Что такое земляное полотно сдо
Земляное полотно
Земляное полотно ж.д. — комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки земной поверхности и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Непосредственно на земную поверхность путь не укладывают вследствие её неровностей. Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимума расходов на его устройство, содержание и ремонт и обеспечивающим возможность широкой механизации работ. Выполнение указанных требований достигается правильным выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплотнением при постройке, приданием земляному полотну очертаний, способствующих надёжному отводу воды, укреплением откосов насыпей и выемок.
Разрез, перпендикулярный продольной оси пути, называется поперечным профилем земляного полотна. Различают типовые и индивидуальные поперечные профили земляного полотна. Типовые профили в свою очередь делятся на нормальные и специальные. Нормальные профили применяются при сооружении земляного полотна на надёжном основании из обычных грунтов. Специальные профили используются в специфических условиях: при наличии вечной мерзлоты, подвижных песков, лёссов, скальных грунтов, болот и т. п. Индивидуальные профили применяются в сложных топографических, гидрологических, геологических и климатических условиях и при высоте откосов более 12 м. При этом все размеры обосновываются конкретными расчётами.
Поперечный профиль насыпи
Выше приведён типовой нормальный профиль насыпи. Верхняя часть, на которую укладываются балласт, шпалы, рельсы, называется основной площадкой. При устройстве насыпи из дренирующих грунтов основная площадка имеет горизонтальную форму. При ее устройстве из недренирующих грунтов на однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции шириной поверху 2,3 м и высотой 0,15 м, а на двухпутных—форму равнобедренного треугольника высотой 0,2 м. Такое очертание основной площадки способствует стоку воды, проникающей через балластный слой во время дождя и таяния снега. Минимально допустимая ширина основной площадки однопутных линий (м) на эксплуатируемой сети железных дорог СССР, также установленная для вновь строящихся линий приведена в таблице.
На двух- и многопутных линиях ширина основной площадки увеличивается на расстояние между осями крайних путей (на двухпутных линиях—на 4,1 м, а на трёхпутных—на 9,1 м). Полоса земли, на которую опирается насыпь, является её основанием. Линия пересечения основной площадки с откосом называется бровкой земляного полотна, а откоса с основанием — подошвой откоса. Высотой насыпи считается расстояние от уровня бровок до её основания по оси. Горизонтальная проекция линии откоса l называется его заложением, а отношение высоты откоса h к заложению, которое обозначается 1:n, — крутизной откоса. Крутизна откосов должна обеспечивать надёжную их устойчивость и устанавливается в зависимости от высоты насыпи, свойств грунтов, геологических, гидрологических и климатических условий местности. Большое распространение имеют откосы крутизной 1:1,5, называемые полуторными. Отвод поверхностных вод от насыпей, сооружаемых из привозного грунта, осуществляется продольными водоотводными канавами шириной по дну и глубиной не менее 0,6 м, которые при поперечном уклоне местности до 0,04 сооружаются с обеих сторон, а при большем уклоне — только с нагорной стороны. Если насыпь возводится из местного грунта, взятого рядом с насыпью, то для отвода воды от полотна используются образующиеся при этом спланированные углубления, называемые резервами. Дну резервов и водоотводных канав придают продольный уклон не менее 0,002. Полоса земли от подошвы откоса до водоотводной канавы или резерва называется бермой. Со стороны будущего второго пути на однопутных линиях ширина бермы принимается не менее 7,1 м’, а с противоположной стороны — не менее 3 м. Для отвода воды от насыпи берма имеет уклон 0,02—0,04.
Поперечный профиль выемки
Основная площадка при этом имеет те же размеры, что и при насыпи. С каждой стороны основной площадки земляного полотна в выемках устраиваются продольные канавы для отвода воды, называемые кюветами. Они имеют глубину не менее 0,6 м, ширину по дну не менее 0,4 м и продольный уклон дна не менее 0,002. Вынутый при сооружении выемки грунт, не используемый для сооружения насыпи в другом месте, укладывается за откосом выемки с нагорной стороны в правильные призмы, называемые кавальерами. Для перехвата и отвода притекающих к выемке поверхностных вод за кавальерами сооружаются нагорные канавы, а на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки отсыпается банкет с поперечным уклоном в сторону от откоса для отвода воды в забанкетную канаву. В неустойчивых грунтах, а также в стеснённых условиях вместо водоотводных канав и кюветов устраиваются лотки, которые могут быть железобетонные, бетонные, каменные или деревянные, а по форме—трапецеидальные, прямоугольные, полукруглые и треугольные.
В пределах станций поверхностные воды отводят поперечными и продольными водоотводами, которые в местах работы людей делают закрытыми. На крупных станциях для продольного отвода воды прокладывают коллекторы и канализационные трубы, а в районах с интенсивными осадками, кроме того, устраивают ливневую канализацию. Для перехвата и отвода грунтовых вод от земляного полотна или понижения их уровня предусматриваются специальные дренажные устройства, которые могут быть открытого типа в виде дренажных канав или лотков или закрытого типа в виде подкюветных дренажей, дренажных галерей и штолен.
Дренаж представляет собой траншею, заполненную дренирующим материалом — крупным песком, гравием, щебнем, в нижней части которой обычно укладывается дрена — труба с отверстиями для поступления в неё воды. Для защиты от попадания поверхностной воды верхняя часть дренажа заполняется утрамбованной глиной, которая во избежание смешивания отделяется от дренирующего заполнителя двумя слоями дёрна. В последние годы применяется дренаж конструкции ВНИИЖТа с керамзитовым трубо-фильтром; для его сооружения создана специальная машина. Для предохранения земляного полотна от размыва водой и выдувания ветром его откосы и бермы укрепляют. Наиболее простым способом укрепления незатапливаемых откосов земляного полотна является посев многолетних трав с густой стелющейся корневой системой. При небольшом периодическом затоплении применяют одерновку откосов сплошную или в клетку, для чего предварительно срезанные куски дёрна закрепляют на откосах деревянными спицами. Хорошо противостоят воздействию текущей воды древесно-кустарниковые насаждения, которые применяют при периодических затоплениях в благоприятных климатических условиях. Надёжно защищают затопляемые откосы от размыва мощение камнем, каменная наброска в плетневых клетках и габионы — проволочные ящики, загруженные камнем. Однако эти способы укрепления земляного полотна требуют больших затрат ручного труда. Прочным и надёжным укреплением, позволяющим полностью механизировать изготовление и укладку, являются железобетонные плиты. На строительстве БАМа, кроме того, использовались гибкие железобетонные решётки и плиты, лучше работающие в условиях вечной мерзлоты и сейсмичности. Тип укрепления земляного полотна выбирают исходя из особенностей грунтов, степени затопляемости и скорости воды, наличия дешёвых местных материалов, возможности механизации работ. Бровка земляного полотна в местах разлива вод должна быть не менее чем на 0,5 м выше максимальной высоты наката волны при сильных ветрах.
Для обеспечения устойчивости насыпей на крутых косогорах, а также для закрепления неустойчивых откосов применяют подпорные стены, пригружающие контрбанкеты и контрфорсы, сооружаемые по индивидуальным проектам применительно к гидрологическим особенностям каждого объекта.
Укрепление земляного полотна
Для обеспечения стабильности земляного полотна необходимо, чтобы напряженно-деформированное состояние его основной площадки и других эелементов находилось в пределах допусков. В настоящее время основным способом усиления основной площадки земляного полотная является укладка геотекстиля. Он реализует функции разделительного слоя между основной площадкой земляного полотна и балластным слоем и немного (до 8%) армирующие, особенно при увлажнении грунта, геотекстиль также сохраняет фильтрационные свойства. геосинтетические решетки обеспечивают эффект зацепления и армирования при размещении их в щебеночном слое балласта, но не в грунтовой среде.
При выборе конструкции усиления земляного полотна на сегодня рассматриваются варианты защитных слоев из песчаного и песчано-гравийного материалов толщиной 0,6-1,0-1,4 м, а также применение покрытий из органических вяжущих в уровне основной площадки земляного полотна (асфальтовые, асфальтобетонные, битумные и битумогеосинтетические материалы). Такие покрытия наряду с функциями разделительного слоя обеспечивают армирование, а также гидроизоляцию и высокий обобщенный модуль деформации для регулирования упругих осадок пути.
ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО
Смотреть что такое «ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО» в других словарях:
земляное полотно — Сооружение, служащее основанием верхнего строения железнодорожного пути, которое воспринимает нагрузку от верхнего строения пути и железнодорожного подвижного состава, равномерно распределяет ее на нижележащий естественный грунт, выравнивает нер … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО — земляное основание для устройства на нём верхнего строения пути на ж. д. (см. рис.) и дорожной одежды автомоб. дорог. К 3. п. относятся непосредственно с ним связанные водоотводные сооружения: кюветы, канавы, резервы, дренажные устройства. На… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Земляное полотно — ж.д. комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки земной поверхности и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Непосредственно… … Википедия
ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО — ряд инженерных сооружений в виде насыпей, выемок, полунасыпей, полувыемок, полунасыпей полувыемок и т. п., возведенных преимущественно из грунта на полосе земли, отведенной под железную дорогу. З. п. предназначается, с одной стороны, для… … Технический железнодорожный словарь
земляное полотно — комплекс инженерных грунтовых сооружений (в виде насыпей, выемок, полувыемок и т. п.), служащих основанием для верхнего строения пути железных дорог и дорожной одежды автомобильных дорог. С земляным полотном непосредственно связаны бермы, кюветы … Энциклопедический словарь
Земляное полотно — сооружение, служащее основанием верхнего строения ж. д. пути или дорожной одежды автомобильные дороги. З. п. воспринимает нагрузку от рельсо шпальной решётки, балласта и подвижного состава (на ж. д.), от дорожной одежды, автомобилей и т.п … Большая советская энциклопедия
Земляное полотно — сооружение, предназначенное для размещения конструктивных слоев дорожной одежды и других элементов дороги. Возводится из местных или привозных грунтов с обеспечением устойчивости самого земляного полотна, его обочин, откосов и естественных… … Строительный словарь
Земляное полотно — Поверхность земляной насыпи, предназначенная для укладки дорожного покрытия. (Термины российского архитектурного наследия. Плужников В.И., 1995) … Архитектурный словарь
Земляное полотно — Сооружение, служащее основанием верхнего строения железнодорожного пути или дорожной одежды автомобильной дороги. Служит для восприятия и равномерного распределения на нижележащий естесственный грунт нагрузки от транспортных средств, а также… … Словарь строителя
Земляное полотно улучшенное — слой, устраиваемый путем обработки материала земляного полотна на месте строительства. Источник: Справочник дорожных терминов … Строительный словарь
Что такое земляное полотно сдо
Железнодорожный путь обычно подразделяют на земляное полотно, верхнее строение и искусственные сооружения. Земляное полотно является основным элементом нижнего строения железнодорожного пути и представляет собой инженерную конструкцию в виде комплекса грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки земной поверхности.
Земляное полотно предназначено для укладки верхнего строения пути, восприятия нагрузок от подвижного состава, передаваемых через элементы верхнего строения пути, и для обеспечения устойчивости пути.
Рисунок 1 – Комплекс объектов земляного полотна.
А – насыпь, б – нулевое место, в – выемка, г – полувыемка, д – полунасыпь-полувыемка, е – полунасыпь.
Элементы земляного полотна и связанные с ним устройства
В структуре насыпи полоса земли, на которую опирается насыпь, называется основанием. Плоскости (поверхности), ограничивающие насыпь с обеих сторон, называются откосами. Линия пересечения откоса основной площадки с откосом называется бровкой (основной площадки). Линия пересечения откоса с основанием насыпи называется основанием (или подошвой) откоса. Поверхности между основанием откоса и водоотводом (водоотводной канавой или резервом) называются бермами. Резервами называются продольные котловины, из которых грунт укладывается в насыпи при их постройке.
В выемке вдоль бровки основной площадки с двух сторон размещаются продольные водоотводные канавы, называемые кюветами. За ними следуют откосы. Линии пересечения откосов с поверхностью земли называются бровками. При разработке выемки излишний объём грунта (или непригодный для насыпи) укладывают за откосными бровками в грунтовые призмы, называемые кавальерами. На полосе между откосной бровкой и кавальером (называемым обрезом) для обеспечения стока воды размещаются банкет – треугольная призма грунта, препятствующая стоку воды на откос выемки, и забанкетная канава (трапециевидной формы), обеспечивающая продольный сток воды с полосы обреза. В нагорной зоне за кавальером размещается нагорная канава (трапециевидной формы), которая перехватывает и отводит воду поверхностного стока, поступающей с нагорной стороны, с нагорных склонов.
Поперечным профилем называется поперечный разрез земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной его продольной оси, выполненной на всю ширину полосы отвода. Поперечные профили земляного полотна характеризуются шириной и формой основной площадки, крутизной откосов, расположением водоотводных устройств, высотой насыпи и глубиной выемки.
Рисунок 2.1 – выемка
1 – основная площадка, 2 – сливная призма, 3 – бровка, 4 – откос, 5 – кювет, 6 – откосная бровка, 7 – банкет, 8 – забанкетная канава, 9 – кавальер, 10 – нагорная канава.
Рисунок 2.2 – насыпь
1 – основная площадка, 2 – сливная призма, 3 – бровка, 4 – откос, 5 – основание насыпи, 6 – основание откоса, 7 – берма, 8 – водоотводная канава, 9 – резерв.
Рисунок 2.3 а – полунасыпь-полувыемка (поперечный профиль)
Рисунок 2.3. б – полунасыпь-полувыемка
насыпи : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
выемки : 1, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20
Ширина основной площадки зависит от вида используемых грунтов и категории железнодорожной линии.
Ширина (основной площадки) земляного полотна
Ширина земельного полотна на прямых участках пути
Земляное полотно
ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО железной дороги – комплекс инженерных сооружений из грунтов, служащее основанием для верхнего строения пути. Земляное полотно обеспечивает выравнивание земной поверхности и необходимые план, профиль и устойчивость ж.-д. пути, воспринимает нагрузки от рельсошпальной решетки, балласта и подвижного состава, равномерно распределяя их на нижележащий естественный грунт.
Содержание
Основные типы земляного полотна
Основные типы земляного полотна (рис. 3.1):
В зависимости от продольного и поперечного очертаний местности земляное полотно сооружается в виде:
И полунасыпь, и полувыемку, и полунасыпь-полувыемку сооружают на косогорах. Выбор между этими тремя типами земляного полотна осуществляют исходя из технических, технологических, геологических и экономических соображений, ставя во главу угла надежность железнодорожного пути.
Элементы земляного полотна
Земляное полотно сооружается по групповым (типовым) или индивидуальным проектам. Групповые проектные решения регламентированы нормативными документами; их применяют в основном без обоснования инженерными расчетами, но с привязкой к местным условиям в следующих случаях: простые природные и эксплуатационные условия; возведение земляного полотна из обычных (дренирующих и глинистых твердой и полутвердой консистенции) грунтов; прочное основание с косогорностью не круче 1:5 при скальных грунтах и не круче 1:3 при нескальных грунтах и рабочих отметках обычно до 12 м, а также в некоторых сложных инженерно-геологических региональных условиях, но с ограничениями по определенным параметрам, например в случае насыпи на болотах глубиной до 3-4 м (рис. 3.3 и 3.4).
Индивидуальные проекты разрабатываются для земляного полотна, сооружаемого в сложных физико-географических, климатических, инженерно-геологических и эксплуатационных условиях. Для их разработки производят детальные инженерно-геологические изыскания, определяют физико-механические и прочностные свойства грунтов и все проектные решения принимают на основе инженерных расчетов. Индивидуальные проекты применяются для насыпей при рабочих отметках более 12 м, косогорности основания более 1:3 при недренирующих грунтах, в районах избыточного увлажнения, на слабых основаниях, в пределах глубоких болот, на поймах рек и т.д.; для выемок, вскрывающих неблагоприятно расположенные пласты горных пород в глинистых переувлажненных или сильнонабухающих грунтах; для земляного полотна на пучиноопасных участках, на участках с активными склоновыми процессами (оползни, обвалы, осыпи, снежные лавины, сели), на карстовых участках, в районах распространения вечномерзлых грунтов, участках с высокой сейсмичностью, а также при пересечении земляного полотна трубопроводами и сооружении его с использованием взрывов и средств гидромеханизации.
Участок, на котором размещается земляное полотно с водоотводными устройствами, лесозащитные насаждения, постоянные снегозащитные заборы, линии связи, энергоснабжения и др. ж.д. сооружения, называется полоса отвода.
Материалы
Материалами для строительства земляного полотна служат грунты в виде скальных или осадочных массивов (для выемок) и крупнообломочные, песчаные и глинистые (для насыпей) Для обеспечения надежности конструкций земляного полотна и расширения сферы применения местных грунтов производится их уплотнение до нормируемой плотности в насыпях и в необходимых случаях под основной площадкой в выемках, на нулевых местах и основаниях насыпей.
Конструкция земляного полотна в зоне основной площадки для всех видов глинистых грунтов, кроме супесей, содержащих более 50% песчаных частиц размером от 2,0 до 0,05 мм (по массе), усиливается защитным слоем из дренирующего грунта в комбинации с геотекстилем или без него (рис. 3.5). Это необходимо для предотвращения морозного пучения грунтов и предупреждения образования деформаций основной площадки Толщину защитного слоя устанавливают в зависимости от вида и консистенции грунта земляного полотна с учетом глубины промерзания.
Защита земляного полотна
Защита земляного полотна от неблагоприятных природных воздействий осуществляется посредством водоотводных, защитных и укрепительных сооружений, служащих для регулирования поверхностного и подземного стоков, тепловых и гравитационных процессов Кроме того, проводятся мероприятия по мелиорации грунтов. К основным водоотводным устройствам относятся водоотводные канавы и резервы у насыпей, кюветы, забанкетные и нагорные канавы у выемок Используются также железобетонные лотки, а на участках с большим уклоном – быстротоки и перепады Для защиты земляного полотна от воздействия атмосферных осадков и текущей воды все его поверхности планируются с продольными уклонами не менее 0,002 и поперечными – не менее 0,04.
Для гашения морских волн и защиты берегов от размывов служат морские 6уны (поперечные берегозащитные сооружения), волногасящие и волноотбойные стены, волноломы. На мостовых переходах для защиты пойменных насыпей используют регуляционные сооружения (рис. 3.7).
Регулирование подземного стока для защиты земляного полотна от грунтовых вод осуществляется дренажами. Дренажи представляют собой комплексные устройства, предназначенные для снижения влажности грунтов, понижения уровня или перехвата грунтовых вод. Наибольшее распространение получили биологические (травы, кустарники, деревья) и гравитационные дренажи.
Гравитационные дренажи отбирают из грунтов земляного полотна или его основания воду, которая под действием сил гравитации по трубам или крупнообломочному материалу, уложенным в горизонтальной траншее, засыпанной дренирующим грунтом, выводится на поверхность земли. Вода в трубы (керамические, бетонные, асбоцементные, пластиковые) диаметром 0,15-0,3 м поступает через специальные отверстия или через пористые стенки (в трубофильтрах). Для осмотра и очистки труб (дрен) служат смотровые колодцы, которые выполняются из стандартных железобетонных колец и располагаются через 50-75 м по длине дренажа, а также на поворотах трассы и перепадах глубины дрены; колодцы имеют отстойники глубиной ок. 0,5 м. Глубина заложения таких дренажей обычно составляет 1,5-3 м.
Для осушения одного или нескольких водоносных пластов, расположенных на глубине 6-12 м, применяются дренажные галереи (те же гравитационные дренажи траншейного типа, но имеющие дрены круглой или трапецеидальной формы высотой 1,5-1,7 м, допускающие проход человека). Для сбора и отвода грунтовой воды из глубоко расположенных (св. 12 м) водоносных горизонтов, когда устройство траншеи нерационально или невозможно, применяют дренажные штольни, сооружаемые закрытым способом (например, щитовой проходкой). Вода в дренажную штольню поступает сквозь швы между секциями обделки (крепления). Основание штольни располагают обычно в водонепроницаемых грунтах (с заглублением примерно на 0,5 м); его продольный уклон составляет, как правило, не менее 0,005 (в исключительных случаях 0,002-0,001). Смотровые колодцы (шахты), выполняющие роль вентиляционных устройств, устраивают через каждые 100-250 м.
Для осушения балластных углублений в длительно эксплуатируемых насыпях применяются т. н. кротовые дренажи – слегка наклоненные к горизонту скважины, в которые заводятся перфорированные трубы.
Регулирование тепловых процессов в земляном полотне осуществляется с помощью различных теплоизолирующих устройств и покрытий, защищающих грунты под основной площадкой от промерзания и морозного пучения. К ним относятся подушки из шлака или асбеста, покрытия из пенопластов, полистирольных плит и т. п. Регулирование гравитационных процессов направлено на поддержание или удержание откосов земляного полотна и неустойчивых склонов, на которых оно расположено. В качестве поддерживающих сооружений обычно применяются контрбанкеты, контрфорсы, подпорные стены, армогрунтовые и гравитационные габионные стены, в качестве удерживающих – анкерные конструкции, стягивающие элементы, прошивающие сваи и шпоны (см. также Усиление земляного полотна).
Система защиты земляного полотна включает также ряд противоселевых, противообвальных, противолавинных и других сооружений. Применяют селеспуски – акведуки, служащие для пропуска грязекаменных масс селевых потоков над ж.-д. полотном, барражные запруды в виде бетонных или каменных (на цементном растворе) стен со специальными окнами для пропуска воды, селенаправляющие регуляционные сооружения. Для защиты земляного полотна от скальных обвалов и осыпей прибегают к уположению откосов и склонов, укреплению неустойчивых скальных массивов подпорными, поддерживающими, одевающими стенами и анкерами, устраивают улавливающие полки у основной площадки полотна, улавливающие траншеи, рвы и валы, укрывают путь в галереи. Защита земляного полотна от разрушающего воздействия снежных лавин осуществляется созданием сети инженерных противолавинных устройств, направленных на регулирование снежных отложений на склоне с помощью снегоудерживающих заборов, железобетонных или металлических надолб, снеговыдувающих панелей. От ударов сошедших лавин земляное полотно защищают земляные дамбы, лавиноспуски, лавинорезы; применяют также специальные галереи.
Земляное полотно
Земляное полотно новых железных дорог, назначение земляного полотна и требования к нему. Земляное полотно — это один из основных элементов конструкции железнодорожного пути, представляет собой инженерное сооружение из грунта.
На земляном полотне размещается верхнее строение железнодорожного пути, и оно также обеспечивает придание железнодорожному пути необходимых параметров плана и профиля линии, выравнивая в пределах трассы земную поверхность.
Земляное полотно является несущей конструкций железнодорожного пути, воспринимая статические нагрузки от верхнего строения пути и динамические от подвижного состава, должно упруго передавать их на основание.
Поэтому от его надежности зависят основные эксплуатационные параметры: техническая скорость движения поездов и максимально разрешаемая статическая нагрузка подвижного состава, которые определяют провозную и пропускную способность линии.
Особенностью земляного полотна является то, что оно сооружается из грунта, свойства которого неоднородны в пространстве и изменяются во времени, существенно завися от природных условий.
Основной нормативно-технической литературой в части земляного полотна железных дорог является:
— при проектировании и строительстве нового земляного полотна — СНиП 32-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм и СП 32- 104-98 «Проектирование земляного полотна железных дороги колеи 1520 мм: свод правил по проектированию»;
— при проектировании новых железнодорожных линий и усилении (реконструкции) земляного полотна — СТН Ц-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм» — строительно-технические нормы Министерства путей сообщения Российской Федерации;
— при содержании земляного полотна — «Инструкция по содержанию земляного полотна железнодорожного пути» ЦП-544, утверждена МПС России в 1998 г.
К земляному полотну предъявляются следующие основные требования:
— оно должно быть прочным, устойчивым, надежным и долговечным при пропуске современных и перспективных типов подвижного состава с максимальными скоростями, расчетными весом, длиной и интенсивностью движения;
— все поверхности земляного полотна, его устройств и полосы отвода должны быть спланированы и защищены так, чтобы атмосферная вода нигде не застаивалась и был обеспечен ее сток в стороны или водоотводные сооружения, а текущая вода не размывала бы откосы и основание;
— конструкции земляного полотна должны обеспечивать минимальные расходы на их сооружение, ремонт и содержание с применением максимальной механизации и автоматизации работ.
При этом принимается ряд понятий, характеризующих земляное полотно:
— под прочностью понимается прочность грунтов его слагающих, т.е. способность их воспринимать действующие нагрузки без разрушения;
— под устойчивостью конструкции понимается его способность сохранять равновесие грунтовых масс при воздействии внешних нагрузок и гравитационных сил;
— под надежностью понимается его способность работать без отказов в течение заданного срока эксплуатации;
— под долговечностью понимается его способность сохранять свои эксплуатационные качества в течение как можно большего времени.
Как видно из приведенных формулировок, свойство прочности относится к материалу — грунту, а остальные свойства определяют требования к конструкции земляного полотна.
Кроме того, нормами предусматривается при строительстве новых и реконструкции существующих железнодорожных линий обеспечивать ограничение до допустимых значений величин равномерного морозного пучения и упругих осадок основания на болотах, определяемых в зависимости от категории линии (смотри таблицу).
Состав и типы земляного полотна
Земляное полотно должно рассматриваться как комплекс инженерных сооружений, в состав которых входит:
— собственно земляное полотно (насыпи, выемки, нулевые места и т.д.);
— устройства для отведения поверхностных и грунтовых вод (канавы, лотки, дренажи и т.д.);
— защитные сооружения для сохранения земляного полотна от повреждений или разрушений при неблагоприятных природных воздействиях и явлениях (подпорные и волноотбойные стены, траверсы и струенаправляющие дамбы, противолавинные и противоселевые сооружения и т.д.);
— укрепительные сооружения откосов (плитные покрытия, каменные наброски, сетчатые конструкции и т.д.).
Земляное полотно является линейным сооружением, поэтому основную часть его проекта составляет поперечный профиль — инженерно-геологический разрез, перпендикулярный продольной оси линии.
К собственно земляному полотну относят насыпные грунты, формирующие его профиль.
Верхняя поверхность земляного полотна, на которой располагается верхнее строение пути и через которую передаются воздействия подвижного состава, называется основной площадкой, является главным элементом земляного полотна. Откосами называются искусственно созданные наклонные поверхности грунта (откосы насыпей, откосы выемок), ограничивающие естественный грунтовой массив. Линия сопряжения основной площадки с откосом называется бровкой пути.
Применяются следующие типы поперечных профилей земляного полотна (рис. 10.1): насыпи, выемки и нулевые места (условно принято при рабочих отметках от —1 до +1 м), а для участков на косогорах могут быть еще: полунасыпи, полувыемки и полунасы пиполувыемки.
Полунасыпью называется насыпное земляное полотно, у которого одна бровка основной площадки лежит на поверхности земли.
Полувыемкой называется земляное полотно, имеющее с одной стороны откос выемки, а с другой бровку основной площадки, лежащую на поверхности земли.
В полунасыпях-полувыемках основная площадка образована частично подсыпкой, а частично срезкой грунта земной поверхности.
Различают типовые, групповые и индивидуальные конструкции земляного полотна.
Типовые конструктивные решения представляют собой типовые поперечные профили земляного полотна, регламентируемые нормативными документами. Они созданы в результате обобщения многолетнего опыта проектирования и эксплуатации. Эти решения принимаются без обоснования их инженерными расчетами, но с при вязкой к местным условиям, иногда специфическим, но уже хорошо изученным.
Такие решения применяют при выполнении следующих требований:
— простые инженерно-геологические и гидрогеологические условия;
— возведение полотна из обычных грунтов (дренирующие, глинистые твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции — показатель текучести J ≤ 0,50);
— прочное основание с косогорностью не круче 1:5 при скальных грунтах и 1:3 — при нескальных;
— рабочие отметки земляного полотна до 12 м (до 6 м при глинистых грунтах с 0,25 ≤ J ≤ 0,50 и до 20 м в скальных слабовыветривающихся грунтах);
— некоторые сложные инженерно-геологические условия, но с ограничением состояния грунтов и геометрических размеров (например, насыпи на болотах глубиной до 3—4 м).
Групповые конструкции разрабатываются для применения на ряде участков со сложными и многократно повторяющимися на рассматриваемой линии инженерно-геологическими условиями. При этом параметры земляного полотна, уточненные расчетами в сравнении с типовыми конструкциями, не требуют индивидуального обоснования для каждого объекта.
Индивидуальные проектные решения разрабатывают для сложных объектов, сооружаемых в сложных инженерно-геологических и топографических условиях. Для составления этих проектов производят детальные инженерно-геологические изыскания, определяют физико-механические и прочностные характеристики грунтов и принимаемые решения обосновывают инженерными расчетами.