Бройтман_Э.З._Железнодорожные_станции_и_узлы

Для стока воды с низовой стороны от выемки кавальер отсыпают с разрывами шириной понизу не менее 1 м через каждые 50 м.

При сооружении выемки в глинистых грунтах предусматривают устройство под балластной призмой защитного слоя из дренирующих грунтов (или в комбинации дренирующего грунта и геотекстиля) (рис. 1.21). Толщина защитного слоя так же, как при сооружении насыпей, принимается на основании расчетов, но не менее 0,8 м для суглинков и глин, 0,5 м — для супесей.

1.2.5. Поперечные профили земляного полотна на станциях

Ширина земляного полотна на раздельных пунктах зависит от числа путей и ширины междупутий (расстояний между осями смежных путей). Расстояние от оси крайнего пути до бровки земляного полотна принимают равным половине ширины основной площадки однопутной линии, приведенной в табл.

1.3.

Поперечный профиль основной площадки земляного полотна принимают, в зависимости от числа путей, типа станции, рода грунта и климатических условий односкатным, двускатным и пилообразным (рис. 1.22). Скатам придают поперечный уклон в сторону водоотводных устройств.

Односкатное земляное полотно применяется на разъездах и промежуточных станциях с небольшим числом путей, двускатное — на обгонных пунктах и станциях двухпутных линий и в больших отдельных парках. Пилообразный профиль применяется на крупных станциях: сортировочных, участковых, пас-

32

сажирских и др. В междупутьях с пониженными отметками укладывают закрытые продольные водоотводы — лотки, дренажи.

Поперечные уклоны основной площадки принимают 0,008—0,01 при супесях, песках и других дренирующих грунтах; 0,01—0,02 при суглинках и глинах в зависимости от интенсивности осадков в данной местности. Крутизну откосов насыпей и выемок принимают по тем же нормам, что и на перегонах. Размещать резервы и кавальеры в пределах раздельных пунктов, в местах расположения зданий и переездов не допускается.

Число путей на одном скате принимают:

-при скальных, крупнообломочных и песчаных грунтах — до 10 и более;

-при легких и тяжелых суглинках — от 6 до 10;

-при глинистых грунтах и пылеватых песках — от 2 до 8.

1.2.6. Водоотводные сооружения

Устойчивость и надежность работы земляного полотна во многом зависят от наличия и исправности водоотводных устройств и сооружений. Притекающая к земляному полотну поверхностная вода приводит к размывам, деформациям и разрушениям земляного полотна. Борьба с проникшей в грунт водой сложнее и дороже мер по отводу поверхностной воды. Для защиты земляного полотна от атмосферных вод, от размывов ими и проникновения воды в грунт в первую очередь осуществляют планировку всех поверхностей земляного полотна, полосы отвода, берм, резервов, кавальеров, водосборных и водоотводных устройств. Для этого все эти поверхности должны иметь такие поперечные и продольные уклоны, которые обеспечивают быстрый отток поверхностных вод от земляного полотна. Необходимые величины этих уклонов приведены в пп. 1.2.2—

1.2.5.

Для перехвата, сбора и отвода поверхностных вод применяют различные устройства и сооружения: канавы, лотки, специальную планировку земной поверхности, устройства ливневой (дождевой) канализации (обычно на территории станции).

Канавы (водоотводные, кюветы, нагорные) — наиболее распространенные устройства для сбора и отвода воды. Форма их, как правило, трапецеидальная, а размер определяется на основании гидравлических расчетов.

В стесненных условиях (в населенных пунктах, на станциях), а также при слабых грунтах, не способных удержать откосы канавы, вместо открытых канав применяют водоотводные лотки.

Лотки могут иметь трапецеидальную и прямоугольную формы. Железобетонные лотки применяют двух видов: междушпальные (рис. 1.23) и междупутные (рис. 1.24).

Междушпальные лотки имеют глубину 0,35, 0,50 и 0,70 м. Для сбора грунтовой воды в боковых стенках лотка имеются дренажные отверстия. За стенками лотка отсыпают фильтры из песка, гравия или щебня, предохра - няющие лотки от засорения через дренажные отверстия.

Междупутные лотки (рис. 1.24) выпускают глубиной 0,75, 1,25 и 1,50 м при длине блоков (секций) 1,00 и 2,00 м.

33

На станционных площадках междушпальные лотки применяют для отвода воды от стрелок. Вдоль путей — вблизи платформ, зданий, погрузочных площадок и в пониженных местах при пилообразном профиле основной площадки укладывают междушпальные и междупутные лотки. Схемы установки междупутных и междушпальных лотков представлены на рис. 1.25 и рис. 1.26.

34

Продольные уклоны канав для обеспечения стока воды и исключения заиливания делают не менее 0,003 для водоотводных и нагорных канав, 0,002 на болотах и 0,001 в исключительных случаях. При крутом уклоне местности, чтобы не делать дорогостоящего укрепления канав, их устраивают участками с пологими уклонами, исключающими размыв дна и откосов канав. На стыках этих участков сооружают быстротоки или перепады (рис. 1.27), позволяющие на коротком участке быстро перепустить воду в нижерасположенную канаву.

Быстротоки (рис. 1.27, а) — сравнительно короткие канавы (лотки) из сборных или монолитных конструкций, имеющие большие продольные уклоны 0,08—0,1. Поэтому в быстротоках развиваются большие скорости течения воды, что вызывает необходимость в конце их устраивать водобой - ные уступы, водобойные стенки или водобойные колодцы.

Перепады (рис. 1.27, б) — устройства с одним или несколькими уступами, позволяющими на небольшом расстоянии значительно понизить скорость текущей воды. Вода за уступом движется с отрывом от дна. В необходимых случаях устраивают водобойные стенки.

Для защиты земляного полотна от вредного воздействия грунтовых вод применяют устройства, которые называют дренажными, и служат они для понижения уровня, перехвата и отвода грунтовых вод.

35

Для понижения уровня грунтовых вод под основной площадкой земляного полотна наибольшее распространение получили подкюветные дренажи (рис. 1.28). Под кюветом делается траншея под дренаж, верхняя часть заполняется глиной, чтобы поверхностные воды не проникали в дренаж. Ниже этого слоя расположен

36

слой из двух слоев дерна, повернутых корнями вверх, для предохранения от засорения следующего слоя — дренажного заполнителя из мелкого гравия или крупнозернистого песка. Грунтовые воды под действием силы тяжести фильтруют в заполнитель и собираются на дне дренажа. Для сбора и отвода воды укладывают дренажную трубу. Наибольшее распространение получили трубы керамические, асбоцементные трубофильтры из крупнопористого керамзитобетона.

Трубы окружены дренирующим материалом. У самой трубы укладывают прогрохоченный щебень или гравий крупностью 50—70 мм. Затем щебень или гравий с частицами 5—7 мм. Это исключает попадание грунта и мелких частиц заполнителя в трубу. Отверстия в дренажных трубах располагают в нижних и боковых, но не в верхних частях трубы, чтобы вмес - те с водой в дрену не попадали частицы грунта и заполнителя.

Для того чтобы следить за работой дренажей и проводить их системати - ческую прочистку, устраивают смотровые колодцы.

Если грунтовые воды залегают на глубине от 6 до 10 м, устраивают дренажные галереи (рис. 1.29). Размеры галереи должны обеспечивать возможность прохода человека (высота 1,5— 1,7 м).

1.2.7.Деформации земляного полотна

Внастоящее время основным требованием к перевозочному процессу является обеспечение безопасности движения поездов и надежности работы технических средств. Земляное полотно как важнейший элемент железнодорожного пути играет в этом первостепенную роль. Так как существующее земляное полотно сооружалось в разное время по разным нормам, то оно характеризуется большим разнообразием конструктивных размеров, геометрических параметров и состоянием. Несмотря на это, земляное по - лотно на значительном протяжении сети железных дорог России работает удовлетворительно. Однако примерно на 11 % эксплуатационной длины сети оно имеет дефекты и деформации.

Дефекты — отступления геометрических размеров земляного полотна от современных норм. Деформации — изменение формы земляного полотна в процессе эксплуатации под воздействием поездных нагрузок, под влиянием гидрогеологических факторов и из-за низкого качества строительства земляного полотна.

Основными видами деформаций земляного полотна являются:

-искажение формы основной площадки;

-просадки;

-пучины;

-сплывы откосов насыпей и выемок;

-осыпи и обвалы.

Наиболее распространенной деформацией земляного полотна является искажение формы основной площадки — балластные корыта, балластные ложа, балластные мешки.

Балластные корыта (рис. 1.30, а) представляют собой углубления в основной площадке под отдельными шпалами, заполненные балластом. Они возникают при недостаточной толщине балластного слоя или при недостаточной несущей способности грунта основной площадки. Балластные ко - рыта достигают глубины 0,1 — 0,3 м. Для предупреждения образования балластных корыт необходимо тщательно уплотнять верхний слой земляно го полотна и производить балластировку по проекту.

Балластные ложа (рис. 1.30, б) — протяженные вдоль пути, замкнутые под рядом шпал углубления в основной площадке, достигающие глубины 1,5—2 м. Причиной образования балластных лож является недостаточное уплотнение грунтов в насыпи или недостаточная прочность грунтов в ос - новании выемки.

Балластные мешки (рис. 1.30, в) — изолированные значительные углубления в основной площадке, заполненные балластом. Балластные мешки достигают глубины 3—8 м.

Углубления в основной площадке — корыта, ложа, мешки — могут вызвать деформации земляного полотна под движущимися поездами.

Мерами борьбы с углублениями в основной площадке являются срезка бортов корыт с заменой грунта дренирующим грунтом. Борта балластных корыт и лож срезают на глубину не менее 0,20 м ниже их дна с расчетом

38

полного выпуска воды. Балластные ложа и корыта осушают и устройством односторонних или двусторонних прорезей, с заполнением их дренирующим грунтом (рис. 1.31 и 1.32).

Дренажные прорези закладывают на глубину не менее 0,20 м ниже дна ложа или мешка. Для отвода воды из прорези их дну придают уклон в насыпях не менее 0,1, в выемках 0,05. Из поперечных прорезей воду выпускают на откос насыпи или в кювет выемки. Сплошную срезку балластных корыт и лож целесообразно производить при капитальном и среднем ремонтах пути.

Пучины. При низких температурах происходит замерзание воды, содержащейся в порах грунта. Происходит увеличение объема, но из-за неоднородности грунтов, это увеличение объема различно. Неровности, образующиеся при этом на поверхности грунта, называются пучинами. Пучины бывают в форме пучинного горба или пучинной впадины (рис. 1.33). Пучины вызывают неровности рельсо-шпальной решетки, а это не обеспечивает безопасность движения поездов. Пучины делятся на балластные и грунтовые. Балластные образуются из-за промерзания загрязненного балластного слоя; грунтовые — из-за замерзания воды в грунте земляного полотна.

Балластные пучины возникают в первой половине зимы. Высота (или глубина) их не превышает 50 мм. В начале весны балластные пучины быстро исчезают. Борьба с балластными пучинами заключается в очистке щебеночного балласта или замене песчано-гравийного балласта щебеночным, осушении балластных корыт и лож, в подъемке на балласт при недостаточной его толщине.

Грунтовые пучины появляются преимущественно в выемках и на нулевых местах, когда балластный слой уже замерз, и начинают замерзать грунты земляного полотна. Они продолжают увеличиваться до тех пор, пока возрастает глубина промерзания грунта, так как процесс поступления воды в промерзающий слой из нижних, еще не замерзших слоев продолжается в течение всего периода промерзания. Грунтовые пучины достигают высоты 100—150 мм и более. В конце весны или летом грунтовые пучины постепенно исчезают.

Способы ликвидации грунтовых пучин следующие:

-подъемка пути на балласт, если это допускает продольный профиль пути;

-замена пучинистого грунта на глу

бину промерзания крупнозернистыми непучинистыми (дренирующими) грунтами (рис. 1.34);

-устройство теплоизоляционных накладных, врезных и комбинирован ных подушек из асбеста, укладка пено пласта, чтобы не допустить промерза ния пучинистых грунтов.

-осушение иучинистых грунтов с помощью дренажей (см. рис. 1.28).

Пучины создают угрозу безопасности движения поездов, требуют больших расходов на устройство плавных отводов пути от пучинистых горбов и впадин, препятствуют внедрению прогрессивных конструкций пути (бесстыкового пути, железобетонных шпал), делают невозможным высокоскоростное движение поездов. Поэтому предотвращение образования пучин является очень важной задачей.

Впроцессе эксплуатации земляного полотна бывают случаи, когда тело земляного полотна обладает достаточной прочностью и устойчивостью, а откосы деформируются.

Наиболее распространенными повреждениями откосов являются: сплывы откосов насыпей и выемок; сползание балластных шлейфов на откосах насыпей; размывы поверхности откосов насыпей и выемок; вывалы отдель - ных камней и шелушение поверхностей выемок и полувыемок в легковыветривающихся скальных породах.

Сплывами называют деформации откосов, охватывающие массивы грунта на глубину от 0,5 до 1,0 м. Сплывы откосов происходят главным образом на высоких насыпях и в глубоких выемках.

41