Таблица 1 1

Деление проектируемых железных дорог на категории

Категория же­	Назначение железных дорог	Расчетная годовая приведенная
лезнодорожных		грузонапряженность нетто' в гру­
линии		зовом направлении на 10-и год
		эксплуатации, млн т км/км

Скоростные

Железнодорожные магистраль­ные линии для движения пас­сажирских поездов со скоро­стями свыше 160 до 200 км/ч

Железнодорожные магистраль­ные линии для большого объе­ма грузовых перевозок

Железнодорожные магистраль­ные линии

То же

То же

Железнодорожные линии

Особогрузо- напряженные

IV

Внутристанционные соедини­тельные² и подъездные пути

Свыше 50

Свыше 30 до 50

Свыше 15 до 30 Свыше 8 до 15 До 8

Независимо от грузонапря­женности

'Приведенная грузонапряженность определяется с учетом числа и массы пассажирских поездов

²К внутристанционным соединительным относятся пути, ведущие к контейнерным пунктам, базам, сортировочным платформам, пунктам очистки, промывки, дезинфекции вагонов, ремонта подвижного состава и производства других технологических операций

СНиП и СТН предусматривают следующие максимальные скорости движения пассажирских поездов' на скоростных линиях — до 200 км/ч, на особогрузонапряженных линиях — до 120 км/ч (при соответствующем обосновании допускается скорость свыше 120 км/ч, но не более 160 км/ч), на линиях 1 и И категорий — до 160 км/ч, III категории — до 120 км/ч и IV категории — до 80 км/ч (подъездные и внутристанционные соедини­тельные пути при максимальной скорости движения поездов свыше 80 км/ч проектируют по нормам железнодорожных линий III кате­гории).

Если грузонапряженность новой проектируемой линии или скорость движения поездов имеют перспективу роста за пределами 10-го года экс­плуатации, то при соответствующем технико-экономическом обосновании допускается проектировать легкопереустраиваемые сооружения и устройст­ва (верхнее строение пути, связь и др ) по нормам категории, установлен­ной в соответствии с табл 1 1, а труднопереустраиваемые сооружения (зем­ляное полотно, искусственные сооружения, элементы плана и профиля и др.) — по нормам более высокой категории.

1.5. Экологические требования к проектам железных дорог

Общие сведения. Железная дорога в совокупности с окружающей при­родной средой представляет собой природно-техническую систему. Разра­батываемый в составе проекта железной дороги раздел "Охрана окружаю­щей среды" имеет целью предусмотреть комплекс мероприятий, обеспечи­вающих равновесие и стабильность природно-технической системы при строительстве и эксплуатации железной дороги. Эти мероприятия должны удовлетворять требованиям Федерального закона Российской Федерации "Об охране окружающей среды" (2002), а также ряду природоохранных нормативов, содержащихся в государственных стандартах, Строительных нормах и правилах и других директивных документах.

В 1989 г. в нашей стране было принято постановление "О неотложных мерах экологического оздоровления страны", в соответствии с которым финансирование строительства по всем проектам и программам осуществ­ляется только при наличии положительного заключения экологической экспертизы.

Технические решения, предусматриваемые в проектах железных дорог, должны обеспечивать охрану литосферы^I и рациональное использование земельных ресурсов, охрану атмосферы, гидросферы, флоры и фауны, увязку дороги с ландшафтом, сохранение исторических, этнографических, архитектурных памятников.

Охрана литосферы и рациональное использование земельных ресурсов. Со­оружение земляного полотна железных дорог — насыпей и выемок — про­ходка тоннелей могут нарушить естественное динамическое равновесие окружающей геологической среды. В горных условиях дополнительные на­грузки от насыпей и подвижного состава, а также разработка выемок могут активизировать склоновые процессы: осыпи, оползни, снежные лави­ны. Поэтому прокладку трассы железной дороги осуществляют либо за пределами участков с опасными физико-геологическими процессами, либо в проекте предусматривают сооружения и устройства, стабилизирующие эти процессы (см. п. 4.6). При проектировании буровзрывных работ для снижения сейсмического воздействия энергии взрыва на окружающую среду ограничивают суммарную массу зарядов, взрываемых за один прием, увеличивают интервал замедления между взрывами отдельных групп заря­дов. В транспортном строительстве не производят взрывы на выброс и сброс породы, а осуществляют лишь взрывание на рыхление с последую­щей разработкой горной массы экскаваторами и бульдозерами.

При проектировании железной дороги в зоне оврагообразования (ак­тивной эрозии склонов) предусматривают противоэрозионные мероприя­тия — уположение склонов с задерновыванием их, фитомелиорацию (ис­пользование растительности в системе стокорегуляции) и устройство про- тивоэрозионных гидротехнических сооружений (водозадерживающих дамб, водосбросных сооружений и др.).

При проектировании дороги в зоне активной селевой деятельности раз­рабатывают противоселевые мероприятия и предусматривают селепропуск- ные и селезадерживающие сооружения (см. п. 4.6).

В северных районах, где распространена вечная мерзлота, инженерно- строительная деятельность человека может вызвать деградацию мерзлоты, сопровождающуюся развитием термокарстовых явлений (провалы грунта вследствие оттаивания подземных льдов) и других неблагоприятных физи- ко-геологических процессов. Поэтому в проектах предусматривают макси­мальное сохранение местных естественно-природных условий и создание таких искусственных факторов, которые смогли бы восполнить вызывае­мые строительством нарушения в окружающей среде. Сохранению естест­венных условий способствует минимальное нарушение торфяно-мохового покрова, являющегося отличным термоизолятором. Между тем строитель­ный транспорт, особенно гусеничный, за один проход разрушает поверх­ность мхов-лишайников и ягеля на 20—40%. Поэтому рекомендуется при трассировании временных дорог для нужд строительства по возможности выбирать участки с более устойчивым моховым покровом: лишайниково- пятнистую, кочковато-ерниковую или каменистую тундру с моховым по­кровом толщиной не менее 15 см.

На участках распространения вечномерзлых грунтов и подземных льдов избегают проектирования выемок, которые в наибольшей степени нару­шают естественное равновесие окружающей среды. При необходимости устройства выемок в проекте предусматривают применение теплоизоляци­онных, в том числе синтетических, материалов на откосах выемок. Такие искусственные мероприятия, используемые также на склонах, обращенных к трассе, на которых в период строительства вырубается древесная расти­тельность, будут восполнять неизбежные нарушения в окружающей при­родной среде.

Железные дороги, обладая большой провозной способностью, требуют относительно меньше территории по сравнению с автомобильными доро­гами для обеспечения того же объема перевозок. Однако и железные доро­ги со всеми сооружениями и устройствами занимают достаточно большие площади, поэтому актуальна задача сокращения этих площадей, особенно в районах с развитым сельским хозяйством.

Земля, предоставляемая железной дороге в постоянное (бессрочное) пользование, называется полосой отвода земель железных дорог. Ширину полосы отвода устанавливают в соответствии с "Нормами и правилами проектирования отвода земель для железных дорог" ОСН 3.02.01-97 [41]. Она зависит от рабочих отметок и конструкции земляного полотна, кото­рые определяют ширину насыпи понизу и выемки поверху. Расстояние от полевых бровок водоотводных канав, резервов и кавальеров, а также от линейных зданий до границы полосы отвода составляет не менее 2 м.

Под выемки требуется более широкая полоса отвода, чем под насыпи при одинаковой рабочей отметке. При больших рабочих отметках целесо­образно рассматривать варианты замены высоких насыпей эстакадами, а глубоких выемок — тоннелями. При пересечении железной дорогой сель­скохозяйственных угодий применение эстакад позволяет сохранить техно­логию механизированной обработки почвы, обеспечивая бесперебойный пропуск сельскохозяйственных машин в пролетах эстакады. Тоннели могут быть особенно эффективны на плотно застроенной территории на подхо­дах к крупным городам.

По данным ряда осуществленных проектов, площадь отвода земель, приходящаяся на 1 км новых железных дорог, достигает 9—12 га, а при строительстве вторых путей на существующих линиях — 1—2 га на 1 км.

Возможность сокращения ущерба, связанного с занятием для нужд же­лезной дороги сельскохозяйственных угодий, заключается в ряде случаев в выборе рационального направления трассы проектируемой линии. Это имеет особое значение при сооружении железной дороги в районах возде­лывания наиболее ценных сельскохозяйственных культур.

Так, при проектировании Кавказской перевальной железной дороги (Орджони­кидзе, ныне Владикавказ, — Тбилиси) в качестве одного из преимуществ рекомен­дованного к строительству Архотского варианта трассы отмечалось минимальное занятие площадей, покрытых виноградниками, фруктовыми садами и другими цен­ными культурами.

Наряду с землями, занятыми путем и примыкающими к нему сооруже­ниями, при строительстве железной дороги значительные площади земель нарушаются при разработке земляных и балластных карьеров. При проек­тировании стремятся свести к минимуму число карьеров и резервов в по­лосе временного отвода, а добычу каменных материалов для насыпей и берм рекомендуется предусматривать за счет уширения ближайших скаль­ных выемок.

В проектах должна быть предусмотрена рекультивация нарушенных зе­мель, при которой плодородный слой почвы снимается, хранится в буртах, а после отработки карьера отвалы грунта планируют для стока воды, вновь покрывают плодородным слоем и используют под лесопосадки, для сель­скохозяйственных и других целей.

На железных дорогах с массовыми перевозками сыпучих пылящих гру­зов (уголь, руда) для предотвращения утраты плодородия почв и накопле­ния вредных веществ в продуктах сельскохозяйственного производства на прилегающих к дороге территориях предусматривают создание с каждой стороны пути защитных лесных насаждений, аккумулирующих взвеси. Со­гласно СТН Ц-01-95 эти насаждения устраивают на протяжении не менее 200 км от места погрузки сыпучих грузов.

Важное значение имеет выбор направления железной дороги в районах разработки полезных ископаемых. В отдельных случаях может быть эконо­мически обоснованным некоторое удлинение трассы с целью обхода угольного поля или месторождения других полезных ископаемых.

Так, при проектировании в Кузбассе железной дороги Артышта - Подобас учет потерь от консервации угля в одном из вариантов трассы, проходящем по угольно­му полю, позволил обосновать технико-экономическую целесообразность иного варианта, удлиняющего трассу почти на 9 км, но позволяющего избежать потерь около 8 млн т угля.

Охрана атмосферы при проектировании железных дорог. Железная дорога загрязняет атмосферу в результате выбросов вредных химических веществ и пыли, а также шумом.

Тяговые средства железных дорог значительно меньше загрязняют атмо­сферу по сравнению с другими видами транспорта. В расчете на 1 пасса- жиро-км на железных дорогах, даже при тепловозной тяге, выделяется вредных веществ в десятки раз меньше, чем на автомобильном транспорте и в сотни раз меньше, чем в авиации.

Электрическая тяга радикально решает вопрос о чистоте атмосферного воздуха в зоне, прилегающей к железной дороге. Поэтому большое значе­ние имеет электрификация железных дорог, проектируемых в густонасе­ленных районах, курортных местностях, а также в пригородных зонах. Оценивая эффективность электрической тяги с точки зрения охраны ок­ружающей среды, следует учесть, что при выработке электроэнергии теп­ловыми электростанциями проблема загрязнения атмосферы не полностью снимается, а в какой-то степени переносится с железнодорожных магист­ралей в окрестности тепловых электростанций. Но стационарное положе­ние электростанций позволяет применить на них более эффективные меры по очистке газовых выбросов, чем это можно сделать на тепловозе. На уча­стках с длинными тоннелями по условиям вентиляции применение элек­трической тяги может быть практически единственно возможным решени­ем, как это принято на западном участке Байкало-Амурской магистрали.

Более существенное загрязнение атмосферы вызывают некоторые пред­приятия железнодорожного транспорта. На территории шпалопропиточных заводов воздух загрязнен парами нафталина, бензола, ароматических углеводородов и антрацена. Большое количество вредных веществ выбра­сывается в атмосферу при изготовлении асфальтобетона, на промывочно- пропарочных станциях, где очищаются цистерны, а также многочислен­ными котельными. Сильно загрязняется атмосфера при изготовлении щебня. На объектах локомотивного и вагонного хозяйств пыль содержит свинец и марганец. Задача охраны окружающей среды требует совершенст­вования ряда технологических процессов на указанных объектах и установки различных пыле-газо-золоулавливающих устройств. При проек­тировании же станций, поселков, заводов необходимо предусматривать та­кие генпланы, при которых вредное влияние упомянутых объектов на здо­ровье человека будет исключено.

Борьба с шумом — одна из главных экологических проблем железнодо­рожного транспорта. Основным источником шума на железной дороге яв­ляется контакт движущегося подвижного состава с рельсовым путем. Снижение шума достигается прежде всего укладкой бесстыкового пути на щебеночном балласте. Большое значение для уменьшения шума имеет устранение волнообразного износа поверхности катания рельсов, а также укладка стрелочных переводов с непрерывной поверхностью катания. Снижению шума способствует применение эластичных подрельсовых про­кладок.

Уровень шума возрастает при прохождении поезда по мостам, путепро­водам и эстакадам, особенно по металлическим мостам с безбалластными пролетными строениями. Поэтому с целью снижения шума при движении поездов желательно шире применять железобетонные мосты с проезжей частью на балласте. На металлических же мостах вибрирующие элементы следует покрывать шумо-вибродемпфирующей мастикой.

При движении поезда по криволинейным участкам пути уровень шума возрастает в кривых радиусом 400 м и менее. Поэтому кривые таких радиу­сов, имеющие и ряд других эксплуатационных недостатков (см. гл. 3), применяют при проектировании железных дорог лишь в трудных природ­ных условиях.

Снижение шума от движущегося поезда достигается также совершенст­вованием подвижного состава, в частности, рессорного подвешивания, применением демпфирующих элементов в деталях конструкций, устройст­вом звукозащитных бортов над тележками вагонов, покрытием шумо- вибродемпфирующей мастикой кузовов пассажирских вагонов.

Для защиты от шума прилегающей к дороге территории жилую застрой­ку отделяют от железной дороги санитарно-защитной зоной шириной 100 м и применяют различные шумозащитные сооружения: протяженные линии зданий нежилого назначения (многоэтажные гаражи, склады) или экраны-стенки, возводимые на земляных сооружениях или на нежилых зданиях. При устройстве пути в выемке откосы ее выполняют роль естест­венного акустического экрана.

Защитные лесонасаждения вдоль дороги, наряду с улучшением химиче­ского состава атмосферы и защиты прилегающей территории от пыли при перевозке сыпучих грузов, служат шумозащитным барьером. Шумозащит­ные лесные полосы высаживают из древесно-кустарниковых быстрорасту­щих пород с густоветвящейся низкоопущенной кроной. Хвойные деревья предпочтительнее лиственных. Кустарники высаживают с расчетом пере­крытия подкронового пространства. Высота деревьев должна быть не ме­нее 7—8 м, кустарников — 1,5—2 м.

Все шумозащитные мероприятия осуществляют с учетом требований Строительных норм и правил "Защита от шума" (СНиП II-12-77).

Радикально задача борьбы с шумом на железных дорогах может быть решена использованием поездов с линейными двигателями на магнитном подвешивании. В ряде зарубежных стран и в России ведутся научно-иссле­довательские и экспериментальные проектно-конструкторские работы по созданию такого вида транспорта.

Охрана гидросферы. Вопросы охраны гидросферы и рационального использования водных ресурсов актуальны применительно к проекти­рованию станций и различных предприятий железнодорожного транс­порта.

Почти все крупные железнодорожные станции и узлы имеют очистные канализационные сооружения в соответствии с требованием Строительно- технических норм. Такими сооружениями оборудуют все вновь проекти­руемые станции и узлы.

На шпалопропиточных заводах, в локомотивных и вагонных депо, на промывочно-пропарочных и дезинфекционно-промывочных станциях применяются механические, физико-химические и биологические способы очистки сточных вод.

Задача экономии воды и предотвращения загрязнения гидросферы ра­дикально решается созданием замкнутых оборотных систем производст­венного водоснабжения. В этих системах вода, выполнив заданную функ­цию, восстанавливается в первоначальном качестве и повторно использу­ется в производственном процессе. Потери воды за цикл составляют не более 5—10% и пополняются из внешнего источника.

Поверхностные и грунтовые воды на территории, прилегающей к же­лезнодорожной линии, загрязняются органическими и минеральными ве­ществами из проходящих грузовых и пассажирских поездов. Для предот­вращения такого загрязнения гидросферы создаются пассажирские вагоны с экологически безопасными для окружающей среды биотуалетами. Таки­ми являются новые вагоны для скоростного поезда "Невский экспресс", предназначенные для движения со скоростью 200 км/ч.

Во избежание сдувания пылевидных фракций во время движения поез­дов с сыпучими грузами поверхность таких грузов покрывают вяжущими веществами.

Охрана флоры и фауны при проектировании железных дорог. Строитель­ство железной дороги может нанести ощутимый ущерб растительному и животному миру прилегающей территории. Уменьшению этого ущерба способствуют рациональные проектные решения. Так, при выборе направ­ления трассы железных дорог в северных и восточных районах в зонах тай­ги и лесотундры стремятся прокладывать трассу по безлесному водоразде­лу, что позволит избежать вырубки леса.

Помимо общего ущерба, наносимого окружающей природной среде, вырубка леса под строительство приводит к значительному экономическо­му ущербу в связи с потерей урожая ягод, грибов, орехов, охотничьего промысла, заготовки живицы. Поэтому трассу железной дороги по возмож­ности следует прокладывать в обход ценных лесных участков, в частнос­ти — кедровых. Предупреждение лесных пожаров в процессе изысканий, строительства и эксплуатации железной дороги также способствует сохра­нению лесных богатств района прохождения дороги.

Бережное отношение к растительности позволяет сохранить естествен- но-природные условия в окружающей железную дорогу среде. Так, стеля­щийся кедр, растущий почти на голых камнях, удерживает их от осыпей, кустарник на косогорах удерживает снежные массы и препятствует движе­нию лавин.

При проектировании железных дорог мероприятия по охране животного мира должны предусматриваться при выборе направления трассы и при размещении и проектировании отдельных сооружений и устройств дороги.

Трасса дороги может пересекать пути миграции животных. Для предот­вращения их попадания на железнодорожное полотно устраивают ограж­дение. Оно выполняется из металлической сетки высотой 2—2,5 м. Для обеспечения жизнедеятельности диких животных, в соответствии с требо­ванием Строительно-технических норм СТН Ц-01-95 при проектировании искусственных сооружений предусматривают дополнительные сооружения с отверстиями не менее 8 м и высотой 3 м дня перехода животных под же­лезной дорогой. Дикие животные некоторых пород боятся заходить в длинные темные трубы под насыпями. Для этих животных устраивают пе­реходы над железнодорожным путем. Эти сооружения размещают с учетом ареалов распространения и путей миграции животных. При соответствую­щих обоснованиях проектируют также скотопрогоны для домашних жи­вотных.

Большое количество птиц и насекомых гибнет при столкновении с по­ездами, особенно на скоростных железных дорогах. Для отпугивания их от дороги целесообразно устанавливать на ограждении источники ультра- и инфразвука.

При пересечении трассой водотоков с промысловой рыбой следует со­хранять пути миграции рыбы на нерестилища. Для этого может быть целе­сообразным устройство моста не только на главном русле, но и на соответ­ствующих протоках. При проектировании мостовых переходов следует также учитывать, что при сооружении моста и перекрытии части пойм ре­ки подходными насыпями происходит повышение уровня воды выше мос­тового перехода и некоторое понижение уровня ниже перехода. Это может привести к нарушению естественного режима функционирования нерести­лищ. Поэтому необходимо предусматривать мероприятия, обеспечивающие сток паводковых вод с пойм реки с целью предотвращения их заиливания и заболачивания. В отдельных случаях может быть также целесообразен вариант полного перекрытия пойм реки эстакадой.

Увязка дорог с окружающим ландшафтом. Эта задача решается в процес­се ландшафтного проектирования дорог — нового перспективного направле­ния в проектировании, получившего наибольшее развитие на автомобиль­ном транспорте. Применительно к железным дорогам ландшафтное проек­тирование предусматривает гармоничное включение дороги и всех ее со­оружений в ландшафт местности с целью раскрытия красоты природы, до­полнения и улучшения природного ландшафта.

Решая задачи ландшафтного проектирования, их рассматривают в двух аспектах: "динамические впечатления" пассажиров в быстро движущемся поезде и "статические впечатления", которые производит дорога, проходя вблизи населенных пунктов, через поля, леса и сама становясь элементом ландшафта [1].

С позиций "динамического" восприятия придорожного ландшафта наи­более ярким является первый план, расположенный на расстоянии до 100 м от железнодорожного полотна. Служебные здания в этой зоне должны быть достаточно выразительными, защитные лесные полосы при соответствующем подборе пород деревьев и кустарников могут сделать привлекательнее придорожную полосу.

Сложной задачей является органическое вписывание железной дороги в рельеф, стремление не нарушать природный ландшафт, а обогатить его со­оружениями дороги. Некоторые рекомендации по укладке трассы в раз­личных условиях рельефа приводятся в п. 4.7.