Журнал "Инженерная защита", ноябрь-декабрь 2014
Кудакаев Тимур Закирьянович,
Генеральный директор ООО «Алькомп-Европа»
Аннотация
На примере строительства горнолыжной инфраструктуры горноклиматического курорта в районе Красной Поляны в 2011–2014 годах рассматривается практика при менения грузовых кабель-кранов (ГКК). ГКК позволяют перемещать тяжелые, длинномерные грузы, технику, большие объемы строительных материалов и металлоконструкции в сложных горных географических условиях независимо от погодных и дорожных условий. Процесс подъема может быть автоматизирован, что позволяет эксплуатировать кран круглые сутки, а грузоподъемность, экономическая эффективность и экологичность обеспечивает кабель-кранам преимущество перед классическими методами доставки автомобилями и вертолетами.
Доставка грузов для строительства различных объектов – важная задача, от которой зависят и сроки, и скорость, и стоимость выполнения работ. В случае, когда объекты строительства находятся, например, в горах, доставка грузов усложняется многократно: необходимо построить подъездные дороги, поддерживать их в рабочем состоянии в сложных погодных условиях. Если же погода совсем испортится, то доставка грузов и вовсе приостанавливается. Кроме того, не всякий грузовой автомобиль сможет проехать по горной дороге; а те, которые могут проехать, загружены в лучшем случае на 50%. Использование вертолетов для доставки грузов и монтажа - затруднительно и дорого. Обеспечить же постоянный круглосуточный подвоз грузов в горах вообще невозможно.
Для решения подобных задач применяются грузовые кабель-краны (ГКК). Кабель-краны могут доставлять грузы круглосуточно, независимо от погоды и условий местности.
В основе технологии ГКК лежит канатная дорога на временных опорах и радиоуправляемый кран, перемещающийся по тросу и способный оперировать грузами весом до 40 тонн. Протяженность каждого конкретного кабель-крана определяется условиями местности и характером работ. Максимальное расстояние, на которое можно доставить груз с помощью кабель-крана – 3000 метров. (Это расстояние может показаться небольшим, но нужно иметь в виду, что кабель-кран перемещает грузы по прямой, в отличие от обычных дорог, которые в горах всегда извилисты.) Если нужно доставить грузы на большее расстояние, то несколько кабель-кранов просто устанавливают подряд – один за другим, с общими перегрузочными площадками.
Кабель-краны перемещают тяжелые, длинномерные грузы, технику, большие объемы строительных материалов (даже бетона), металлоконструкции. А специальные грузозахватные приспособления (крюки, траверсы, грейферы, ковши, бадьи, в том числе и автоматизированные - с электрическим и/или гидроприводом), позволяют не только перемещать, но и выполнять монтаж оборудования непосредственно на объекте строительства. Работу кабель-крана можно запрограммировать так, чтобы лебедка самостоятельно забирала, доставляла и разгружала грузы без участия операторов на месте погрузки и разгрузки материалов.
Кабель-краны можно устанавливать вблизи скальных стен, при необходимости держать грузы на высоте длительное время или разгружать в любом месте вдоль линии расположения кабель-крана.
Технология широко распространена в мире и применяется для:
- укладки и монтажа труб – в этом случае линия кабель-крана располагается вдоль линии трубопровода;
- строительства дорог и мостов;
- доставки материалов и оборудования к месту складирования или монтажа;
- строительства канатных дорог;
- в лесодобывающей промышленности – для буксировки древесины от места разработки до места складирования и перевозки не нужно делать просеки и строить дороги в лесных массивах;
- проведения строительно-монтажных, ремонтно-восстановительных и транспортных работ;
- создания дамб, плотин, мостов и других объектов капитального строительства, строительство трубопроводов.
- заливки непосредственно бетонной смеси, а также при монтаже металлоконструкций, железобетонных, промышленных сооружений;
- в земляных и карьерных работах – простота организации работ в карьере и возможность подготовки новых рабочих горизонтов одновременно с нормальной эксплуатацией разрезов;
- для обслуживания лесных и угольных складов;
- кабель-краны, перекрывающие реку или ущелье, могут заменять мосты для перемещения грузов и людей;
- в добывающей отрасли – для транспортировки руды.
Преимущества:
- благодаря модульному принципу компоновки монтаж и демонтаж кабель-кранов занимает мало времени;
- возможность эффективного доступа на всей территории строительного участка, особенно в том случае, когда традиционные грузоподъемные системы малоэффективны или вообще не могут применяться ввиду ограниченного пространства или отсутствия рабочих площадок;
- отсутствие необходимости в строительстве дорог (подъездов) с обеспечением необходимых уклонов и ширины проездов для техники, разворотных и рабочих площадок, мостов и подпорных стен, прямым следствием чего является значительное сокращение расходов и сроков при строительстве;
- возможность доставлять груз точно и на большие расстояния;
- низкая стоимость эксплуатации и обслуживания;
- возможность вести работу до 24 часов в сутки;
- выполнять работу без авралов (например, вызванных задержкой работы из-за плохой погоды);
- на работу кабель-крана не оказывает влияние высота, на которой выполняются работы;
- высокий уровень безопасности работ;
- оборудование очень компактно;
- после окончания работ кабель-краны можно быстро демонтировать и использовать на других объектах;
- защита окружающей среды – применение ГКК максимально сокращает необходимость организации широкой строительной инфраструктуры, что обычно наносит максимальный ущерб природе, окружающей зону производства работ. ГКК не требуют вмешательства в окружающую среду, так как транспортировка по воздуху исключает необходимость устройства просек в лесных массивах и строительства дорог. После завершения работ и демонтажа конструкции вся экосистема без усилий возвращается к исходному состоянию с минимальными последствиями.
Классификация кабель-кранов, область применения:
- Портальный Строительный Канатный Кран (опоры, башни или мачты закреплены на фундаментах, и грузовые операции могут производиться только в пределах узкой полосы под несущим канатом). Эффективен при строительстве проектов в условиях пересеченной местности, а также в горах и над водными преградами.
- Линейный строительный канатный кран (наклонные опоры, башни или мачты закреплены на фундаментах, и грузовые операции могут производиться только в пределах узкой полосы под несущим канатом). Эффективен при проведении строительных работ, прокладке коммуникаций, возведении мостов, очистке склонов и трелевке леса в горных условиях, на труднопроходимых болотистых и сильно пересеченных участках местности.
- Мобильный грузовой канатный кран (устройство на базе автомобиля или трактора на колесном или гусеничном ходу с выдвижной телескопической опорой и тянущей лебедкой). Для начала работы платформа крана устанавливается в рабочее положение, выдвигается телескопическая опора и фиксируется оттяжками. Опорный трос вытягивается на необходимое расстояние и закрепляется либо непосредственно на склоне, либо через концевую опору крепится в грунте. Каретка с подъемным механизмом устанавливается на опорный трос и перемещается вдоль него с помощью тянущей лебедки, смонтированной на шасси. Применяется в лесных разработках и для перемещения небольших грузов весом до 3 тонн. Часто другой конец грузового троса крепится либо на крупном дереве, либо растягивается между двумя деревьями.
Примеры в мире:
- Строительство спортивных сооружений, предназначенных для проведения зимних Олимпийских игр в Турине.
- Строительство железнодорожного моста через реку Ченаб в Индии, охватывает территорию в 73000 м² над ущельем глубиной 356 метров. Длина моста составляет 1315 метров. Проект усложняют ветра, достигающие скорости 356 км/ч. Строительство ведется в пятой сейсмической зоне (самой высокой в Индии), где могут происходить землетрясения силой до 8,5 баллов по шкале Рихтера. Температура воздуха в этой местности достигает 50 градусов по Цельсию.
- ПСКК прекрасно продемонстрировал все свои преимущества на целом ряде объектов по строительству и реконструкции мостов и гидроэлектростанций.
В России кабель-краны применялись для строительства горнолыжной инфраструктуры горноклиматического курорта в районе Красной Поляны в 2011-2014 г.г. Был разработан проект и выполнен монтаж и пусконаладка 4-х грузовых канатных кабель-кранов.
Грузовые канатные краны были установлены на отметках от 780 до 2250 метров, обеспечили перемещение грузов и техники на расстояние более 5 километров. С их помощью были построены пассажирские канатные дороги, средства инженерной защиты склонов, здания верхних станций канатных дорог, ресторанов и смотровых площадок.
Сначала был смонтирован и испытан первый грузовой кабель-кран. Он доставлял грузы с высоты 1500 метров до 2250 метров. Протяженность первой линии – 1734 метров, максимальная грузоподъемность крана - 6 тонн, скорость – до 20 м/с.
Продолжительность монтажа, включая инженерно-геологические изыскания, проектирование, монтаж и пусконаладочные работы, составила 3 месяца. При монтаже в теплое время года на проведение данных работ достаточно 1,5-2 месяцев. В данном случае монтаж опор, натяжка троса и пусконаладка выполнялись в зимних условиях, когда снежный покров на верхней отметке достигал 10 метров. А короткий световой день предъявлял дополнительные требования к скорости и качеству работ.
Испытания первого крана проводились в январе 2012 года методом спуска вспомогательной лебедки весом 4 тонны и дополнительной подгрузкой канистрами с водой с отметки 2250 метров. Кран успешно выдержал испытания, было получено разрешение на применение оборудования, проведено обучение персонала по работе с технологией, выданы сертификаты фирмой-производителем.
Испытания первого кабель-крана в январе 2012 г.
Решение об использовании еще трех кранов было принято после успешного монтажа и испытания первого кабель-крана. Их монтаж был начат в марте 2012 года. Опоры кранов располагались вдоль строящейся линии горнолыжной канатной дороги и вблизи объектов инфраструктуры горнолыжного курорта курорта.
Вторая линия доставляла грузы с высоты 1100 до 1500 метров. Максимальная грузоподъемность составляла 6 тонн, скорость перемещения груза - до 20 м/с. Протяженность - 1638 метров.
Третья линия доставляла грузы с высоты 780 до 1100 метров. Максимальная грузоподъемность составляла 6 тонн, скорость перемещения груза - до 20 м/с. Протяженность - 1270 метров.
Четвертая линия доставляла грузы с высоты 1500 до 2243 метров. Максимальная грузоподъемность составляла 6 тонн, скорость перемещения груза - до 20 м/с. Протяженность - 2047 метров.
Монтаж выполняли 2 бригады общей численностью 10 человек. До начала работ бригады прошли обучение по монтажу и пуско-наладке кранов. Монтаж элементов второго, третьего и четвертого кранов выполнялся параллельно. На объекте присутствовали специалисты компаний-поставщиков кранов, которые осуществляли обучение, контроль и корректировку работ на местности.
Монтаж элементов промежуточных опор
По окончании монтажа всех четырех кабель-кранов прошли успешные испытания, а курсы обучения эксплуатации прошли 80 сотрудников компании, которая их впоследствии использовала.
Проверка соединений опоры
Монтаж элементов промежуточных опор
Эксплуатация второго и третьего кранов началась в июле 2012 года, четвертый кран начал работу месяц спустя – в августе 2012 года. Работа была организована круглосуточно, в 3 смены. Управление каждым из 4-х кранов выполнялось одним оператором на тянущей лебедке (с контрольной панели лебедки или через пульт дистанционного управления) и двумя операторами в зоне погрузки и разгрузки. Оператор на лебедке имел отлаженную радиосвязь с операторами, стропальщиками самого крана, находящимися на объектах подачи груза, которые с дистанционных пультов управления обеспечивали вертикальный подъем, опускание и строповку груза через траверсу. Для обеспечения сохранности тянущие лебедки были установлены в кондиционируемых домиках или контейнерах. Вдоль линии кранов грузы перемещались самостоятельно, при этом скорость перемещения регулировалась в зависимости от загрузки, габаритов груза, погодных условий.
Настройка работы второго кабель-крана —
при приближении к опоре скорость движения автоматически замедляется
для безопасного прохождения груза через опору
Испытания третьего кабель-крана
По результатам можно сказать, что быстрота монтажа, возможность работать круглосуточно в любую погоду, большая грузоподъемность, экономическая эффективность и экологичность использования построенных грузовых кабель-кранов на деле доказала заявленные производителями преимущества по сравнению с классической доставкой грузов помощью автомобилей или вертолетов.
Тянущая лебедка третьего кабель-крана.
Обучение операторов
Перевозка грузов
