Приложение А (справочное). Повреждения железной дороги при разрушительном землетрясении в Армении 7 декабря 1988 г.

Приложение А
(справочное)

Повреждения железной дороги при разрушительном землетрясении в Армении 7 декабря 1988 г.

Согласно сообщениям сейсмологических организаций Армении, России и США землетрясение, происшедшее в Армении 7 декабря 1988 г. (Спитакское землетрясение), имело следующие стандартные параметры:

- широта и долгота инструментального эпицентра основного толчка ; ;

- глубина очага h = 11 км;

- магнитуда М = 6,8 (среднее значение по 17 наблюдениям).

Инструментальный эпицентр располагался в 10 км к северу от г. Спитак. Эпицентры 55 афтершоков, происшедших в течение первых суток после основного толчка, располагались в полосе шириной около 25 км, вытянутой на 80 км в субширотном направлении, соответствующем простиранию Памбак-Севанского глубинного разлома.

Сейсмотектонические дислокации вышли на земную поверхность на участке длиной около 35 км. На концах магистрального разрыва и на участках рыхлых четвертичных отложений дислокации исчезали. Наибольшее развитие поверхностные сейсморазрывы получили на центральном участке длиной около 10 км, расположенном между г. Спитак и железнодорожной станцией Налбанд. Обнаруженные здесь дислокации включали в себя взбросовую и сдвиговую составляющие. Относительное смещение крыльев разлома около 1,5 м (местами до 2,0 м). Сила землетрясения в эпицентре по макросейсмическим данным была равна 9 баллам.

По правилам дистанционных оценок настоящего свода правил критерий (см. 5.4) выхода сейсмотектонического разрыва на земную поверхность выполняется. Протяженность магистрального разрыва км. Математическое ожидание наибольшей амплитуды разрыва м. Длина и ширина зоны наибольших сотрясений составили 38,2 и 22 км соответственно. Сила землетрясения вблизи тектонических разрывов по 5.12 была равна 9 баллам, что соответствует оценкам по шкале MSK-64.

Железная дорога, соединяющая города Тбилиси и Ереван, была построена в 1898-1902 гг., электрифицирована в 1951-1952 гг. В последующий период проводились работы по развитию и модернизации дороги, включая частичную замену пролетных строений мостов и опор контактной сети.

На участке наибольших сотрясений между г. Спитак и железнодорожной станцией Налбанд железнодорожный путь проложен по долине р. Памбак. Здесь имеются насыпи, выемки, малые и средние мосты, автодорожные путепроводы через пути железной дороги, галерея, тоннель, транспортные здания и другие объекты транспортной инфраструктуры.

Наибольшие повреждения при землетрясении получила станция Налбанд. Станция устроена на площадке из пылеватого водонасыщенного песка, добытого из отложений р. Памбак. При строительстве насыпь была уложена на залегающую с наклоном в сторону р. Памбак поверхность туфа. Имевшая пониженную сейсмостойкость станция расположена в непосредственной близости от разлома, скрытого покровными отложениями. Фактическая тяжесть повреждений по 6.5.1 соответствует прогнозной по таблице 6.1.

При землетрясении часть насыпи на протяжении более 200 м из-за разжижения основания потеряла устойчивость. Насыпной грунт разделился на оползневые ступени, сместившиеся вниз по склону вместе со станционными путями. Относительное смещение ступеней (стенки отрыва) достигало 1,5-2,0 м. Сейсмооползнем полностью разрушены станционные пути, здание станции Налбанд, контактная сеть, устройства СЦБ и связи, опрокинуты вагоны товарного поезда. Повышенная тяжесть повреждений станции вызвана близостью тектонических разрывов и неблагоприятными местными инженерно-геологическими условиями.

Барьерные места на дороге образовались в скальных выемках и полувыемках пониженной сейсмостойкости в результате обвалов породы с откосов и склонов на путь. Обрушение глыб объемом до 10 привело к частичному разрушению улавливающих стен из каменной кладки, опрокидыванию железобетонных опор контактной сети. Насыпи на подходах к мостам осели примерно на 50 см. Для восстановления проектных отметок земляного полотна потребовалось уложить около 5 000 грунта. Обвалы породы на путь и осадка насыпей на подходах к мостам относятся к повреждениям степени , соответствующей прогнозу повреждений откосов и земляного полотна по таблице 6.1.

На станциях Спитак и Калтахчи землетрясением уничтожены здания вокзалов, тяговых подстанций, складов. Сброшено с опор тяжелое электротехническое оборудование (трансформаторы и выключатели подстанций). Около половины облегченных металлических опор контактной сети пониженной сейсмостойкости были сильно повреждены, что потребовало их замены или усиления оттяжками. Фактическое состояние электротехнического оборудования и опор контактной сети пониженной сейсмостойкости соответствовало повреждениям степени по 6.4.2. Прогнозная тяжесть повреждений по таблице 6.1 оценивается степенью .

Мосты пострадали значительно меньше, чем земляное полотно, транспортные здания, контактная сеть и оборудование тяговых подстанций. Этот факт объясняется благоприятными инженерно-геологическими условиями в местах расположения мостов, а также тем, что их конструкции должны выдерживать большие горизонтальные и вертикальные нагрузки от подвижного состава.

Сильнее других был поврежден мост пониженной сейсмостойкости в г. Спитак, построенный в 1945 г. по схеме 2х16 м. Пролетные строения моста балочные из монолитного железобетона. Устои из бутовой кладки с арочными проемами. При толчке силой 9 баллов в кладке передней стенки левобережного устоя образовался разрыв, отделивший часть передней стенки от устоя. Сквозные трещины образовались также в кладке промежуточной опоры и правобережного устоя. Пропуск нагрузки по мосту из-за полученных повреждений был невозможен. Фактическая тяжесть повреждений моста по 6.4.2 равна , что совпадает с прогнозной оценкой по таблице 6.1.

Мост восстановлен по временной схеме за 6 сут. Вместо демонтированного железобетонного пролетного строения установлено металлическое. Левобережный устой полностью разобран с заменой поврежденной кладки бетонными блоками на цементном растворе. Промежуточная опора усилена железобетонной рубашкой. В проеме правобережного устоя установлена шпальная клетка с плотной подклинкой в замке свода.

Тоннель и галерея пониженной сейсмостойкости, сооруженные на участках выхода на поверхность скального грунта, получили повреждения в виде трещин раскрытием до 5-7 мм в каменной кладке. Плитное железобетонное перекрытие галереи сдвинулось на 20-25 мм. Припортальные улавливающие стены повреждены ударами падающих со склона скальных обломков.

После землетрясения потребовалось восстановить более 40 км рельсового пути, который при сейсмическом воздействии деформировался от сжатия и осадок грунта. В некоторых местах были разрушены стыки рельсов. В кривых участках пути образовались углы в плане. Землетрясение вызвало аварии подвижного состава при сходе вагонов с рельсового пути.

Избежать деформаций пути при землетрясениях силой 9 баллов и более практически невозможно. Поэтому при проектировании и эксплуатации дорог в районах разрушительных землетрясений следует предусматривать резервирование необходимого запаса рельсов, шпал и других элементов верхнего строения пути, а также щебня и других строительных материалов и конструкций для немедленного развертывания работ по устранению возникших повреждений.

Наблюдавшиеся при землетрясении повреждения железной дороги в основном соответствовали степени . В отдельных случаях (участки слабых водонасыщенных грунтов, места выхода на поверхность тектонических разрывов, транспортные здания в несейсмостойком исполнении) повреждения транспортной инфраструктуры оцениваются степенью по настоящему своду правил.