автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Композитно-модульные конструкции земляного полотна для строительства железных дорог на полуострове Ямал

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, АКТУАЛЬНОСТЬ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Состояние и перспективы железнодорожного строительства на полуострове Ямал. Актуальность работы.

1.2. Существующие конструктивно-технологические решения земляного полотна в климатических и мерзлотно-грунтовых условиях полуострова Ямал. Цель и задачи работы.

1.3. Методика исследований.

2. ВЫЯВЛЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ

ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА ОСНОВЕ ОБОБЩЕНИЯ ОПЫТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ НА СЕВЕРЕ ЗАПАДНОЙ

СИБИРИ.

2.1. Развитие нормативно-методической базы проектирования и строительства железнодорожного земляного полотна в криолитозоне.

2.2. Анализ состояния существующих технических решений на построенных и эксплуатируемых участках железных дорог на Севере Западной Сибири.

2.3. Анализ путей совершенствования норм и основных концепций проектирования земляного полотна при строительстве железных дорог на Ямале.

3. ОСОБЕННОСТИ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ С УЧЕТОМ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ

КЛИМАТА В УСЛОВИЯХ П-ВА ЯМАЛ.

3.1 Глобальное потепление и возможные последствия для криолитозоны.

3.2. Исходные данные для теплофизических расчетов.

3.3. Одномерные расчеты температурного режима вечномерзлых грунтов в современных климатических условиях и с учетом прогнозируемого повышения температуры воздуха на ближайшие 5 0 лет.

3.4. Выводы по главе 3.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА НАСЫПЕЙ

В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ.

4.1. Исследование влияния различных конструктивных характеристик насыпей на температурный режим грунтов.

4.2. Влияние экстремальных краткопериодных повышений среднегодовой температуры воздуха на мерзлотные условия в основании насыпей на фоне долговременных процессов изменения климата.

4.3. Исследование влияния разрывов в сплошности теплоизоляции на температурный режим подстилающих грунтов.

4.4. Выводы по главе 4.

5. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

РЕШЕНИЙ НАСЫПЕЙ ДЛЯ П-ВА ЯМАЛ.

5.1. Насыпь малой высоты.

5.2. Насыпь большой высоты.

5.3. Исследование влияния композитных модулей на напряженно-деформированное состояние земляного полотна.

5.4. Технико-экономические оценки эффективности применения композитных конструкций земляного полотна.

В соответствии с «Энергетической стратегией России на период до 2020 года» освоение и ввод в эксплуатацию газовых и газоконденсатных месторождений севера Западной Сибири и полуострова Ямал является одним из важнейших условий сохранения стабильности на Российском и Европейском рынках энергетического сырья. Согласно стратегическим наметкам до 2010 г. должны быть завершены работы по обустройству Бованенковского месторождения. Затягивание сроков ввода в эксплуатацию новых месторождений, как показали события конца 2005 и начала 2006 годов, может поставить перед страной чрезвычайно сложные экономические и политические проблемы.

Для обустройства Ямальских месторождений необходимо доставить десятки миллионов тонн строительных грузов. Поэтому опережающее строительство надежных круглогодичных путей сообщения на полуострове Ямал было и остается одной из наиболее актуальных задач.

Строительство железных дорог на полуострове Ямал не следует рассматривать только как региональную проблему. Ямальские железные дороги - это также звенья транспортной решетки, объединяющей уже построенные широтные (ТрансСиб, СевСиб, СредСиб, БАМ) и меридиональные (Котлас - Воркута, Тюмень-Сургут-Коротчаево-Ямбург, АЯМ) железнодорожные магистрали, водные пути бассейнов Печоры, Оби, Енисея и Лены и Северный Морской Путь в Единую Транспортную Систему (ETC) страны. Дорога Обская - Бованенково - Харасавэй может рассматриваться в качестве северного участка меридианной Ямало -Уральской рокады (серебряного звена ETC [98]), определяющего начало формирования транспортного коридора Ямал - Ближний Восток -Центральная Азия, который позволит эффективно включить в хозяйственный оборот сотни новых месторождений минерального сырья и будет способствовать ускорению экономического развития примыкающих к нему территорий [74].

В специфических мерзлотно-грунтовых условиях Ямала ключевым объектом путевого комплекса железных дорог, определяющим экономическую целесообразность и экологическую безопасность строительства, а также безопасность движения поездов при эксплуатации является земляное полотно.

Однако, как показал анализ опыта проектирования, строительства и эксплуатации дорог в районах вечной мерзлоты, конструкции и технологии сооружения земляного полотна, разработанные для районов с меньшей, чем на Ямале, интенсивностью снегопереноса и с более благоприятными мерзлотно-грунтовыми условиями, не удовлетворяют современным требованиям к потребительским свойствам железных дорог в Заполярье. Необходимы другие принципы и методы проектирования и конструктивно-технологические решения.

Должны быть разработаны и применены конструктивно-технологические решения, обеспечивающие нормируемые потребительские свойства (критерии качества) земляного полотна по условиям эксплуатационной безопасности в специфических условиях арктической и субарктической тундры полуострова Ямал, в том числе, с учетом рисков, связанных с прогнозируемым глобальным потеплением климата.

В связи с предстоящим завершением строительства железной дороги Обская-Бованенково, совершенствование методов проектирования и строительства земляного полотна с максимальным использованием местных грунтов при гарантированном обеспечении прочности, устойчивости и стабильности пути является одной из наиболее актуальных задач в области железнодорожного строительства в специфических природных условиях Ямала.

В настоящей работе основное внимание уделено разработке и обоснованию конструктивно-технологических решений, обеспечивающих нормируемые потребительские свойства (критерии качества) земляного полотна по условиям эксплуатационной безопасности в специфических условиях арктической и субарктической тундры полуострова Ямал, в том числе, с учетом рисков, связанных с возможным развитием деструктивных криогенных процессов при повышении температуры или оттаивании вечномерзлых грунтов.

С целью обеспечения безопасности движения поездов в процессе эксплуатации в период глобального потепления климата необходимо определить условия и области рационального применения известных технических решений, разработать научно обоснованные новые конструктивно-технологические решения по земляному полотну для специфических природных условий Ямала, а также сформулировать предложения по учету новых результатов исследования при дальнейшем развитии и совершенствовании норм проектирования и строительства земляного полотна железных дорог в районах вечной мерзлоты.

Как показал анализ опубликованных источников информации и сложившейся проблемной ситуации для решения названных задач было необходимо:

1) На основе обобщения опыта проектирования и строительства дорог Обская-Паюта и Ягельная-Ямбург выявить закономерности формирования устойчивого равновесного состояния грунтовых массивов земляного полотна существующих конструкций с учетом влияния снеговых отложений на элементах поперечного профиля;

2) Разработать и обосновать конструктивно-технологические решения по сооружению земляного полотна композитно-модульного типа;

3) С использованием современных численных методов расчетов теплового режима и напряженно-деформированного состояния земляного полотна обосновать конструктивные параметры композитно-модульных конструкций земляного полотна применительно к железнодорожной линии Обская-Бованенково и разработать методики расчета необходимой толщины и глубины размещения прослоек пенопласта и глинистых грунтов в пределах модулей;

4) На основе применения предложенных композитно-модульных конструкций земляного полотна разработать рекомендации по совершенствованию норм проектирования и строительства железных дорог в условиях Ямала.

Комплексное решение сформулированных задач в соответствии с основными положениями паспорта специальности 05.23.11 возможно на основе экосистемного метода, стержнем которого является понятие о природно-технической системе, как об основном результате хозяйственной деятельности Человека при взаимодействии его с Природой.

Соответственно, должны быть системно обобщены и проанализированы результаты натурных исследований температурного режима грунтовых массивов земляного полотна железнодорожных линий Ягельная-Ямбург и Обская-Паюта, построенных в период с 1985 по 1992 годы по проектам, разработанным с участием и под руководством автора.

При этом расчетно-теоретические оценки и обоснования параметров новых конструкций насыпей должны быть обоснованы численными расчетами теплового режима насыпей с учетом прогнозируемого потепления климата, что раньше не учитывалось. В связи с тем, что в пределах сезонно деятельного слоя насыпей земляного полотна используются, в основном, дренирующие грунты, оценка прочности, устойчивости и стабильности земляного полотна может быть достаточно корректно выполнена по критериям сдвиговой прочности сезонно оттаивающего грунта под верхним строением пути с использованием известных программных комплексов для конечно-элементного анализа напряженно-деформированного состояния грунтовых массивов.

Выполненные автором в период с 1991 по 2006 гг. проектные разработки и теоретические и натурные исследования по названным выше вопросам позволили сформулировать основные научные положения, представленные к защите:

1. При сооружении земляного полотна на полуострове Ямал для обеспечения безопасного движения поездов следует применять композитно-модульные типы конструкций земляного полотна, отличающиеся тем, что их верхняя сезонно оттаивающая и наиболее нагруженная часть выполнена из непучинистых дренирующих грунтов и усилена геосинтетическими материалами, а нижняя часть выполнена из местных грунтов, сохраняемых в мерзлом состоянии в течение всего расчетного срока эксплуатации (обеспечение первого принципа использования вечномерзлых грунтов оснований).

2. Для гарантированного сохранения основания и нижней части дорожных насыпей в мерзлом состоянии и уменьшения риска деградации мерзлоты и образования термокарста у подошвы откосов вследствие прогнозируемого потепления климата необходимо применять комплекс методов и устройств для регулирования внешнего теплообмена и теплооборотов в грунтовом массиве земляного полотна.

3. Для регулирования внешнего теплообмена наиболее эффективно применение аэродинамически обтекаемой геометрии поперечного профиля насыпей и выемок, обеспечивающей ограничение толщины снеговых отложений на любых элементах профиля не более критических значений: не выше головки рельса на основной площадке и не более 0.4 - 0,8 м на откосах.

4. Для регулирования теплооборотов в грунтовом массиве рекомендуется применять прослойки из экструзионного пенопласта, выполняющие функции тепловых амортизаторов, выполняющие функции тепловых амортизаторов, толщину и глубину размещения которых устанавливают так, чтобы верхняя граница мерзлоты оставалась в пределах модуля при расчетных внешних воздействиях.

5. Восстановление термодинамического равновесия, нарушенного в результате сооружения земляного полотна, может быть обеспечено за счет применения эффективных методов регулирования теплового режима грунтовых массивов земляного полотна и прилегающих территорий. Это обусловливает необходимость проектирования, нормирования и выполнения комплекса работ по выправке пути, лечению и ремонту земляного полотна и искусственных сооружений, регулированию температурного режима грунтовых массивов до ввода дороги в постоянную эксплуатацию.

6. Для обеспечения функциональной, экономической и экологической безопасности железных дорог на Ямале в условиях глобального потепления климата необходимо контролировать параметры взаимодействия основных компонентов транспортной природно-технической системы с целью своевременного выявления и предупреждения развития опасных процессов, угрожающих безопасности движения (просадок, пучения, сплывов, оползней, обрушения откосов, размывов, подтопления). При этом скорость изменения нормируемых и контролируемых параметров (геометрии и температуры), может и должна быть ограничена за счет применения эффективных методов регулирования теплового режима грунтовых массивов на всех стадиях жизненного цикла дороги. Это принципиально новое требование должно быть включено в нормы по проектированию, строительству и эксплуатации земляного полотна железных дорог в районах вечной мерзлоты.

В ходе выполненных экспериментальных натурных и расчетно-теоретических исследований были получены новые научные результаты:

1) Выявлены закономерности формирования теплового режима грунтовых массивов существующего железнодорожного земляного полотна с традиционными и пологими аэродинамически обтекаемыми откосами в условиях полуострова Ямал;

2) Сформулированы требования к конструированию земляного полотна на основе учета закономерностей формирования снеговых отложений на элементах поперечного профиля насыпей в зависимости от их высоты и крутизны откосов;

3) Разработаны новые (патенты России № 2256031 и № 2256032) композитно-модульные конструкции земляного полотна минимальной высоты с применением геосинтетических материалов и местных мерзлых, в том числе глинистых, грунтов, сохраняемых в мерзлом состоянии в период эксплуатации;

4) Разработана методика определения оптимальной толщины и глубины размещения прослоек пенопласта и связного грунта в пределах модуля в конструкции земляного полотна;

5) Установлены основные требования к проектированию земляного полотна на основе учета закономерностей формирования устойчивого состояния грунтовых массивов в процессе строительства и временной эксплуатации железной дороги в условиях тундры Ямала с учетом прогнозируемого глобального потепления климата;

6) Результаты исследований включены в строительные нормы (Стандарт организации РАО Газпром) «Проектирование и строительство железных дорог на полуострове Ямал».

Результаты исследования применены при выполнении проектно-изыскательских и строительно-монтажных работ на железнодорожной линии Обская-Бованенково, а также при составлении нормативных документов, регламентирующих изыскания, проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию заполярных железных дорог на севере Западной Сибири. Их реализация позволяет уменьшить стоимость и сократить сроки строительства и, соответственно, ускорить освоение газовых и газоконденсатных месторождений на полуострове Ямал.

В настоящее время основные результаты исследования используются ООО «Инжиниринговый Центр «Ямал», институтами ОАО «Ленгипротранс» и ОАО «ЮжНИИГипроГаз» при проектировании транспортных подходов к газовым и нефтяным месторождениям на Севере Западной Сибири, ОАО «Ямалтрансстрой» при строительстве железной дороги Обская-Бованенково и организации временной эксплуатации участка Обская-Паюта, а также ОАО «Ямальская железнодорожная компания» при реконструкции и вводу в постоянную эксплуатацию железнодорожной линии Коротчаево-Ягельная-Ямбург.

Материалы диссертации использованы при разработке проектной документации железнодорожной линии Обская-Бованенково и прошли соответствующую апробацию на научно-технических конференциях в Санкт-Петербургском государственном университете путей сообщения в 1999 и 2002 гг., рассмотрены и одобрены на секции комплексных проблем транспортного строительства Ученого Совета ЦНИИС (2002г., 2005г.), на научно-практическом семинаре в РАО ГазПром (09.04.2002г.), на научно-методической конференции ОАО ЦНИИС, посвященной 100-летию В.С.Лукьянова (2002г.), на коллегии МПС в г. Уренгое (2003г.), на научно-технической конференции ЗАО СИБЦНИИТС (2004г.). С использованием основных положений диссертации разработаны технические регламенты усиления и реконструкции земляного полотна железнодорожной линии Коротчаево-Уренгой- Ямбург.

Эффективность принципиальных технических решений по проектированию и сооружению земляного полотна обоснована результатами многолетних наблюдений на опытно-экспериментальных объектах железной дороги Обская-Паюта- разъезд Хралов.

Основные результаты исследования опубликованы в 6 научных статьях и использованы при разработке Технических Условий проектирования и строительства железных дорог на полуострове Ямал (Стандарт организации РАО Газпром, 2005г.). Две конструкции насыпей защищены патентами России.

Основная идея, положенная в основу настоящего исследования, заключается в поиске и обосновании технических решений по сооружению железнодорожного земляного полотна, основанных на принципах максимального ускорения достижения прогнозируемого равновесного состояния грунтовых массивов земляного полотна и оснований сооружений в процессе строительства, и минимизации скорости изменения параметров состояния (геометрии, температуры, плотности, влажности) грунтовых массивов земляного полотна в процессе эксплуатации дороги с учетом факторов риска в связи с прогнозируемым потеплением климата.

Реализация этой идеи позволяет обосновать концепцию скоростного круглогодичного строительства с применением композитно-модульных конструкций земляного полотна и эффективных методов и устройств для управления тепловым режимом и напряженно-деформированным состоянием грунтовых массивов. Применение новых конструкций насыпей позволит расширить объемы применения местных мерзлых грунтов при круглогодичном строительстве железных дорог и ограничить объемы применения привозных дренирующих грунтов за счет применения в конструкциях насыпей геосинтетических материалов для регулирования теплового режима и усиления наиболее нагруженной верхней подбалластной части земляного полотна.

Реализация результатов исследования с учетом требований СНиП 32.01-95, ВСН 61-89, СП 32-104-98 позволит обеспечить технологическую (функциональную), экономическую и экологическую безопасность железнодорожного строительства на Ямале.

Автор выражает благодарность коллективу Центральной лаборатории инженерной теплофизики ОАО ЦНИИС, ее руководителю д. т. н. Пасеку В.В. и к. т. н. Цуканову НА. за консультационную помощь при проведении исследований.

10. Основные результаты исследования используются рядом организаций при проектировании транспортных подходов к газовым и нефтяным месторождениям на Севере Западной Сибири, включая полуостров Ямал.

Их реализация позволяет уменьшить стоимость и сроки строительства и, соответственно, ускорить обустройство и освоение газовых и газоконденсатных месторождений на полуострове Ямал.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Обобщение опыта проектирования и строительства железных и автомобильных дорог на вечной мерзлоте, в том числе железных дорог Обская - Бованенково, Ягельная - Ямбург, Коротчаево - Надым, Коротчаево - Ягельная, где автор был главным инженером проекта, позволило выявить сильные и слабые стороны реализованных технических решений, наметить основные направления дальнейших исследований и разработок и сформулировать основные положения Технических Условий по проектированию железнодорожного земляного полотна на Ямале.

Из положительного опыта следует использовать применение снегонезаносимых очертаний поперечного профиля в конструкциях насыпей, которые особенно хорошо проявили себя в подходных насыпях к мостам.

Из отрицательного опыта следует отметить нерешенность обустройства участков полосы отвода, примыкающих к подошве откоса насыпей, где скапливается снег, происходит подтопление и др., что зачастую приводит к существенным деформациям.

2. Ввиду дефицита сухомерзлых песчаных грунтов их применение в земляном полотне целесообразно ограничить минимально необходимыми объемами, достаточными для обеспечения общей и местной устойчивости земляного полотна: сезонно-деятельного слоя в рабочей зоне основной площадки, откосов и берм насыпей. Уменьшить глубины сезонного оттаивания грунтов в насыпи и снизить потребность в дренирующих грунтах можно путем применения эффективных методов регулирования температурного режима грунтовых массивов, в том числе теплоизоляции в виде плит экструзионного пенополистирола, толщина и глубина размещения которых назначается на основе теплотехнических расчетов.

3. Применение твердомерзлых грунтов в теле насыпей допустимо при условии, если в период эксплуатации они будут гарантированно находиться вне зон сезонного и многолетнего оттаивания, а также в тех случаях, когда их оттаивание не может привести к нарушению устойчивости земляного полотна и последствия этого оттаивания могут быть устранены достаточно простыми средствами (досыпка, планировка и т.п.).

4. Анализ опубликованных данных о прогнозируемых изменениях климата в XXI веке показал необходимость учета предстоящих изменений температурного режима вечномерзлых грунтов и при проектировании конструкций земляного полотна на ж.д. линии Обская-Бованенково.

Специфические условия строительства в рассматриваемом регионе на просадочных вечномерзлых грунтах и при отсутствии пригодных для сооружения земполотна материалов предопределяют необходимость применения конструкций с использованием пенопласта для регулирования температуры вечномерзлых грунтов оснований и сокращения потребности в кондиционных грунтах.

5. Исследование влияния потепления среднегодовых температур воздуха на температурный режим грунтов, находящихся под естественным (ненарушенным) поверхностным покровом при различных исходных температурах вечной мерзлоты (-5 °С и -2 °С) показали, что прогнозируемое потепление климата может привести к значительному повышению температуры мерзлых грунтов (до -1,7 °С при исходной температуре -5 °С и до О °С при исходной температуре -2 °С). На территориях с вечномерзлыми грунтами, имеющими в настоящее время температуру около -2 °С и выше, повышение среднегодовых температур воздуха приведет к деградации вечномерзлой толщи с поверхности и появлению таликовых зон.

При отсутствии теплоизоляции сезонное оттаивание грунта на основной площадке земляного полотна может достигать 1,6 м и еще возрастает на 0,30 м при прогнозируемом потеплении климата. Укладка же под балластной призмой 0,2 м пенопласта полностью исключает выход изотермы О °С за пределы балластной призмы даже при прогнозируемом повышении температуры воздуха.

6. По данным двумерных расчетов грунтовой массив земляного полотна обычной конструкции без теплоизоляции в условиях современного климата глубина сезонного оттаивания мало зависит от исходной температуры мерзлоты. Она составляет 1,60 ± 0,3 м. На прилегающей к насыпи территории с ненарушенными теплобалансовыми характеристиками поверхностей глубина сезонного оттаивания вдвое меньше. Вследствие этого под низкими насыпями поверхность вечномерзлых грунтов образует понижение (желоб), способствующее обводнению основания земполотна. При прогнозируемом потеплении климата глубина сезонного оттаивания под насыпью увеличится до 1,90 м. На окружающей территории увеличение глубин сезонного оттаивания зависит от исходной температуры мерзлоты (на 0,2 м при Тг = -5 °С и на 0,40 м при Тг = -2 °С). Более опасным является растепление вечномерзлых грунтов в основании земляного полотна, особенно при Тг = -2 °С, переводящее их в пластично-мерзлое состояние.

Уширение основной площадки насыпи позволяет уменьшить толщину снеговых отложений и значительно улучшить условия тепловой устойчивости земляного полотна. Однако при начальных температурах мерзлоты Тг > -2 °С следует учитывать возможность растепления мерзлых грунтов до температур, переводящих их в пластично-мерзлое состояние, тогда потребуется применять дополнительные меры по понижению температур грунта в основании.

Нарушение поверхностных условий теплообмена на территории, примыкающей к подошве откосов земляного полотна, в период строительства или вследствие устройства притрассовой дороги приводит к нарушениям температурного и мерзлотного режима грунта не только непосредственно под нарушенной поверхностью, но и под насыпью.

Под нарушенной поверхностью формируется зона более глубокого сезонного оттаивания грунта. Вследствие отепляющего влияния со стороны оголенной зоны грунта происходит растепление мерзлоты под земляным полотном, что может привести к сезонному оттаиванию мерзлого грунта под теплоизолирующим слоем.

Прогнозируемое повышение среднегодовых температур воздуха при относительно высоких исходных температурах мерзлоты (Тг > - 2 °С) может привести к многолетнему оттаиванию грунта с образованием глубоких таликов на участках территории с нарушенным поверхностным мохо-растительным покровом.

Воздействие краткопериодных (в течение 1 -3 лет) экстремальных повышений среднегодовых температур воздуха на грунты оснований насыпей проявляется в увеличении глубин сезонного оттаивания на 10-15 см за каждый год потепления. Степень влияния экстремальных воздействий на температурный режим мерзлоты зависит от степени нарушения поверхностных условий у насыпи и среднегодовой температуры мерзлоты.

7. С использованием современных численных методов расчетов теплового режима и напряженно-деформированного состояния земляного полотна обоснованы основные конструктивно-технологические решения по сооружению земляного полотна композитно-модульного типа и методы их проектирования применительно к железнодорожной линии Обская-Бованенково.

Показано, что на полуострове Ямал для обеспечения безопасного движения поездов композитные модули, размещаемые в верхней сезонно оттаивающей и наиболее нагруженной части насыпей должны быть выполнены из непучинистых дренирующих грунтов и усилены геосинтетическими материалами, а нижняя часть насыпи может отсыпаться из местных грунтов, сохраняемых в мерзлом состоянии в течение всего расчетного срока эксплуатации (при первом принципе использования вечномерзлых грунтов оснований) или не снижающих прочностные свойства ниже установленного предела (8 МПа) при оттаивании (при втором принципе).

8. В результате многолетних комплексных исследований, выполненных автором лично и в составе творческих коллективов в период с 1986 по 2006 годы разработаны и применены на строительстве железных дорог в районах вечной мерзлоты Севера Западной Сибири, включая полуостров Ямал, новые конструктивно-технологические решения по сооружению земляного полотна, основанные на управлении тепловым режимом грунтовых массивов.

9. Разработаны и реализованы предложения по корректировке строительных норм проектирования и строительства земляного полотна железных дорог в специфических условиях арктической и субарктической тундры полуострова Ямал с учетом требований комплексной безопасности; для обеспечения функциональной, экономической и экологической безопасности железной дороги Обская - Бованенково в условиях глобального потепления климата в нормах установлены требования к системе мониторинга, позволяющие контролировать параметры взаимодействия компонентов транспортной природно-технической системы с целью своевременного выявления и предупреждения развития опасных процессов, угрожающих безопасности движения (просадок, пучения, сплывов, оползней, обрушения откосов, размывов, подтопления).

1. Арэ Ф.Э. Криопэги в низовьях р. Юрибей на Ямале. Линейные сооружения на вечномерзлых грунтах Отв. ред. И.А Некрасов. М., изд. "Наука", с. 60-67.

2. Архипов С. А. и др. Природно-климатические изменения в Западной Сибири первой трети будущего столетия. "Геология и геофизика", 1995, т. 36, с. 51-71.

3. Белозеров АИ. Методические рекомендации но проектированию, сооружению и эксплуатации обходов барьерных мест при строительстве железных дорог. Новосибирск, Изд. СибГУПС (НИИЖТ), 1999, 166 с.

4. Белокрылов И.Д. Вечная мерзлота и железнодорожный транспорт. В кн.: Вечная мерзлота и железнодорожное строительство. М., Центр, ин-т науч. исслед. и реконстр. ж.д.пути НКПС. 1931, с. 11-51.

5. Беккер Дж. Строительство автомобильной дороги на Аляске. Гражданское строительство США. М., 1972, №7, с. 31-34.

6. Бородавин П.П., Дим Б.И. Охрана окружающей среды при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов. М., Недра, 1981, 160 с.

7. Брушков А.В. Засоленные мерзлые породы Арктического побережья, их происхождение и свойства. М.: Изд-во. Моск. Ун-та, 1998, 330 с.

8. Быков Н.И., Каптерев 3. А. Вечная мерзлота и строительство на ней. М., Трансжелдориздат, 1940, 371 с.

9. Великоцкий М.А., Федоров В.М. Короткопериодные колебания климата в Большеземельной тундре и прогноз изменения мерзлотных условий. Криосфера Земли. 2003, т.VII, №3, с. 85-93.

10. Вечная мерзлота и освоение нефтегазоносных районов. Под редакцией Е.С. Мельникова (части I, III) и С.Е.Гречищева (части И, III, IV). Колл. Авторов. М., ГЕОС, 2002, 402 с.

11. Возвращение на Ямал. (Газпром ищет пути оптимизации капитальных вложений в освоение Бованенково). Приложение к журналу "Нефть и капитал", №12, 2004 г., с. 18-23.

12. Временная инструкция по проектированию и сооружению земляного полотна ж.д. линии Ягельная-Ямбург. Утв. Минтрансстроем СССР. 24.10.84. №4 (1335). (ред. Цернант А.А.). Изд. ЦНИИС, М., 1984,82 с.

13. Временные технические условия на изыскания, проектирование и сооружение железных дорог в условиях вечной мерзлоты. СССР-НКПС. Научно-исследовательский институт пути и строительства. "Трансжелдориздат", М., 1939 г., с.123.

14. Вялов С.С., Зарецкий Ю.К., Городецкий С.Э. Расчеты на прочность и ползучесть при искусственном замораживании грунтов. JL, "Стройиздат", 1981,199 с.

15. Геокриологические наблюдения оснований мостовых опор и территорий мостовых переходов на ж. д. линии Обская-Бованенково. -Научно-технический отчет ЦНИИС по темам: а) СП-90/92-3-1004. М.; б) СП-91/93-3-1011. М.; в) ЦЛИТ-93/95-3-219. М, 1995.

16. Гапеев М.А. Укрепление мерзлых оснований охлаждением. JL, "Стройиздаг", 1969. 104 с.

17. Гречищев С.Е., Москаленко Н.Г., Шур Ю.Л. и др. Геокриологический прогноз для Западно-Сибирской газоносной провинции. Новосибирск. "Наука", 1983, 180 с.

18. Добрецов H.JL, Коваленко В.И. Глобальные изменения природной среды. "Геология и геофизика", 1995, № 8, т. 36, с. 7- 29.

19. Долгих Г.М. и др. Система температурной стабилизации оснований. Наука в СССР, 1991. №2, с. 118-119,

20. Дучков А.Д., Соколова JI.C., Девяткин В.Н. Геотермическая характеристика недр Западной Сибири. Методика изучения пространственно-временных вариаций геофизических полей. Новосибирск, ОГГМ СО РАН, 1992, с. 44-78.

21. Дучков АД., Балобаев В.Т. и др. Геотермическая модель криолитозоны Западной Сибири. "Геология и геофизика", 1995., т. 36, №8, с. 72-81.

22. Ершов Э.Д. Общая геокриология. М. "Недра", 1979, 190 с.

23. Земляное полотно автомобильных дорог в северных условиях. Под ред. канд. техн. наук Малышева А. А. Изд-во "Транспорт", 1974,288 с.

24. Иванов М.И. Вопросы возведения стабильных насыпей на просадочных вечномерзлых грунтах. Изв. Вузов. "Строительство и Архитектура", 1982, № 6, с. 113-117.

25. Изыскания, проектирование и строительство железных дорог в районах вечной мерзлоты. Ведомственные строительные нормы. ВСН 61-89. М., 1990, с. 208.

26. Инженерно-геологический мониторинг промыслов Ямала. Том II. Геокриологические условия освоения Бованенковского месторождения. Тюмень: ИПОС СО РАН, 1996, 240 с.

27. Инструкция но сооружению земляного полотна в условиях Севера Западной Сибири. М. ЦНИИС, 1984, 38 с.

28. Инструкция по проектированию земляного полотна железных дорог (проект), Ведомственные строительные нормы (взамен СН 449-72). ВСН 449-00. (ред. Яковлева Е.Л.). ЦНИИС, М., 1982, 252 с.

29. Климат территории нефтегазовых месторождений на полуостровах Тазовский и Ямал. Специализированный справочник. Под. Ред. Ц.А. Швера. Л., Гидрометеоиздат, 1991, 220 с.

30. Клименко В.В., Микушина О.В., Ларин Д. А. Температурные тренды Таймырского региона в условиях глобального изменения климата.

31. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2001., №3, с. 195-203.

32. Кондратьев Н.Г. Цинхай-Тибетская железная дорога: новый опыт сооружения земляного полотна на вечной мерзлоте. Транспортное строительство. 2005, № 4. с. 15-19.

33. Костенко П.Н. Вопросы проектирования и строительства железнодорожных линий в районах вечной мерзлоты. М., "Трансжелдориздат", 1938, 40 с.

34. Крафт Я.С., Цернант А.А., Дацковский А.Х., Пассек В.В., Цуканов Н.А., Линник В А. "Дорожная насыпь на вечной мерзлоте". Патент РФ №225031. Б. И. № 19,2005.

35. Крафт Я.С. Об условиях применения насыпей минимальной высоты на строящейся железной дороге Обская -Бованенково. Труды ЦНИИС. Вып. № 213 "От гидравлического интегратора к современным компьютерам". М., 2002, с. 131-136.

36. Крафт Я.С. Методика определения оптимальной толщины и глубины размещения тепловых амортизаторов в грунтовом массиве. Труды ЦНИИС. Вып. № 216. М., 2004, с.

37. Крафт Я.С., Пассек В.В., Цернант А.А., Дацковский А.Х., Цуканов Н.А., Линник В.А. "Дорожная насыпь на вечномерзлых грунтах". Патент РФ № 225032. Б. И. № 19,2005.

38. Конструкции и технологии круглогодичного сооружения земляного полотна из твердомерзлых грунтов в Заполярной тундре. Отчет о НИР но теме 3P-86(87)-03.02. ЦНИИС, М., 1987.

39. Кудрявцев В .А., Достовалов Б.Н., Романовский Н.Н., Кондратьев К. А., Меламед В.Г. Общее мерзлотоведение. М., Изд-во МГУ, 1978, с. 241.

40. Кудрявцев В.А., Гарагуля Л.С., Кондратьев К.А., Меламед В.Г. Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геологических исследованиях (под ред. проф. В.А.Кудрявцева). Изд. МГУ, 1974, 431 с.

41. Кудрявцев В.А., Гарагуля Л.С., Чижов А.Б. Приближенные методы оценки условий существования таликов. Сб. Мерзлотные исследования. Вып. XIV. Изд. МГУ, 1974, с. 81-90.

42. Ламин В.А, Пленкин В.Ю., Ткаченко В.Я. Глобальный трек: Развитие транспортной системы на востоке страны. Екатеринбург: УрО РАН. 1999, ISBN 5-76 0928 - 9. 199 с.

43. Латышев П. Сначала дорога, за ней капитал. "Гудок". №94 (23361). 31.05.2005, с 1.

44. Методические рекомендации по изысканиям, проектированию и организации строительства автомобильных дорог нефтяных промыслов в зоне распространения вечномерзлых грунтов. Гипротюменьнефтегаз. Тюмень, 1987, с. 88.

45. Мерзлотоведение (краткий курс). Под ред. проф. В.А Кудрявцева. Изд. МГУ, 1981,240 с.

46. Мельников Е.С., Крицук Л.Н., Павлов А.В. Геокриологические и инженерно-геологические проблемы освоения Ямала. М., ВИЭМС, 1990, 53 с.

47. Методические рекомендации по выбору целесообразных вариантов проектных решений промысловых дорог Тюменской области на наиболее перспективных направлениях строительства на полуострове Ямал. СоюзДорНИИ., М., 1988.

48. Методические указания по проектированию земляного полотна на слабых грунтах. Оргтрансстрой, М., 1968. с. 197.

49. Методические рекомендация по изысканиям, проектированию и организации строительства автомобильных дорог нефтяных промыслов в зоне распространения вечномерзлых грунтов. Гипротюменьнефтегаз. Тюмень, 1987, с. 88.

50. Меренков Н.Д. О глубине протаивания вечномерзлых грунтов в основании насыпей. Транспортное строительство, 1981, № 11, с. 9-10.

51. Меренков П.Д., Пешков П.Г., Петров Б.Г., Цернант А.А., Бойцов Е.А. Конструкции насыпей из твердомерзлых песков с прослойками геотекстиля. Транспортное строительство, 1988, № 5, с. 6-7.

52. Минайлов Т.П., Гулецкий В.В. Пути повышения устойчивости насыпей, возводимых на маревых участках БАМа. Транспортное строительство, 1982, № 2. с. 6-7.

53. Научное сопровождение проектирования реконструкции деформируемых участков насыпей на ж. д. линии Обская-Бованенково на км 207 215. - Научно-технический отчет ОАО ЦНИИС по теме ИТ-95-5350, М., 2005.

54. Насыпь. А/с № 894076. Б.И., 1986, № 48. (Авт. А.А. Цернант).

55. Нормы и технические условия па проектирование и строительство железных дорог на полуострове Ямал. ВСН 203-89. (Взамен ВСН 20085 и ВСН 203-85). М., 1989, 60 с.

56. OCT 218.001-96. Система нормативных и методических документов дорожного хозяйства. Основные положения. ФДС России. М., 1996, с. 30.

57. Орлов Е.П., Цернант А.А. Опыт сооружения земляного полотна с использованием геотекстиля. Сб. "Новые конструкции и технологии сооружения земляного полотна". Научные труды ЦНИИСа. М., Транспорт, 1987, с. 16-22.

58. Павлов А.В. Закономерности формирования криолитозоны при современных изменениях климата. Изв. РАН, серия геогр., 1997, № 4, с. 61-75.

59. Павлов А.В. Прогноз эволюции криолитозоны в связи с глобальным потеплением современного климата. В сб. "Современные проблемы гидрогеологии, инженерной геологии и экогеологии". М., ВСЕГИНГЕО, 1994, с. 135-151.

60. Пассек В.В. Расчет на ЭВМ трехмерных температурных полей в транспортных сооружениях. Транспортное строительство, 1978, № 10, с. 37-38.

61. Пассек В.В. Совершенствование методики расчета температурного режима грунтов. Сб. "Теплофизические исследования транспортных сооружений". Труды ЦНИИС, вып. 72. М., ЦНИИС, 1974, с. 11-47.

62. Пассек В.В., Мамчур И.Г. "Земляное сооружение на вечномерзлых грунтах". Патент РФ № 1664973 приоритет от 08.08.88 г.

63. Пармузнн С.Ю., Гарагуля JI.C., Ершов Э.Д., Хрусталев JI.H. Проблемы геокриологии в связи с глобальным изменением климата.

64. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрология. Геокриология". 1999, № 5, с. 455-465.

65. Переселенков Г.С., Тавлинов В.К., Ткачевскнй И.Д. и др. Железные дороги в долинах рек. М., Транспорт, 1991. 344 с.

66. Перетрухни Н.А., Потатуева Т.В. Взаимодействие земляного полотна и вечномерзлых грунтов. Томск, Изд-во Томского университета, 1987, 160 с.

67. Перлыптейн Г.З. Водно-тепловая мелиорация мерзлых пород на Северо-Востоке СССР. Новосибирск, Наука. 1979, 304 с.

68. Плоцкий А.С., Попов А.С. Возведение земляного полотна из связных грунтов в зоне вечной мерзлоты. Автомобильные дороги, 1966, № 1.

69. Природа Ямала. Екатеринбург. УИФ "Наука", 1995, ISBN 5-02-0074357. с. 436.

70. Полуостров Ямал (инженерно-геологический очерк). Под. Ред. В.Т.Трофимова. М., Изд-во МГУ, 1975,276 с.

71. Природная среда Ямала. Т.2. В.Р. Цыбульский, Э.И. Валеева., С.П. Арефьев и др. Тюмень: Ин-т проблем освоения Севера СО РАН. 1995, 104 с.

72. Проектирование и устройство фундаментов опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов. СП 32-101-95. М., Корпорация "Трансстрой", 1996.

73. Проектирование и сооружение земляного полотна ж.д. линии Ягельная-Ямбург. Ведомственные строительные нормы. ВСН 200-85. ЦНИИС, 1985,63 с.

74. Проектирование и строительство автомобильных дорог для обустройства нефтяных и газовых месторождений на севере Тюменской области и других районах тундры с аналогичными условиями. Ведомственные строительные нормы. ВСН 201-85. СоюзДорНИИ. М., 1985, 64 с.

75. Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм. СП 32-104-98. Госстрой России. Изд. офиц. М., 1999, с. 90

76. Разработка прогрессивных методов рекультивации карьеров на полуострове Ямал. Отчет о НИР ОПС-91/93-3-1143. ОАО ЦНИИС. М., 1993.

77. Ревзон A.JI. Камышев А.П. Природа и сооружения в критических ситуациях. Дистанционный анализ. М., Триада, Лтд. 2001, 208 с.

78. Ревзон А.Л., Камышев А.П., Крафт Я.С. Предупреждение природно-техногенных аварий при строительстве. Экология и промышленность России. 200, январь, с. 42-46.

79. Ревзон А.Л., Камышев А.П., Крафт Я.С. Эффективность комплексного аэрокосмического зондирования при обеспечении безопасности железнодорожного строительства на п-ове Ямал. Транспортное строительство, 2001, № 4, с.11-14.

80. Рекомендации по рациональным конструкциям земляного полотна, водоотводных устройств и малых искусственных сооружений железнодорожной линии Беркакит-Томмот-Якутск, Изд. ЦНИИС. М., 1985, 59 с.

81. Рекомендации по методике прогноза изменений мерзлотно-грунтовых условий при строительстве и эксплуатации сооружений на БАМ. ЦНИИС, М, 1975, с. 128.

82. Рекомендации по интенсивной технологии и мониторингу строительства земляных сооружений на слабых основаниях (под общ. ред. проф. С.Я.Луцкого). М., Инф.-изд. центр "Тимр", 2005, 96 с.

83. Роман Л.Т. Механика мерзлых трунтов. М., МАИК "Наука/Интерпериодика", 2002,426 с.

84. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное руководство. Изд. "Наука". М., 1971, 192 с.

85. Стандартные проектные решения и технологии усиления земляного полотна при подготовке полигонов сети для введения скоростного движения пассажирских поездов. Вып.1. МПС. М., 1997, 172 с.

86. СНиП 2.01.01.82. Строительная климатология и геофизика. Госстрой СССР. М., "Стройиздат", 1983, 136 с.

87. Совершенствование методов проектирования и строительства земляного полотна в суровых природных условиях. Сб. науч. трудов ЦНИИС (Под ред, Цернанта А. А.), М., 1978 , вып. 108, с. 96.

88. Снегомерная съемка на участке 0 157 км ж. д. линии Обская-Бованенково. - Научно-технический отчет ОАО ЦНИИС по теме НТО-03-3324. М., 2003.

89. Специальные Нормы и технические условия на проектирование и строительство железных дорог на п-ве Ямал. (Минтрансстрой, МПС.) Ведомственные строительные нормы. ВСН 203-85. М., 1986,28 с.

90. Способ возведения насыпи из мерзлого грунта. Патент РФ № 1615432, Б.И., 1989, 347. (авт. А.А. Цернант, Ю.А. Попов).

91. Способ возведения насыпи из мерзлых грунтов. (А/с 1225299), Б.И., 1985. № 47. (авт. А.А. Цернант и др.).

92. Справочник по земляному полотну эксплуатируемых железных дорог. (М.В. Аверочкина, С.С. Бабицкая, С.М. Большаков и др.) по ред. В.П.Титова. М., Транспорт, 1978, 766 с.

93. Строительные нормы. Производство работ способом гидромеханизации. Требования безопасности и производственной санитарии. ОСТ 35-18-83. М., 1983, 83 с.

94. Технические Указания по изысканиям, проектированию и постройке железных дорог в районах вечной мерзлоты. ВСН 61-61. М., Оргрансстрой, 1962,147 с.

95. Технические Условия па проектирование и строительство железных дорог на полуострове Ямал. ОАО Газпром. М., 2005, 83 с. (Крафт Я.С. и др.).

96. Ткаченко BJI. Глобальный трек. Новосибирск. 2001, с. 201.

97. Ткаченко В.Я., Перцев В.П. Сухопутный транспорт Сибири: формирование опорной сети железных и автомобильных дорог, Новосибирск, Изд. СО РАН, 2003, с. 312.

98. Ткаченко В.Я. Метод строительства железных дорог на Севере. Сб. научных трудов СГАПС "Совершенствование технологии, организации и повышение эффективности железнодорожного строительства". Новосибирск, 1995, с. 12-20.

99. Указания по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог. СН 449-72. М., Стройиздат, 1973, 113с.

100. У Хаофэнь. Выбор принципов использования мерзлых пород как оснований сооружений и методов оценки их длительной прочности (на примере криолитозоны КНР). Автореферат канд. дисс. М., 1995, 20 с.

101. Ухов С.Б., Семенов В.В., Знаменский В.В. и др. Механика грунтов, основания и фундаменты. Учебное пособие. М., Изд. Ассоциации строительных вузов, 2005, 528 с.

102. Хасанов М.Ф., Ловчук В.В., Лукичев В.Ф., Горбылев М.И. Негативные явления, связанные со строительством линейных сооружений на севере Западной Сибири. Линейные сооружения на вечномерзлых грунтах. М., Изд. "Наука", 1990, с. 31-37.

103. Хабибуллин ИЛ., Лобастова С.А., Габбасова И.М. и др. Инженерно-биологическая рекультивация нарушенных территорий Ямбургского ГКМ. ВНИИЭГазпром, М., 1991, Обз. инф.: серия "Природный газ и защита окружающей среды".

104. Хрусталев Л.Н., Пустовойт Г.П. Вероятностно-статистические расчеты оснований зданий в криолитозоне. Новосибирск, Наука, 1988, 253 с.

105. Цернант А. А. Транспортное строительство в криолитозоне. Транспортное строительство, 1996, № 10, с. 8-15,

106. Цернант А.А. и др. Особенности природоохранной деятельности в транспортном строительстве. Учебное пособие, Изд. ИПК, М., 1991, 52 с.

107. Цернант А.А. Экосистемные принципы инженерной геомеханики в криолитозоне. Сб. докл. Международная конференция по открытым горным, земляными дорожным работам. Москва, 19-23.04.1994, с. 171179.

108. Цернант А. А. Экосистемный метод управления качеством объектов транспортного строительства. Строительный эксперт. № 21 (64), 1999, с. 28-29.

109. Цернант А.А. Экосистемные аспекты проекта "Трансконтинснталь". Сб.науч. трудов ЦНИИСа (юбил. вып.), 1995, с. 154-157.

110. Цернант А.А., Ким Л.Ф., Гордиенко Л.А. Определение механических свойств геотекстилей. Сб. "Новые конструкции и технология сооружения земляного полотна". Научные труды ЦНИИСа. М., Транспорт, 1987, с. 33-36.

111. Цернант А.А., Ким А.Ф., Бурибеков Т. Расчет грунтовых сооружений, армированных геотекстилем. Изв. вузов. "Стр-во и Архитектура", 1987, №9, с. 126-131.

112. Цернант А. А, Сооружение земляного полотна в криолитозоне. Докторская диссертация. М., 1998, с. 104.

113. Цернант А.А., Лобанов Н.И., Большакова Н.И. Геокриологический прогноз при сооружении земляного полотна. Транспортное строительство, 1990, № 9. с. 7-9.

114. Цернант А.А., Крафт Я.С. Основы проектирования инженерных систем и устройств для управления тепловым режимом грунтовых массивов. Материалы научно-практической конференции "Транспортное строительство в Сибири". Новосибирск, 2004, с. 34-38.

115. Цуканов Н. А. Регулирование глубины оттаивания грунтов земляного полотна с помощью пенопластовой теплоизоляции. Транспортное строительство, 1981, № 6, с. 4-6.

116. Шаргут Я., Петела Р. Эксергия. М., Изд-во «Энергия», 1971, с. 228.

117. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. Изд. 2-е. Изд. Транспорт, М., 1969, с. 536.

118. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. М., Транспорт, 1987,479 с.

119. Штейн А.И., Переселенков Г.С. Длительная прочность и устойчивость грунтовых сооружений. Научные труды ОАО ЦНИИС, вып. № 229. "Общие проблемы транспортного строительства", с. 13 69.

120. Geotechnical engineering for cold Regions/ Edit by O. Andersland, D. Anderson. N. Y. Mc Grow-Hill, 1978, 551 p.

121. Bondarenko G.J, Tsernant A.A. Stabiliti and flowate of thawing soil on slopes. Procedings of the seventh international simposium of landslides comptes, 1996, S. 453-455.

122. Gilichinsky D.A., Barry R.G., Bychverts S.S. et al. A century of temperature observations of soil climate: methods of analysis and long-term trends //