Don-stroitel.ru

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

Укрепление откосов земляного полотна каменными набросками

Усиление земляного полотна

При длительной эксплуатации земляное полотно подвергается неблагоприятным природным воздействиям (воды, температуры, гравитационных процессов), а также ударно-динамическому воздействию подвижного состава. В результате с течением времени в грунтах земляного полотна происходят необратимые процессы – изменяются физико-механические характеристики, влажностный режим, плотность, а следовательно, и напряженно-деформированное состояние земляного полотна в целом. Это нередко приводит к деформациям полотна и невозможности обеспечения требуемых скоростей движения поездов. К основным мероприятиям по усилению земляного полотна и обеспечению его эксплуатационной надежности относятся: регулирование поверхностного стока, подземного стока, тепловых и гравитационных процессов; мелиорация грунтов.

Содержание

Общие сведения

Регулирование поверхностного стока осуществляется путем планировки поверхности, а также применением защит от размывов и инфильтрации воды в грунт (в т. ч. водосборно-водоотводных сооружений). Применяются следующие основные типы защитных и укрепительных устройств, отвечающие современным требованиям.

Искусственный дерновой покров

Искусственный дерновой покров образуется посевом семян многолетних злаковых и бобовых трав (травосеяние). Он способен предохранять поверхность земляного полотна от размыва при скорости течения поверхностной воды до 1,5 м/с и даже защитить от небольшого волнового воздействия при высоте волны до 20 см. Если откосы земляного полотна сложены переувлажненными пылеватыми грунтами, в которых способны развиваться поверхностные сплывы, то для их предотвращения и удержания семян на откосе до образования корневой системы посев трав производится в железобетонных обрешетках (рис. 3.21). Там, где посев трав невозможен по грунтовым, климатическим, техническим условиям или экономически неоправдан, применяют покрытие откосов крупнообломочными грунтами.

Zp 3 21.jpg

Каменные наброски

Каменные наброски из скальных крупнообломочных грунтов представляют собой присыпные к защищаемому откосу или склону сооружения различной формы (как правило, однослойные) из камней разного размера (рис. 3.22). При этом расчетный размер горной массы должен обеспечивать целостность наброски и быть таким, чтобы обеспечить устойчивость камня на откосе данной крутизны при наличии вдольберегового течения воды. Для предотвращения механической суффозии мелких частиц грунта откоса в поры наброски ее укладывают на слой геотекстиля в гравийно-галечниковой смеси (т.н. подушку).

Zp 3 22.jpg

Габионы

Габионы, конструктивно представляющие собой проволочный остов, заполненный камнем, применяются как для защиты от размывов откосов подтопленных и подтопляемых насыпей, берегов, конусов и опор мостов, так и для создания различных поддерживающих сооружений (рис. 3.23). Наиболее распространены коробчатые габионы – ящики прямоугольной формы с откидными крышками, изготовленные из металлической оцинкованной сетки, имеющей шестигранные звенья с двойным кручением (рис. 3.24). Ящики заполняются камнем, крышка закрывается и прикрепляется к стенкам габиона проволокой. В зависимости от высоты ящика коробчатые габионы подразделяются на высокие (высота от 0,5 до 1,0 м) и низкие (высота от 0,17 до 0,30 м – матрасы Рено). Габионы могут быть разделены на ячейки путем введения диафрагм, которые упрочняют конструкцию и облегчают работы по устройству и эксплуатации таких сооружений. Проволока для изготовления габионов имеет цинковое покрытие плотностью 0,240-0,290 кг/м2, предел прочности 380-500 МПа; ее относительное удлинение составляет менее 12%. При устройстве габионных сооружений в особо коррозионной среде используются габионы с поливинил-хлоридным покрытием.

Читайте так же:
Можно ли утеплить дом изнутри и чем

Zp 3 23.jpg

Zp 3 24.jpg

Бетонные н железобетонные укрепления

Бетонные н железобетонные укрепления применяются для защиты от волнового воздействия. Наиболее распространены укрепления индустриального типа – бетонные плиты (сборные и свободно лежащие), железобетонные разрезные плиты и монолитные железобетонные покрытия (рис. 3.25-3.27). Тип укрепления и его размеры (в м) определяются параметрами волнового воздействия (скоростью продольного течения и высотой расчетной волны). Поверхностные водосборно-водоотливные устройства служат для сбора и отвода атмосферных вод В качестве таких устройств применяются различные канавы, лотки, быстротоки и перепады, водоотводные валики.

Для регулирования подземного стока обычно применяют дренажи – устройства, предназначенные для снижения влажности грунтов и понижения уровня или перехвата подземных вод Наибольшее распространение получили гравитационные дренажи Пример трубчатого траншейного дренажа приведен на рис 3 28.

Zp 3 25.jpg

Zp 3 26.jpg

Zp 3 27.jpg

Zp 3 28 29.jpg

Теплоизолирующие устройства и покрытия

Теплоизолирующие устройства и покрытия используются для предотвращения морозного пучения при сезонных изменениях температуры и предотвращения оттаивания вечномерзлых грунтов К ним относятся различные подушки из теплоизолирующих материалов, укладываемые в верхней части земляного полотна Теплоизолирующие подушки (рис 3. 29.) устраивают, как правило, в переувлажненных слабых грунтах с плохой водоотдачей в случае неравномерного пучения земляного полотна Толщина подушки обычно составляет 0,1 и более ее ширины Покрытиями называют тонкие подушки или плиты с соотношением толщины к ширине не более 0,02, они служат главным образом для ликвидации сплывов откосов выемки, сложенных из глинистых грунтов В районах вечной мерзлоты на откосах выемки устраивают термотраншеи. В качестве теплоизолирующих материалов применяют шлак, отходы асбестового производства, мох, опилки, пенопласт Регулирование гравитационных процессов предназначено для обеспечения устойчивости нестабильных откосов и склонов и осуществляется путем устройства различных поддерживающих и удерживающих сооружений, а в отдельных случаях – мелиорацией грунтов

Контрбанкет

Контрбанкет – насыпной массив из камня, гравия, песка или местного грунта в виде призмы у основания откоса насыпи; наиболее распространенное поддерживающее сооружение. Контрбанкеты устраивают для увеличения устойчивости откоса насыпи или оползневого косогора, как правило, при крутом поперечном уклоне основания насыпи (более 1:3) с низовой ее стороны. Размеры и конфигурация контрбанкетов определяются расчетами устойчивости откоса (склона). Контрбанкеты надежны, имеют значительный срок службы. Для уменьшения размеров контрбанкета и увеличения сил сопротивления сдвигу по его контакту с основанием насыпи применяют армированные контрбанкеты, представляющие собой массивы дренирующего грунта, армированного в основании различными конструкциями или материалами (сваями, старогодными железобетонными шпалами и др.), а внутри массива – арматурой в виде металлических сеток, геотекстиля, полимерных нитей и т.д. (рис. 3.30).

Zp 3 30.jpg

Контрфорсы

Контрфорсы – небольшие массивы прямоугольного или трапецеидального сечения, как правило, встроенные в насыпь (рис. 3.31) или откос выемки или прислоненные к крутому откосу скальных полувыемок. Материалами служат камень, бетон, обожженный грунт.

Читайте так же:
Чем выводят откосы окна

Zp 3 31.jpg

Подгорные стены

Подпорные стены (рис 3 32) применяются при устройстве насыпей на крутых косогорах, для поддержания трещиноватых крутых откосов скальных выемок, полувыемок и в других аналогичных случаях. Выполняются бутовой кладкой насухо, на цементном растворе, из бетона, железобетона, а также из габионов. Фундамент подпорных стен в зависимости от характеристик грунтов сооружается на естественном либо на свайном основании.

Zp 3 32.jpg

Армогрунтовая стена

Армогрунтовая стена представляет собой массив дренирующего грунта, армированный снаружи облицовочной стеной из железобетонных блоков, а внутри арматурой (металлические сетки, геотекстиль, геосетки). По поддерживающему воздействию такая стена заменяет собой контрбанкет из дренирующего грунта (рис 3. 33.). Фундамент выполняется монолитным или из железобетонных блоков. Глубина его заложения определяется глубиной промерзания основания насыпи. Облицовочная стена состоит из железобетонных блоков, уложенных друг на друга и объединенных песчано-цементным раствором. Металлические армирующие элементы располагаются дискретно по высоте, нетканый синтетический материал укладывается сплошными полосами шириной, необходимой для обеспечения внутренней и внешней устойчивости стены. Для отвода атмосферной воды, попадающей в массив стены, за облицовочной стеной устраивают застенныи дренаж и дренажные отверстия в швах между блоками. Стена системы Террамеш обычно армирована снаружи габионами, а внутри – металлическими сетками, при этом габион и сетка составляют единый элемент системы (рис 3 34).

Для обеспечения устойчивости откосов насыпей и выемок, а также оползневых склонов применяют удерживающие устройства, такие, как прошивающие сваи и шпоны, стягивающие элементы и анкерные конструкции.

Zp 3 33.jpg

Zp 3 34.jpg

Противообвальные защитные сооружения

Противообвальные защитные сооружения делятся на улавливающие (рис. 3.35), ограждающие ж.-д. путь от падения на него камней и скальных глыб со стороны нагорного склона, и противообвальные галереи, перекрывающие путь и защищающие его от обвалов. Улавливающие сооружения размещаются у бровки земляного полотна или на склоне, их размеры устанавливаются в зависимости от размеров и расчетной скорости падения камней.

Защитные сооружения земляного полотна

Защитные сооружения земляного полотна — постоянные или временные, поверхностные или заглубленные устройства, предназначенные для защиты от неблагоприятных природных воздействий материалов или конструкций строений, входящих в комплекс железнодорожного пути. Устраивают защиты от размывов и подмывов водой, селей, растущих оврагов, снежных лавин, скальных обвалов, осыпей, оползней, наледей, песчаных заносов и выдувания, а также организуют охранные зоны, проводят охранит, мероприятия.
Защита от размывов. Защита железнодорожного пути от атм. осадков состоит в собирании Я отводе их с помощью канав и лотков. Защиту земляного полотна от размывов при пост, или врем, подтоплении осуществляют соответствующими укрепительными устройствами и сооружениями откосов, а при недостаточности их — устройством каменных набросок, «свободных пляжей», морских бун, волноотбойных (волноотбойно-подпорных) стен, в т. ч. шпунтовых волноломов; регуляционных сооружений — струенаправляющих или отжимных дамб, запруд, полузапруд, траверс, Прокопов русел, речных бун (чаще наз. шпорами), реже установкой фашин и габионов.
Подпорно-волноотбойная стена
Рис. 1. Подпорно-волноотбойная стена.
При ширине пляжа перед волноотбойной стеной меньше утроенной высоты расчётной волны вследствие дефицита наносов основание стены.
Каменная наброска — присыпное к защищаемому откосу или склону сооружение из сортированного по крупности камня твёрдых пород (или из несортированного камня — горной массы), предназначенное для гашения энергии набегающих волн или предохранения подстилающего грунта от размыва водой, текущей со скоростями 1,5—4 м/с. Вес (и размеры) камня для каменной наброски определяют расчётом в зависимости от уд. веса камня, его формы, высоты и длины расчётной волны, крутизны откоса. В горной массе должно содержаться ж менее 50% камней расчётного размера. Наименьшая толщина каменной наброски (по нормали к откосу) равна утроенному расчётному размеру камня.
«Свободный пляж» — искусственное волногасящее сооружение, способствующее восстановлению природного равновесия на размываемом участке берега и улучшающее состояние соседних с ним участков, куда наносы попадают естественным путём. «Свободные пляжи» требуют периодического пополнения пляжевым материалом, поэтому они создаются при наличии его карьерных запасов. «Свободные пляжи» не рекомендуются на мысах, крутых подводных склонах (круче 0,05), в зонах влияния подводных каньонов, на участках сильных течений.
Морские буны — поперечные берегозащитные сооружения, применяемые для удержания наносов из естеств. вдольберегового потока и образования из них пляжа необходимой ширины; сохранения созданного отсыпками или намывами искусств, пляжа; стабилизации ширины пляжа, подверженного периодическому размыву. Устраивают сквозные буны, уменьшающие вдольбереговое перемещение наносов, и непроницаемые (глухие), допускающие движение наносов только в обход конструкции. Применение бун целесообразно для защиты берегов с крутизной подводного склона в зоне действия прибоя менее 0,03 при наличии естественного питания наносами. Расстояние между бунами принимают равным 1—3 длинам бун. Для защиты берегов с крутизной подводного склона более 0,03 применяют траверсы (поперечные берегозащитные сооружения) и в комплексе с продольными подводными барьерами (волноломами).
Волноотбойная стена сооружается из высокопрочного бетона, часто с облицовкой плиткой, или выкладывается из камня на растворе подобно подпорной стенке, применяется для защиты откосов железнодорожного пути, проходящего вдоль водоёма, при сильном волнении. Нередко волноотбойная стена предназначается также и для поддержания береговых уступов и земляного полотна. В таком случае её называют подперно-волновой защищают фигурными бетонными блоками, а также шпунтовым ограждением, которое иногда применяется как самостоят. противоразмывное сооружение. Передней грани волноотбойной стены придают криволинейное очертание. Нижний отрезок криволинейного профиля обычно имеет наклон к горизонту больше 35°, верхний — заканчивается волноотражающим карнизом. При размещении стен учитывают возможность резкого увеличения размыва их на концах. Стены состоят из секций длиной ок. 10 м, разделённых температурно-осадочными швами. Пазухи за стенами заполняют крупнообломочными или местными слабодренирующими грунтами, устраивают дренаж с обратным фильтром у выпускных отверстий стены.
Иногда для защиты берегов применяют волноломы (затопляемые и незатопляемые).
Регуляционные сооружения (рис. 2) предназначаются для защиты от размывов откосов пойменных насыпей железнодорожного пути и берегов рек. Устраивают продольные и поперечные регуляционные сооружения.
Регуляционные сооружения
Рис. 2. Регуляционные сооружения: 1 — верховая струенаправляющая дамба; 2 — низовая дамба; 3 — шпора (речная буна); 4 — продольная дамба; 5 — траверса; 6 — запруда; 7 — прокоп русла; 8 — полу запруда.
К продольным сооружениям относятся струенаправляющие дамбы, изменяющие течение реки у искусств, сооружения; отжимные дамбы, отклоняющие поток от земляного полотна; прокопы, спрямляющие русло реки. Поперечные регуляционные сооружения — речные буны (шпоры), снижающие прибрежные скорости течения и вызывающие накопление наносов; запруды и полузапруды, перекрывающие отд. рукава и направляющие поток в основные русло или прокоп. Тело дамб, бун, запруд сооружают из обыкнов. грунта с укреплением откосов или из скального грунта, монолитного бетона, сборных, в т. ч. фигурных бетонных элементов. Крутизну откосов регуляционных сооружений задают в зависимости от их высоты, скоростей течения водоёма, волновых и ледовых нагрузок, способов укрепления; высоту гребней сооружения назначают из условий незатопления железнодорожного пути при наибольших горизонтах воды.
При небольших размерах сооружений о огранич. сроками службы применяют габионы (сетчатые ящики или круглые цилиндры, заполняемые камнем), фашины (хворостяные или хворостянокаменные вязанки, скрепляемые проволочными поясами), сипаи (бревенчатые вышкообразные устройства, заглубляемые в дно водоёма и имеющие горизонтальную сетчатую площадку, загружаемую камнем).
Противоселевые сооружения служат для защиты ж.д. от разрушения или загромождения селевыми выносами. К ним относятся селезадерживающие (в т. ч. селеулавливающие, руслостабилизирующие, селепропускные, селенаправляющие, селеотводящие сооружения). Селезадерживающие сооружения — верховые запруды и глубинные селеуловители — задерживают всю селевую массу или её часть выше земляного полотна. Запруды размещают на участках с крутыми устойчивыми берегами, исключающими бортовой размыв и обтекание запруды селем. Эффективны запруды из камня с использованием материала самих селевых отложений и сквозные ж.-б. запруды. Для пропуска воды в теле запруды устраивают лотки, тоннели, окна, решётки, щели. Глубинные селеулавливающие котловины образуют в русле (или в конусе выноса) перед земляным полотном. Система несколько запруд помимо селезадерживающей функции играет руслостабилизирующую роль. Селепропускные сооружения — мосты и селеспуски — устраиваются в случаях, когда нерационально прибегать к селезадержанию, а целесообразно пропускать сели под железнодорожным путём (по мосту) или над ним (по селе- спуску). Мосты для пропуска селей проектируют с учётом создания необходимого уклона русла, обеспечивающего транзитное перемещение потока. Селеспуск — ж.-б. лоток, расположенный на опорах над железнодорожным полотном, перпендикулярно к нему с уклоном, обеспечивающим транзитное движение селевого потока. Селеспуски устраивают на крутых косогорах, прижимных участках трасс. Селенаправляющие сооружения — дамбы, направляющие стены, обвалования — создают фиксированный подход русла и исключают повреждения селевым потоком земляного полотна, мостовых опор и пр. При их сооружении используют каменной кладку, железобетон, а также материал самих селевых выносов. Селеотводящие сооружения — искусств, русла, создаваемые дамбами (обвалованием), прокопами,— предназначены для объединения двух или несколько естеств. русел в одно для пропуска селевых потоков. Некоторые виды противоселевых сооружений применяются для предупреждения роста оврагов.
Противолавинные сооружения — лавинопредупреждающие, лавинозащитные, комплексные — инж. средства, предназначенные для предупреждения схода снежных лавин или для защиты железнодорожного пути от разрушающего действия движущихся лавин. Лавинопредупреждающие сооружения — многорядные заборы, террасы на склонах, земляные дамбы и пр.— предотвращают образование лавин. Заборы защищают лавиноопасный склон от поступления метелевого снега. Эффективно применение снеговыдувающих панелей (дюз), предупреждающих образование нависающих снежных карнизов в самой верхней части склона. В сильнометелевых районах используют одиночно стоящие щиты на склоне. Щиты приподнимают над поверхностью склона для образования вокруг них чаш выдувания и валов, создающих сильную волнистость снежного покрова и затрудняющих формирование поверхности скольжения лавины. Лавинозащитные сооружения — лавинорезы, задерживающие и направляющие стены и дамбы, эстакады, навесы, галереи, лавиноспуски — отклоняют или останавливают движущие лавины. Лавинорез — большой клин, сооружаемый непосредственно перед защищаемым объектом и рассекающий лавину на две части, отбрасываемые от него в обе стороны. Задерживающие и направляющие ж.-б. стены и насыпные дамбы рассчитываются на прямой удар лавин и их полную остановку или на изменение направления движения лавины. Эстакады, навесы, галереи, лавиноспуски предназначены для безвредного пропуска лавин под железнодорожным путём (эстакады) или над ним. Комплексы противолавинных сооружений сочетают устройства для задержания лавин в верхних частях склонов (например, заборы) с задерживающими сооружениями у их подножия.
Противообвальные сооружения предназначены для задержания скальных обломков, движущихся в обвалах, осыпях, вывалах, или для закрепления их на склоне и предотвращения падения. К ним относятся: улавливающие стены из каменной кладки, бетона, железобетона, реже древесины, размещаемые вблизи железных дорог (иногда на склоне) и создающие улавливающие пазухи; рвы, траншеи, канавы, валы, применяемые на пологих (до 25°) склонах; улавливающие полки, размещаемые у подошвы откоса (склона); заградит. сети из стальных (или иных прочных и стойких) полос, сеток, заанкеренные к склону (откосу); надолбы — ж.-б. или деревянные столбы, располагаемые в несколько рядов на затяжных склонах на путях движения обломков; ж.-б., бетонные, каменные галереи (балочные, рамные, арочные, консольные), устраиваемые у крутых (более 50°) откосов (склонов).
Противооползневые сооружения и мероприятия устраняют или снижают воздействие на железных дорогах оползнеобразующих факторов. Эффективно использование комплексов сооружений или устройств. Например, для осушения проводят поверхностный водоотвод (по канавам, лоткам или обвалованием, планировкой склонов); отвод грунтовых вод осуществляют по штольням, галереям, горизонтальным или вертикальным скважинам. Для механическая удержания оползневых массивов устраивают контрбанкеты, подпорные стенки, контрфорсы и пр. Применяются также мелиорация грунтов, посадка деревьев и кустарников, травосеяние.
Защита от песчаных заносов. Такую защиту осуществляют закреплением прилегающей к ж.-д. полотну полосы песков защитными насаждениями или скреплением поверхности песка вяжущими веществами.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Технология производства декоративного камня из гипса
Ссылка на основную публикацию