книги из ГПНТБ / Шубин, М. А. Подготовительные работы при сооружении земляного полотна железной дороги
.pdfТ а б л и ц а 2
Ширина В (в м) земляного полотна на прямых участках однопут ных железных дорог различных категорий
Грунты земляного полотна |
|
Категории дорог |
|
|||
I |
п |
ш |
IV |
V |
||
|
||||||
Глинистые грунты и недренирующие |
6,5* |
6,5 |
5,8 |
5,5 |
5,0 |
|
пески мелкие и пылеватые . . . . |
||||||
Скальные, крупнообломочные и песча |
|
|
|
|
|
|
ные дренирующие............................ |
5,8* |
5,8 |
5,2 |
5,0 |
4,6 |
* Ширину земляного полотна железных дорог I категории при соответствующих технико-экономических обоснованиях допускается принимать равной: 7,0 м — в случаях использования глинистых грунтов и 6,0 м — при скальных и дренирующих грунтах.
Уширение земляного полотна делают в пределах всей круговой кривой, а переход к нормальной ширине осу ществляют постепенно в пределах переходных кривых.
Ширину земляного полотна, сооружаемого под два пу ти, увеличивают на величину м е ж д у п у т ь я (расстоя ния между осями путей) с учетом его уширения в кривых. На перегонах на прямых участках ширину междупутья принимают равной 4,10 м.
Таблица 3
Величина уширения земляного полотна в кривых участках
Дороги I и II категорий |
Дороги III—V категорий |
||
Радиус кривой в м |
Уширение в м |
Радиус кривой в м |
Уширение в м |
4000—3000 |
0 ,1 |
4200—2000 |
|
2500—1800 |
0 ,2 |
1800—1200 |
0 ,1 |
1500—700 |
0,4 |
1000—700 |
0 ,2 |
600 и менее |
0,5 |
600 и менее |
0,3 |
10
На трассе БАМ земляное полотно на участке Лена— Тында протяженностью около 1700 км намечено сооружать
сразу под два пути. |
находящуюся выше уровня |
Часть насыпи и выемки, |
|
бровок, называют с л и в н о й |
п р и з м о й . Сливная призма |
на однопутных линиях имеет форму равнобедренной трапе ции высотой 0,15 м и шириной поверху 2,30 м.
Трапецеидальная форма сливной призмы на однопут ных участках позволяет размещать на ней шпалы с рельса ми для перевозки и укладки в путь балласта. Размер 2,30 м принят меньше длины шпалы (2,70 м) во избежание обра зования замкнутых углублений в сливной призме и пре дотвращения скапливания в них атмосферной воды и раз вития деформаций основной площадки.
На двухпутных линиях сливную призму делают в виде равнобедренного треугольника высотой 0,20 м с основани ем, равным полной ширине земляного полотна. В скаль ных и дренирующих грунтах однопутное и двухпутное зем ляное полотно проектируют горизонтальным по всей ширине.
Высоту насыпи и глубину выемки (рабочие отметки) измеряют по оси земляного полотна. Высота насыпи опре
деляется расстоянием от ее основания до уровня |
бровок, |
глубина выемки — расстоянием от уровня бровок |
до по |
верхности земли. |
|
Вгорных условиях рабочие отметки достигают 10—20 м
иболее. Причем на долю таких насыпей и выемок прихо дится более 30% общего объема земляного полотна.
Откосам насыпей, выемок |
и других |
устройств |
зада |
||
ют определенную |
крутизну, |
обеспечивающую |
их |
устой |
|
чивость. |
|
|
|
|
|
К р у т и з н о й |
о т к о с а называют отношение |
высоты |
|||
откоса на каком-либо уровне к его заложению |
(горизон |
||||
тальной проекции) на этом же уровне. |
Крутизну |
откоса |
|||
выражают отношением 1 : т, |
величину т называют п о к а |
з а т е л е м к р у т и з н ы о т к о с а .
2* 11
Крутизна и форма откосов насыпей и выемок (прямо линейные или ломаные) зависят от их рабочих отметок и характеристики грунтов. Для типовых поперечных про филей крутизна откосов насыпей и выемок принята сле дующей:
Характеристика насыпей и выемок |
крутизна откосов |
||||||
Н а с ы п и |
из камня |
слабовыветривающихся |
|
|
|||
скальных пород при высоте: |
|
|
1 : 1 , 3 |
||||
до 6 м |
............................................................ |
|
|
|
|
||
» 20 » ............................................................ |
из крупного и средней крупнос |
|
1 : 1 , 5 |
||||
На с ыпи |
|
|
|||||
ти песка, |
гравия , |
гальки, |
щебенистых и |
|
|
||
дресвяных грунтов |
слабовыветривающихся |
|
1:1,5 |
||||
пород при ............................высоте до 1 2 м |
из остальных |
|
|||||
На с ыпи |
высотой до 12 м |
|
|
||||
годных для их возведения грунтов: |
|
|
1:1,5 |
||||
в верхней части высотой до 6 м . . . . |
|
||||||
в нижней части . ..................................... |
|
1:1,75 |
|||||
В ы е м к и |
глубиной до 12 м |
в глинах, су |
|
1:1,5 |
|||
глинках, ............................ |
супесях , |
песках |
|
скаль |
|
||
В ы е м к и |
в слабовыветривающихся |
От 1:0,2 |
|||||
ных грунтах.................................................... |
|
|
|
||||
В ы е м к и |
в легковыветривающихся |
скаль |
до |
1:0,5 |
|||
От 1:0,5 |
|||||||
ных грунтах..................................................... |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
до |
1:1,5 |
Для возведения насыпи грунт иногда берут рядом с на
сыпью, из верхних слоев земли. При этом |
образуется |
углубление, называемое р е з е р в о м , который |
служит за |
тем в качестве водоотвода.
Дну резервов придают продольный уклон не менее 0,002 и поперечный уклон не менее 0,02. Дно резерва при его ши рине до 10 м проектируют односкатным с поперечным уклоном от земляного полотна, а при ширине более Ю м — двускатным с уклоном от краев резерва к его середине.
12
Откосы резервов проектируют не круче 1 : 1,5. Воду из резервов выпускают в пониженные места. При поперечном уклоне местности круче, чем 1 : 10, резервы закладывают с нагорной стороны.
Между подошвой откоса насыпи (линией пересечения
откоса насыпи с поверхностью земли) |
и внутренней бров |
|||
кой резерва |
(линией пересечения откоса резерва |
с поверх |
||
ностью земли) оставляют нетронутую |
полосу |
земли, на |
||
зываемую |
е с т е с т в е н н о й б е р м о й . Ширину |
бермы |
||
назначают не менее 3 м, а со стороны строительства |
буду |
|||
щего второго пути — не менее 7,1 м. |
|
|
|
|
В выемках с обеих сторон от основной площадки устраи |
||||
вают к ю в е т ы для сбора и отвода |
воды, стекающей с |
основной площадки и откосов выемки. Без кюветов разре шается устраивать выемки:
в дренирующих грунтах, а также в мелких песках, в районах с засушливым климатом, где возможно полное впитывание и испарение атмосферных осадков;
вслабовыветривающихся скальных породах, где для концентрации поверхностной воды, поступающей в выемку
соткосов и основной площадки, предусмотрена укладка бордюрных блоков (бетонных или из камня) вдоль полотна железных дорог;
вскальных породах при проектировании выемок с тран шеями.
Кюветы делают трапецеидальной формы шириной по дну после укрепления не менее 0,40 м и глубиной не ме
нее 0,60 м с откосами крутизной 1 : 1,5.
Продольный уклон кюветов принимают равным про дольному уклону бровки выемки. В пределах выемок с про дольным уклоном менее 0,002 кюветы проектируют с про дольным уклоном, равным 0,002. В таких случаях в точках
водораздела глубину кюветов |
разрешается уменьшить |
до 0,2 м. |
|
Вместо глубоких кюветов с целью сокращения объема |
|
земляных работ по'устройству |
выемки устраивают лотки. |
13
Их устраивают также в слабых водонасыщенных грунтах, в которых устойчивость откосов, кюветов не может быть обеспечена.
В выемках глубиной до 12 м в лёссовидных грунтах, лёссе и пылеватых суглинках, в песках мелких и пылева тых, в полускальных породах, в жирных глинах, а также в выемках глубиной до 6 м в легковыветривающихся скаль ных породах между внешней бровкой кювета и подошвой откоса выемки устраивают з а к ю в е т н у ю п о л к у шири ной не менее 1,0 м. В выемках глубиной от 6 до 12 м в лег ковыветривающихся скальных породах ширину закюветной полки принимают равной 2,0 м.
Грунт из выемок иногда укладывают на определенном расстоянии от их бровок в призму ( к а в а л ь е р ) высотой, как правило, до 3 м. Между бровкой откоса выемки и ка вальером с нагорной стороны отсыпают небольшой высоты треугольную призму ( б а н к е т ) с целью защиты выемки от попадания воды, стекающей с поверхности земли между
кавальером и откосом выемки. |
Для перехвата воды, сте |
|
кающей с кавальера и банкета, |
между |
ними устраивают |
з а б а н к е т н у ю к а н а в у с продольным |
уклоном не ме |
|
нее 0,005 и глубиной не менее 0,3 |
м. |
|
Устойчивость и прочность земляного полотна в процессе строительства и эксплуатации во многом зависят от нали чия и состояния водоотводных устройств.
Вдоль насыпей и выемок устраивают к а н а в ы для пе рехвата поверхностной воды и отвода ее в понижен ные места. Канаву, устраиваемую вдоль насыпи, называют
в о д о о т в о д н о й , а канаву |
вдоль выемки — н а г о р н о й . |
||
Пересечение откосов канавы |
с поверхностью земли обра |
||
зует |
б р о в к и к а н а в ы (их, |
как и бровки резерва, назы |
|
вают |
в н у т р е н н е й |
и п о л е в о й ) . |
|
Водоотводные и |
нагорные канавы проектируют трапе |
цеидального поперечного профиля с минимальной глубиной
и шириной |
по дну (после укрепления их откосов и |
дна) — 0,6 |
м, а на болотах — 0,8 м. Ширина и глубина ка- |
14
нав достигают 2 м. Продольный уклон канав принимают не менее 0,005, а на болотах не менее 0,002.
На участках с поперечным уклоном менее 0,02 при вы соте насыпей менее 1,5 м, а также на болотах водоотвод ные канавы проектируют с обеих сторон насыпи. Резерв в этих случаях не устраивают. Расстояние между подошвой откосов насыпи и внутренней бровкой продольных водоот водных канав принимают не менее 3 м, а со стороны раз мещения будущего второго пути — не менее 7,1 м.
Поверхности бермы между насыпью и канавой придают поперечный уклон в сторону канавы от 0,02 до 0,04.
Нагорные канавы размещают с нагорной стороны выем ки. Минимальные расстояния от внутренней бровки на горной канавы до отдельных элементов выемки при нимают:
до бровки откоса выемки при отсутствии банкета и ка вальера— 5,0 м;
до полевой подошвы кавальера— 1— 5 м.
Н а с ы п и на б о л о т а х проектируют с учетом вида используемого грунта, высоты насыпи, глубины и типа болот.
Тип б о л о т устанавливают в зависимости от строения, состояния и свойств торфа и других болотных отложений, слагающих болото как основание насыпи.
При проектировании и возведении насыпей различают болота трех основных типов:
б о л о т а I т и п а — заполненные торфом и другими бо лотными отложениями устойчивой консистенции, сжимаю щимися под воздействием насыпи высотой до 3 м;
б о л о т а II т и п а — заполненные торфом и другими бо
лотными отложениями разной консистенции, в |
том числе |
выдавливающимися под воздействием насыпи |
высотой |
до 3 м; |
|
б о л о т а III т и п а — заполненные илом и водой, в том числе при наличии торфяной корки (сплавины).
15
На. болотах I типа насыпи высотой до 3 м проектируют с расчетом на полное или частичное удаление торфа (вы т о р ф о в ы в а н и е ) из основания с заменой торфа мине ральным грунтом в зависимости от глубины болота.
На болотах глубиной до 2 м производят полное удале ние торфа (рис. 2, а).
На болотах глубиной более 2 м допускается частичное удаление торфа (рис. 2, б), при этом сумма высоты насы пи над поверхностью болота и глубины траншеи выторфо вывания должна быть не менее 3,5 м для дорог I и II кате горий и не менее 3 м — для дорог III категории при отно шении общей высоты насыпи, включая величину ее ниже
й) Поверхность Волота
Поверхность м инерального грунт а дна болот а
Рис. 2. Поперечные профили железнодорожных насыпей высотой до 3 м из дренирующих грунтов на болотах I типа глубиной:
а — до 2 м; б — от-2 до 4 м; h3 — глубина траншеи выторфовывания; 5 — вели чина осадки обжимаемого слоя торфа
'16" |
■ 5 . |
в
Рис. 3. Поперечный профиль железнодорожной насыпи из дренирую щих грунтов на болоте II типа
поверхности болота, к толщине уплотненного слоя торфа в основании насыпи не менее 2: 1.
Крутизну откосов траншеи выторфовывания назначают в зависимости от способа производства работ в пределах от вертикальных ( 1: 0) до 1 : 0,5.
Насыпи на болотах II типа проектируют с расчетом полного удаления торфа устойчивой консистенции и посад ки насыпи на минеральное дно, при этом откосы траншей делают вертикальными, а на расстоянии не менее 2 м от подошвы откоса насыпи устраивают канавы-торфоприем- ники шириной 2 м и глубиной не менее 1 м (рис. 3).
Насыпи на болотах III типа проектируют с посадкой их на минеральное дно с учетом предварительного удале ния торфяной корки или без ее удаления (рис. 4).
На марях и вечномерзлых грунтах земляное полотно имеет существенные особенности.
М а р я м и - называют участки с наличием вечной .мерз лоты, сложенные на повышенных местах заторфованными грунтами, а на пониженных местах — заболоченные. На этих участках деятельный слой (слой мерзлоты, оттаиваю щей в летнее время) имеет небольшую (0,3— 1 м) мощ ность.
Поверхность марей, как правило, кочковатая и покпьття ...
различной растительностью (осока, мхи развфкаувыйкчяевостой и Др.). Нередко характерным i
ЭКЗЕМПЛЯР 17
Рис. 4. Поперечный профиль насыпи на болоте III типа
содержание на глубине до 2— 3 м больших включений льда, что при возведении насыпей на таких участках при
водит к значительным |
их осадкам |
как в процессе строи |
|
тельства, так и при эксплуатации. |
|
|
|
Часто встречаются мари с плохим стоком и даже бес |
|||
сточные. |
|
|
|
В е ч н о м е р з л ы е |
г р у н т ы подразделяются |
на высо |
|
котемпературные— с |
температурой |
на глубине |
10— 15 м, |
равной минус ГС и выше, и низкотемпературные — с тем пературой ниже минус ГС.
Земляное полотно в районах распространения вечной мерзлоты проектируют с учетом свойств вечномерзлых грунтов, оттаивающих в основании насыпей и выемок, и наличия мерзлотных процессов (бугров пучения, термокар ста, наледей).
Земляное полотно в особо сложных инженерно-геоло
гических условиях проектируют |
и сооружают |
по и н д и |
||||
в и д у а л ь н ы м п р о е к т а м . К случаям особо |
сложных |
|||||
условий относят следующие: |
|
|
|
|||
земляное |
полотно |
на |
участках |
скальных |
обвалов; |
|
выемки на участках с наличием грунтовых вод; |
||||||
земляное |
полотно |
на |
крутых |
устойчивых |
косогорах |
|
(круче 1: 3) ; |
|
|
|
|
|
|
земляное полотно на неустойчивых косогорах; |
|
|||||
земляное |
полотно |
на |
участках с |
развитием карста; |
земляное полотно в районах с развитием селей;
18
земляное полотно в сейсмических районах; земляное полотно на участках подтопления и на прижи
мах рек; земляное полотно на участках курумов, россыпей и осы
пей; земляное полотно на участках снежных лавин и т. д.
Большинство из этих случаев встречается на БАМ. Курумы подразделяют на действующие, замирающие и
установившиеся.
Д е й с т в у ю щ и е к у р у м ы — это беспорядочное нагро мождение каменных глыб и крупного щебня общей мощ ностью более 1,5 м. Источником их питания являются кру тые скальные обнажения, расположенные выше по склону. Поверхность курума не задернована и не залесена. Пусто ты между глыбами не заполнены; встречаются полузасы панные и поврежденные деревья.
З а м и р а ю щ и е к у р у м ы — каменно-глыбовые и щеб невые навалы, частью задернованные и частью заросшие лесом. Пустоты между глыбами частично заполнены мел ким щебнем, дреовой, песком и суглинком. Поступление обломочного материала в курумы с вершины склонов не отмечается. Над склоном нет крупных естественных обна жений.
У с т а н о в и в ш и е с я ; к у р у м ы — это каменные роесыпи с задернованной поверхностью или покрытые расти
тельностью |
с пустотами между глыбами, заполненными |
||||
мелким щебнем, дресвой, песком, |
суглинком. |
Признаки |
|||
подвижки |
курума и поступления в |
него |
камней |
отсутст |
|
вуют. |
|
|
|
|
|
Р о с с ы п и представляют |
собой |
неподвижные скопле |
|||
ния глыб прочных скальных пород, |
располагающихся на |
||||
горизонтальной или слабо |
наклонной |
поверхности. При |
этом отдельные глыбы выступают над осредненной поверх ностью на высоту 2—3 м.
С н е ж н а я л а в и н а — это пришедшие в движение (скользящие и падающие) снежные массы. Возникновение
19