Тема 1  нижнее строение пути

ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО

 

Земляное полотно – один из важнейших элементов пути, представлено инженерными сооружениями, выполненными из грунта и основанными на грунте.

 

Виды земляного полотна

В зависимости от продольного и поперечного очертаний местности земляное полотно сооружается в виде:

ü насыпей,

ü выемок,

ü полунасыпей,

ü полувыемок,

ü полунасыпей-полувыемок

ü нулевых мест.

 

Поскольку на поверхности земли встречаются крутые склоны, холмы, горы, долины, овраги, озера, глубокие болота и другие препятствия, земляное полотно устраивают не только горизонтальными, но и наклонными участками (спуски, подъемы), наряду с прямыми участками делают и кривые для обхода препятствий или преодоления их с наименьшими затратами.

В местах пересечения железнодорожного пути с ручьями, реками, каналами и другими водоемами сооружают трубы и мосты. При прокладке пути в горной местности вместо глубоких выемок устраивают тоннели, а при пересечении глубоких оврагов и долин вместо высоких насыпей — виадуки.

 При пересечении железнодорожных, трамвайных и шоссейных путей сооружают путепроводы. В необходимых случаях делают подпорные стены и другие укрепительные сооружения.

Поперечным профилем земляного полотна называется сечение, перпендикулярное его продольной оси. Поперечный профиль показывается на ширину всей полосы отвода.

Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимума расходов на его устройство, содержание и ремонт.

Вода, которая поступает в результате дождей, снегопадов и др. осадков, а также поступление грунтовых вод приводит к переувлажнению грунта и как следствие снижение несущей способности земляного полотна.

У земляного полотна имеется верхняя часть, на которую укладывается верхнее строение пути, она называется основной площадкой земляного полотна.

 

 

Рисунок 1. Общий вид земляного полотна

Согласно классификации пути, грузоперевозке и установленной скорости принимают следующие значения ширины площадки земляного полотна:

Для 5 класса – ширина не менее 5,5м.

Для 4 класса – ширина не менее 7,1м.

Для 3 класса – ширина не менее 7,3м

Для 1,2 класса – ширина не менее 7,6м, для двухпутных линий 11,7м.

Поперечные профили или разрезы земельного полотна насыпи и выемки

 

    Основная площадка                   11,7м

1:1,75

       со сливной призмой                                                      Высота насыпи до 12м

высота сл. призмы 0,2м                          4,1м                 обочина

                                                                                            бровка

                                  1:1,5                                                            откос

Берма не менее 3м                                                  6м

 

резерв шириной по дну не менее 10 м

 

                   заложение откоса        оси путей    основание насыпи      

 

Рисунок 2. Насыпь высотой до 12 м с шириной основной площадки 11,7 м
при поперечном уклоне местности не круче 1:5

 

           забанкетная канава банкет                                                      > 5м кавальер

                  кавальер             > 1м

 

      Нагорная                               1:1,5            11,7        

   канава > 0,6м     > 5м                                                                бровка

                                                                             4,1                         

                                                                                                                 кювет

 

                                                                         оси путей

 

Рисунок 3. Выемка глубиной до 12м с шириной основной площадки 11,7м
при поперечном уклоне местности не круче 1:3

 

Для насыпей, изготовленных из глинистых и песчаных грунтов, откосы устраивают 1/1,5 при высоте насыпи до 6метров, если высота насыпи более 6метров, то нижний участок проектируется 1/1,75.

Ширина водоотводов проектируется в зависимости от высоты насыпи и может быть шириной до 20м.

За кавальером с нагорной стороны устраивают – нагорную канаву.

Кюветы не всегда обеспечивают необходимый отвод воды, поэтому дополнительно устраивают дренажные лотки, а в отдельных случаях дренажные трубы.

К работам по текущему содержанию земляного полотна относятся:

· срезка и планировка неровностей и застойных мест на обочинах;

· заделка трещин и впадин, размывов на обочинах и откосах;

·  исправление нарушений одерновок, укрепление водоотводных сооружений;

· обеспечение пропуска весенних и ливневых вод;

· ликвидация наледей в водоотводных сооружениях;

· очистка кюветов, нагорных и водоотводных канав в объемах, необходимых для обеспечения беспрепятственного стока воды, в том числе на территории станционных путей;

· вырубка кустарника и деревьев в водоотводах;

· очистка труб, лотков, водобойных колодцев и русел от наносов и зарослей;

· подготовка малых искусственных сооружений к зиме и другие работы, полный, перечень которых приведен в инструкции по содержанию земляного полотна железнодорожного пути.

В весенний период при таянии снега производят вскрытие кюветов от снега во избежание образования заторов воды в них, затопления и размывов земляного полотна.

                    

Водоотводные устройства и сооружения

Прочность и надежность работы земляного полотна во многом зависят от наличия и исправности водоотводных устройств и сооружений.

 Проникающая в тело земляного полотна вода снижает физико-технические характеристики грунтов, неблагоприятно сказывается на стабильной и долговечной работе земляного полотна.

Борьба с проникшей в грунт водой всегда сложнее и дороже мер по отводу поверхностной воды.

Для перехвата, сбора и отвода поверхностных вод у земляного полотна применяют различные устройства и сооружения: канавы, лотки, земляные валики, специальную планировку земной поверхности, устройства ливневой (дождевой) канализации (обычно на территориях станций), специальные гидротехнические сооружения в виде перепадов, быстротоков, сбросов, а также гасителей энергии при них (водобойных колодцев или стенок), регуляционные дамбы.

Лотки представляют собой те же канавы, но укрепленные так, что конструкция может воспринимать боковое давление грунта (в стесненных условиях в населенных пунктах).

При необходимости пропуска через путь потока воды устраивают дюкеры, представляющие собой два колодца, расположенных с обеих сторон железнодорожного пути, соединенных трубой.

 

Виды деформаций земляного полотна

В начальный период после строительства земляного полотна наблюдается деформация в виде оседания основной площадки, выпучивание откосов из-за недостаточного уплотнения грунта, оползание откосов. В зимний период могут наблюдаться пучины в виде горбов, а так же пучинные впадины.

Пучины бывают коренные, расположенные в теле земляного полотна и балластные.

Балластные пучины возникают при первых заморозках и имеют незначительную высоту горба 20-30мм. Весной быстро исчезают.

Коренные пучины возникают по мере промерзания грунта и бывают высотой горба до 150мм.

Существуют и другие виды деформаций:

балластные гнезда	балластные корыта	балластные мешки

Рисунок 4. Виды деформаций земляного полотна

Укрепление земляного полотна

    Для укрепления откосов используется:

ü высевание семян трав

ü одерновка

ü укладка ж.б. плит

ü в местах постоянного затопления каменная наброска

Одерновка производится сплошь или в клетку. Железобетонные плиты укладывают в местах значительного подъема воды. Для укрепления обочины земляного полотна используют гальку, мелкий гравий, засевают травами.

Выправка пути на ж. б. в зимнее время

Она производится с использованием регулировочных прокладок толщиной 1,5;3;5;7;9мм, при этом разрешается укладывать не более 2 прокладок общей толщиной до 14мм (с учетом резиновой подрельсовой). Начиная со второй шпалы до начала укладки прокладок на 8 шпалах ослабляют клемные гайки, вывешивают рельс, укладывают прокладки на 4 шпалах. Работы ведутся с двумя монтерами пути под руководством бригадира. Место работ ограждается свистками.

 

Устройство отвода рельсов на участках с пучинами

На таких участках устраивают плавный отвод от вершины пучин.

Используются следующие схемы:

Рисунок 13 Схема отвода рельсов на участках с пучинами

Таблица №9 Рекомендуемая крутизна отводов возвышения на пучинах

Крутизна	При скорости поездов, км/ч
	<50	50-70	71-100	101-120	121-160
i 1	2мм/1м	1,5мм/1м	1мм/1м	—	—
i 2	3мм/1м	3мм/1м	2мм/1м	—	—
i 3	—	—	—	1мм/1,2м	1мм/1,5м

Пучины бывают:

· односторонние по одной рельсовой нити и двухсторонние;

· прямые и перекосные в зависимости от того как расположен горб: под обеими рельсовыми нитями или под углом к оси пути.

Исправление пути в продольном профиле производится путем укладки пучинных подкладок, карточек, башмаков и коротких полусквозных и сквозных нашпальников, в зависимости от величины горба.

Для устройства отвода от горба используют:

пучинные карточки 170·350·(1,5;3;5;8;10;15;20;25)мм

Башмаки 170·400·(25;30;40;50)мм

Короткие нашпальники 170·500·(50;60;70;80;90)мм

Полусквозные нашпальники170·800·(50;60;70;80;90;100;110)мм

Сквозные нашпальники 170·2400·(50;60;70;80;90;100;110)мм

Одновременно разрешается укладывать не более 2 подкладок, например: 2 карточки, башмак и карточка, нашпальник и карточка.

 

Контрольные вопросы

 

1. Что такое земляное полотно? Для каких целей оно предназначено?
2. Объяснить причины возникновения деформаций земляного полотна и способы их устранения.
3. Как укрепляются дно и откосы канав, откосы подтопляемых насыпей и берегов?
4. Формы и размеры основной площадки земляного полотна двухпутных и однопутных линии.