Don-stroitel.ru

Все о ремонте
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Откос земляного полотна жд пути

Поперечные профили земляного полотна

земляное полотно – это комплекс инженерных сооружений, которые служат основанием для верхнего строения пути и предназначены для обеспечения устойчивости пути, а также защиты от атмосферных и грунтовых вод. Земляное полотно должно быть прочным долговечным и устойчивым.

Местность, по которой проходит участок железной дороги, характеризуется рельефом и естественным уклоном. Земляное полотно предназначено для выравнивания неровностей местностей при строительстве железных дорог. В поперечном сечении земляное полотно может представлять собой (рис. 2.1):

насыпь – если основная площадка земляного полотна проходит выше земной поверхности;

выемку – если основная площадка расположена ниже поверхности земли;

полунасыпь – если основная площадка с одной стороны совпадает с поверхностью земли, а с другой – выше нее;

полувыемку – если основная площадка с одной стороны совпадает с поверхностью земли, а с другой – ниже нее;

полунасыпь-полувыемку – если основная площадка с одной стороны выше уровня земли, а с другой – ниже;

нулевое место – место, где насыпи переходят в выемки или наоборот, а основная площадка расположена на уровне земли.

Рис. 2.1. Типы поперечного профиля земляного полотна

а) насыпь; б) выемка; в) полунасыпь; г) полувыемка;

д) полунасыпь-полувыемка; е) нулевое место

Поперечные профили земляного полотна

Поперечным профилем называется сечение земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной его продольной оси. Все поперечные профили подразделяются на типовые и индивидуальные.

Типовые профили бывают нормальные, применяемые повсеместно, и специальные, которые применяются в районах вечной мерзлоты. По индивидуальным профилям сооружают, например, высокие (более 12 м) насыпи и глубокие (более 12 м) выемки.

Размер и форма поперечных профилей земляного полотна принимаются в зависимости от числа путей, разности отметок поверхности земли и оси пути, характеристики грунта, поперечного уклона местности и категории железнодорожной линии.

Общими основными элементами любого земляного полотна являются основная площадка, откосы, водоотводные (резервы, кюветы, забанкетные и нагорные канавы, банкеты, кавальеры) и укрепительные устройства (рис. 2.2, 2.3).

Рис. 2.2. Поперечный профиль насыпи ее элементы

Рис. 2.3. Поперечный профиль выемки и ее элементы

Размеры всех элементов поперечного профиля земляного полотна приведены в приложении 4.

Основная площадка предназначена для укладки на нее верхнего строения пути и представляет собой верхнюю площадку земляного полотна.

Форма основной площадки зависит от количества укладываемых путей и от типа грунта, из которого сооружается земляное полотно. При использовании дренирующих, скальных и песчаных грунтов при любом количестве путей основная площадка будет горизонтальной. При использовании недренирующих грунтов для отвода воды сооружается сливная призма. Если участок однопутный, то основная площадка имеет форму трапеции высотой 0,15 м и шириной верхнего основания 2,3 м. Если на участке два пути и более, основная площадка сооружается в форме треугольника высотой 0,2 м; при этом необходимо соблюдать правильное междупутье (рис. 2.4).

Междупутьем называется расстояние между осями соседних путей. На прямом двухпутном участке перегона междупутье должно составлять не менее 4,1; при трех и четырех путях расстояние между осями второго и третьего пути – не менее 5 м.

Расстояние между осями главных и приемо-отправочных путей на станции на прямом участке пути составляет 5,3 м. В отдельных случаях допускается уменьшать это расстояние до 4,8 м, а между главными путями при расположении их сбоку от приемо-отправочных – до 4,1 м.

Читайте так же:
Укладка гидроизоляции на кровлю технология

Ширина основной площадки (b) зависит от:

— ширины рельсовой колеи,

— ширины балластной призмы,

— ширины обочин (частей основной площадки, свободных от балластного слоя).

а)б)
в)г)

Рис. 2.4. Форма основной площадки при дренирующих и скальных грунтах (а – для однопутной, б – для двух- и многопутных линий); при недренирующих грунтах (в – для однопутной, г — для двух- и многопутных линий)

Ширина основной площадки земляного полотна главного пути однопутных железных дорог на прямых участках, м

Категория линииГрунты
глинистые, недренирующие (мелкие и пылеватые) пескискальные, крупнообломочные и песчаные дренирующие
I7,66,6
II7,66,6
III7,36,4
IV6,27,1

Ширина основной площадки земляного полотна на двухпутных и многопутных линиях на прямых участках пути складывается из ширин междупутий и расстояний от осей крайних путей до бровки земляного полотна. Расстояние до бровки зависит от категории линии и типа грунта и составляет на прямом участке пути не менее половины ширины земляного полотна, указанного в табл. 2.1.

На кривых участках ширина основной площадки больше, чем на прямых в связи с укладкой наружной рельсовой нитки выше внутренней путем подсыпки под нее более толстого слоя балласта (табл. 2.2), а также в связи с увеличением расстояния между осями соседних путей двухпутных участков (табл. 2.3).

Уширение земляного полотна в кривых участках пути с наружной стороны

Категория линииРадиус кривой, мУширение, м
I — III3000 и более0,2
2500-18000,3
1500-7000,4
600 и менее0,5
IV-V2000 и более
1800-12000,1
1000-7000,2
600 и менее0,3

Проектные нормы увеличения горизонтальных расстояний между осями путей в кривых общей сети железных дорог (на перегонах)

Радиус кривой, мУвеличение горизонтальных расстояний между осями путей, мм

Крутизна откосов зависит от высоты насыпи или глубины выемки и типа грунта; принимается по табл. 2.4 и 2.5.

Уклон местности или крутизна откосов может обозначаться:

— как соотношение двух чисел (например, 1:1,5);

— как дробное число (например, 0,02).

Если уклон задан соотношением двух чисел, то искомая линия будет параллельна гипотенузе прямоугольного треугольника, вертикальный катет которого равен первому числу, а горизонтальный – второму. При этом единица измерения длины заданных катетов выбирается произвольно (мм, см, дм, м и т.д.)

Если уклон задан в процентах или промилле, то вертикальный катет равен указанной величине процентов или промилле, а горизонтальный – 100 или 1000 соответственно.

Если уклон выражен дробным числом, то значение уклона переводится в промилле путем умножения на 1000. Например: 0,02=0,02*1000‰= 20‰ (или 2%).

Таблица 2.3 — Крутизна откосов насыпи

Тип грунтаКрутизна откосов при высоте насыпи
до 6 мдо 12 м
в верхней части до 6 мв нижней части от 6 до 12 м
Скальный из слабовыветривающихся пород; галечный, гравийный щебенистый и древесный грунты; песок гравелистый, крупный и средней крупности; шлак металлургический1:1,51:1,51:1,5
Песок мелкий и пылеватый; грунты глинистые, в т.ч. лессы и лессовидные суглинки1:1,51:1,51:1,75
Пылеватые грунты в районах избыточного увлажнения, одноразмерные мелкие пески1:1,751:1,751:2
Песок мелкий барханный в условиях засушливого климата1:21:21:2

Таблица 2.4 — Крутизна откосов выемки

Тип грунтаВысота откосов, мКрутизна откосов
Скальные:
слабовыветривающиеся1:0,2
легковыветривающиеся1:0,2
не размягчамые1:0,5 – 1:1,5
размягчаемыедо 61:1
от 6 до 121:1,5
Крупнообломочные, песчаные и глинистые однородные, в т.ч. лессовидные, твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции1:1,5
Пески мелкие и барханные1:1
от 2 до 121:1,75
Лесс:
в районах с засушливым климатом1:0,1 – 1:0,5
вне районов с засушливым климатом1:0,5 – 1:1,5
Читайте так же:
Полога для устройства откосов

Ширина бермы на прямых участках пути устанавливается не менее 3 м, а на однопутной линии со стороны будущего второго пути – не менее 8 м (ширина бермы плюс ширина проектного междупутья). Берма должна иметь уклон 0,02-0,04 в сторону от земляного полотна.

Нормы проектирования элементов земляного полотна подробно представлены в приложении 5.

Устройство земляного полотна.

Земляное полотно является одним из главных элементов железнодорожного пути, от состояния которого зависит исправность всего пути. Земляное полотно (ЗП), служит основанием для укладки верхнего строения пути и представляет собой полосу земли, спланированную в соответствии с продольным и поперечным профилями линий. Земляное полотно должно иметь такую форму и размеры, которые могут надежно выдерживать нагрузки от проходящего подвижного состава, а также обеспечивать долговечность при воздействии атмосферных явлений.

Прежде чем уложить его, необходимо убрать растительный слой, обладающий несущей способностью, выровнять земляную поверхность на трассе пути срезками грунтов в одних местах и подсыпках в других. При этом устраивают различные водоотводные и укрепительные сооружения, а верху и откосам земляного полотна придают соответствующие уклоны, чтобы не задерживалась вода и не происходило осыпание грунта.

Виды земляного полотна:

1) Выемка – инженерное сооружение, основная площадка которого расположена ниже поверхности земли. Выемка имеет два откоса.

Рисунок 1 – Типовой поперечный профиль выемки

Рисунок 2 – Выемка на железной дороге

Основные элементы выемки:

кюветы – продольные канавы для отвода воды с каждой стороны основной площадки;

основная площадка выемки – поверхность выемки, на которую укладывается ВСП;

кавальер – вспомогательная насыпь из удаленного при сооружении выемки грунта;

нагорные канавы – сооружаются на склонах выше выемки для перехвата и отвода воды выемки;

банкет сооружается на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки, с поперечным уклоном в сторону от откоса для отвода воды в забанкетную канаву;

откос выемки – боковая наклонная часть выемки.

2) Насыпь – сооружение из насыпного грунта. Основная площадка насыпи расположена выше поверхности земли. Насыпь имеет два откоса.

Основная площадка – это поверхность ЗП, на которую укладывается верхнее строение пути (ВСП).

На однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции, на двухпутных – треугольной формы (для связных грунтов).

Поперечным профилем земляного полотна называется поперечный разрез его вертикальной плоскостью, перпендикулярный оси пути.

Рисунок 3 — Типовой поперечный профиль насыпи

Рисунок 4 – Насыпь на железной дороге

Основные элементы насыпи:

основание – полоса земли, на которую опирается насыпь;

берма – полоса между подошвой насыпи и ближайшим водоотводом;

основная площадка – поверхность насыпи, на которую укладывается ВСП;

бровка – линия сопряжения основной площадки с откосом;

подошва – линия сопряжения откоса с основанием;

резерв – вспомогательная выемка, из которой брался грунт для отсыпки насыпи из местного грунта;

откос насыпи – боковая наклонная часть насыпи.

3) Полунасыпь – инженерное сооружение основная площадка которого находится выше уровня земли, но откос насыпи – один.

Читайте так же:
Разводка труб водоснабжения в частном доме

Рисунок 5 – Полунасыпь

Рисунок 6 – Полунасыпь на железной дороге

4) Полувыемка – инженерное сооружение основная площадка которого расположена ниже уровня земли, но откос у выемки – один.

Рисунок 7 – Полувыемка

Рисунок 8 – Полувыемка на железной дороге

5) Полунасыпь–полувыемка – основная площадка частично находится выше уровня земли и в этой части земляного полотна закладывается откос насыпи; другая часть основной площадки находится ниже уровня земли с откосом выемки.

Учебник монтера пути — Деформации, повреждения и разрушения земляного полотна

Классификация повреждений и разрушений земляного полотна.

Деформации, повреждения и разрушения земляного полотна делятся на следующие виды:
деформации и повреждения основной площадки земляного полотна;
повреждения откосов;
повреждения и разрушения тела земляного полотна;
повреждения и разрушения основания земляного полотна;
повреждения и разрушения земляного полотна, подверженного неблагоприятным воздействиям природных факторов.

Деформации и повреждения основной площадки земляного полотна.

К ним относятся балластные корыта, балластные ложа, балластные мешки и гнезда с развитыми в них отдельными карманами, пучины.
Углубления в основной площадке под отдельными шпалами, заполненные балластом, называются балластными корытами (рис. 22, а). Причинами образования этих деформаций могут быть: недостаточная толщина балластного слоя, слабое уплотнение грунтов основной площадки, нарушение выпуклой формы верхней части основной площадки при строительстве насыпи, переувлажнение грунтов основной площадки из-за засорения водоотводов, загрязненность балласта, накопление на обочинах изъятого из пути загрязненного балласта, препятствующего выходу воды из балластной призмы.
Попадая на основную площадку, вода застаивается в балластных корытах и переувлажняет грунты земляного полотна. Размокшие грунты под тяжестью поездов выдавливаются в стороны, размеры балластных корыт увеличиваются, отдельные углубления сливаются, образуя балластные ложа (рис. 22,б); этому способствует еще и смещение шпал вдоль пути в процессе эксплуатации.
При строительстве в местах отсыпки неоднородных грунтов или различной степени их уплотнения образуются балластные мешки, гнезда и карманы (рис. 22, в, г).
Повреждения основной площадки земляного полотна
Рис. 22. Повреждения основной площадки земляного полотна:
а — балластные корыта; б — балластное ложе; в, г — балластные мешки, гнезда и карманы
К внешним признакам указанных повреждений относятся: просадки основной площадки земляного полотна, вызывающие частые подъемки пути на балласт; выплески разжиженного грунта;
выпучивание верхней части откосов земляного полотна или междупутья;
выпирание грунта в кюветы;
появление пучин в начале зимы;
грязевые свищи на откосах при глубоких мешках и гнездах, которые являются признаком приближающегося сплыва откосов.
Балластные мешки в отдельных случаях достигают больших размеров, что может привести к сплыву откоса насыпи или просадкам.
При наступлении заморозков вода, содержащаяся в балластных корытах, ложах и мешках, замерзает, расширяясь в объеме, и грунт основной площадки земляного полотна вспучивается, создавая угрозу безопасному движению поездов.
Чтобы предупредить появление балластных корыт, необходимо в процессе строительства хорошо уплотнять грунт основной площадки, правильно ее планировать, укладывать в путь достаточное количество балласта и не оставлять грязный балласт на обочинах земляного полотна.
Для ликвидации балластных корыт и лож срезают их борта. Борта балластных корыт и лож срезают как с одной, так и с обеих сторон основной площадки земляного полотна. При этом грунт вырезают на глубину 0,15—0,20 м ниже дна балластного корыта или ложа (рис. 23), чтобы был обеспечен полный выпуск воды из них. Вырезанный грунт заменяют дренирующим грунтом.
Балластные ложа и отдельные углубления основной площадки осушают устройством поперечных прорезей с заполнением их дренирующим грунтом (рис. 24). В качестве заполнителя прорези применяют крупнозернистый песок. Поперечные дренажные прорези закладывают на глубину не менее чем на 0,2 м ниже дна ложа, мешка или гнезда. Ширину поперечных дренажных прорезей при ручной разработке принимают 0,6—0,7 м при глубине до 1 м и 1—1,2 м — при глубине более 1—3 м; при работе прорезекопателем — 0,6 м. Прорези располагают одну от другой на расстоянии от 6,5 до 12 м.
Для осушения больших глубоких балластных гнезд и мешков воду из них отводят горизонтальными перфорированными трубами, которые забивают или заводят сбоку насыпи при помощи машин для горизонтального бурения скважин.
Пучинами называют общие или местные поднятия поверхности рельсового пути при промерзании грунтов земляного полотна или балластного слоя. Весной при оттаивании грунтов происходит осадка пути. Если в результате пучения положение рельсовых нитей искажается настолько, что нарушаются установленные допуски содержания пути, то в период замерзания пути на полную глубину и весеннего оттаивания его делают временные отводы пути, уполаживая поднятие рельсовых нитей. Такие отводы делают по нескольку раз в сезон на одном и том же месте. Поэтому предупреждение появления пучин при строительстве, а также в процессе эксплуатации пути — очень важные мероприятия.
При балластных пучинах зона пучинообразования находится в пределах балластного слоя, а при грунтовых — в земляном полотне.
Борьба с балластными пучинами сводится к очистке щебеночного и замене песчано-гравийного загрязненного балласта, срезке обочин, осушению балластных корыт и лож, подъемке пути на балласт при достаточной его толщине, устранению неровностей основной площадки, сложенной глинистыми грунтами.

Рис. 23. Срезка бортов балластного корыта или ложа

Рис. 24. Односторонняя дренажная прорезь

Рис. 25. Способы ликвидации пучин:
а — подъемка пути на балласт; б — накладная подушка из асбестовых отходов; в — врезная шлаковая подушка с устройством углубленных кюветов (или лотков) со срезкой части откоса; г — устройство отепляющих покрытий из пенопласта под балластным слоем; 1 — новый щебеночный балласт; 2 — слой из песчано-гравийного или асбестового балласта; 3 — уплотненный местный глинистый грунт; 4 — существующая балластная призма; 5 — слой местного грунта; 6 — шлаковая подушка; 7 — углубленный кювет; 8 — пенопластовое покрытие

Читайте так же:
Инструмент для резки пенополистирола

Для ликвидации грунтовых пучин применяют следующие мероприятия (рис. 25):
подъемку на балласт;
устройство накладных подушек из теплоизолирующих материалов для выведения зоны промерзания из слоя пучинистых грунтов;
устройство врезных теплоизолирующих или комбинированных подушек с заменой ими грунта, рассчитанных таким образом, чтобы грунты, лежащие под подушкой, не промерзали;
замену пучинистого грунта дренирующим;
устройство отепляющих покрытий под балластным слоем из пенопласта.
В качестве теплоизолирующего материала применяют отсеянный угольный котельный шлак, с зернами крупностью 2—30 мм, асбестовый балласт, плиты из пенопласта.

Повреждения откосов.

При повреждении укреплений откосов могут произойти поверхностные местные смывы грунта атмосферными водами. В таких случаях откосы планируют и дополнительно укрепляют посевом трав или одерновкой.


Рис. 26. Пригружающий контрбанкет:
1 — просевшая часть основания насыпи; 2 — пригружающий контрбанкет из дренирующего грунта; 3 — выпирание грунта основания

Иногда откосы земляного полотна подвергаются оплывам, т. е. местным смещениям некоторой толщи грунта откоса при сохранении его общей устойчивости. Ликвидируют сплывы уборкой сплывшего грунта, восстановлением, планировкой и укреплением откосов.
Оползание откосов насыпи, т. е. отслоение откосной части насыпи с захватом основной площадки (чаще всего до концов шпал) со смещением ее к подошве откоса, является результатом завышенной крутизны откосов, недостаточной плотности грунтов насыпи, наличия балластных лож. Для предотвращения оползаний откосы уполаживают; при необходимости устраивают контрбанкеты или контрфорсы.
В скальных выемках в результате неравномерности выветривания отдельных частей откосов происходят вывалы камней. Мерами борьбы с вывалами являются: заделка трещин цементным раствором, защита откосов одевающими стенами или торкретированием по металлической сетке, обрушение нависших массивов.

Повреждения и разрушения тела земляного полотна.

Рас ползание насыпи может произойти по причинам нарушения технических требований по устройству: отсыпка насыпи из недоброкачественных и мелкозернистых пылеватых грунтов, обладающих большой влагоемкостью; отсыпка насыпи из мокрого мерзлого грунта с попаданием в ее тело снега и льда; неправильная отсыпка из разнородных грунтов, вследствие чего в теле насыпи образуются водоносные линзы. Чтобы приостановить расползание, осушают насыпи, в необходимых случаях уполаживают откосы, а также устраивают бермы и контрбанкеты.
Оседание насыпи на величину сверх установленного запаса на осадку чаще всего происходит по причинам нарушения технических условий ее сооружения: недостаточное уплотнение грунтов, попадание снега и льда в тело насыпи. Мерами укрепления оседающих насыпей являются отвод воды с основной площадки и увеличение толщины слоя песчаных материалов под балластным слоем.

Читайте так же:
Чем заделать дверные откосы пластиком

Повреждения и разрушения основания земляного полотна.

Оседание целой насыпи происходит вследствие значительного уплотнения грунтов основания после отсыпки на них насыпи. Обычно в таких случаях по мере уплотнения этих грунтов оседание насыпи прекращается.
Бывают и более сложные случаи, когда оседание целой насыпи сопровождается выпиранием грунта ее основания.

Для ликвидации такой деформации отсыпают контрбанкеты, противодействующие дальнейшему выпиранию грунта (рис. 26). Контрбанкеты отсыпают из дренирующих грунтов.
Выпирание грунта основной площадки в выемках происходит в результате выдавливания слабого грунта под тяжестью откосов. Меры борьбы с такой деформацией — срезка части откосов выемки с уплотнением их или устройством берм, укрепление слабого грунта в выемке методом цементации или силикатизации.
Провалы в земляном полотне обычно являются результатом продолжающихся карстовых процессов в основании, т. е. образования пустот в виде подземных каналов, полостей, пещер в результате растворения подземными водами каменной соли, гипса, мела или известняков, содержащихся в таких грунтах. Борьба с подобного рода деформациями заключается в заделке пустот нерастворимым водой грунтом, регулировании стока воды так, чтобы не допустить инфильтрацию поверхностной воды в грунт, планировке прилежащих склонов для беспрепятственного стока атмосферной воды.

Повреждения и разрушения земляного полотна, подверженного неблагоприятным природным воздействиям.

К таким повреждениям относятся размывы течением воды, повреждения волнами и льдинами, а также подмывы основания или откосов земляного полотна. Это происходит в тех случаях, когда защитные укрепления недостаточны или сделаны неправильно, а также в случаях неисправного их содержания. Для предупреждения размывов укрепляют непосредственно земляное полотно или берега рек и водоемов и обеспечивают исправность соответствующих водоотводов и укрепительных устройств.
В горных районах земляное полотно может подвергаться затоплению селевыми потоками, т. е. потоками грязекаменной массы.
Мерами борьбы с селевыми потоками являются устройство преградительных стен на пути потока, а иногда устройство селе- пропускных сооружений для пропуска потока над выемкой.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию