Строительство земляного полотна железных дорог

Строительство земляного полотна железных дорог

Любой железнодорожный путь состоит из трёх главных составляющих, это верхнее строение пути, земляное полотно и искусственные сооружения.

Земляное полотно, это основание под верхнее строение, под сам путь, который состоит из балластной призмы, шпал и рельс. Это основание служит для равномерного распределения нагрузок от сооружения верхнего строения пути и подвижного состава, на поверхность земли. Земляное полотно обеспечивает фиксированное (проектное) положение железнодорожного полотна, при любых допустимых нагрузках, и любых климатических условиях.

Рис 1. Насыпь: 1 — резерв; 2 — граница полосы отвода; 3 — берма; 4 — обочина; 5 — межевой знак; 6 — бровка откоса; 7 — откос; 8 — подошва откоса; 9 — основная площадка.

Рис 2. Выемка: 1 — кавальер; 2 — забанкетная канава; 3 — откос кавальера; 4 — банкет;

5 — бровка откоса; 6 — обочина; 7 — балластный слой; 8 — кювет; 9 — бровка основной площадки; 10 – основная площадка; 11 — откос выемки.

Если железнодорожный путь проходит по косогору, то часть земляного полотна может быть на насыпи (полунасыпь), а другая его часть в выемке (полувыемка). (рис. 3),

Рисунок 3: Поперечные профили: а) полунасыпь; б) полувыемка; в) полунасыпи – полувыемки; 1 – откос насыпи; 2 – берма; 3 – водоотводная канава; 4 – кювет; 5 – откос выемки.

Обычно, земляное полотно железных дорог типовые решения (рис. 4), (рис. 5) и только в особых случаях, на поперечные профили разрабатывают индивидуальный проект.

Рисунок 4: Типовой поперечный профиль насыпи высотой до 6м:

1 – ось будущего второго пути; 2 – резерв при ширине по дну до 10м.

Рисунок 5: Типовой поперечный профиль выемки:

1 – нагорная канава; 2 – бровка основной площадки; 3 – бровка откоса; 4 – кавальер; 5 – откос при постройке второго пути; 6 – кювет; 7 – банкет; 8 – забанкетная канава.

Вдоль насыпи, обычно делают водоотводные канавы, которые предназначены для отведения вод от подошвы земляного полотна. В выемках, вдоль основной площадки земполотна, так же нарезаются канавы, их называют кюветами.

Постоянно подтопляемые откосы земляного полотна защищают каменной наброской. (рис. 6)

Рисунок 6: Каменная наброска.

Для зашиты откоса насыпи от бурных потоков воды, применяют габионы. Это такие клетки из прутковой стали, которые заполнены камнями. Со временем, камни заиливаются и стенка укрепленная габионами становится монолитной.

Полоса отвода земляного полотна, необходимая для размещения всех элементов железнодорожного пути, устанавливается проектом. Все работы в полосе отвода, без согласования с собственником этого пути, запрещены.

Границы полосы отвода железнодорожного пути, на местности должны быть обозначены специальными межевыми знаками, которые должны быть установлены вдоль всего железнодорожного полотна на расстоянии менее 250 метров.

Рисунок 7: Указатель полосы отвода.

Опубликовано 4 года назад. Просмотров с момента размещения на сайте 9945

Источник

Строительство земляного полотна железных дорог

1.2. Земляное полотно ж/д пути

1.2.1. Назначение земляного полотна и требования, предъявляемые к нему

Земляное полотно — это инженерное сооружение из грунта, на котором размещается верхнее строение железнодорожного пути. Земляное полотно вос­ принимает нагрузки от подвижного состава и верхнего строения пути и пере­ дает их на основание. Земляное полотно выравнивает земную поверхность в пределах железнодорожной трассы для придания пути необходимого плана и профиля. От надежности земляного полотна зависят и скорости движения поездов, и масса поездов, и пропускная и провозная способность линий.

Земляное полотно работает в сложных условиях, так как подвергается значительной поездной нагрузке и влиянию природных факторов. От цело­стности и состояния земляного полотна зависит исправность всего желез­ нодорожного пути. Чтобы земляное полотно исправно служило, к нему предъявляются следующие основные требования:

— прочность — способность выдерживать нагрузку от подвижного со­ става (передаваемую через верхнее строение) без разрушений;

— устойчивость — неизменность своей формы и положения, как от пере­
даваемой нагрузки, так и от влияния природно-климатических воздействий;

— надежность и долговечность.

Для защиты земляного полотна от неблагоприятных природных воздей­ствий предусматривается комплекс различных защитных, водоотводных и укрепительных сооружений.

Земляное полотно должно удовлетворять следующим эксплуатационным требованиям:

— обеспечивать длительную эксплуатацию с минимальными отказами при
пропуске современных (и перспективных) типов подвижного состава при
максимальных скоростях движения поездов и расчетной грузонапряженно­
сти железной дороги;

— быть равнонадежным независимо от применяемых грунтов.

Кроме того, при проектировании земляного полотна должны учитываться вопросы максимальной сохранности ценных земель и нанесения минималь­ ного ущерба природной среде.

Земляное полотно обычно сооружают из местных или привозных грун­ тов, обладающих различными физико-техническими характеристиками (плотностью, пористостью, влажностью и др.), от которых зависят стабиль­ ность и долговечность сооружений земляного полотна.

Грунты для земляного полотна. Для отсыпки насыпей наиболее жела­ тельны скальные, крупнообломочные грунты (щебенистые, галечниковые, гравийные) и песчаные, которые обладают высокой несущей способностью, хорошо пропускают воду, не изменяют своих свойств при увлажнении. Грун­ ты основания земляного полотна чаще представлены глиной, песком, супе­ сью и суглинками. И земляное полотно в основном сооружается именно из таких грунтов и в таких грунтах.

При возведении насыпей используются грунты: скальные, песчаные, гра­ вийные, глинистые.

К скальным грунтам относят грунты, получаемые посредством разруше­ ния скальных пород — изверженных, метаморфических и осадочных с же­ сткими связями между зернами, залегающие в естественных условиях в виде сплошного или трещиноватого массива. Перед разработкой и укладкой в насыпь такие грунты предварительно разрыхляются.

Песчаные грунты представляют собой продукт выветривания горных пород. Они обладают хорошей способностью пропускать воду и являются хорошим материалом для сооружения земляного полотна и как основание земляного полотна.

Глинистые грунты имеют в большом количестве очень малые размеры частиц чешуйчатой формы. Толщина частиц в десятки раз меньше их дру­ гих размеров, поэтому они обладают большой суммарной поверхностью в единице объема, достигающей нескольких квадратных метров на 1 сч 3 грун­ та. Этим определяется большая влагоемкость грунта. В сухом состоянии такие грунты обладают высокой несущей способностью, но при увлажне­нии сцепление частиц постепенно утрачивается и грунт становится плас­ тичным, деформирующимся при незначительном силов^ м воздействии. Грунт плохо пропускает воду, а при замерзании подвергается неравномер­ ному пучению.

Для возведения насыпей разрешается использовать все грунты, кроме глинистых избыточно увлажненных или избыточно засоленных, сильно на­бухающих, заторфованных, а также жирных глин, торфов, ила, гипса, мела.

Грунты, которые пропускают через себя воду, не разрушаясь и не теряя при этом своей прочности, называются дренирующими. Грунты, не пропус­ кающие или поглощающие воду, — недренирующими. К дренирующим грун­ там относятся крупнообломочные, гравийные, крупно- и среднезернистые пески; к слабодренирущим — мелкозернистые пески; к недренирующим — глинистые грунты.

Для обеспечения надежности конструкции земляного полотна производится уплотнение грунтов в насыпях и, в необходимых случаях, в выемках под основ­ ной площадкой, на нулевых местах и в основаниях насыпей. Грунты насыпей послойно уплотняются специальными грунтоуплотняющими машинами.

1.2.2. Конструктивные элементы земляного полотна ж/д пути

Поперечным профилем земляного полотна называется поперечный раз­ рез земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной его продольной оси.

Поперечные профили земляного полотна характеризуются шириной ос­ новной площадки, крутизной откосов, расположением водоотводных уст­ ройств, высотой насыпи и глубиной выемки.

Часть поверхности земляного полотна, на которую укладывается верхнее стро­ ение пути, называется основной площадкой (рис. 1.14) Пересечение основной площадки с откосом — бровка земляного полотна. Расстояние между бровками называется шириной основной площадки. Ширина основной площадки прини- мается по нормам СНиП 32-01-95 и СТН Ц-01-95 Министерства путей сообще­ ния Российской Федерации в зависимости от категории железнодорожной ли­ нии и представлена в табл. 1.3.

Ширина основной площадки включают в себя обочины, которые пред­ назначены для удобства выполнения путевых работ (на ней размещают инструмент, необходимые детали верхнего строения пути, расставляют сиг­ налы и путевые знаки). Минимальная ширина обочины — 0,5 м.

Поперечное очертание основной площадки однопутной линии в недре- нирующих грунтах имеет форму трапеции (рис. 1.14, б) с шириной поверху 2,3 м и высотой 0,15м, а двухпутной — в виде треугольника с высотой 0,20 м и основанием, равным ширине основной площадки (рис. 1.14, а). Верхняя часть земляного полотна, ограниченная основной площадкой и стягиваю­ щей ее прямой, называется сливной призмой; она необходима для стока воды, проникающей к земляному полотну через балластный слой.

Трапецеидальное очертание основной площадки земляного полотна на однопутных участках устраивают для отвода поверхностной воды, чтобы избежать проникновения ее в земляное полотно. Горизонтальная часть ос­ новной площадки делается короче шпал, благодаря чему обеспечивается сток воды в стороны их концов.

При сооружении земляного полотна в скальных или песчаных грунтах основ­ ную площадку устраивают горизонтальной (рис. 1.14, в, г).

Проектная бровка земляного полотна, сооружаемого из скальных, круп­нообломочных, а также песчаных дренирующих грунтов, выше профильной

ности; выемка (рис. 1.15, 6) — основная площадка земляного полотна ниже поверхности земли; полунасыпь (рис. 1.15, в) и полувыемка (рис. 1.15, г) — основная площадка с одной стороны совпадает с земной поверхностью, а с другой выше или ниже ее; полунасыпь-полувыемка (рис. 1.15, д) — основная площадка с одной стороны выше, а с другой ниже поверхности земли и ну­ левое место (рис. 1.15, е) — основная площадка расположена на уровне земной поверхности. Наиболее распространены на железных дорогах на­ сыпи и выемки. Нулевые места неизбежны при переходе из выемки в на­ сыпь, » других случаях они недопустимы, т.к. подвержены снежным зано­ сам и поэтому при проектировании продольного профиля линии, их стремятся заменять насыпями.

Крутизна наклонов боковых поверхностей — откосов насыпей и выемок — зависит от их высоты или глубины и свойств грунта. Чем прочнее грунт, тем круче могут быть откосы. Крутизна откоса измеряется тангенсом угла а на­ клона откоса к горизонту, т.е. равна отношению вертикальной проекции h от­коса (рис. 1.14) к его горизонтальной проекции а (заложению) tg a = Л/а. Если высоту откоса h принять за единицу, а величину заложения откоса а выразить числом этих единиц п, получим показатель крутизны откоса 1:и. Откос имеет одинарную крутизну, если п = 1, полуторную крутизну, если п =1,5.

При проектировании земляного полотна применяют типовые поперечные про­ фили для участков с простыми инженерно-геологическими и топографическими условиями, которые приведены в альбомах «Поперечные профили земляного по­ лотна железных дорог колеи 1520 мм», «Новые железные дороги», «Вторые пути».

Групповые поперечные профили разрабатывают для применения на ряде участков со сложными и многократно повторяющимися инженерно-геоло­гическими условиями.

Поперечные профили земляного полотна, разработанные по специаль­ным проектам для условий, в которых типовые и групповые поперечные профили неприменимы, называют индивидуальными. По индивидуальным проектам сооружают:

— насыпи высотой более 12 м и выемки глубиной более 12 м;

— выемки и насыпи на косогорах круче 1:3;

— земляное полотно в местах с активными склоновыми процессами;

— на участках с наличием снежных лавин, оползней, обвалов, селей;

— насыпи на слабых основаниях;

— на участках с развитием естественных или искусственных подземных
полостей (карсты, горные выработки);

— земляное полотно в местах пересечения его трубопроводами;

— земляное полотно в районах с высокой сейсмичностью (7 и более бал­
лов) и др. неблагоприятных условиях.

1.2.3. Поперечные профили насыпей

Типовой поперечный профиль насыпи из крупных супесей, мелких и пы-леватых песков и легковыветривающихся скальных пород выполняется в со­ ответствии с рис. 1.16, а. Типовой поперечный профиль насыпи из крупно-

обломочных грунтов и из песков гравелистых, крупных и средней крупности показан на рис. 1.16, б. Полоса земли под насыпью является ее основанием.

При сооружении насыпи из глинистых грунтов для усиления верхней час­ ти земляного полотна предусматривают устройство под балластом защит­ ного слоя из дренирующего грунта (или из дренирующего грунта с геотек­ стильными материалами) (рис. 1.17). Толщина защитного слоя под балластной призмой устанавливается расчетом в зависимости от вида грунта земляного полотна и категории железнодорожной линии, но не менее 0,8 м для суглин­ков и глин и 0,5 м — для супесей.

Откосы насыпи могут быть однообразной крутизны и ломаной формы с переменной крутизной. Типовые поперечные профили насыпей из глинис-

тых грунтов, мелких и пылеватых песков должны иметь откосы при высоте насыпи до 12 м — в верхней части не круче 1:1,5, а в нижней части при высо­те более 6 м — не круче 1:1,75.

По обеим сторонам насыпи устраивают бермы, полосы земли между отко­ сом насыпи и водоотводной канавой или резервом. Назначение бермы — за­ щитить подошву насыпи от воздействия воды, текущей по канаве или резерву, и обеспечить возможный проход строительных машин. Ширину бермы прини­ мают не менее 3 м и не менее 7,10 м — со стороны будущего второго пути.

За бермами устраивают резервы или канавы, которые собирают поверх­ ностные воды и отводят в пониженные места или к искусственным сооруже­ ниям. Дну резервов и канав придают продольный уклон не менее 0,003. Глу­бина канавы должна быть не менее 0,6 м. Резервам придают поперечный уклон не менее 0.02 при ширине резерва до 10 м, дно резерва делают одно­скатным, при ширине более 10 м — двускатным. Откосы резервов и водоот­водных канав должны быть не круче 1:1,5.

При сооружении насыпи на косогоре для повышения устойчивости в ос­ новании насыпи устраивают уступы (рис. 1.18).

При сооружении второго пути уширяют существующую насыпь также с устройством уступов (рис. 1.19).

1.2.4. Поперечные профили выемок

Типовой поперечный профиль выемки глубиной до 12 м в супесях круп­ных, а также в мелких и пылеватых песках представлен на рис. 1.20. Для сбора и отвода поверхностной воды с откосов выемки служат кюветы, ко­ торые располагаются по обе стороны от основной площадки земляного по­ лотна. Размеры кюветов: глубина — 0,60 м, ширина по дну — 0,40 м, с отко­сами 1:1,5. Грунт из выемки, не использованный для сооружения насыпи, отсыпают за откосом выемки в виде призмы, называемой кавальером. Ка­ вальеры закладывают на расстоянии не менее 5 м от бровки откоса выемки.

Если площадка между откосом выемки и кавальером имеет уклон з сто­ рону выемки, то для предотвращения стекания воды в выемку, на этой пло­ щадке устраивают небольшую присыпку, называемую банкетом, а за ним располагают забанкетную канаву. Продольный уклон этой канавы прини­ мают не менее 0,005, а глубину не менее 0,3 м. Крутизна откосов кавальеров и банкетов должна быть не круче 1:1,5. С нагорной стороны выемки устра­ ивают нагорную канаву для сбора воды с прилегающей местности и отвода ее от пути. Размер нагорной канавы: высота — 0,60 м, глубина — 0,60 м, откосы 1:1,5. Продольный уклон нагорной канавы принимают не менее 0,003.

Для стока воды с низовой стороны от выемки кавальер отсыпают с разры­вами шириной понизу не менее 1 м через каждые 50 м.

При сооружении выемки в глинистых грунтах предусматривают устрой­ ство под балластной призмой защитного слоя из дренирующих грунтов (или в комбинации дренирующего грунта и геотекстиля) (рис. 1.21). Толщина за­ щитного слоя так же, как при сооружении насыпей, принимается на основа­ нии расчетов, но не менее 0,8 м для суглинков и глин, 0,5 м — для супесей.

1.2.5. Поперечные профили земляного полотна на ж/д станциях

Ширина земляного полотна на раздельных пунктах зависит от числа путей и ширины междупутий (расстояний между осями смежных путей). Расстояние от оси крайнего пути до бровки земляного полотна принимают равным поло­вине ширины основной площадки однопутной линии, приведенной в табл. 1.3.

Поперечный профиль основной площадки земляного полотна принимают, в зависимости от числа путей, типа станции, рода грунта и климатических усло­ вий односкатным, двускатным и пилообразным (рис. 1.22). Скатам придают поперечный уклон в сторону водоотводных устройств.

Односкатное земляное полотно применяется на разъездах и промежуточ­ных станциях с небольшим числом путей, двускатное — на обгонных пунктах и станциях двухпутных линий и в больших отдельных парках. Пилообразный профиль применяется на крупных станциях: сортировочных, участковых, пас-

сажирских и др. В междупутьях с пониженными отметками укладывают зак­ рытые продольные водоотводы — лотки, дренажи.

Поперечные уклоны основной площадки принимают 0,008—0,01 при су­песях, песках и других дренирующих грунтах; 0,01—0,02 при суглинках и гли­ нах в зависимости от интенсивности осадков в данной местности. Крутизну откосов насыпей и выемок принимают по тем же нормам, что и на перегонах. Размещать резервы и кавальеры в пределах раздельных пунктов, в местах рас­ положения зданий и переездов не допускается.

Число путей на одном скате принимают:

— при скальных, крупнообломочных и песчаных грунтах — до 10 и более;

— при легких и тяжелых суглинках — от 6 до 10;

— при глинистых грунтах и пылеватых песках — от 2 до 8.

1.2.6. Водоотводные сооружения ж/д пути

Устойчивость и надежность работы земляного полотна во многом зависят от наличия и исправности водоотводных устройств и сооружений. Притекающая к земляному полотну поверхностная вода приводит к размывам, деформациям и разрушениям земляного полотна. Борьба с проникшей в грунт водой сложнее и дороже мер по отводу поверхностной воды. Для защиты земляного полотна от атмосферных вод, от размывов ими и проникновения воды в грунт в первую очередь осуществляют планировку всех поверхностей земляного полотна, поло­ сы отвода, берм, резервов, кавальеров, водосборных и водоотводных устройств. Для этого все эти поверхности должны иметь такие поперечные и продольные уклоны, которые обеспечивают быстрый отток поверхностных вод от земляно­ го полотна. Необходимые величины этих уклонов приведены в пп. 1.2.2—1.2.5.

Для перехвата, сбора и отвода поверхностных вод применяют различ­ ные устройства и сооружения: канавы, лотки, специальную планировку зем­ ной поверхности, устройства ливневой (дождевой) канализации (обычно на территории станции).

Канавы (водоотводные, кюветы, нагорные) — наиболее распространен­ ные устройства для сбора и отвода воды. Форма их, как правило, трапеце­ идальная, а размер определяется на основании гидравлических расчетов.

В стесненных условиях (в населенных пунктах, на станциях), а также при слабых грунтах, не способных удержать откосы канавы, вместо открытых канав применяют водоотводные лотки.

Лотки могут иметь трапецеидальную и прямоугольную формы. Желе­ зобетонные лотки применяют двух видов: междушпальные (рис. 1.23) и меж­дупутные (рис. 1.24).

Междушпальные лотки имеют глубину 0,35, 0,50 и 0,70 м. Для сбора грунтовой воды в боковых стенках лотка имеются дренажные отверстия. За стенками лотка отсыпают фильтры из песка, гравия или щебня, предохра­няющие лотки от засорения через дренажные отверстия.

Междупутные лотки (рис. 1.24) выпускают глубиной 0,75, 1,25 и 1,50 м при длине блоков (секций) 1,00 и 2,00 м.

На станционных площадках междушпальные лотки применяют для отвода воды от стрелок. Вдоль путей — вблизи платформ, зданий, погрузочных пло­щадок и в пониженных местах при пилообразном профиле основной площад­ ки укладывают междушпальные и междупутные лотки. Схемы установки меж­ дупутных и междушпальных лотков представлены на рис. 1.25 и рис. 1.26.

Продольные уклоны канав для обеспечения стока воды и исключения за­ иливания делают не менее 0,003 для водоотводных и нагорных канав, 0,002 на болотах и 0,001 в исключительных случаях. При крутом уклоне местнос­ ти, чтобы не делать дорогостоящего укрепления канав, их устраивают участ­ ками с пологими уклонами, исключающими размыв дна и откосов канав. На стыках этих участков сооружают быстротоки или перепады (рис. 1.27), по­ зволяющие на коротком участке быстро перепустить воду в нижерасполо­ женную канаву.

Быстротоки (рис. 1.27, а) — сравнительно короткие канавы (лотки) из сборных или монолитных конструкций, имеющие большие продольные ук­ лоны 0,08—0,1. Поэтому в быстротоках развиваются большие скорости те­ чения воды, что вызывает необходимость в конце их устраивать водобой­ные уступы, водобойные стенки или водобойные колодцы.

Перепады (рис. 1.27, б) — устройства с одним или несколькими уступа­ ми, позволяющими на небольшом расстоянии значительно понизить ско­ рость текущей воды. Вода за уступом движется с отрывом от дна. В необхо­ димых случаях устраивают водобойные стенки.

Для защиты земляного полотна от вредного воздействия грунтовых вод применяют устройства, которые называют дренажными, и служат они для понижения уровня, перехвата и отвода грунтовых вод.

Для понижения уровня грунтовых вод под основной площадкой земляного полотна наибольшее распространение получили подкюветные дренажи (рис. 1.28). Под кюветом делается траншея под дренаж, верхняя часть заполняется глиной, чтобы поверхностные воды не проникали в дренаж. Ниже этого слоя расположен

слой из двух слоев дерна, повернутых корнями вверх, для предохранения от засо­ рения следующего слоя — дренажного заполнителя из мелкого гравия или круп­ нозернистого песка. Грунтовые воды под действием силы тяжести фильтруют в заполнитель и собираются на дне дренажа. Для сбора и отвода воды укладывают дренажную трубу. Наибольшее распространение получили трубы керамические, асбоцементные трубофильтры из крупнопористого керамзитобетона.

Трубы окружены дренирующим материалом. У самой трубы укладыва­ ют прогрохоченный щебень или гравий крупностью 50—70 мм. Затем ще­бень или гравий с частицами 5—7 мм. Это исключает попадание грунта и мелких частиц заполнителя в трубу. Отверстия в дренажных трубах рас­полагают в нижних и боковых, но не в верхних частях трубы, чтобы вмес­ те с водой в дрену не попадали частицы грунта и заполнителя.

Для того чтобы следить за работой дренажей и проводить их системати­ ческую прочистку, устраивают смотровые колодцы.

Если грунтовые воды залегают на глубине от 6 до 10 м, устраивают дре­нажные галереи (рис. 1.29). Размеры галереи должны обеспечивать возмож­ность прохода человека (высота 1,5— 1,7 м).

1.2.7. Деформации земляного полотна ж/д пути

В настоящее время основным требованием к перевозочному процессу является обеспечение безопасности движения поездов и надежности рабо­ ты технических средств. Земляное полотно как важнейший элемент желез­нодорожного пути играет в этом первостепенную роль. Так как существую­ щее земляное полотно сооружалось в разное время по разным нормам, то оно характеризуется большим разнообразием конструктивных размеров, геометрических параметров и состоянием. Несмотря на это, земляное по­ лотно на значительном протяжении сети железных дорог России работает удовлетворительно. Однако примерно на 11 % эксплуатационной длины сети оно имеет дефекты и деформации.

Дефекты — отступления геометрических размеров земляного полотна от современных норм. Деформации — изменение формы земляного полотна в процессе эксплуатации под воздействием поездных нагрузок, под влия­нием гидрогеологических факторов и из-за низкого качества строительства земляного полотна.

Основными видами деформаций земляного полотна являются:

— искажение формы основной площадки;

— сплывы откосов насыпей и выемок;

Наиболее распространенной деформацией земляного полотна является искажение формы основной площадки — балластные корыта, балластные ложа, балластные мешки.

Балластные корыта (рис. 1.30, а) представляют собой углубления в ос­ новной площадке под отдельными шпалами, заполненные балластом. Они возникают при недостаточной толщине балластного слоя или при недоста­ точной несущей способности грунта основной площадки. Балластные ко­ рыта достигают глубины 0,1 — 0,3 м. Для предупреждения образования бал­ ластных корыт необходимо тщательно уплотнять верхний слой земляного полотна и производить балластировку по проекту.

Балластные ложа (рис. 1.30, б) — протяженные вдоль пути, замкнутые под рядом шпал углубления в основной площадке, достигающие глубины 1,5—2 м. Причиной образования балластных лож является недостаточное уплотнение грунтов в насыпи или недостаточная прочность грунтов в ос­ новании выемки.

Балластные мешки (рис. 1.30, в) — изолированные значительные углуб­ ления в основной площадке, заполненные балластом. Балластные мешки достигают глубины 3—8 м.

Углубления в основной площадке — корыта, ложа, мешки — могут выз­ вать деформации земляного полотна под движущимися поездами.

Мерами борьбы с углублениями в основной площадке являются срезка бортов корыт с заменой грунта дренирующим грунтом. Борта балластных корыт и лож срезают на глубину не менее 0,20 м ниже их дна с расчетом

полного выпуска воды. Балластные ложа и корыта осушают и устройством односторонних или двусторонних прорезей, с заполнением их дренирую­ щим грунтом (рис. 1.31 и 1.32).

Дренажные прорези закладывают на глубину не менее 0,20 м ниже дна ложа или мешка. Для отвода воды из прорези их дну придают уклон в насыпях не менее 0,1, в выемках 0,05. Из поперечных прорезей воду выпускают на откос насыпи или в кювет выемки. Сплошную срезку балластных корыт и лож це­ лесообразно производить при капитальном и среднем ремонтах пути.

Пучины. При низких температурах происходит замерзание воды, содер­ жащейся в порах грунта. Происходит увеличение объема, но из-за неодно­родности грунтов, это увеличение объема различно. Неровности, образую­ щиеся при этом на поверхности грунта, называются пучинами. Пучины бывают в форме пучинного горба или пучинной впадины (рис. 1.33). Пучи­ ны вызывают неровности рельсо-шпальной решетки, а это не обеспечивает безопасность движения поездов. Пучины делятся на балластные и грунто­ вые. Балластные образуются из-за промерзания загрязненного балластного слоя; грунтовые — из-за замерзания воды в грунте земляного полотна.

Балластные пучины возникают в первой половине зимы. Высота (или глубина) их не превышает 50 мм. В начале весны балластные пучины быст­ ро исчезают. Борьба с балластными пучинами заключается в очистке щебе­ ночного балласта или замене песчано-гравийного балласта щебеночным, осушении балластных корыт и лож, в подъемке на балласт при недостаточ­ ной его толщине.

Грунтовые пучины появляются преимущественно в выемках и на нуле­вых местах, когда балластный слой уже замерз, и начинают замерзать грун­ ты земляного полотна. Они продолжают увеличиваться до тех пор, пока возрастает глубина промерзания грунта, так как процесс поступления воды в промерзающий слой из нижних, еще не замерзших слоев продолжается в течение всего периода промерзания. Грунтовые пучины достигают высоты 100—150 мм и более. В конце весны или летом грунтовые пучины постепен­ но исчезают.

Способы ликвидации грунтовых пучин следующие:

— подъемка пути на балласт, если это допускает продольный профиль
пути;

— замена пучинистого грунта на глу­
бину промерзания крупнозернистыми
непучинистыми (дренирующими)
грунтами (рис. 1.34);

— устройство теплоизоляционных
накладных, врезных и комбинирован­
ных подушек из асбеста, укладка пено­
пласта, чтобы не допустить промерза­
ния пучинистых грунтов.

— осушение иучинистых грунтов с
помощью дренажей (см. рис. 1.28).

Пучины создают угрозу безопасности движения поездов, требуют боль­ ших расходов на устройство плавных отводов пути от пучинистых горбов и впадин, препятствуют внедрению прогрессивных конструкций пути (бессты­ кового пути, железобетонных шпал), делают невозможным высокоскорост­ ное движение поездов. Поэтому предотвращение образования пучин явля­ется очень важной задачей.

В процессе эксплуатации земляного полотна бывают случаи, когда тело земляного полотна обладает достаточной прочностью и устойчивостью, а откосы деформируются.

Наиболее распространенными повреждениями откосов являются: сплы- вы откосов насыпей и выемок; сползание балластных шлейфов на откосах насыпей; размывы поверхности откосов насыпей и выемок; вывалы отдель­ ных камней и шелушение поверхностей выемок и полувыемок в легковы- ветривающихся скальных породах.

Сплывами называют деформации откосов, охватывающие массивы грун­ та на глубину от 0,5 до 1,0 м. Сплывы откосов происходят главным образом на высоких насыпях и в глубоких выемках.

Сплывы откосов наиболее характерны для молодого земляного полотна (в первые 5 лет после постройки земляного полотна). Основной причиной сплывов является переувлажнение слабоуплотненных грунтов откосов.

Грунты откосов насыпей, плохо уплотненные при строительстве, пере­ увлажняются за счет атмосферных осадков, выпадающих на откосы.

На устойчивость откосов отрицательно влияет сбрасывание на них ста­рого балласта при ремонтах пути или образование шлейфов в результате подъемок пути на оседающих насыпях.

Сплывы насыпей на косогорах (рис. 1.35) происходят вследствие ув­ лажнения грунтов основания под на­ сыпью поверхностными или грунто­ выми водами, выходящими на поверх­ ность склонов под насыпью.

Этот вид деформаций возникает, когда при поперечном уклоне местно­сти не была сделана необходимая под­готовка основания насыпи: не вырезан

дерн, не нарезаны уступы, не удовлетворительно содержатся водоотводы с нагорной стороны, не выполнено поддерживающее сооружение с низовой стороны при его необходимости.

Расползание насыпей происходит, как правило, длительное время. Та­ кие деформации возникают из-за недостаточного учета важных местных осо­ бенностей участка, на котором строится дорога или из-за нарушения пра­ вил производства строительных работ. Например, расползание насыпи происходит при недостаточном уплотнении грунтов при сооружении насы­ пи, что является нарушением правил производства работ.

Обеспечение устойчивости нестабильных откосов и склонов производится путем устройства различных поддерживающих и удерживающих сооруже­ ний: контрбанкетов, контрфорсов, подпорных стен.

Осыпи и обвалы распространенный вид деформаций крутых откосов глу­боких выемок и полувыемок в скальных грунтах, в связи с потерей устойчи­ вости отдельных частей или целого массива, а также обрывистый характер прилегающих к полотну железной дороги естественных горных склонов.

Основными мероприятиями по предотвращению обвалов являются: упо-ложение откосов и склонов, укрепление неустойчивых скальных массивов подпорными поддерживающими стенками (рис. 1.36) Радикальной мерой защиты пути от скальных обвалов является укрытие его в галерею (рис. 1.37). Осыпи образуются на крутых горных склонах и откосах выемок и полувы­емок, при выветривании скальных пород. Перемещение осыпного материала происходит под действием силы тяжести. Для защиты от осыпей применяют агролесомелиорацию, укрепление откосов выемки и полувыемки, устройство полок, траншей.

На обвальных участках и участках с осыпями предусматривают надзор за состоянием земляного полотна и прилегающих к нему склонов, охрану пути,

проведение мероприятий по предупреждению произвольных обрушений, лик­ видацию последствий горных обвалов.

При трассировании новых линий скально-обвальные участки следует обходить.

1.2.8. Укрепление и защита земляного полотна ж/д пути

Для защиты откосов насыпей, выемок и берм применяют посев семян мно­ голетних злаковых и бобовых трав. Дерн способен защитить от размыва от­ косы земляного полотна на неподтопляемых участках. При больших высо­ тах насыпей для предотвращения смыва семян и удержания их на откосе до образования корневой системы посев трав производится в деревянных или железобетонных обрешетках (рис. 1.38) или с использованием георешеток.

Посев многолетних трав в настоящее время осуществляется механизиро­ванным способом посева по слою растительной земли (специальными агре­ гатами) или способом гидропосева с добавлением в смесь семян с водой муль­ чирующих добавок (опилок, торфяной крошки и др.) без использования растительной земли.

Если посев трав невозможен по климатическим или грунтовым услови­ ям, производится обсыпка откосов скальными или крупнообломочными грунтами (галечниковыми, щебенистыми).

При подтоплении откосов насыпей и берм пойменными водами применяют­ ся каменные наброски из сортированного и несортированного камня (рис. 1.39).

При больших скоростях течения воды и волновом воздействии, для ук­ репления откосов насыпей, конусов у устоев мостов, берегов применяются железобетонные плиты и габионы.

Габионы конструктивно представляют собой проволочный остов, запол­ ненный камнем (рис. 1.40). Габионы бывают в виде габионных ящиков, га- бионных тюфяков и цилиндрические габионы. Габионные сооружения от­ вечают требованиям экологии, не препятствуют росту растительности. Уже выполнен ряд работ в России по сооружению берегоукреплений из габио­ нов (берегоукрепление Саратовского водохранилища, облицовка канала в Нижегородской области и др.)

При небольших скоростях течения воды бетонные и железобетонные пли­ ты являются прочным и надежным укреплением. Применяются плиты сбор­ ные свободнолежащие размером 1,0×1,0x0,16 на гравийной или щебеноч­ ной подготовке. Открытые швы устраивают вразбежку.

При больших скоростях течения воды и при волновых воздействиях при­ меняют железобетонные разрезные плиты, шарнирно соединенные в ковер

размером 2,50×3,0x0,20 м, при необходимости плиты омоноличиваются за­ полнением швов бетоном или цементным раствором.

1.2.9. Полоса отвода ж/д пути

Полосой отвода называется земельный участок, предназначенный для размещения земляного полотна со всеми устройствами, лесозащитными на­ саждениями, постоянными снегозащитными заборами, путевыми и други­ ми зданиями, линией связи, энергоснабжения и другими сооружениями и устройствами железной дороги.

Ширину полосы отвода устанавливают в соответствии с Инструкцией о нормах и порядке отвода земель для железных дорог в зависимости от вы­ соты насыпи или глубины выемки, обустройств земляного полотна (кава­ льеров, резервов, укрепительных сооружений) наличия зеленых насаждений (для защиты от снега и песка) и других условий. Для насыпи или выемки с высотой Я до 12 м, когда не требуется устройство кавальеров, резервов, укрепительных сооружений, а также защитных насаждений, рекомендова­ ны следующие нормы ширины полосы отвода L :

Расстояние от подошвы откоса насыпи или бровки откоса выемки, а при наличии резервов или водоотводных канав — от их крайних точек до грани­цы полосы отвода должно быть не менее 2 м, в исключительных случаях—не менее 1 м.

Ширина полосы отвода в местах, где путь нуждается в специальных защи­тах, устанавливается с учетом размещения этих защит (например, лесозащит­ ных насаждений). В пределах городов граница полосы отвода устанавлива­ ется на расстоянии не более 2 м от подошвы откоса насыпи или бровки

водоотводной канавы. На станциях и разъездах расстояние от оси крайнего пути до границы полосы отвода должно быть не менее 10 м, с уширением для размещения служебно-технических, жилых зданий и других устройств.

Границы полосы отвода обозначаются знаками, установленными через каждые 250 м. Знаки обсыпаются землей на высоту 0,40 м, вокруг них устра­иваются канавы глубиной 0,30 м.

В охранные зоны выделяются площади земли, необходимые для обеспе­ чения устойчивости и прочности железнодорожных сооружений. На этих землях не допускается уничтожение растительности и устанавливаются осо­ бые условия землепользования.

Источник