Усиление земляного полотна

 

По теме "железнодорожный путь"

Cпециальные проекты

Реклама

Партнеры и спонсоры

Что еще?

Описание способов укрепления земляного полотна железной дороги

При длительной эксплуатации земляное полотно настоящей железной дороги 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.
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 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. Там, где посев трав невозможен по грунтовым, климатическим, техническим условиям или экономически неоправдан, применяют покрытие откосов крупнообломочными грунтами.
Железобетонные обрешетки для посева трав
Железобетонные обрешетки для посева трав:
1 - обрешетка, 2 - посев трав, 3 - железобетонная свайка
Каменные наброски из скальных крупнообломочных грунтов представляют собой присыпные к защищаемому откосу или склону сооружения различной формы (как правило, однослойные) из камней разного размера. 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).
Укрепление откоса
Укрепление откоса постоянно подтопляемой насыпи каменной наброской на обратном фильтре:
1- основное укрепление, 2 - облегченное укрепление, 3 - обратный фильтр, tn, tk - толщины соответственно подушки и самой наброски, dву - отметка верха укрепления, df— глубина водного потока, НРУВ и МУВ — соответственно наивысший расчетный и наинизший (меженный) уровни воды
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. Наиболее распространены коробчатые габионы - ящики прямоугольной формы с откидными крышками, изготовленные из металлической оцинкованной сетки, имеющей шестигранные звенья с двойным кручением. 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.
Защитное сооружение из габионов
Защитное сооружение из габионов:
 1 - габионы сечением 1,0x1,0 м; 2 — тонкие габионы; 3 -максимальная предусматриваемая эрозия, L - длина выпуска крепления, df- глубина водного потока, НРУВ -наивысший расчетный уровень воды
Конструкции коробчатых габионов
Конструкции коробчатых габионов:
а
— без диафрагмы, б — с диафрагмой; в — матрас Рено
Бетонные и 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. 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 ниже.
Бетонные свободно лежащие плиты
Бетонные свободно лежащие плиты с открытыми швами на геотекстиле
 1 - рисберма; 2 - бетонный упор; 3 - геотекстиль; 4 — облегченное укрепление; 5 - бетонные плиты;
6 - гравийная или песчаная подготовка толщиной 10 см
НРУВ - наивысший расчетный уровень воды
Железобетонные разрезные плиты
Железобетонные разрезные плиты:
1 - слой крупнозернистого песка толщиной 0,1м; 2 — слой гравия или щебня толщиной 0,15 м; 3 — упор из монолитного бетона; 4 — упорная каменная призма; 5 — сборные железобетонные плиты размером 25x30 м; 6 - слой крупного гравия или щебня толщиной 0,15 м; 7 — слой мелкого гравия (щебня) толщиной 0,1 м; 8 - шарнирные соединения
Монолитные железобетонные покрытия
Монолитные железобетонные покрытия:
1 - монолитные железобетонные плиты; 2 - щебень или гравий; 3 - сборные железобетонные доски; 4 -гравий или щебень толщиной 0,15 м; 5 — упорная призма из камня; 6 — конструктивные швы
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 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.
Трубчатый траншейный дренаж
Трубчатый траншейный дренаж:
а - трасса, б — продольный профиль; 1 — участок дренажа; 2 — смотровые колодцы (№ 1-5); 3 - выпуск; 4 - местный грунт; 5 - дренирующий заполнитель траншеи
Противопучинные подушки
Противопучинные подушки:
а - врезная с дренажами; б — односторонняя вырезка; в — двухсторонняя вырезка с дренажами на двухпутном участке; г - то же с углублением кюветов
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.
Армированные контрбанкеты
Армированные контрбанкеты (размеры в м):
а - со старогодными железобетонными шпалами (1); б - с геотекстильной арматурой (2) и щебнем (3); расстояния между слоями арматуры Δhi, между шпалами l и глубина заделки шпал t определяются расчетом
Контрфорсы - небольшие массивы прямоугольного или трапецеидального сечения, как правило, встроенные в насыпь или откос выемки или прислоненные к крутому откосу скальных полувыемок. Материалами служат камень, бетон, обожженный грунт.
Контрфорсы в насыпи
Контрфорсы в насыпи
(расстояние l определяется исходя из обеспечения устойчивости массива грунта между контрфорсами с учетом образования арочного эффекта и обеспечения достаточных сил сопротивления по поверхности abcd)
Подпорные стены 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.
Подпорные стены
Подпорные стены: а - поддерживающие откос насыпи; б — поддерживающие откос скальной выемки;
1 — застенный дренаж 2 — лоток
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. 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 располагают ся дискретно по высоте, нетканый синтетический материал укладывается сплошными полосами шириной, необходимой для обеспечения внутренней и внешней устойчивости стены Для отвода атмосферной воды, попа дающей 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.
Для обеспечения устойчивости откосов на сыпей и выемок, а также оползневых склонов применяют удерживающие устройства, такие, как прошивающие сваи и шпоны, стягивающие элементы и анкерные конструкции.
Армогрунтовая стена
Армогрунтовая стена:
1 - блоки облицовочной стены; 2 — фундамент; 3 — арматура; 4 — контур альтернативного решения - контрбанкета; 5 - критическая поверхность смещения; ABCD - массив дренирующего грунта; Eоп - оползневое давление передаваемое от неустойчивого откоса насыпи; Нст и b — высота и ширина стены соответственно (определяются расчетом)
Стены системы Террамеш
Стены системы Террамеш:
а - с вертикальной лицевой гранью; б - со ступенчатой лицевой гранью в - с лицевой гранью из сетки двойного кручения к которой прикреплено биополотно (так называемый «зеленый» Террамеш)
1 - элемент обычной системы (с габионами); 2 - геотекстиль; 3 -грунт засыпки; 4 - элемент «зеленого» Террамеша; 5 -гидропосев 6 - биополотно
Противообвальные защитные сооружения делятся на улавливающие, 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.
Стены системы Террамеш
Улавливающая стена из бутовой кладки у бровки полотна:
1 — фильтр; 2 — засыпка местным грунтом; 3 - скала; 4 - бутовая кладка на цементном растворе; 5 - окно 0,2 x 0,1 м

Рекомендовать эту статью

Термины, пояснения и исторические справки

Новости из интернета

  

Места на карте, упоминающиеся на сайте 1520mm.ru

Будьте в курсе наших новостей


© 2002—2017 Nicos
Страница сгенерирована за 0,0059 сек.
Rambler's Top100 Яндекс.Метрика