Yamac qoruma şəbəkəsi dağlıq yollarda daş düşməsini necə qarşısını alır?

Hərəkətdəki daşın fizikası

Dağ təpəsindən aşağı sürüşən daş ciddi enerji daşıyır. 20 metr/saniyə sürətlə hərəkət edən 100 kiloqramlıq daş — dik avtomagistral kəsilməsində nadir hallarda rast gəlinən bir hadisə deyil — təxminən 20 kilojoul kinetik enerjiyə malikdir. Bu göstəricini bir tonluq daş blok üçün hesablasaq, ədəd 200 kJ-ə qədər artır. Avtomagistralda daşqırılma maneələri adətən belə ölçülü daş bloklarını saxlaya bilir və bəziləri 3000 kJ-dən artıq təsirlərə dözümlüdür.

Yamac qoruma şəbəkəsinin əsas vəzifəsi daşdan daha möhkəm olmaq deyil — bu, böyük beton qurğular tələb edərdi. Bunun əvəzinə, şəbəkə enerjini nəzarət altındakı deformasiya yolu ilə idarə edir. Daş düzgün hazırlanmış elastik sistemə çarpsa, şəbəkə meyl edir, dayanma kabloları uzanır və enerji dispersiyası elementləri — adətən sürtünməli frenlər və ya halqa frenlər — təsir qüvvəsinin əksər hissəsini udur.

Bu, elastik şəbəkələri sərt maneələrdən ayırmaqda əsas fikirdir. Beton divar daşı qüvvə ilə dayandırır, lakin bu qüvvə hara getməlidir — divara, əsasına və tez-tez öz daşa daxil olur. Elastik şəbəkə daşın hərəkət etməsinə imkan verir, ancaq müdaxilə olmadan olduğu qədər uzağa və sürətlə hərəkət etməsinə icazə vermir.

Aktiv və passiv: təhlükəni idarə etmənin iki yolu

Yamac qoruma şəbəkələri aktiv və passiv sistemlərə aydın şəkildə bölünür və hər biri daş düşməsini tamamilə fərqli mexanizmlərlə qarşılamaq üçün istifadə olunur.

Aktiv sistemlər birbaşa yamacın üzərinə gərginlik tətbiq edirlər. Şəbəkə səthdəki qeyri-sabit materialı yerinə basır və onun ayrılmasını əvvəlcədən qarşısını alır. Bu, geologiya uyğun gəldikdə daha elegant həlldir — daşın düşməsini dayandırmaq, onun düşdükdən sonra tutulmasını deyil. Şəbəkədəki gərginlik yamac səthində normal qüvvə yaradaraq daş təbəqələri arasındakı sürtünməni artırır və blokların qopmasına meylliliyi azalır.

Passiv sistemlər əksinə, təhlükə zonasının aşağısında yerləşir və artıq hərəkət edən daşları tutur. Bunlar dağ avtomagistrallarında gördüyünüz tutma çitləri və maneə şəbəkələridir. Şəbəkə yamacın birləşməsini saxlamağa çalışmur; o, aşağı düşən şeyləri tutur və enerjini meyl etdirərək dissipiye edir.

Aktiv və passiv sistemlər arasındakı seçim çox zaman sahə şəraitinə və büdcəyə əsaslanır. Aktiv sistemlərin quraşdırılması daha bahalıdır — sabitləmə nümunəsi sıx olur və gərginlik tətbiqi diqqətlə aparılmalıdır — lakin bu sistemlər minimal texniki xidmətlərlə daimi mühafizə təmin edir. Passiv sistemlər quraşdırılması daha ucuzdur, lakin zərbəyə məruz qalan hissədə (ayaq hissəsində) daş parçalarının yığılması üçün boşluq tələb edir və tutulmuş materialların çıxarılması üçün dövri texniki xidmət tələb olunur.

Tihon Qərbi Sahilindəki bir avtomagistral departamenti çatlamış bazaltdan keçən 3 kilometrlik sahədə bu seçimi etməli oldu. Geologiya müşahidələri tez-tez kiçik ölçülü qopma hadisələrini göstərirdi, lakin böyük daş bloklarına aid təhlükələr aşkar edilmədi. Onlar 150 mm açılışlı və 4 mm-li tel şəbəkədən ibarət aktiv şəbəkəni seçdilər və onu 2,5 metrlik qafasdakı nöqtələrdə sabitlədilər. Quraşdırma xərcləri passiv maneənin quraşdırılmasından daha yüksək oldu, lakin həftəlik daşları təmizləyən briqadaların aradan qaldırılması bu fərqin iki il ərzində ödənilməsinə səbəb oldu.

Şəbəkənin özü daşı necə dayandırır

Torba şəklində həndəsi quruluş sistem konfiqurasiyası qədər vacibdir. Fərqli torba nümunələri təsir qüvvələrini müxtəlif şəkildə idarə edir.

Dikişli torba, bir-birinə bağlanmış halqalarından ibarət olaraq, yüksək elastiklik təmin edir və dinamik yüklər altında yaxşı işləyir. Daşın təsiri zamanı halqalar açıla və bağlana bilər ki, bu da gərginliyi yalnız bir nöqtədə deyil, bir neçə tel parçası üzrə paylayır. Weaving (toxunmuş) torba daha bərabər möhkəmlik və sərtlik təmin edir, lakin təsir altında daha az deformasiyaya imkan verir. Halqa şəklində torlar — bir-birinə bağlanmış polad halqalardan ibarət zireh kimi quruluşlar — enerji udma baxımından üstün performans göstərir, çünki hər bir halqa müstəqil olaraq deformasiyaya məruz qalır və yükü yayır.

Qabion tətbiqlərində geniş istifadə olunan ikiqat burulma şəklində heksagonal torbada tellərin birləşmə yerləri sabitlənmişdir ki, bu da lokal zədənin panel boyu yayılmasını qarşısını alır. Bu, daş düşməsi tətbiqlərində əhəmiyyətli rol oynayır, çünki welded (qaynaqlanmış) torbada tək bir dəlik bütün paneli «açılmış» vəziyyətə salmağa səbəb ola bilər. İkiqat burulma quruluşu zədəni məhdudlaşdırır.

Telin diametri və torun açıq sahəsinin ölçüsü də əsas rol oynayır. Kiçik açıqlar kiçik daşları tutur, lakin eyni zamanda görünüşü azaldır və küləyin yükünü artırır. Daha böyük açıqlar su və kiçik qalıntılara keçməyə imkan verir — bu, çox zaman süzülmə üçün faydalıdır — lakin açıqlar çox böyük olarsa, təhlükə yaradan ölçülü daşların keçməsinə imkan verə bilər. Əksər avtomagistral tətbiqləri üçün optimal aralıq 100–200 mm-dir və telin diametri tələb olunan enerji reytinqindən asılı olaraq 3–5 mm aralığında olur.

Ankrların və dayanma qurğusunun rolu

Yamac qoruyucu tor yalnız onu saxlayan elementlər qədər effektivdir. Ankrların yerləşdirilməsi nümunəsi — məsafə, dərinlik və ankrların növü — sistemin layihəyə uyğun işləməsini və ya ilk real sınaqda uğursuzluğa uğramasını müəyyən edir.

Aktiv sistemlər, adətən 2–3 metr aralıqlı sıx ankir şəbəkəsindən istifadə edir; qaya çiviləri və ya torpaq çiviləri 3–6 metr dərinliyə, dayanıqlı materiala daxil edilir. Səthdəki ankir lövhələri ümumi gərginliyi yamacın səthinə bərabər şəkildə paylayır. Ankirlər çox səthi və ya çox uzaq məsafədə yerləşdirsə, şəbəkə səth materialını saxlamaq üçün lazım olan gərginliyi saxlaya bilmir.

Passiv barьерlərdə daha az, lakin daha ağır ankirlərdən istifadə olunur — şəbəkəni daşıyan dirəklər qaya əsasına və ya kütləvi beton fundamentlərə dərin yerləşdirilir. Dəstəkləyici kabloların fren cihazları həqiqətən daşları dayandırır; ankirlər isə sistemin meyllənməsi zamanı yalnızca dirəkləri yerində saxlamalıdır. Buna görə də passiv barьерlərin dizaynı enerji reytinqinə və meyl limitlərinə çox diqqət yetirir — ankirlər enerjini udmur, onlar yalnız şəbəkə və fren cihazlarının iş görməsi üçün sistemi möhkəm tutur.

Daş şəbəkəyə dəyəndə nə baş verir

Passiv maneədə təsir ardıcıllığı çox sürətli baş verir – ilk təmasdan tam deformasiyaya qədər yalnız millisekundlar keçir, lakin proqnozlaşdırıla bilən nümunəyə əməl edir.

İlk təmas: Daş şəbəkə panelinə dəyir. Şəbəkə lokal olaraq deformasiyaya uğrayır və yükü dəstəkləyici kablolara ötürür. Halqa və ya toxunmuş konstruksiya daşın formasına uyğunlaşmağa imkan verir və təmas gərginliyini yayır, yığılmalarına səbəb olmur.

Yüklərin ötürülməsi: Dəstəkləyici kablolar yükü dayaq nöqtələrinə və fren cihazlarına daşıyır. Kablolar elastik şəkildə uzanır və gərginlik enerjisi kimi bir hissə enerji saxlayır. Frenlər — sürtünməli frenlər və ya halqa şəkilli frenlər — sürüşməyə başlayaraq kinetik enerjini istiliyə çevirir.

Tam deformasiya: Sistem maksimum deformasiyaya çatır; bu, avtomagistral qoruyucu barьерləri üçün adətən 1–3 metr təşkil edir. Daş bu məsafədə ilk sürətindən sıfıra yaxın sürətə qədər yavaşlayır. Başlanğıcda kinetik enerji olaraq mövcud olan enerji frenlərdə istilik, kablolarda elastik gərginlik və torun özündə kiçik miqdarda deformasiya kimi çevrilir.

Geriyə sıçrama və yerləşmə: Elastik gərginlik azaldıqca sistem qismən geri sıçrayır. Daş tora yapışaraq yerləşir və ya aşağı hissədəki toplama zonasına düşür. Barьер növbəti təsir üçün hazır haldadır.

Bu ardıcıllıq, çoxsaylı daş sürüşməsi hallarında elastik sistemlərin sərt maneələrə nisbətən daha yaxşı işləməsinin səbəbini izah edir. Sərt divar daşı aniden dayandıraraq, təsir enerjisini tək bir nöqtədə cəmləşdirir. Elastik şəbəkə isə enerjini vaxt və məsafə üzrə yayaraq, hər bir komponentə təsir edən zirvə yükünü azaldır.

Məhdudiyyətlər və obyektiv qiymətləndirmə

Heç bir yamac qoruyucu şəbəkə hər yerdə işləmir və əksinin doğruluğunu iddia etmək mühəndislik icmasına xidmət etmir.

Aktiv sistemlər, ankarların tutulacağı daş tələb edir. Güclü havaya məruz qalmış və ya torpaq yamaclarında ankarlar gərginliyi saxlamaq üçün kifayət qədər çıxma müqaviməti inkişaf etdirə bilməyə bilər. Passiv maneələr isə yerə yetərli sahə tələb edir — şəbəkənin deformasiya olmasına imkan verən şaquli boşluq və çökəntilərin toplanması üçün ayaq hissəsində üfuqi sahə. Məhdud keçid hüququ olan sıx koridorlarda passiv maneə sadəcə yerləşdirilə bilməyə bilər.

Çox yönlü olsa da, pərdə sistemləri böyük daş bloklarının təhlükə yaratdığı yamaclarda yaxşı iş görmür — onlar daşları dayandırmır, yalnız onları yönəldir; beləliklə, böyük daş hələ də aşağı hissədə zərər verə bilər.

Hər hansı bir sistemin performansı quraşdırılmanın keyfiyyətindən çox asılıdır. Zəif gərginlikli aktiv tor şəbəkə daşları saxlaya bilmir; zəif qaynaqlanmış passiv maneələr çox uzaq sapır və daşların üstündən keçməsinə səbəb ola bilər. Buna görə də etibarlı təchizatçılar yalnız məhsulun keyfiyyətinə deyil, həmçinin quraşdırılma dəstəyinə və texniki sənədləşməyə diqqət yetirirlər.

Daş düşməsi riski gündəlik əməliyyat nəzarəti məsələsi olduğu dağlıq avtomagistral layihələri üçün Kanghailong kimi istehsalçılar performansı və praktik quraşdırılabilərliyi tarazlaşdıran mühəndislik dərəcəli tor sistemləri təqdim edir. Onların bir neçə bölgədə mövcud istehsal imkanları layihələrin gecikməyə icazə verə bilmədiyi halda, məhsulun sabit keyfiyyətini və etibarlı təchizatını təmin edir.