Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


Экологические требования к проектам железных дорог

Общие сведения. Железная дорога в совокупности с окружающей природной средой представляет собой природнотехническую систему. Разрабатываемый в составе проекта железной дороги раздел “Охрана окружающей среды” имеет целью предусмотреть комплекс мероприятий, обеспечивающих равновесие и стабильность природнотехнической системы при строительстве и эксплуатации железной дороги. Эти мероприятия должны удовлетворять требованиям Федерального закона Российской Федерации “Об охране окружающей среды” (2002), а также ряду природоохранных нормативов, содержащихся в государственных стандартах, Строительных нормах и правилах и других директивных документах.

В 1989 г. в нашей стране было принято постановление “О неотложных мерах экологического оздоровления страны”, в соответствии с которым финансирование строительства по всем проектам и программам осуществляется только при наличии положительного заключения экологической экспертизы.

Технические решения, предусматриваемые в проектах железных дорог, должны обеспечивать охрану литосферы и рациональное использование земельных ресурсов, охрану атмосферы, гидросферы, флоры и фауны, увязку дороги с ландшафтом, сохранение исторических, этнографических, архитектурных памятников.

Охрана литосферы и рациональное использование земельных ресурсов. Сооружение земляного полотна железных дорог — насыпей и выемок — проходка тоннелей могут нарушить естественное динамическое равновесие окружающей геологической среды. В горных условиях дополнительные нагрузки от насыпей и подвижного состава, а также разработка выемок могут активизировать склоновые процессы: осыпи, оползни, снежные лавины. Поэтому прокладку трассы железной дороги осуществляют либо за пределами участков с опасными физикогеологическими процессами, либо в проекте предусматривают сооружения и устройства, стабилизирующие эти процессы (см. п. 4.6). При проектировании буровзрывных работ для снижения сейсмического воздействия энергии взрыва на окружающую среду ограничивают суммарную массу зарядов, взрываемых за один прием, увеличивают интервал замедления между взрывами отдельных групп зарядов. В транспортном строительстве не производят взрывы на выброс и сброс породы, а осуществляют лишь взрывание на рыхление с последующей разработкой горной массы экскаваторами и бульдозерами.

При проектировании железной дороги в зоне оврагообразования (активной эрозии склонов) предусматривают противоэрозионные мероприятия — уположение склонов с задерновыванием их, фитомелиорацию (использование растительности в системе стокорегуляции) и устройство про тивоэрозионных гидротехнических сооружений (водозадерживающих дамб, водосбросных сооружений и др.).

При проектировании дороги в зоне активной селевой деятельности разрабатывают противоселевые мероприятия и предусматривают селепропуск ные и селезадерживающие сооружения (см. п. 4.6).

В северных районах, где распространена вечная мерзлота, инженерностроительная деятельность человека может вызвать деградацию мерзлоты, сопровождающуюся развитием термокарстовых явлений (провалы грунта вследствие оттаивания подземных льдов) и других неблагоприятных физи когеологических процессов. Поэтому в проектах предусматривают максимальное сохранение местных естественноприродных условий и создание таких искусственных факторов, которые смогли бы восполнить вызываемые строительством нарушения в окружающей среде. Сохранению естественных условий способствует минимальное нарушение торфяномохового покрова, являющегося отличным термоизолятором. Между тем строительный транспорт, особенно гусеничный, за один проход разрушает поверхность мховлишайников и ягеля на 20—40%. Поэтому рекомендуется при трассировании временных дорог для нужд строительства по возможности выбирать участки с более устойчивым моховым покровом: лишайниковопятнистую, кочковатоерниковую или каменистую тундру с моховым покровом толщиной не менее 15 см.

На участках распространения вечномерзлых грунтов и подземных льдов избегают проектирования выемок, которые в наибольшей степени нарушают естественное равновесие окружающей среды. При необходимости устройства выемок в проекте предусматривают применение теплоизоляционных, в том числе синтетических, материалов на откосах выемок. Такие искусственные мероприятия, используемые также на склонах, обращенных к трассе, на которых в период строительства вырубается древесная растительность, будут восполнять неизбежные нарушения в окружающей природной среде.

Железные дороги, обладая большой провозной способностью, требуют относительно меньше территории по сравнению с автомобильными дорогами для обеспечения того же объема перевозок. Однако и железные дороги со всеми сооружениями и устройствами занимают достаточно большие площади, поэтому актуальна задача сокращения этих площадей, особенно в районах с развитым сельским хозяйством.

Земля, предоставляемая железной дороге в постоянное (бессрочное) пользование, называется полосой отвода земель железных дорог. Ширину полосы отвода устанавливают в соответствии с “Нормами и правилами проектирования отвода земель для железных дорог” ОСН 3.02.0197 [41]. Она зависит от рабочих отметок и конструкции земляного полотна, которые определяют ширину насыпи понизу и выемки поверху. Расстояние от полевых бровок водоотводных канав, резервов и кавальеров, а также от линейных зданий до границы полосы отвода составляет не менее 2 м.

Под выемки требуется более широкая полоса отвода, чем под насыпи при одинаковой рабочей отметке. При больших рабочих отметках целесообразно рассматривать варианты замены высоких насыпей эстакадами, а глубоких выемок — тоннелями. При пересечении железной дорогой сельскохозяйственных угодий применение эстакад позволяет сохранить технологию механизированной обработки почвы, обеспечивая бесперебойный пропуск сельскохозяйственных машин в пролетах эстакады. Тоннели могут быть особенно эффективны на плотно застроенной территории на подходах к крупным городам.

По данным ряда осуществленных проектов, площадь отвода земель, приходящаяся на 1 км новых железных дорог, достигает 9—12 га, а при строительстве вторых путей на существующих линиях — 1—2 га на 1 км.

Возможность сокращения ущерба, связанного с занятием для нужд железной дороги сельскохозяйственных угодий, заключается в ряде случаев в выборе рационального направления трассы проектируемой линии. Это имеет особое значение при сооружении железной дороги в районах возделывания наиболее ценных сельскохозяйственных культур.

Так, при проектировании Кавказской перевальной железной дороги (Орджоникидзе, ныне Владикавказ, — Тбилиси) в качестве одного из преимуществ рекомендованного к строительству Архотского варианта трассы отмечалось минимальное занятие площадей, покрытых виноградниками, фруктовыми садами и другими ценными культурами.

Наряду с землями, занятыми путем и примыкающими к нему сооружениями, при строительстве железной дороги значительные площади земель нарушаются при разработке земляных и балластных карьеров. При проектировании стремятся свести к минимуму число карьеров и резервов в полосе временного отвода, а добычу каменных материалов для насыпей и берм рекомендуется предусматривать за счет уширения ближайших скальных выемок.

В проектах должна быть предусмотрена рекультивация нарушенных земель, при которой плодородный слой почвы снимается, хранится в буртах, а после отработки карьера отвалы грунта планируют для стока воды, вновь покрывают плодородным слоем и используют под лесопосадки, для сельскохозяйственных и других целей.

На железных дорогах с массовыми перевозками сыпучих пылящих грузов (уголь, руда) для предотвращения утраты плодородия почв и накопления вредных веществ в продуктах сельскохозяйственного производства на прилегающих к дороге территориях предусматривают создание с каждой стороны пути защитных лесных насаждений, аккумулирующих взвеси. Согласно СТН Ц0195 эти насаждения устраивают на протяжении не менее 200 км от места погрузки сыпучих грузов.

Важное значение имеет выбор направления железной дороги в районах разработки полезных ископаемых. В отдельных случаях может быть экономически обоснованным некоторое удлинение трассы с целью обхода угольного поля или месторождения других полезных ископаемых.

Так, при проектировании в Кузбассе железной дороги Артышта Подобас учет потерь от консервации угля в одном из вариантов трассы, проходящем по угольному полю, позволил обосновать техникоэкономическую целесообразность иного варианта, удлиняющего трассу почти на 9 км, но позволяющего избежать потерь около 8 млн т угля.

Охрана атмосферы при проектировании железных дорог. Железная дорога загрязняет атмосферу в результате выбросов вредных химических веществ и пыли, а также шумом.

Тяговые средства железных дорог значительно меньше загрязняют атмосферу по сравнению с другими видами транспорта. В расчете на 1 пасса жирокм на железных дорогах, даже при тепловозной тяге, выделяется вредных веществ в десятки раз меньше, чем на автомобильном транспорте и в сотни раз меньше, чем в авиации.

Электрическая тяга радикально решает вопрос о чистоте атмосферного воздуха в зоне, прилегающей к железной дороге. Поэтому большое значение имеет электрификация железных дорог, проектируемых в густонаселенных районах, курортных местностях, а также в пригородных зонах. Оценивая эффективность электрической тяги с точки зрения охраны окружающей среды, следует учесть, что при выработке электроэнергии тепловыми электростанциями проблема загрязнения атмосферы не полностью снимается, а в какойто степени переносится с железнодорожных магистралей в окрестности тепловых электростанций. Но стационарное положение электростанций позволяет применить на них более эффективные меры по очистке газовых выбросов, чем это можно сделать на тепловозе. На участках с длинными тоннелями по условиям вентиляции применение электрической тяги может быть практически единственно возможным решением, как это принято на западном участке БайкалоАмурской магистрали.

Более существенное загрязнение атмосферы вызывают некоторые предприятия железнодорожного транспорта. На территории шпалопропиточных заводов воздух загрязнен парами нафталина, бензола, ароматических углеводородов и антрацена. Большое количество вредных веществ выбрасывается в атмосферу при изготовлении асфальтобетона, на промывочнопропарочных станциях, где очищаются цистерны, а также многочисленными котельными. Сильно загрязняется атмосфера при изготовлении щебня. На объектах локомотивного и вагонного хозяйств пыль содержит свинец и марганец. Задача охраны окружающей среды требует совершенствования ряда технологических процессов на указанных объектах и установки различных пылегазозолоулавливающих устройств. При проектировании же станций, поселков, заводов необходимо предусматривать такие генпланы, при которых вредное влияние упомянутых объектов на здоровье человека будет исключено.

Борьба с шумом — одна из главных экологических проблем железнодорожного транспорта. Основным источником шума на железной дороге является контакт движущегося подвижного состава с рельсовым путем. Снижение шума достигается прежде всего укладкой бесстыкового пути на щебеночном балласте. Большое значение для уменьшения шума имеет устранение волнообразного износа поверхности катания рельсов, а также укладка стрелочных переводов с непрерывной поверхностью катания. Снижению шума способствует применение эластичных подрельсовых прокладок.

Уровень шума возрастает при прохождении поезда по мостам, путепроводам и эстакадам, особенно по металлическим мостам с безбалластными пролетными строениями. Поэтому с целью снижения шума при движении поездов желательно шире применять железобетонные мосты с проезжей частью на балласте. На металлических же мостах вибрирующие элементы следует покрывать шумовибродемпфирующей мастикой.

При движении поезда по криволинейным участкам пути уровень шума возрастает в кривых радиусом 400 м и менее. Поэтому кривые таких радиусов, имеющие и ряд других эксплуатационных недостатков (см. гл. 3), применяют при проектировании железных дорог лишь в трудных природных условиях.

Снижение шума от движущегося поезда достигается также совершенствованием подвижного состава, в частности, рессорного подвешивания, применением демпфирующих элементов в деталях конструкций, устройством звукозащитных бортов над тележками вагонов, покрытием шумо вибродемпфирующей мастикой кузовов пассажирских вагонов.

Для защиты от шума прилегающей к дороге территории жилую застройку отделяют от железной дороги санитарнозащитной зоной шириной 100 м и применяют различные шумозащитные сооружения: протяженные линии зданий нежилого назначения (многоэтажные гаражи, склады) или экраныстенки, возводимые на земляных сооружениях или на нежилых зданиях. При устройстве пути в выемке откосы ее выполняют роль естественного акустического экрана.

Защитные лесонасаждения вдоль дороги, наряду с улучшением химического состава атмосферы и защиты прилегающей территории от пыли при перевозке сыпучих грузов, служат шумозащитным барьером. Шумозащитные лесные полосы высаживают из древеснокустарниковых быстрорастущих пород с густоветвящейся низкоопущенной кроной. Хвойные деревья предпочтительнее лиственных. Кустарники высаживают с расчетом перекрытия полкронового пространства. Высота деревьев должна быть не менее 7—8 м, кустарников — 1,5—2 м.

Все шумозащитные мероприятия осуществляют с учетом требований Строительных норм и правил “Защита от шума” (СНиП II-12-77).

Радикально задача борьбы с шумом на железных дорогах может быть решена использованием поездов с линейными двигателями на магнитном подвешивании. В ряде зарубежных стран и в России ведутся научноисследовательские и экспериментальные проектноконструкторские работы по созданию такого вида транспорта.

Охрана гидросферы. Вопросы охраны гидросферы и рационального использования водных ресурсов актуальны применительно к проектированию станций и различных предприятий железнодорожного транспорта.

Почти все крупные железнодорожные станции и узлы имеют очистные канализационные сооружения в соответствии с требованием Строительнотехнических норм. Такими сооружениями оборудуют все вновь проектируемые станции и узлы.

На шпалопропиточных заводах, в локомотивных и вагонных депо, на промывочнопропарочных и дезинфекционнопромывочных станциях применяются механические, физикохимические и биологические способы очистки сточных вод.

Задача экономии воды и предотвращения загрязнения гидросферы радикально решается созданием замкнутых оборотных систем производственного водоснабжения. В этих системах вода, выполнив заданную функцию, восстанавливается в первоначальном качестве и повторно используется в производственном процессе. Потери воды за цикл составляют не более 5—10% и пополняются из внешнего источника.

Поверхностные и грунтовые воды на территории, прилегающей к железнодорожной линии, загрязняются органическими и минеральными веществами из проходящих грузовых и пассажирских поездов. Для предотвращения такого загрязнения гидросферы создаются пассажирские вагоны с экологически безопасными для окружающей среды биотуалетами. Такими являются новые вагоны для скоростного поезда “Невский экспресс”, предназначенные для движения со скоростью 200 км/ч.

Во избежание сдувания пылевидных фракций во время движения поездов с сыпучими грузами поверхность таких грузов покрывают вяжущими веществами.

Охрана флоры и фауны при проектировании железных дорог. Строительство железной дороги может нанести ощутимый ущерб растительному и животному миру прилегающей территории. Уменьшению этого ущерба способствуют рациональные проектные решения. Так, при выборе направления трассы железных дорог в северных и восточных районах в зонах тайги и лесотундры стремятся прокладывать трассу по безлесному водоразделу, что позволит избежать вырубки леса.

Помимо общего ущерба, наносимого окружающей природной среде, вырубка леса под строительство приводит к значительному экономическому ущербу в связи с потерей урожая ягод, грибов, орехов, охотничьего промысла, заготовки живицы. Поэтому трассу железной дороги по возможности следует прокладывать в обход ценных лесных участков, в частности — кедровых. Предупреждение лесных пожаров в процессе изысканий, строительства и эксплуатации железной дороги также способствует сохранению лесных богатств района прохождения дороги.

Бережное отношение к растительности позволяет сохранить естествен ноприродные условия в окружающей железную дорогу среде. Так, стелящийся кедр, растущий почти на голых камнях, удерживает их от осыпей, кустарник на косогорах удерживает снежные массы и препятствует движению лавин.

При проектировании железных дорог мероприятия по охране животного мира должны предусматриваться при выборе направления трассы и при размещении и проектировании отдельных сооружений и устройств дороги.

Трасса дороги может пересекать пути миграции животных. Для предотвращения их попадания на железнодорожное полотно устраивают ограждение. Оно выполняется из металлической сетки высотой 2—2,5 м. Для обеспечения жизнедеятельности диких животных, в соответствии с требованием Строительнотехнических норм СТН Ц0195 при проектировании искусственных сооружений предусматривают дополнительные сооружения с отверстиями не менее 8 м и высотой 3 м для перехода животных под железной дорогой. Дикие животные некоторых пород боятся заходить в длинные темные трубы под насыпями. Для этих животных устраивают переходы над железнодорожным путем. Эти сооружения размещают с учетом ареалов распространения и путей миграции животных. При соответствующих обоснованиях проектируют также скотопрогоны для домашних животных.

Большое количество птиц и насекомых гибнет при столкновении с поездами, особенно на скоростных железных дорогах. Для отпугивания их от дороги целесообразно устанавливать на ограждении источники ультра и инфразвука.

При пересечении трассой водотоков с промысловой рыбой следует сохранять пути миграции рыбы на нерестилища. Для этого может быть целесообразным устройство моста не только на главном русле, но и на соответствующих протоках. При проектировании мостовых переходов следует также учитывать, что при сооружении моста и перекрытии части пойм реки подходными насыпями происходит повышение уровня воды выше мостового перехода и некоторое понижение уровня ниже перехода. Это может привести к нарушению естественного режима функционирования нерестилищ. Поэтому необходимо предусматривать мероприятия, обеспечивающие сток паводковых вод с пойм реки с целью предотвращения их заиливания и заболачивания. В отдельных случаях может быть также целесообразен вариант полного перекрытия пойм реки эстакадой.

Увязка дорог с окружающим ландшафтом. Эта задача решается в процессе ландшафтного проектирования дорог — нового перспективного направления в проектировании, получившего наибольшее развитие на автомобильном транспорте. Применительно к железным дорогам ландшафтное проектирование предусматривает гармоничное включение дороги и всех ее сооружений в ландшафт местности с целью раскрытия красоты природы, дополнения и улучшения природного ландшафта.

Решая задачи ландшафтного проектирования, их рассматривают в двух аспектах: “динамические впечатления” пассажиров в быстро движущемся поезде и “статические впечатления”, которые производит дорога, проходя вблизи населенных пунктов, через поля, леса и сама становясь элементом ландшафта [1].

С позиций “динамического” восприятия придорожного ландшафта наиболее ярким является первый план, расположенный на расстоянии до 100 м от железнодорожного полотна. Служебные здания в этой зоне должны быть достаточно выразительными, защитные лесные полосы при соответствующем подборе пород деревьев и кустарников могут сделать привлекательнее придорожную полосу.

Сложной задачей является органическое вписывание железной дороги в рельеф, стремление не нарушать природный ландшафт, а обогатить его сооружениями дороги. Некоторые рекомендации по укладке трассы в различных условиях рельефа приводятся в п. 4.7.

Изыскания и проектирование железных дорог. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 288 с..

Экспертиза

на главную