ВСН 61-89. Изыскания, проектирование и строительство железных дорог в районах вечной мерзлоты (46699)

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ИЗЫСКАНИЯ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ В РАЙОНАХ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

             ВСН 61-89          

Минтрансстрой СССР

МОСКВА 1990

Разработаны ЦНИИС Минтрансстроя (д-р техн. наук Н.А. Перетрухин - руководитель темы; канд. техн. наук Э.Е. Асс; канд. геол.-минералог. наук С.М. Большаков; кандидаты техн. наук Е.И. Герасимова, Н.М. Глотов, А.М. Горелик, В.В. Гулецкий, С.X. Дарчиев; канд. геол.-минералог. наук М.К. Дружинин; канд. техн. наук Ю.Д. Дубнов; Ю.Г. Ефимов; кандидаты техн. наук С.Г. Жорняк, П.М. Зелевич, А.М. Козлов; М.И. Куранчев; д-р техн. наук В.Е. Меркин; канд. техн. наук Н.Д. Меренков; Г.П. Минайлов; кандидаты техн. наук А.А. Орел, В.В. Пассек, П.Г. Пешков, Б.Е. Славин; В.С. Соловьев; кандидаты техн. наук В.Я. Ткаченко, Е.А. Тюленев, К.Л. Хабибулин; И.Ф. Хвостик; кандидаты техн. наук Б.И. Цвелодуб, А.А. Цернант, Н.А. Цуканов, А.Н. Черемисова, В.П. Чернавский; д-р техн. наук В.П. Шурыгин; Н.Д. Юша, при участии: Ленгипротранса (В.С. Ахрамович, Н.И. Басалаев, Л.Н. Белишкин, Е.А. Бойцов; канд. техн. наук С.И. Гапеев; Л.А. Гинзбург, Л.Ш. Грингольц, И.И. Казарновский, К.И. Каменская, Ю.П. Костин, А.П. Кудрявцев, Ф.Ф. Лежепеков, Э.М. Мазурский; Б.А. Медвежинский, Л.И. Плинк, Е.П. Пыляй, Г.В. Румянцев); Мосгипротранса (М.И. Александрова, Г.А. Альперт, А.С. Гурков, М.Г. Дыкман, М.И. Карлинский, А.М. Литвак, А.П. Луппов, Л.В. Семченко, В.Е. Смирнов); Дальгипротранса (В.С. Бульба, В.И. Егоров, А.И. Каневский, Г.Н. Попов; канд. техн. наук В.И. Солодовников, В.Д. Теплицкий, В.Н. Шергин, Я.Е. Цесарский); МИИТа (д-р техн. наук М.И. Иванов; М.М. Иванов; кандидаты техн. наук Ю.И. Ковалев, Б.И. Косырев, Ж.Е. Рогаткина, М.Е. Филимонов; д-р техн. наук И.И. Черкасов; ЦНИИ МПС (кандидаты техн. наук В.В. Гаврилюк, П.И. Дыдышко); ТИСИ Минвуза СССР (канд. техн. наук Т.В. Потатуева), ХабИИЖТа МПС (канд. техн. наук И.И. Бахарев, Ю.Г. Супрунов); ЦП и ЦУЭП МПС (В.Г. Давыдов, Г.И. Куркова, С.В. Моргаев, В.В. Соколов, И.И. Томилин, О.С. Шебякин, А.П. Яриз).

Рассмотрены и подготовлены к согласованию Комиссией МПС СССР в составе: А.А. Петропавловский - председатель; Группа изысканий и мерзлотных исследований - А.П. Кондратченко, И.В. Турбин, И.И. Кантор; Группа земляного полотна - С.М. Рак, В.В. Соколов, В.В. Виноградов, С.М. Бельфер, Г.Г. Коншин, Д.Ф. Колгатин; Группа мостов и тоннелей - О.С. Шебякин, И.А. Иродов, К.И. Томилин, А.Л. Брик, В.Г. Храпов, Е.А. Коновалов; Группа зданий и сооружений и инженерных коммуникаций - Ю.И. Андреенко, А.В. Леонычев, К.М. Черемисов, Е.Г. Петров, А.И. Береза; Группа электрификации и энергоснабжения железных дорог - Е.А. Баранов, В.И. Подольский, А.А. Кудрявцев, Н.И. Латунин; Группа сигнализации, централизации, блокировки и связи - В.Б. Печененко, В.А. Шисляков; от Министерства транспортного строительства СССР - Н.А. Перетрухин, П.М. Зелевич.

Внесены ЦНИИС Минтрансстроя СССР.

Подготовлены к утверждению ЦНИИС и техническим отделом Главного научно-технического управления Минтрансстроя СССР.

С введением в действие ВСН 61-89 «Изыскания, проектирование и строительство железных дорог в районах вечной мерзлоты» утрачивают силу ВСН 61-61 «Технические указания по изысканиям, проектированию и постройке железных дорог в районах вечной мерзлоты»

Согласованы:

Госстроем СССР № ДП-1299-1 09.03.1982 г.;

Министерством путей сообщения СССР № А-7221 13.04.1988 г.

Введение

ВСН 61-89 содержит технические решения и указания, отражающие особенности выполнения проектно-изыскательских и строительных работ при строительстве и временной эксплуатации железных дорог в районах вечной мерзлоты.

Они разработаны в развитие и дополнение действующих нормативных документов, регламентирующих такие работы вне районов вечной мерзлоты. При этом учтены отечественный и зарубежный опыт, в том числе опыт проектирования, строительства и эксплуатации БАМ, соответствующие решения Комитета по земляному полотну научно-технических советов МПС и Минтрансстроя, а также результаты научно-исследовательских работ ЦНИИС, СибЦНИИС, Дальгипротранса, Томгипротранса и других институтов и организаций и соответствующие разработки в области инженерного мерзлотоведения за период 1961 - 1988 гг.

Нормы и положения ВСН 61-89 направлены на рациональное решение инженерных задач с учетом особенностей местных природных условий и необходимости обеспечения нормальной работы железнодорожных сооружений в условиях эксплуатации при наилучшем сочетании строительных и эксплуатационных затрат.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Нормы распространяются на изыскания, проектирование, строительство и временную эксплуатацию железных дорог колеи 1520 мм в районах вечной мерзлоты.

1.2. Инженерно-технический персонал, выполняющий работы по изысканиям, проектированию и строительству железных дорог в районах вечной мерзлоты, должен быть знаком с основами инженерного мерзлотоведения, настоящих Норм, а также другими нормативными документами, регламентирующими отдельные виды работ.

1.3. Железнодорожные здания и сооружения следует проектировать на основе системного использования материалов мерзлотно-инженерно-геологических, гидрогеологических и гидрометеорологических изысканий и исследований, выполняемых в соответствии с требованиями действующих нормативных документов и настоящих Норм.

Возможность использования участков трассы и строительных площадок с наличием термокарста, наледей и других мерзлотных явлений следует устанавливать на основе результатов мерзлотно-грунтовых исследований и прогноза влияния мерзлотных явлений на эксплуатационную надежность железнодорожных зданий и сооружений.

1.4. Для инженерной оценки мерзлотно-грунтовых и других природных условий, а также для прогноза их изменения в процессе инженерного и хозяйственного освоения территории требуются данные, характеризующие в пределах строительных площадок и отдельных участков трассы:

климат;

распространение и залегание вечномерзлых грунтов;

вид, состав, сложение, строение и температурный режим грунтов;

мощность деятельного слоя;

физико-механические и теплофизические свойства грунтов в мерзлом и талом состояниях;

наличие, режим и свойства грунтовых вод;

мерзлотные процессы (морозное пучение, бугры пучения, наледи, подземный лед, термокарст, солифлюкция, трещино-образование).

Методы обеспечения устойчивости, прочности и долговечности сооружений

1.5. При проектировании железных дорог необходимо учитывать, что основными причинами нарушения устойчивости, прочности и нормальной работы зданий и сооружений в районах вечной мерзлоты являются большие по величине и неравномерные по площади осадки вечномерзлых грунтов основания, возникающие вследствие повышения их температуры и оттаивания в процессе эксплуатации, а также воздействие наледного процесса и морозного пучения грунтов. Поэтому сооружения следует, по возможности, размещать на крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтах без включения льда, при оттаивании которых могут возникать равномерные осадки, допустимые для данного сооружения, а также на скальных основаниях.

1.6. При размещении сооружений на вечномерзлых грунтах, оттаивание которых сопровождается появлением больших по величине и неравномерных по площади осадок, обеспечение устойчивости сооружений, а также уменьшение величины их осадок может быть достигнуто:

применением мероприятий, обеспечивающих сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии в течение строительства и всего периода эксплуатации сооружений;

регулированием зоны оттаивания посредством применения теплоизоляции, охлаждающих устройств и соответствующего пространственного решения сооружения;

конструктивным приспособлением сооружения к неравномерным осадкам1 при оттаивании грунтов основания в период эксплуатации;

1 Этот метод не применим к мостам и водопропускным трубам.

подготовкой искусственного основания сооружений посредством предварительного оттаивания грунтов основания и последующего улучшения их строительных свойств, устройства подсыпок, замены слабых и пучинистых грунтов дренирующими и т.д.;

осуществлением мероприятий, рассчитанных на предотвращение деформаций сооружений от воздействия морозного пучения грунтов.

1.7. Выбор способов обеспечения устойчивости сооружений и уменьшения осадок следует осуществлять на основе результатов технико-экономического сравнения вариантов по строительно-эксплуатационным показателям.

При этом необходимо учитывать следующее:

мероприятия по сохранению грунтов основания в мерзлом состоянии назначаемые по надежным результатам теплотехнических расчетов, требуют тщательного выполнения проектных решений при строительстве и постоянного надзора за состоянием сооружений в период их эксплуатации. Нарушение даже одного из этих условий, как правило, приводит к деформациям сооружений и к затратам средств на их устранение, превышающим иногда первоначальную стоимость строительства;

подготовка искусственного основания и конструктивное приспособление сооружения к неравномерным осадкам должны предусматривать минимальные размеры эксплуатационных затрат, связанных с возникающими осадками оттаивающих грунтов основания.

1.8. Разработку мероприятий, направленных на обеспечение устойчивости зданий и сооружений, следует выполнять с учетом:

их вида, назначения и размеров;

теплового режима грунтов основания в естественных условиях;

теплового режима и других условий эксплуатации;

взаимного теплового влияния сооружений, расположенных на строительной площадке, а также сооружений, намеченных к возведению в перспективе;

возможных изменений мощности снежного покрова, мерзлотно-грунтовых, гидрогеологических и других естественных условий в связи с постройкой данного сооружения, а также сооружений, намечаемых к возведению в будущем;

состояния и строительных свойств грунтов основания (их льдонасыщенности, несущей способности, величины осадки и пучения, а также фильтрационных свойств при оттаивании и т.д.);

скорости и глубины оттаивания грунтов основания после постройки сооружения;

наличия грунтовых и поверхностных вод, возможности их отвода;

данных микросейсморайонирования;

сезона и продолжительности строительства;

результатов прогноза изменения теплового режима вечномерзлых грунтов основания, выполненного на основе теплотехнических расчетов;

величины и характера действующих на сооружение и грунты его основания нагрузок (статических, вибрационных и т.д.).

1.9. Способы обеспечения устойчивости сооружений должны быть намечены и обоснованы на стадии разработки предпроектной документации - технико-экономического обоснования (ТЭО) и уточнены при разработке проекта и рабочей документации.

1.10. Конструкции всех запроектированных сооружений, организация строительных работ, а также режим эксплуатации должны соответствовать принятому методу обеспечения устойчивости сооружения и гарантировать его нормальную работу в течение всего срока службы.

1.11. Строительство сооружений с применением различных методов обеспечения их устойчивости на одной строительной площадке может быть допущено в случаях, когда в процессе строительства и эксплуатации новых сооружений исключена возможность нарушения устойчивости действующих сооружений в результате их взаимного теплового влияния.

1.12. Здания и сооружения на вечномерзлых грунтах следует проектировать с учетом опыта проектирования, строительства и эксплуатации существующих зданий и сооружений вблизи проектируемой железной дороги и в аналогичных природных условиях а также результатов прогноза изменений естественных мерзлотно-грунтовых условий, состояния и свойств грунтов в результате хозяйственного освоения территории и выполнения строительных работ.

2. ИЗЫСКАНИЯ

Общие требования

2.1. Изыскания новых железнодорожных линий следует выполнять в соответствии с требованиями главы СНиП 1.02.07-87. В районах вечной мерзлоты, ввиду сложных условий трассирования, требующих большого объема специальных обследований, изыскания следует выполнять, как правило, в три этапа: для разработки технико-экономического обоснования (ТЭО); для разработки проекта и детализирующие - для рабочей документации. При этом независимо от этапности проектирования инженерные изыскания необходимо выполнять для выбора направления трассы и по выбранному направлению.

На особо сложных в инженерно-геологическом и мерзлотно-грунтовом отношениях участках трассы, где неблагоприятные природные явления могут быть исследованы только в процессе длительных наблюдений, следует проводить дополнительные, а при необходимости - неоднократные изыскания и стационарные наблюдения. В пределах таких участков следует рассматривать при необходимости варианты проектирования и строительства долговременных обходов.

2.2. Основной задачей изысканий является сбор и анализ данных по конкурирующим вариантам линии об инженерно-геологических, мерзлотно-грунтовых, гидрогеологических, климатических и других особенностях природных условий района, необходимых для выбора оптимальных по технико-экономическим показателям положения трассы и проектных решений, обеспечивающих надежность и долговечность земляного полотна, водопропускных и других железнодорожных сооружений.