloy“ geokorio sprendimas

Geležinkelio linijoje tarp Tel Avivo ir Ašdodo sluoksniui po balastu sutvirtinti buvo panaudoti 20 cm sienelės aukščio „Neoloy“ geokoriai. Iš viso jų 12 m pločio sekcijose 16 km geležinkelio trasoje įrengta 200 000 kv. m. Vidutinės klasės smulki granuliuota užpildymo medžiaga buvo pakankama geležinkelio posluoksniams didelės apkrovoms išlaikyti. „Neoloy“ vertikali poveikio zona užtikrina 30–50 % didesnį izoliavimą ir sutvirtinimą nei kiti sprendimai, o užpildo ir balasto užpildo dilimas ženkliai sumažėja. Rezultatas yra tas, kad bėgių kelio geometrija išlaikoma ilgesnį laiką, todėl sumažėja brangių priežiūros ciklų skaičius.

PRIVALUMAI

• Reikalingo kasimo gylio sumažinimas
• Periodinės priežiūros ir atkūrimo poreikio sumažinimas
• Ekonomiškas ir greitas įrengimas
• Leidžia naudoti didesnį greitį ir taikyti sunkesnes apkrovas nepabloginant bėgių kelio
• Lauko bandymais įrodyta, kad bėgių kelio priežiūros ciklus naudojant „Neoloy“ geokorius galima pailginti 3 kartus