Проектирование новой железной дороги в Республике Саха (Якутия)

Проектирование новой железной дороги в Республике Саха (Якутия)

1. Характеристика области проектирования новой железной дороги

Новая железная дорога проектируется в Республике Саха (Якутия).

Республика Саха расположена на севере Восточной Сибири, включает Новосибирские острова. Более 1/3 территории находится за Северным полярным кругом. Большую часть территории республики занимают обширные горные системы, нагорья и плоскогорья. На западе - Среднесибирское плоскогорье, ограниченное с востока Центральноякутской низменностью. На востоке - хребты Верхоянский, Черского и расположенное между ними Яно-Оймяконское нагорье. На юге - Алданское нагорье и пограничный Становой хребет. В северной части - Северо-Сибирская, Яно-Индигирская и Колымская низменности. На северо-востоке - Юкагирское плоскогорье. Климат резко континентальный. Зима продолжительная, суровая и малоснежная. Средняя температура января от -28С на побережье до -50С на остальной территории (в районе Верхоянск - Оймякон - один из полюсов холода Северного полушария с абсолютным минимумом температуры -72.2С). Повсеместно распространены многолетнемёрзлые породы.. Территория Республики -3103200 кв.км. Население составляет 949280 чел. железная дорога трасса переход

Якутия - один из наиболее речных (700 тыс. рек и речек) и озёрных (свыше 800 тыс.) регионов России. Общая протяжённость всех её рек составляет около 2 млн км, а их потенциальные гидроэнергоресурсы оцениваются почти в 700 млрд кВт. Крупнейшие судоходные реки: Лена <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B5%D0%BD%D0%B0_(%D1%80%D0%B5%D0%BA%D0%B0)> (длина - 4400 км), Вилюй <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%BB%D1%8E%D0%B9> (2650 км), Оленёк <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D1%91%D0%BA_(%D1%80%D0%B5%D0%BA%D0%B0)> (2292 км), Алдан <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D0%B4%D0%B0%D0%BD_(%D1%80%D0%B5%D0%BA%D0%B0)> (2273 км), Колыма <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D1%8B%D0%BC%D0%B0_(%D1%80%D0%B5%D0%BA%D0%B0)> (2129 км), Индигирка <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D0%B4%D0%B8%D0%B3%D0%B8%D1%80%D0%BA%D0%B0>(1726 км), Олёкма <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BB%D1%91%D0%BA%D0%BC%D0%B0> (1436 км), Анабар <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D0%B0%D0%B1%D0%B0%D1%80> (939 км) и Яна <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%BD%D0%B0_(%D1%80%D0%B5%D0%BA%D0%B0)> (872 км).

На территории республики находятся крупные озёра - Бустах <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%85>, Лабынкыр <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B0%D0%B1%D1%8B%D0%BD%D0%BA%D1%8B%D1%80> и др.

Полезные ископаемые и природные ресурсы

Республика Саха (Якутия) обладает значительным природоресурсным потенциалом. На территории Республики Саха располагаются месторождения алмазов, золота, каменного угля, природного газа, черных, цветных и редких металлов, олова, сурьмы.

Ведущее место в горной промышленности республики занимает алмазодобывающая отрасль. Основные рудоносные структуры расположены в Западной Якутии. В настоящее время предварительно оценено около 800 кимберлитовых трубок: 150 из них содержат алмазы, в том числе 13 - в промышленных концентрациях. По данным геологической разведки, также существуют определенные предпосылки для выявления месторождений алмазов некимберлитовой природы.

В современных условиях важное стратегическое и экономическое значение приобретает топливно-энергетическое сырье (уголь, газ, нефть, конденсат), выявленное на более чем 20% континентальной территории Якутии. На сегодня имеется порядка 900 разведанных месторождений каменного, бурого, коксующихся углей и углепроявлений. Специализированные районы залегания нефти и газа охватывают практически всю юго-западную часть республики, где сосредоточены крупные газовые, газоконденсатные и нефтегазовые месторождения.

Промышленность

Главными отраслями промышленности Республики Якутия являются цветная металлургия (включая добычу алмазов, золота, олова), топливная промышленность, электроэнергетика. Традиционной отраслью можно назвать ювелирное производство. Второй после алмазов экспортный продукт - уголь, Якутия поставляет его в регионы России и страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Развита лесная и деревообрабатывающая промышленность.

2. Технические параметры проектируемой новой железной дороги

.1 Длина приемоотправочных путей

Для определения массы состава, длины поезда и длины приемоотправочных путей для поездов, обращающихся в грузовом движении на проектируемой железной дороге, тяговые расчёты были выполнены в программе TIGA.

Результаты тяговых расчётов:

масса состава - 1075т;

длина состава - 215м;

Длина приемоотправочных путей l_по - 850м.

2.2 Параметры, задаваемые заданием

·        район проектирования - Республика Саха(Якутия);

·        руководящий уклон трассирования - 20‰;

·        размеры перевозок:

Размеры грузовых перевозок в негрузовом направлении составляют 78% от грузового направления.

·        коэффициент внутригодичной неравномерности перевозок - 1,12;

·        количество путей - 1;

·        тип ВСП - звеньевой;

·        Вид тяги и тип локомотива: тепловоз, ТЭ-10;

·        Установленная пропускная способность для размещения раздельных пунктов 25 пар поездов в сутки;

·        Способ поездных сношений - полуавто.блокировка;

·        Вид грунтов по впитыванию - суглинки;

·        Расчетная высота снегового покрова - 90см;

·        Доля 4-осных вагонов в составе - 0,95, 6-осных - 0,05;

·        Длина локомотивного плеча -100 км.

·        Длина вагонного плеча -200 км.

·        Количество пунктов смены локомотивных бригад - 1.

·        Общая длина строящейся магистрали - 25 км.

·        Срок строительства - 3 года.

·        Процент амортизационных отчислений - 10%.

·        Процент дисконтирования - 12%.

·        Тариф грузовых перевозок - 0,01 руб.

·        Тариф пассажирских перевозок - 0.1 руб.

- для капитальных затрат 40

для эксплуатационных расходов 42

- для тарифа грузоперевозок 46

для тарифа пассажирских перевозок 48

3. Категория проектируемой железной дороги, длина приемоотправочных путей

Категория проектируемой железной дороги была определена на 10 год эксплуатации по размерам грузовых перевозок в соответствии с таблицей 1 СТН-Ц-01-95 /2/.

Проектируемая железная дорога соответствует III категории.

Для дороги III категории рекомендуемые радиусы определяем по таблице 5 /2/. Рекомендуемые нормы позволяют не ограничивать скорость движения поездов, в отличие от допускаемых.

4. Трассирование

.1      Описание района проектирования

Район проектирования представлен картой масштаба 1:25000. Максимальная отметка рельефа h_max=264,9 м находится в Юго - Западной части местности проектирования, минимальная h_min =132м - находиться на Северо - Востоке. Рельеф местности холмистый. Холмы относительно равномерно рассредоточены по всему району.

Гидрология местности проектирования представлена средними и малыми реками. Река протекает с Северо-Запада на Юго - Восток ширенной 50 м глубиной до 1,5м, русло извилистое, пойма не заболоченна. Малые реки и ручьи распространены по всей территории проектирования. Болота есть . Растительность представлена отдельными лесными массивами. Остальная территория покрыта мелкими кустарниками.

Населенные пункты представлены в Северо - Западной и Юго-Восточной части местности. Деревня Дергачево расположено в центральной части, на Востоке расположено село Запрудовка, на Юго - Западе Агуреево, на Юге - Востоке деревня Требугов и на Западе село Мокшаны. Все населенные пункты соединены грунтовыми автомобильными дорогами. Автомобильных дорог с твердым покрытием в данной местности нет и железных дорог нет. Рабочая сила для строительства привозная. Для строительства используются местные строительные материалы.

В целом область проектирования может быть отнесена к сложным условиям проектирования.

4.2    Описание возможных вариантов трассы

На карте намечаем два варианта трассы от оси станции до пункта примыкания. На выбор прокладки трассы от станции «A» к направлению «Б» влияют следующие факторы:

1.       назначение дороги

2.       положение населённых пунктов

3.       топография местности

4.       инженерно геологическая ситуация

.        гидрографические.

Вариант №1: Проектируем трассу от станции «А» в направлении на юго-восток. Выбираем место пересечения реки Алдан и её притоков. Пересекаем реку под прямым углом в самом узком месте с отметкой 133м, поворачиваем на юго - запад, далее пересекаем реку Лена и Вилюй под прямым углом в самом узком месте с отметками 143м и 177м. Далее грунтовую дорогу и выходим на конечное направление «Б».

Вариант №2: Проектируем трассу в направлении также на юго-восток. Затем поворачиваем на юго-запад и пересекаем реку Алдан. Проходим через седловину в центральной части района и поворачиваем на юг и выходим на пункт «Б», который расположен на юге - западе.

К дальнейшему проектированию принимаем вариант «I».

4.3    Нормы проектирования плана и продольного профиля трассы

Нормы и правила проектирования представлены в СТНЦ-01-95 /2/ и зависят от категории дороги и длины приемо - отправочных путей. Далее в курсовом проекте будут делаться ссылки на этот нормативный документ.

Согласно классификации железных дорог по нормам проектирования участок данной линии принадлежит к III категории железнодорожных магистралей.

В курсовом проекте принимается поперечная схема станции. Согласно /2/ при l_по = 850 м длина станционной площадки для станции принимается L=1450 м. В пределах станционной площадки путь должен лежать на прямом участке пути в плане и на площадке в профиле, и на насыпи высотой около 2 м.

Продольный профиль пути следует проектировать элементами возможно большей длины при наименьшей алгебраической разно­сти уклонов смежных элементов.

Длина элементов профиля, как правило, не должна быть менее половины полезной длины приемо-отправочных путей, то есть менее 425 м (СТНЦ-01-95 Пункт 4.4).

Алгебраическая разность уклонов смежных элементов не должна превышать значения Di_н = 13 ‰. При большей разности уклонов смежные элементы следует сопрягать посредством разделительных пло­щадок и (или) элементов переходной крутиз­ны, длина которых должна быть не менее 200 м.

При алгебраиче­ской разности уклонов менее Di_н длину разде­лительных площадок и элементов переходной крутизны допускается пропорционально уменьшать, но не менее, чем до 25 м (СТНЦ-01-95 Пункт 4.4).

Смежные элементы продольного про­филя следует сопрягать в вертикальной плоскости кривыми радиусом R_в = 10 км. При алгебраической разности уклонов смежных элементов менее 2,8 ‰ при R_в = 10 км вертикальные кривые допуска­ется не предусматривать (СТНЦ-01-95 Пункт 4.5).

Продольный профиль в выемках дли­ной более 400 м и в выемках независимо от их длины, устраиваемых в вечномерзлых грунтах, следует проектировать уклонами одного на­правления, либо выпуклого очерта­ния. При этом крутизну уклонов следует принимать не менее, соответ­ственно, 2 и 4 ‰.(СТНЦ-01-95 Пункт 4.7).

Продольный профиль железнодорож­ных линий в метелевых районах следует про­ектировать преимущественно в виде насыпей. Высоту насыпи над уровнем расчетной толщи­ны снежного покрова следует принимать не менее 0,7 м на однопутных и 1,0 м на двухпутных линиях. (СТНЦ-01-95 Пункт 4.8).

Кривые участки пути новых железных дорог следует проектировать возможно боль­ших радиусов. (СТНЦ-01-95 Пункт 4.19).

Радиусы кривых для III категории пути:

рекомендуемые: 4000-1200 м;

в трудных условия: 1000 - 800 м;

в особо трудных условиях при технико-экономическом обосновании: 700,600 м.

Подбор кривых для выбранного варианта трассы приведен в таблице 4.1.

Циркульный ход представляет собой совокупность одинаковых по длине отрезков, соединяющих на соседних горизонталях точки, удаленные друг от друга на расстояние, соответствующее уклону трассирования. Обычно положение таких точек определяется «шагом» циркуля с горизонтали на горизонталь, отмечая при этом точки установки ножек циркуля.

, (1.2)

При уклоне трассирования 9 ‰ раствор циркуля составит:

см

После наколки циркульного хода делается его спрямление. Оно выполняется от начальной точки А участками 2-3 км, при этом заменяем несколько смежных элементов, имеющие небольшие отклонения друг от друга (5-10 град), одним прямолинейным участком. Это делается для уменьшения числа углов поворота, обеспечения допустимых радиусов кривых и длин прямых вставок между ними. Трасса должна следовать как можно ближе к линии нулевых работ, что уменьшает объем земляных работ. Пересечение прямых в результате спрямления линий нулевых работ определяет вершину углов поворота. Выбор радиуса кривых и их вписывание производится по нормам СТНЦ-01-95 /4/.

Таблица 4.1 - Радиусы кривых первого варианта трассы

Проверка: ∑K + ∑d = L,

7508,21+9741,56=17249,77≈17250 м

Прямые вставки между начальными точками переходных кривых, а при их отсутствии - круговых кривых, (СТНЦ-01-95 Пункт 4.24) следует принимать не менее:

а) в нормальных условиях:

в разные стороны - 75м;

в одну сторону - 100 м.

б) в трудных условиях:

в разные стороны - 50 м;

в одну сторону - 50 м.

При проектировании новых железнодорож­ных линий III-IV категорий, сооружаемых в особо трудных условиях, дополнительных глав­ных путей и реконструкции существующих же­лезнодорожных линий допускается при соот­ветствующем технико-экономическом обосно­вании предусматривать сопряжения обратных кривых с переходными кривыми без прямых вставок

Все нормы проектирования зависят от категории железной дороги (по заданию она III) и длины приемоотправочных путей, l_по=850м.

.4 Описание запроектированного участка трассы

Трасса идет с севера на юг. Первые 1 км начиная от оси станции - прямой участок, уложенный вольным ходом. Далее трасса поворачивает направо, для уменьшения объема земляных работ. Затем поворачивает налево для перехода на мост через реку Алдан. После трасса идет по кривой обходя гору и выходит на мост через реку Лена . Пройдя гору- поворот направо, далее трасса идет по кривой через седловину. Далее поворачиваем налево для перехода на мост через реку Вилюй. После поворачивает налево и выходит на направление «Б».

4.5