Подпорные стены «Маккаферри»: прочность в квадрате

подпорные стены на Михеевском ГОКе

Технология армирования грунта на российском рынке получила распространение только с начала XXI века. Горнодобывающие предприятия медленно, но верно отходят от дорогостоящих железобетонных конструкций в пользу новых эффективных решений.

Армированные конструкции: в чём преимущества?

Конструктив армогрунтовых сооружений обуславливается взаимодействием армоэлемента с грунтом. Армирующие элементы воспринимают и поглощают повышенные напряжения, возникающие в грунте и тем самым предотвращают деформации или разрушение конструкции.

В большинстве случаев этим элементом является геосинтетическая решетка. В условиях постоянного контакта с грунтом она сохраняет проектные физико-механические характеристики на протяжении длительного периода времени.

Сооружения из армированного грунта – эффективный и выгодный способ укрепления и стабилизации для многих объектов инфраструктуры горнодобывающего предприятия. Армированные подпорные стены строят в составе зданий ККД. Они так же применимы при возведении или при реконструкции дамб хвостохранилищ, при устройстве камнеулавливающих насыпей, подъездных дорог.

Маккаферри наработала большой опыт по всему миру в области армирования грунта. Компания усовершенствовала его для строительства армогрунтовых стен дробилок, а также конструкций для установки конвейерных систем.

На ГОКах специалисты Маккаферри применяют три уникальные системы – Террамеш, Макрес и Макволл. Они позволяют возводить вертикальные сооружения и способны выдерживать высокие нагрузки от техники и оборудования.

В основе технологии Системы Террамеш® лежит модульная система, в лицевой части которой устраивается специальный габионный блок с армирующим выпуском, а грунт обратной засыпки послойно армируется. Лицевые габионные блоки и армопанели производят из единого полотна сетки двойного кручения с шестиугольными ячейками.

 Система Террамеш
Михеевский ГОК. Поперечное сечение Системы Террамеш

Армирование грунта с помощью Системы Террамеш® является экономически эффективным за счёт гибкости системы и относительной простоты возведения конструкции на объекте добычи. Для устройства обратной засыпки можно применить местные материалы, тем самым экономя затраты и время. Широкий спектр геоматериалов позволяет адаптировать решение в соответствии с типом грунта на объекте строительства.

Система МакРес® отличается тем, что лицевая грань стен выполняется в виде бетонных панелей площадью 1,5х1,5 м и толщиной 14 см. Причём лицевые панели можно изготовить непосредственно на территории горнодобывающего предприятия (при наличии бетонного узла), достаточно предварительно доставить на место металлоформы.

Данная система армирования предполагает горизонтальную укладку геосинтетических лент внутри уплотнённой насыпи, таким образом укрепляя её. Эта конструкция отличается быстротой возведения за счёт лицевых панелей большой площади; как и Система Террамеш, она способна выдерживать очень высокие нагрузки и обеспечивает строго вертикальную лицевую грань стены.

МакРес® имеет смысл применять в тех случаях, когда на месторождении или поблизости нет камней-заполнителей с соответствующими характеристиками, необходимых для Системы Террамеш®.

Технология Системы Макволл® также подразумевает строительство стены с послойным армированием грунта, но лицевая грань формируется из мелких бетонных блоков, которые «Маккаферри» изготавливает заранее на заводах и доставляет готовыми на объект. Подобное решение компания реализовала для подпорной стены возле дробилки на Сычёвском месторождении Рузского района в Московской области.

Для ГОКов Систему Макволл® имеет смысл рассматривать в качестве армогрунтовой системы только в случае, когда ГОК находится вблизи от крупных транспортных артерий, ведь для удалённых объектов стоимость доставки готовых бетонных блоков будет нерентабельна. Зато Макволл обеспечивает высокую эстетическую составляющую стены, что, несомненно, хорошо для подпорных стен, расположенных в хозяйственно-административных зонах предприятий.

Система Макволл на ГОКе в Канаде
Система Макволл на ГОКе в Канаде

«К потенциально интересным решениям можно отнести так называемые «промежуточные» решения. К примеру, один заказчик из Казахстана хотел найти недорогой вариант для укрепления карьера. Возведение армогрунтовых конструкций с облицовкой и тем более железобетонных конструкций было нерентабельно, потому что срок эксплуатации месторождения составляет всего 15-20 лет. В качестве решения задачи мы предложили геосинтетические материалы, для которых облицовка в виде блоков или габионов не требуется», – сказал начальник проектной группы «Габионы Маккаферри СНГ» Николай Усачев.

Выдерживая любые нагрузки

Имея статус относительно новой технологии, армогрунтовые конструкции долгое время «не подходили» под существующие регламенты и нормативные документы России. Чтобы получить одобрение проектной документации на строительство, команда «Маккаферри» разрабатывала специальные технические условия (СТУ), которые утверждал Минстрой РФ. На утверждение проектной документации уходило в среднем 1,5-2 месяца.

В 2018 году ситуация изменилась. В Свод правил № 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» впервые внесли раздел, который устанавливал нормы проектирования для армогрунтовых конструкций. С этого момента согласовывать такие проекты стало легче.

Часто преимущества армогрунтовых конструкций в сравнении с железобетонными подпорными стенами неоспоримы. Во-первых, армирование грунта более эффективно перераспределяет нагрузки внутри конструкции за счёт повышенной гибкости.

«Армогрунтовая система приспосабливается к относительной осадке грунта лучше, чем традиционные конструктивные решения из железобетона. Железобетон из-за своей жёсткости не допускает просадок и поэтому больше подвержен деформациям», – объяснил Дмитрий Неклюдов.

Во-вторых, внедрение технологии требует гораздо меньших временных и финансовых затрат, особенно когда речь идёт о строительстве высоких сооружений. Например, проект «Маккаферри» по строительству подпорной стены высотой 30 м в районе дробильной установки Михеевского ГОКа обошёлся на 40% дешевле, чем вариант традиционной железобетонной стены. 

Михеевский ГОК армогрунтовая подпорная стенка
Михеевский ГОК. Армогрунтовая подпорная стенка в период подтопления.

 «При проектировании армогрунтовых сооружений в ГОКах в первую очередь учитываются ненормированные сверхвысокие нагрузки от горной техники. Одни только самосвалы могут перевозить до 400 т горной массы (без учёта собственного веса), что уже является весьма неординарной задачей. Кроме того, наши подпорные стены выдерживают и дополнительные нагрузки. Так, в 2013 году на Михеевском ГОКе из-за ливневых дождей произошло сильное подтопление. Основание стенки котлована затопило на глубину 4 м, – отметил начальник проектной группы компании.

– Тем не менее, конструкция, находясь в подтопленном состоянии более 3 месяцев, практически не подверглась деформации. Кроме того, армогрунтовые подпорные стены можно строить даже в зимний период времени. Наш проект для месторождения Михеевского ГОКа был реализован всего за одну зиму, в то время как установка железобетонных стен была бы значительно усложнена для данного периода времени».

Для возведения стен значительной высоты Маккаферри использует дополнительное армирование насыпи высокопрочными георешётками Паралинк® и Парагрид®. Это уникальная разработка компании, не имеющая прямых аналогов в мире. Данные материалы способны в разы увеличить несущую способность насыпи благодаря их высоким прочностным характеристикам – до 1350 кН/м.

Системы Террамеш и  Макрес в составе ККД
Комбинация двух решенийСистемы Террамеш и Системы Макрес в составе ККД

Благодаря высокой несущей способности и гибкости армогрунтовые конструкции способны воспринимать большие сейсмические нагрузки с минимальным ущербом. Подтверждение тому – массовое применение таких армогрунтовых конструкций как Система Террамеш® и Система Макволл®на ГОКах в Перу, который является одним из самых сейсмически опасных районов Земли.

Инженеры компании Маккаферри участвовали в качестве консультантов при проектировании и строительстве самой высокой в мире армогрунтовой подпорной стены Системы Террамеш® высотой 74 метра. Она была возведена в рамках строительства высокогорного аэропорта, расположенного в Гималаях на высоте 2200 метров в штате Сикким, Индия.

Помимо муссонных дождей, когда годовой уровень осадков превышает 4 метра, район расположен в зоне с высокой сейсмичностью. Данное сооружение прошло проверку «огнём», когда сразу после возведения произошло землетрясение магнитудой 6.8 баллов, которое, по словам главного инженера проекта, не оказало сколько-нибудь значительного влияния на сооружение. ®


Специалисты Маккаферри обладают значительным опытом в области проектирования и строительства геотехнических сооружений с применением габионных технологий и армогрунтовых систем для защиты горных выработок и ГОКов.

Мы даем консультации, выполняем проектные работы и контролируем все процессы: от разработки технического решения и подбора оптимальных строительных материалов до производства, шеф-монтажа и обеспечения прохождения государственной экспертизы.

Для практической реализации проектов мы используем материалы, произведённые на собственных заводах – именно этим обусловлена экономическая эффективность и надёжность технических решений.

Логотип компании «Маккаферри»

www.maccaferri.ru
info@maccaferri.ru
г. Москва, ул. Шарикоподшипниковская 13, стр.1
тел.: +7 (495) 937-58-84

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Союз горных инженеров

Подпишитесь
на ежемесячный дайджест актуальных тем
для специалистов отрасли.

Исключительно отраслевая тематика. Никакого спама 100%.