Dzelzceļi

Izaicinājums – dzelzceļa apkopes samazināšana

457 jūdžu pamatlīnija – Ziemeļaustrumu koridors no Vašingtonas līdz Bostonai, ir viens no lielākā apjoma dzelzceļa koridoriem pasaulē, pa kuru katru dienu kursē 2200 pasažieru un kravas vilcieni. Problemātiska ceļa daļa, kas atrodas Merilendas štatā, iet caur mīkstu māla grunts pamatni ar sliktu drenāžu, kas bojā balastu. Ātrgaitas dzelzceļa līnijas ir ļoti jutīgas pret sliežu ģeometrijas degradāciju. Tas prasa biežu, dārgu blietēšanu ik pēc 3-4 mēnešiem un noved pie ātruma ierobežojumiem un pakalpojumu kvalitātes pasliktināšanās.

Inovatīva tehnoloģija ātrgaitas dzelzceļam

Kā daļu no Federālās dzelzceļa administrācijas (FRA) programmas, lai veicinātu inovatīvas tehnoloģijas, kas veicinās ātrgaitas dzelzceļu, Amtrak (ASV Valsts dzelzceļa korporācija), Harsco Rail Consulting Group un Kolumbijas Universitāte – ir izvērtējuši vairākus ģeosintētisko materiālu risinājumus. Klikšķiniet šeit, lai lasītu prof. Alana Zarembski atsauksmi.

Neoloy ģeošūnas nodrošina labāko sniegumu dzelzceļa sliežu nostiprināšanai

Izvērtējot vairākus augsnes stabilizācijas risinājumus, tostarp mitrumizturīgas barjeras, ģeorežģus un HDPE ģeošūnas – Neoloy ģeošūnas uzrādīja vislabākos rezultātus sliežu ceļu uzlabošanai:

• Sliežu ceļa uzturēšanas cikli tika samazināti par 7.
• Sliežu ceļa kvalitātes indeksa (TQI) punktu skaits tika uzlabots par 2.
• Paredzams, ka ieguldījumu atdeve (ROI) būs gada laikā.

Neoloy ģeošūnas – labākais risinājums dzelzceļa sliežu nostiprināšanai

Neoloy ģeošūnas ir izgatavotas no unikāla jaunā polimēru sakausējuma, kas nodrošina šādas īpašības:

• Augsta stiepes izturība – augsts zemes pastiprinājuma faktors
• Zema paliekošā deformācija (šļūde) zem slodzes – uztur ilgtermiņa veiktspēju.
• Augsta elastīgā stingrība– iztur augstu slodzi bez deformācijas.

Šīs īpašības nodrošina labāko dzelzceļa sliežu ceļu nostiprināšanas veiktspēju – sliežu ceļa ģeometrija tiek saglabāta ilgtermiņā un par zemākām izmaksām.

Neoloy ģeošūnu sistēma ir balstīta uz hibrīda struktūru ģeošūnu uz ģeorežģu darba platformas. D kategorijas (lieljaudas) Neoloy ģeošūnas tika uzstādītas balasta/apakšbalasta saskarnē. Ģeorežģis tika uzstādīts uz grunts pamatnes slāņa kā darba platforma.

Ātra īstenošana, ātra ieguldījumu atdeve

Zināšanu nodošana Amtrak uzstādīšanas komandai noritēja gludi. Viss darbs notika nedēļas nogalē, kad sliežu ceļš tika slēgts. Tika izmantots standarta Amtrak kvalitātes balasts un apakšbalasts. Neoloy ietekme bija pamanāma uzreiz – kravas automašīnas, kas veda pildījumu uzbērumam, tuvojoties uzstādīšanas vietai radīja nopietnas rievas uz slapju dubļu pamatnes, bet viegli bez jebkādām rievām šķērsoja zonas, kuros Neoloy ģeošūnas jau bija uzstādītas.

Lasīt vairāk

Čērčila ir ļoti nomaļa pilsēta Ziemeļu Manitobā, kurā dzīvo ~1000 iedzīvotāju. Tā sasniedzama tikai ar laivu, gaisa satiksmi vai dzelzceļu un ir populārs galamērķis tūristiem, lai redzētu polārlāčus, vaļus un ziemeļblāzmu. Tomēr pēc plūdiem, kas 2017. gada sākumā izskaloja 30 dzelzceļa posmus (kopā 2 km), pilsēta tika nošķirta no ārpasaules gandrīz 18 mēnešus. Dzelzceļa  un uzticamu pirmās nepieciešamības preču trūkums ietekmēja iedzīvotāju labklājību, kā arī aptuveni 40 pamatiedzīvotāju kopienas  šajā reģionā. Risinājums dzelzceļa līnijas atjaunošanai bija būtisks.

Čērčila ir uz ekotona starp trim reģioniem: boreālo mežu, arktisko tundru, un Hudzona līci. Dzelzceļa līnija sniedza mazu glābiņu no šiem elementiem, padarot laika apstākļus vēl ekstrēmākus. Pamats bija mīksts ar CBR 1%. Paradox atbilstoši sagatavoja savu komandu  un iepriekš izplānoja Neoloy Tough Cell tehnoloģijas izmantošanu, lai nostiprinātu dzelzceļa līniju un padarītu to noturīgu pret problemātiskiem apstākļiem.

Ilgtspējīgas infrastruktūras projektēšana ar ierobežotiem inženiertehniskajiem datiem vienmēr ir izaicinājums, jo īpaši, ja runa ir par teritoriju, kurā videi nodarīts minimāls kaitējums. Gadsimtu vecās dzelzceļa līnijas no Gillamas uz Čērčilu  šķērsojuma atjaunošanā bija līdzīgas problēmas, jo tā šķērsoja Ziemeļu Manitobas plašo mūžīgā sasaluma apgabalu.

 “Dzelzceļa līniju bojāja plūdi un un iespējamais kaitējums pamatā esošajam mūžīgajam sasalumam. Papildus skarbajiem ziemas laika apstākļiem, īsākai būvniecības sezonai un lineārai būvniecības sekvencei mums bija vajadzīgs risinājums, kas varētu atrisināt visus šos jautājumus un ļautu pabeigt darbu saprātīgā laikā un saskaņā ar budžetu.” Dr. S. Pokharels, Strata Logics, ģeotehniskā un EPCM pakalpojumi

NEOLOY® TOUGH CELL RISINĀJUMS

Parastam dzelzceļam jāspēj izturēt vissarežģītākās prasības — laika apstākļus apvienojumā ar sliežu ceļa kravu svaru, ātrumu un biežumu. Pielieciet klāt mūžīgo sasalumu un muskegu, lai eksponenciāli palielinātu izaicinājumu. Šeit talkā nāk Neoloy® Tough Cells® tehnoloģija. Tough Cells® – šūnu norobežošanas un augsnes stabilizācijas produkts, kas izgatavots no PRS jaunā polimēru sakausējuma, ir unikāli piemērota tehnoloģija dzelzceļa būvei mūžīgā sasaluma un muskega zonās, kur nestabils substrāts var novest pie balasta sānu izplešanās un nevienmērīgas virsmas nosēšanās. Tough Cell šūnveidīgā struktūra nodrošina balasta sānu kustību un noved pie visa sliežu ceļa kopīgas nosēšanās. Tas pagarina sliežu kalpošanas laiku un samazina uzturēšanas izmaksas. Pareiza Tough Cell pielietošana mūžīgā sasaluma apstākļos var arī novērst  kušanu, kas tālāk saglabā sliežu gultnes integritāti. Salīdzinājumā ar tradicionālajām zemes stabilizācijas metodēm,Tough Cells ir nepieciešams mazāks būvniecības laiks, tās ir rentablākas, un tām ir ievērojami mazāks oglekļa pēdas nospiedums. Nomaļās atrašanās vietas dēļ nepieciešamo materiālu un Paradox strādnieku pārvadāšana bija šķērslis. 50 jūdžu ceļojumu ar smagu kravu vilciens varētu veikt tikai ar 7 jūdžu stundā ātrumu. Dzelzceļa līnijas ātrums bija 15-20 km/h, un brauciens bija lēns. Savukārt, lai nodrošinātu, ka komandai ir pietiekami daudz materiālu un plānotā darba, Paradox komandai bija nepieciešams to atbilstoši iepriekš saplānot. Turklāt Paradox atkārtoti pārstrādāja materiālus uz vietas, lai nodrošinātu, ka piegādes līmeņi tiek uzturēti konsekventi.

Priekšrocības

• Samazināta balasta materiālu apmešana un aizķeršanās ar grunts pamatnes  nodilumu.

Ieguvumi

• Stabila sliežu trase, uzlabota apkalpošana, samazināta apkope.

Rezultāti

• Paradox pabeidza projektu mazāk nekā 60 dienu laikā – pirms termiņa, ievērojot kvalitātes prasības un budžetu, un rezultāts atbilda augstākās kvalitātes standartiem.
• Līdz ar dzelzceļa izveidi un darbību, kā arī tā spēju droši un efektīvi darboties neatkarīgi no apstākļiem Čērčilai un apkārtējām kopienām tagad ir pastāvīga un uzticama piekļuve nepieciešamajam.

Video par Neoloy® Tough Cell risinājuma pielietošanu Hudzonas līča dzelzceļa līnijas atjaunošanas projektā

Viss raksts

Krievijas dzelzceļš (RŽD) ir Krievijas valsts dzelzceļa uzņēmums, un tas ir viens no lielākajiem pasaulē darbinieku (1,2 miljoni), satiksmes, ritošā sastāva un sliežu ceļu garuma ziņā.

Arhangeļskas apgabalā Krievijas dzelzceļa uzbērumi un strukturālā atbalsta slāņi, kas šķērso mūžīgā sasaluma purvus, ir pakļauti vienmērīgai deformācijai. Neoloy ģeošūnas tika izvietotas, lai stiprinātu sliežu veidošanas slāņus “grūtajās” sadaļās, veidojot daļēji stingru siju, kas nodrošina vienotu stingru atbalstu augšējiem strukturāliem slāņiem un samazina nogulsnes un uzkrāto noārdīšanos, ko izraisa vāja grunts pamatne.

Neoloy ģeošūnu risinājums – palielina ātrumu un slodzes

Pēc vecā sliežu ceļa  un balasta noņemšanas 15 cm Neoloy tika uzstādīts apakšbalasta slānī. Aizpildījums sastāvēja no smilšu-grants maisījuma, ar 6-10 cm sablīvētu pārpildi. Aizpildījums tika samazināts no dzelzceļa teknes vairāku metru augstumā bez bojājumiem cietām šūnu sienām. Uz augšējiem slāņiem tika uzklāts jauns 60 cm balasta slānis, kā arī jauni gulšņi un sliedes.

RŽD Ģeotehniskā novērtējuma centra vadītājs Vitālijs Leonjuks  norādīja, ka: “Neoloy pastiprinājuma apakšējais slānis kavē deformāciju uzbērumos un strukturālajos slāņos dinamiskās slodzes rezultātā” un “tas ļauj vilcieniem šķērsot šīs problemātiskās vietas ar lielāku ātrumu un smagākām ass slodzēm.”  RŽD plāno uzstādīt 68 tūkstošus kvadrātmetru Neoloy ģeošūnu 13,6 km problemātiskā ceļa atjaunošanā šajā Ziemeļu reģionā.

Ieguvumi

• Darbības: Par 40% smagākas slodzes un par 30% lielāks ātrums
• Inženierijas: Palielināta nestspēja, samazināts strukturālā slāņa biezums, novērsts kopējais nodilums.
• Materiālu: Ilgstoša izturība pret slīdēšanu, oksidēšanos, temperatūras svārstībām, ultravioleto gaismu
• Ekonomiskais: Zemākas sākotnējās būvniecības izmaksas, ilgtermiņa balasta un sliežu ceļa izturība, uzlabota drošība un uzticamība, atbrīvo uzturēšanas budžetus jaunu sliežu ceļu būvniecībai.

Kā daļu no programmas sliežu ceļa uzlabošanai un atjaunošanai un jaunu līniju būvniecībai Izraēlas dzelzceļš pieņēma Neoloy ģeošūnas tehnoloģiju kā savu vēlamo metodi sliežu ceļa atjaunošanai, nevis problemātiskai grunts pamatnei. Tas ietver slodzes atbalsta uzlabošanu attiecībā uz mīkstām smilšainajām augsnēm un tilpuma izmaiņām attiecībā uz mālu augsnēm.

Jaunā 16 km dienvidu dzelzceļa līnija no Telavivas šķērso vairākas priekšpilsētas, kas sākotnēji celtas virs smilšu kāpām. Tā kā maršruts vijas caur vāju grunts pamatni, dzelzceļa iestāde un ģeotehniskie konsultanti nolēma izmantot Neoloy ģeošūnas, lai pastiprinātu pamatni visā līnijā. Papildus nestspējas uzlabošanai Neoloy tika izvēlēts tā vispārējai darbībai, izturībai un ilgtermiņa izmaksu ietaupījumiem sliežu ceļu ekspluatācijas un uzturēšanas jomā.

Parastā pieeja

Parastās grunts pamatnes uzlabošanas metodes ietver biezus slāņus dārgu balasta un apakšbalasta un/vai ģeorežģus nostiprināšanai. Tomēr ģeorežģiem ir nepieciešama augstas kvalitātes zemūdens balastu kopne, bet norobežojuma pārseguma zona ir ierobežota. Apakšbalasta slāņa samazināšana ir minimāla, un šiem risinājumiem nepieciešama bieža apkope.

Neoloy ģeošūnu risinājums

Telavivas-Ašdodas dzelzceļa līnijā izmantoja Neoloy ģeošūnas 20 cm sienas augstumā, lai veiktu apakšbalasta slāņa uzlabojumu. Kopumā 200 000 m2 uzstādītas 12 m platās sekcijās 16 km garā sliežu ceļā. Vidēja līmeņa, smalka granulveida aizpildījuma materiāls bija pietiekams, lai nodrošinātu lielas slodzes atbalstu, kas nepieciešams dzelzceļa apakšbūvēm. Savukārt Neoloy vertikālā ietekmes zona nodrošina 30-50% lielāku aizsargpārsegumu un pastiprinājumu nekā citi risinājumi, būtiski samazina kopmateriāla un balasta aizpildījumu. Rezultātā sliežu ģeometrija tiek uzturēta ilgāku laiku, tādējādi samazinot dārgu apkopes ciklu daudzumu.

IEGUVUMI

• Nepieciešamo izrakumu dziļuma samazināšana
• Periodiskās apkopes un atjaunošanas samazināšana
• Rentabla ātrā uzstādīšana
• Pieļauj lielāku ātrumu un smagākas kravas bez sliežu ceļa degradācijas
• Lauka testēšana parādīja, ka sliežu uzturēšanas ciklus ar Neoloy ģeošūnām var pagarināt trīs reizes