38
Сентябрь
–
октябрь
2014
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Фундаментов
Вид
сверху
на
участок
линии
Саскуэханна
—
Роузленд
,
пересекающий
Трой
Медоус
.
Марш
Трой
Медоус
отнесён
к
категориям
охраняемых
болотных
угодий
и
национальных
памятников
природы
.
Н
епрерывно
растущий
спрос
на
электроэнер
-
гию
создал
ряд
уникальных
и
сложных
задач
в
области
проектирования
и
строительства
воздушных
линий
электропередачи
,
многие
из
которых
связаны
с
экологией
.
Процесс
прокладки
марш
-
рута
и
выбора
участков
для
строительства
линии
элек
-
тропередачи
часто
требует
больших
временных
затрат
и
тесного
взаимодействия
с
многочисленными
регули
-
рующими
органами
.
Несмотря
на
то
что
энергокомпа
-
нии
стремятся
использовать
существующие
коридоры
ЛЭП
,
что
им
часто
удаётся
,
для
получения
соответству
-
ющего
разрешения
,
как
правило
,
приходится
анализи
-
ровать
альтернативные
маршруты
.
Анализ
воздействия
на
окружающую
среду
про
-
кладки
новых
маршрутов
может
значительно
продлить
процесс
получения
разрешений
.
Как
только
маршрут
утверждён
,
энергокомпаниям
,
их
консультантам
и
под
-
рядчикам
приходится
решать
сложную
задачу
прове
-
дения
строительных
работ
в
границах
коридоров
ЛЭП
,
обозначенных
в
разрешениях
.
Часть
новой
линии
Саскуэханна
—
Роузленд
,
воз
-
водимой
в
рамках
проекта
Susquehanna to Roseland
Electric Reliability Project (SRERP),
пересекает
Трой
Ме
-
доус
,
пресноводный
марш
площадью
12505
гектаров
округа
Моррис
,
штат
Нью
-
Джерси
,
США
.
Управление
по
охране
окружающей
среды
США
отнесло
этот
регион
к
PSE&G пересекает болота
Нью-Джерси
Инновационные методы строительства позволяют
уменьшить последствия для охраняемых территорий.
Джон Рибардо (John Ribardo),
Public Service Electric & Gas,
и Стив Давидов (Steve Davidow),
Crux
Subsurface
39
C
ентябрь
–
октябрь
2014
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Фундаментов
Транспортируемые
вертолётами
краны
значительно
облегчили
работы
с
тяжеловесными
грузами
по
месту
закладки
фундамен
-
тов
опор
.
категории
охраняемых
болотных
угодий
,
а
Служба
на
-
циональных
парков
США
—
к
категории
национальных
памятников
природы
.
По
проекту
на
этой
территории
требовалось
заменить
семь
решётчатых
опор
230
кВ
семью
новыми
двухцепными
одностоечными
опорами
500
кВ
.
Энергокомпания
Public Service Electric & Gas
(PSE&G)
разрабатывала
проект
в
тесном
взаимодей
-
ствии
с
регулирующими
органами
и
применила
уни
-
кальные
методы
строительства
,
позволившие
миними
-
зировать
воздействие
на
ландшафт
.
Ограничения
доступа
и
сложности
в
осуществлении
проекта
При
выборе
участка
строительства
были
подроб
-
но
проанализированы
три
возможных
параллельных
маршрута
линии
.
Комиссия
предприятий
коммуналь
-
ного
обслуживания
штата
Нью
-
Джерси
согласилась
с
PSE&G
в
том
,
что
предпочтительным
вариантом
для
строительства
новой
линии
500
кВ
будет
использова
-
ние
существующего
коридора
.
Этот
маршрут
включал
переход
через
марш
Трой
Медоус
.
Подрядчик
остановил
свой
выбор
на
традиционных
фундаментах
опор
,
однако
строительство
дороги
для
транспортировки
необходимого
оборудования
и
мате
-
риалов
потребовало
бы
масштабных
работ
по
насыпа
-
нию
грунта
или
укладке
деревянных
настилов
.
От
вари
-
анта
с
насыпным
грунтом
отказались
сразу
же
по
ряду
причин
.
Вариант
с
деревянными
настилами
рассмотре
-
ли
,
но
его
последствия
,
пусть
и
временного
характера
,
оказались
бы
весьма
значительными
.
После
того
как
традиционные
методы
строительства
были
исключены
,
проектная
группа
проанализировала
вариант
с
привлечением
вертолётов
.
Во
-
первых
,
не
-
обходимо
было
изучить
целесообразность
применения
вертолёта
для
установки
одностоечных
опор
,
решение
об
использовании
которых
в
этой
части
проекта
уже
было
принято
.
К
счастью
,
маршрут
через
Трой
Медоус
не
требовал
установки
угловых
конструкций
и
позволял
использовать
более
легковесные
одностоечные
проме
-
жуточные
опоры
.
Тем
не
менее
при
высоте
58
м
и
весе
более
68
тонн
опоры
всё
равно
оставались
крупногаба
-
ритными
.
Компания
Burns & McDonnell,
руководитель
проекта
PSE&G,
вместе
с
поставщиком
и
разработчиком
опор
включили
в
конструкцию
опор
необходимые
измене
-
ния
для
их
последующей
установки
с
помощью
верто
-
лёта
.
Так
,
опоры
были
разделены
на
большее
число
сегментов
,
и
в
секции
опор
с
фланцевыми
соединени
-
ями
были
включены
инновационные
направляющие
элементы
.
Во
-
вторых
,
необходимо
было
выбрать
фундамент
,
соответствующий
условиям
проекта
.
Было
проведено
сравнительное
исследование
для
определения
типа
фундамента
,
закладка
которого
обусловила
бы
мини
-
мальное
воздействие
на
окружающую
среду
и
не
потре
-
бовала
бы
применения
никакой
транспортной
техники
,
кроме
вертолёта
.
В
конечном
счёте
были
выбраны
ми
-
кросвайные
фундаменты
,
и
Burns & McDonnell
вместе
с
подрядной
строительной
организацией
Kh&m (
совмест
-
ное
предприятие
Kiewit
и
Henkels & McCoy)
приступили
к
выбору
подрядчика
для
закладки
микросвайных
фун
-
даментов
.
Микросвайные
фундаменты
уже
применялись
во
многих
проектах
,
требующих
использования
вертолётов
в
строительстве
.
Такие
фундаменты
строят
с
примене
-
нием
более
легковесных
материалов
и
оборудования
,
которые
можно
транспортировать
на
вертолётах
малой
и
средней
грузоподъёмности
.
Другое
преимущество
микросвайных
фундаментов
по
сравнению
с
традици
-
онными
—
возможность
использования
компактной
бу
-
ровой
техники
и
сведения
временных
и
постоянных
по
-
следствий
для
ландшафта
к
минимуму
.
Для
выполнения
задания
по
проектированию
и
установке
микросвайных
фундаментов
Kh&m
выбрала
компанию
Crux Subsurface
благодаря
её
уникальным
возможностям
в
плане
соблюдения
проектного
графи
-
ка
и
другим
преимуществам
.
Выбор
подрядчика
с
узкой
специализацией
,
который
уже
осуществил
множество
проектов
подобного
рода
,
дал
компании
максимальную
уверенность
в
том
,
что
проект
будет
завершён
точно
в
срок
.
Как
только
было
принято
решение
об
использовании
вертолётов
и
микросвайных
фундаментов
,
необходимо
было
распланировать
отдельные
виды
работ
в
строгих
временных
рамках
проекта
.
На
строительство
в
Трой
Медоус
было
выделено
106
дней
,
из
которых
всего
60
отводилось
фундаментным
работам
.
Это
потребо
-
вало
тесного
сотрудничества
всех
участников
проекта
.
40
Сентябрь
–
октябрь
2014
Что
такое
микросвая
?
Микросваи
—
буронабивные
сваи
малого
диаметра
(
обычно
менее
305
мм
)
с
высокой
несущей
способностью
,
усиленные
резьбовой
шпилькой
и
стальной
оболочкой
.
Их
устанавливают
путём
выбуривания
скважины
через
покрывающую
толщу
в
несущее
основание
,
установки
арматуры
и
заливки
строительным
раствором
.
Микросваи
устойчивы
к
осевому
растяжению
и
сжатию
при
приложенной
поперечной
нагрузке
.
Верхняя
часть
микросвай
выполнена
из
стальных
труб
.
Нижняя
сцепляющая
часть
без
оболочки
создаёт
трение
с
окружающим
несущим
основанием
.
Верхняя
стальная
часть
взаимодействует
с
окружающим
грунтом
или
скальной
породой
и
обеспечивает
фундаменту
несущую
способность
по
боковой
поверхности
.
Сваи
также
усилены
нарезной
стальной
арматурой
с
высокой
несущей
способностью
,
которая
проходит
через
нижнюю
сцепляющую
часть
и
выступает
из
верхней
части
сваи
,
перенося
осевое
усилие
через
трение
со
строительным
раствором
и
землей
.
Группа
свай
работает
на
растяжение
и
сжатие
,
обеспечивая
,
таким
образом
,
устойчивость
на
опрокидывание
.
Буры
для
микросвай
доставляли
на
строительные
площадки
вертолётом
.
Коффердам
удерживал
разбуренный
грунт
без
последствий
для
окружающего
ландшафта
.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Фундаментов
Оптимизация
затрат
Перед
закладкой
фундаментов
был
произведён
ин
-
женерно
-
стоимостной
анализ
в
двух
этапах
,
который
позволил
эффективно
сократить
число
микросвай
и
общую
площадь
изменений
ландшафта
.
Снижение
не
-
обходимого
числа
свай
и
объёма
бетона
принесло
зна
-
чительную
пользу
проектному
графику
.
Первый
этап
был
посвящён
изменению
оригиналь
-
ной
концепции
фундаментов
,
которая
включала
микро
-
сваи
большего
диаметра
и
стальные
свайные
роствер
-
ки
на
болтах
.
Замена
материала
ростверка
со
стали
на
бетон
позволила
улучшить
жёсткость
соединения
свай
с
ростверком
и
исключить
необходимость
в
соот
-
ветствующих
полевых
монтажных
работах
.
Изменение
конструкции
ростверка
позволило
уменьшить
диаметр
микросваи
.
На
втором
этапе
Crux
и
Burns & McDonnell
исполь
-
зовали
направленное
нагружение
конструкций
при
-
менительно
к
строительным
площадкам
.
Благодаря
41
C
ентябрь
–
октябрь
2014
Бригада
устанавливает
арматурный
каркас
.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Фундаментов
использованию
компонентов
на
-
правленного
нагружения
и
ком
-
бинаций
отдельных
нагрузок
про
-
ектная
группа
смогла
уменьшить
размер
свайного
ростверка
и
,
таким
образом
,
общую
площадь
измене
-
ний
ландшафта
.
Строительство
фундаментов
Crux
предоставила
специаль
-
ные
легковесные
и
сборные
бу
-
ровые
установки
,
которые
легко
транспортировались
вертолётом
.
Среди
других
сложностей
в
области
строительства
фундаментов
были
неполнота
геотехнических
данных
,
буровые
работы
в
условиях
стоя
-
чей
воды
,
заливка
бетона
на
охра
-
няемых
угодьях
и
установка
тяжело
нагружаемых
конструкций
в
глубо
-
кий
,
мягкий
грунт
.
Для
трубчатых
стальных
опор
опрокидывающий
момент
составлял
приблизительно
27000
кН
•
м
, 2669
кН
осевой
нагрузки
и
711
кН
поперечной
нагрузки
,
а
соглас
-
но
геотехническим
отчётам
скальная
порода
залегала
на
глубине
от
24
до
37
м
.
Неясность
с
глубиной
залегания
и
качеством
скаль
-
ной
породы
обусловила
необходимость
разработки
конструкций
микросвай
типа
А
(
для
скальной
породы
)
и
Б
(
для
грунта
). Crux
использовала
инновационный
ме
-
тод
определения
характеристик
местности
(
патентная
заявка
сейчас
находится
на
рассмотрении
),
для
того
чтобы
адаптировать
конструкцию
свай
к
реальным
гео
-
техническим
условиям
во
время
установки
.
Геологиче
-
ский
анализ
проводился
во
время
буровых
работ
для
первой
сваи
на
каждой
строительной
площадке
и
позво
-
лял
эффективным
образом
определить
тип
,
количество
и
глубину
установки
свай
.
Возможность
определить
характеристики
материалов
и
применить
готовые
ре
-
шения
позволила
избежать
значительной
доли
риска
,
обусловленного
неполнотой
геотехнических
данных
.
Проектный
график
не
допустил
бы
задержек
из
-
за
не
-
ожиданных
изменений
.
Для
сокращения
последствий
строительных
работ
для
ландшафта
на
каждой
строительной
площадке
был
сооружён
уникальный
коффердам
.
Он
обеспечивал
устойчивую
платформу
для
оборудования
в
условиях
мягкого
грунта
и
грунтовых
вод
,
удерживал
выбуренную
породу
и
жидкость
и
служил
в
качестве
опалубки
для
бетона
при
строительстве
микросвайного
ростверка
.
Коффердамы
сооружали
с
помощью
малогабаритных
кранов
и
экскаваторов
,
которые
транспортировали
вер
-
толётом
и
устанавливали
на
подготовленные
настилы
.
Применение
этого
оборудования
значительно
сократи
-
ло
вертолёто
-
часы
и
оказало
положительное
влияние
на
соблюдение
проектного
графика
и
контроль
общих
проектных
расходов
.
На
коффердам
помещали
буро
-
вую
установку
,
с
помощью
которой
устанавливались
вертикальные
и
наклонные
микросваи
.
После
установки
микросвай
буровую
установку
вывозили
с
площадки
и
приступали
к
арматурным
работам
.
Готовый
арматурный
каркас
на
вертолёте
доставляли
на
место
работ
и
устанавливали
в
коф
-
фердам
,
после
чего
производили
заливку
бетона
.
В
проекте
использовали
высокопрочный
и
быстрозат
-
вердевающий
бетон
,
благодаря
чему
установка
опор
допускалась
меньше
чем
через
неделю
после
заклад
-
ки
фундамента
.
Успех
проекта
Применение
микросвайных
фундаментов
и
транс
-
портируемых
вертолётом
трубчатых
стальных
опор
позволило
проектной
группе
произвести
все
строитель
-
ные
работы
на
территории
болотных
угодий
Трой
Медо
-
ус
в
срок
.
Фундаментные
работы
были
завершены
ещё
до
окончания
запланированного
срока
,
а
Kh&m
с
помо
-
щью
вертолёта
смогла
установить
все
семь
опор
всего
за
три
с
половиной
дня
.
Инновационные
методы
проектирования
и
строи
-
тельства
,
которые
применила
проектная
группа
,
по
-
зволили
завершить
работы
с
минимальными
послед
-
ствиями
для
окружающей
среды
.
Вертолёты
устранили
необходимость
в
сооружении
подъездных
путей
с
на
-
стилами
площадью
10034
м
2
и
строительных
площадок
с
настилами
площадью
11148
м
2
,
а
значит
,
были
пре
-
дотвращены
изменения
ландшафта
общей
площадью
более
двух
гектаров
.
Коффердамы
удерживали
выбу
-
ренные
породы
и
жидкость
,
что
также
сокращало
по
-
следствия
буровых
работ
для
окружающей
территории
.
Участок
линии
500
кВ
в
Трой
Медоус
был
введён
в
эксплуатацию
1
апреля
2014
года
,
а
подключение
всей
линии
SRERP
запланировано
на
1
июня
2015
года
.
По
за
-
вершении
проекта
линия
электропередачи
общей
протя
-
жённостью
приблизительно
240
км
соединит
территории
Саскуэханна
,
Пенсильвании
,
Роузленда
,
Нью
-
Джерси
.
Предполагается
,
что
это
значительным
образом
улуч
-
шит
надёжность
энергоснабжения
и
позволит
решить
проблему
с
перегруженностью
сети
в
регионе
.
Стив
Давидоу
(Steve Davidow
, sdavidow@cruxeg.
com) —
вице
-
президент
по
инженерному
проектирова
-
нию
в
Crux Subsurface.
Будучи
членом
проектной
груп
-
пы
,
занимается
контролем
всех
инженерно
-
конструк
-
торских
работ
и
выступает
в
качестве
консультанта
в
области
управления
проектом
.
Имеет
15-
летний
опыт
работы
в
проектировании
инфраструктуры
и
коммерче
-
ских
сооружений
.
Окончил
Вашингтонский
университет
со
степенями
бакалавра
и
магистра
в
области
граждан
-
ского
строительства
.
Является
лицензированным
про
-
фессиональным
инженером
в
30
штатах
.
42
Сентябрь
–
октябрь
2014
Заливка
бетоном
микросвайного
ростверка
с
помощью
вертолета
.
Готовый
микросвайный
фундамент
перед
установкой
опоры
.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Фундаментов
Джон
Рибардо
(John Ribardo
, john.ribardo@pseg.
com) —
руководитель
проектов
по
системам
электро
-
передачи
в
Public Service Electric & Gas Co.
Имеет
25-
летний
опыт
работы
в
области
строительства
си
-
стем
электропередачи
и
распределения
и
проектов
генерации
,
занимал
должности
в
области
инженерно
-
го
проектирования
,
управления
строительными
рабо
-
тами
и
управления
проектными
работами
.
Перевод
ВЛ
230
кВ
на
напряже
-
ние
500
кВ
,
тем
более
на
охра
-
няемой
территории
,
является
интересной
инженерной
задачей
и
требует
применения
ориги
-
нальных
конструктивных
реше
-
ний
.
Предложенный
вариант
ре
-
конструкции
ВЛ
с
заменой
опор
на
многогранные
и
установкой
их
на
фундаменты
из
буроинъекци
-
онных
свай
является
прогрессив
-
ным
со
всех
точек
зрения
:
мини
-
мизация
экологического
ущерба
наносимого
строительством
,
высокая
скорость
монтажа
опор
и
фундаментов
,
экономическая
эф
-
фективность
.
Если
с
многогранными
опорами
в
России
хорошо
знакомы
,
то
при
-
менение
фундаментов
из
буро
-
инъекционных
свай
не
является
распространённым
техническим
решением
в
электросетевом
строительстве
.
Это
связано
прежде
всего
с
новизной
техно
-
логии
и
отсутствием
опыта
про
-
ектирования
и
устройства
подоб
-
ных
фундаментов
.
Буроинъекционные
сваи
могут
существенно
сократить
стои
-
мость
устройства
фундаментов
в
труднодоступных
или
стеснён
-
ных
условиях
,
а
также
в
скальных
грунтах
.
Ярким
примером
эффек
-
тивного
применения
таких
свай
в
России
является
ВЛ
110
кВ
ПС
«
Джубга
» —
ПС
«
Лермонтово
»,
проходящая
в
Сочинском
регио
-
не
по
горной
местности
.
Строи
-
тельство
было
выполнено
в
сжа
-
тые
сроки
в
труднодоступной
местности
без
применения
тяжё
-
лой
техники
.
Предложенное
инженерами
PSE&G
техническое
решение
ин
-
тересно
ещё
и
тем
,
что
приме
-
нение
буроинъекционных
свай
на
болотистой
местности
затруд
-
нено
в
связи
низкими
прочностны
-
ми
характеристиками
грунтов
у
дневной
поверхности
и
,
соответ
-
ственно
,
с
низкой
устойчивостью
ствола
сваи
при
сжимающих
на
-
грузках
.
Данная
проблема
решена
путём
установки
в
верхней
части
свай
труб
большего
диаметра
и
заполнения
их
цементным
рас
-
твором
при
устройстве
свай
.
Бетонирование
ростверка
не
-
посредственно
на
поверхности
грунта
,
как
показано
в
статье
,
целесообразно
на
непучинистых
грунтах
или
в
условиях
отсут
-
ствия
отрицательных
темпе
-
ратур
при
эксплуатации
.
При
наличии
пучинистых
грунтов
воздействие
нормальных
сил
мо
-
розного
пучения
на
подошву
ро
-
стверка
может
привести
к
выхо
-
ду
свай
из
грунта
и
образованию
щели
между
подошвой
ростверка
и
грунтом
,
несущая
способность
свай
на
сжатие
при
этом
суще
-
ственно
снизится
.
В
России
для
закрепления
опор
ВЛ
в
болотистой
местности
оп
-
тимальным
решением
является
применение
винтовых
свай
,
в
том
числе
с
аналогичными
рассматри
-
ваемому
техническому
решению
м о н о л и т
-
ными
ро
-
стверками
.
В и н т о в ы е
сваи
име
-
ют
ряд
пре
-
имуществ
:
высокая
скорость
монтажа
,
воз
-
можность
наклонного
погружения
и
погружения
в
воду
,
высокая
не
-
сущая
способность
.
Применение
винтовых
свай
в
зимний
период
позволяет
избежать
устройства
подъездных
временных
дорог
.
В
скальных
и
полускальных
грун
-
тах
,
применение
винтовых
свай
в
которых
нецелесообразно
,
опти
-
мальным
решением
является
при
-
менение
буроинъекционных
свай
.
Небольшие
габариты
установки
для
их
устройства
,
возможность
работы
в
труднодоступной
мест
-
ности
,
экономическая
эффектив
-
ность
, —
неоспоримые
достоин
-
ства
для
развития
технологии
устройства
буроинъекционных
свай
в
отечественном
электро
-
сетевом
строительстве
.
В
завершении
хочется
отметить
высокую
культуру
строитель
-
ства
американских
коллег
,
кото
-
рая
в
данном
случае
выражает
-
ся
в
организации
строительной
площадки
.
Забота
об
экологии
является
приоритетным
направ
-
лением
развития
в
России
,
и
при
-
менение
буроинъекционных
свай
и
многогранных
опор
помогает
соответствовать
требованиям
защиты
окружающей
среды
.
КОММЕНТАРИЙ
Сергей Касаткин, главный специалист НИЛКЭС филиала
ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» — СибНИИЭ, Санкт-Петербург
Оригинал статьи: PSE&G пересекает болота Нью-Джерси
Инновационные методы строительства позволяют уменьшить последствия для охраняемых территорий.
Комментарий к статье:
Сергей Касаткин, главный специалист НИЛКЭС филиала ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» — СибНИИЭ, Санкт-Петербург.
