Линия пересечения основной площадки с откосом земляного полотна

Построение типового поперечного профиля земляного полотна

Страницы работы

Содержание работы

Построение типового поперечного профиля земяного полотна

Цель работы: Получить первые представления о форме поперечников земляного полотна и их элементах, ознакомиться с терминалогтей, связанной с земляным полотном железных дорог, и влиянием различных технических и природных факторов на форму и размеры отдельных элементов поперечного профиля.

Понятия и определения

Поперечным профилем принято называть поперечный разрез земляного полотна вертикальной плоскостью, перпиндикулярной продольной оси железнодорожного пути, включающий всю ширину полосы отвода.

Полоса отвода – это полоса земли, необходимая для размещения собственного земляного полотна, переездов, искуссвтвенных сооружений, различных защитных устройств зданий и других объектов железной дороги.

Основная площадка – это поверхность земляного полотна, на которую укладывается верхнее строение пути. Форма основной площадки зависит от числа путей и рода грунта, из которого возводится земляное полотно.

Бровка – линия пересечения поверхности основной площадки и поверхности откоса.

Ширина земляного плолотна – расстояние между бровками.

Обочина – часть основной площадки между подошвой балластной призмы и бровкой земляного полотна.

Откос – боковая поверхность земляного полотна.

Линия пересечения поверхностей откоса насыпи и земли называется подошвой насыпи. У выемок линия пересечения поверхности земли и поверхности земли и поверхности откоса выемки носит название бровки

Если насыпь сооружается из местного грунта, то роль водоотводного устройства играют котлованы, образующие при перемещении грунта в насыпь, называемые резервами, которым придаются соответствующие поперечные очертания и продольные уклоны.

Между подощвой насыпи и водоотводной канавой или резервом с верховой стороны устраиваются бермы, поверхности которых придается уклон в сторону от земляного полотна для отвода воды.

Высота насыпи – это расстояние от уровня бровки до основания по оси земляного плотна.

Глубина выемки – расстояние от уровня бровки основной площадки до точки пересечения оси земляного полотна с линией, соединяющей бровки выемки.

Заложение откоса – проекция линии откоса на горизонтальную ось.

Показатель крутизны откоса n – отношение заложения откоса и его вертикальной проекции.

В выемках с обеих сторон основной площадки устраиваются продольные водоотводные канавы, называемые кюветами.

При разработке выемок грунт обычно перемещают в ближайшую насыпь. Если же грунт выемки непригоден для отсыпки насыпи, его размещают с одной или обеих сторон выемки в виде грунтовых призм, называемых

кавальерами.

Для перехвата воды, стекающей к выемке с верховой стороны, и отвода ее в ближайшее водопропускное сооружение устраивается нагорная канава.

Этой же цели служат банкет и банкетная канава, кстраиваемые между кавальером и бровкой выемки.

Нижнее строение пути. Поперечные профили земляного полотна

К нижнему строению пути относятся:

1.земляное полотно(выемка и насыпь)

2.искусственные сооружения(мосты, трубы, путепроводы, виадуки).

Земляное полотно – это инженерная конструкция, выполненная из грунта, на которой размещается верхнее строение пути. Земляное полотно должно обеспечивать устойчивость пути и защиту его от воздействия атмосферных осадков и грунтовых вод.

Поперечным профилем земляного полотна называется разрез плоскостью, перпендикулярной его продольной оси.

Основная площадка – поверхность земляного полотна, но которую укладывают верхнее строение пути.

Бровка земляного полотна – линия, пересечения основной площадки с откосом.

Основание бровки – полоса земли, на которую опирается насыпь.

Высота насыпи (h) – расстояние от уровня бровок до ее основания.

Заложение (l) – горизонтальная проекция линии откоса.

Крутизна откоса (h:l) – отношение высоты откоса (h) к заложению (l).

Подошва насыпи – линия, пересечения откоса насыпи с основанием.

Берма – полоса земли, от подошвы откоса до водоотводной канавы или резерва.

Резерв – углубления, для отвода воды от полотна, устаивается если грунт подходит для насыпи.

Выемка с каждой стороны основной площадки устраивают продольные канавы для отводы воды, называемыми 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, называемыми кавальерами. Для перехвата и отвода притекающих к выемки поверхностных вод за кавальерами сооружаются нагорные канавы, а на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки отсыпается банкет с поперечным уклоном в сторону откоса для отвода воды в забанкетную канаву. В неустойчивых грунтах, а также в стесненных условиях вместо водоотводных канав и кюветов устраивают лотки, которые могут быть железобетонные, бетонные, каменные, а по форме — трапецеидальные, прямоугольные и треугольные.

Земляное полотно. Назначение. Требования

Земляное полотно — это инженерное сооружение из грунта, на котором размещается верхнее строение железнодорожного пути. Земляное полотно вос­принимает нагрузки от подвижного состава и верхнего строения пути и пере­дает их на основание. Земляное полотно выравнивает земную поверхность в пределах железнодорожной трассы для придания пути необходимого плана и профиля. От надежности земляного полотна зависят и скорости движения поездов, и масса поездов, и пропускная и провозная способность линий.

Земляное полотно работает в сложных условиях, так как подвергается значительной поездной нагрузке и влиянию природных факторов. От цело­стности и состояния земляного полотна зависит исправность всего желез­нодорожного пути. Чтобы земляное полотно исправно служило, к нему предъявляются следующие основные требования:

— прочность — способность выдерживать нагрузку от подвижного со­става (передаваемую через верхнее строение) без разрушений;

— устойчивость — неизменность своей формы и положения, как от пере­
даваемой нагрузки, так и от влияния природно-климатических воздействий;

— надежность и долговечность.

Для защиты земляного полотна от неблагоприятных природных воздей­ствий предусматривается комплекс различных защитных, водоотводных и укрепительных сооружений.

Земляное полотно должно удовлетворять следующим эксплуатационным требованиям:

— обеспечивать длительную эксплуатацию с минимальными отказами при
пропуске современных (и перспективных) типов подвижного состава при
максимальных скоростях движения поездов и расчетной грузонапряженно­
сти железной дороги;

— быть равнонадежным независимо от применяемых грунтов.

Кроме того, при проектировании земляного полотна должны учитываться вопросы максимальной сохранности ценных земель и нанесения минималь­ного ущерба природной среде.

Общие сведения о железнодорожном пути

Железнодорожный путь — это инженерное сооружение, предназначенное для прохода по нему поездов с необходимой скоростью.

Путь представляет собой основу железнодорожного транспорта, от состояния которого зависит непрерывность и безопасность движения поездов, а также эффективное использование всех технических средств железных дорог.

Железнодорожный путь работает в сложных условиях ввиду постоянного воздействия атмосферных и климатических факторов, воспринимая большие нагрузки от проходящих поездов. Поэтому все элементы железнодорожного пути по прочности, устойчивости и состоянию должны обеспечивать безопасное и плавное движение пассажирских и грузовых поездов с наибольшими скоростями, установленными для данного участка. Для обеспечения указанных требований постоянно ведутся работы по усилению несущей способности и надежности всех элементов пути.

Железнодорожный путь состоит из нижнего и верхнего строений.

Нижнее строение пути — это земляное полотно (в виде насыпей, выемок, полунасыпей и полувыемок), мосты, трубы и лотки для пропуска воды под рельсовым путем, тоннели, подпорные стенки, галереи, укрепительные защитные устройства, переезды с сигнализацией.

Земляное полотно — это комплекс грунтовых сооружений, получаемый в результате обработки земной поверхности и предназначенный для укладки верхнего строения пути, обеспечивающий устойчивость пути и защиту его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Оно предназначено для восприятия давления от подвижного состава, передаваемого через элементы верхнего строения пути. От состояния земляного полотна зависит работа верхнего строения и в целом железнодорожного пути.

Поверхность земляного полотна, на которую укладывается верхнее строение пути (шпалы, рельсы и др.), называется основной площадкой. В зависимости от положения основной площадки относительно поверхности земли различают следующие виды поперечных профилей: насыпи, выемки, полунасыпи, полувыемки , полунасыпи-полувыемки, нулевые места.

Линия пересечения основной площадки с откосом называется бровкой земляного полотна. Расстояние между бровками носит название ширины основной площадки земляного полотна. Боковые части основной площадки, не прикрытые балластом, называют обочинами.

Полоса земли, на которую опирается насыпь (рис.2.1), является ее основанием. Линия пересечения откоса с основанием называется подошвой откоса.

Рис. 2.3. Поперечный разрез насыпи: 1-водоотводная канава; 2 – бровка; 3 – обочина; 4 – земляное полотно; 5- балластный слой; 6-откос; 7- берма; 8- резерв

Берма— это оставляемая для большей устойчивости земляного полотна полоса земли между подошвой насыпи и бровкой резерва.

Водоотводные устройства на железных дорогах предназначены для водоотведения, то есть сбора и удаления атмосферной, грунтовой и технологической воды от земляного полотна с территории железнодорожных станций и различных сооружений.

Для отведения атмосферной воды, поступающей по поверхности земли к железнодорожной насыпи, устраивают продольный водоотвод, путем сооружения водоотводной канавы или резервов. Если насыпь возводится из местного грунта, взятого рядом с насыпью, то для отвода воды от полотна используются образующиеся при этом спланированные углубления, называемые резервами. Отвод поверхностных вод от насыпей, сооружаемых из привозного грунта, осуществляется продольными водоотводными канавами.

Кювет — канава для отвода воды, которая должна иметь ширину по дну 0,4 м и глубину не менее 0,6 м с продольным уклоном, достаточным для отвода поступающей в нее воды. Для перехвата поверхностных вод и продольного отвода их за пределы выемки устраивают нагорные канавы. Чтобы не допускать к выемке воду, которая собирается на площади от верхнего обреза до нагорной канавы, делают банкетс поперечным уклоном , а за ним забанкетную канаву. Если вынимаемый из выемок грунт не используется для сооружения насыпей, то он складывается на обрезе, образуя кавальер, высота которого не превышает 3 м. Преграждая доступ поверхностным водам к выемке, он также играет водоотводную роль.

Если грунтовые воды угрожают нарушением прочности и устойчивости земляного полотна, их перехватывают, собирают и отводят в сторону от земляного полотна или понижают их уровень. Указанные мероприятия осуществляют при помощи дренажных устройств, к которым относятся: канавы, лотки, закрытые дренажи траншейного типа, штольни, дренажные колодца.

Полоса отвода — это земельный участок, на котором размещаются земляное полотно с водоотводными устройствами, лесозащитные насаждения, постоянные снегозащитные заборы, линии связи, энергоснабжения и другие железнодорожные сооружения. Границы полосы отвода обозначаются специальными знаками, которые обычно устанавливают в местах поворота железнодорожной линии на расстоянии не более 250 м один от другого.

Для пересечения железной дорогой водных преград, других железных и автомобильных дорог, глубоких ущелий, горных хребтов, застроенных городских территорий, а также для обеспечения безопасного перехода людей через пути и устойчивости земляного полотна в сложных условиях возводятся искусственные сооружения.

К искусственным сооружениям относятся: мосты, путепроводы, эстакады, виадуки, тоннели, трубы, подпорные стены, регуляционные сооружения, дюкеры, галереи и др.

Верхнее строение пути — это рельсы, рельсовые скрепления, противоугонные приспособления, шпалы, балластный слой, стрелочные переводы и глухие пересечения, мостовые брусья, уравнительные приборы на мостах. Верхнее строение пути (рис.2.2) укладывается на нижнее строение пути. Балластный слой воспринимает давление от шпал и передает его на основную площадку земляного полотна, уменьшая неравномерности давления, а также обеспечивает устойчивость рельсовой колеи, препятствуя перемещению шпал. Шпалы воспринимают давление от рельсов и передают его на балласт, а также обеспечивают неизменность взаимного расположения рельсовых нитей. Рельсы, по которым перемещается подвижной состав, воспринимают нагрузки от него и передают их на шпалы. Кроме того, рельсы используются на участках с автоблокировкой как проводники сигнального тока, а при электротяге — обратного тягового тока. Соединение рельсов между собой и со шпалами осуществляют с помощью рельсовых скреплений. Для удержания рельсов и шпал от продольного перемещения под воздействием движущихся поездов используют противоугоны. Стрелочные переводы служат для перевода подвижного состава с одного пути на другой. Все элементы железнодорожного пути работают как единая конструкция.

Назначение верхнего строения — воспринимать, упруго перерабатывать и перераспределять равномерно на основную площадку земляного полотна динамические нагрузки колес, а также обеспечивать заданное направление движения колеса.

Рис. 2.2. Элементы верхнего строения пути, где: 1 – песчаная подушка; 2 – щебеночная призма; 3 – рельсы со скреплениями; 4 – шпалы

В соответствии с назначением балластного слоя материал для него должен быть прочным, упругим, хорошо сопротивляться смещениям; морозоустойчивым и плохим проводником тока. Кроме того, он не должен дробиться при уплотнении, пылить при проходе поездов, размываться дождями, прорастать травой. Поэтому в качестве материала для балластного слоя используют щебень, асбест, гравий, песок и ракушечник.

Помимо шпал к подрельсовым основаниям относятся мостовые брусья в мостовом полотне и переводные брусья в стрелочных переводах, отдельные опоры в виде полушпал, а также сплошные опоры в виде плит и рам.

В соответствии со своим назначением шпалы должны обладать достаточной прочностью и упругостью, хорошо сопротивляться механическому износу и перемещениям, быть простыми по форме для изготовления, иметь больший срок службы и наименьшую стоимость изготовления и содержания. Материалом для шпал служит дерево, железобетон, металл. К новым конструкциям подрельсовых оснований относят железобетонные плиты, рамы, продольные лежни или блоки, укладываемые под каждым рельсом.

Для надежной работы рельсы должны быть достаточно прочными, долговечными, износоустойчивыми, твердыми и в то же время нехрупкими, так как они воспринимают ударно-динамическую нагрузку. Материалом для рельсов служит высокопрочная углеродистая сталь. В зависимости от массы и поперечного профиля рельсы подразделяются на типы Р50, Р65 и Р75. Буква Р означает «рельс», а цифра — округленную массу одного погонного метра рельса в килограммах. Выбор того или иного типа рельсов зависит от грузонапряженности линии, нагрузок подвижного состава на ось и скоростей движения поездов. Рельсы выпускают стандартной длины — 25 м.

Для крепления рельсов к шпалам и отдельных рельсовых звеньев между собой применяют рельсовые скрепления.

Скрепления разделяют на стыковые, которые соединяют рельсовые звенья между собой и состоят из накладок, рельсовых болтов с гайками и шайбами, и промежуточные для крепления рельсов к шпалам. Последние в свою очередь бывают:

нераздельными — рельс прикрепляют к шпале костылями, шурупами или болтами одновременно с подкладкой (рис.2.3,а);

раздельными — рельс прикрепляют к подкладкам жесткими или упругими клеммами и клеммными болтами, а подкладки к шпалам — болтами или шурупами (рис.2.3,в);

смешанными — рельс прикрепляют к шпале вместе с подкладкой как при нераздельном скреплении и, кроме того, подкладку дополнительно крепят к шпале костылями или шурупами (рис.2.3,б).

Промежуточные скрепления должны обеспечивать надежную и достаточно упругую связь рельсов со шпалами, сохранять постоянство ширины колеи и необходимую подуклонкурельсов, не допускать продольного смещения и опрокидывания рельсов. При железобетонных шпалах они должны, кроме того, обеспечивать электрическую изоляцию рельсов и шпал.

Рис. 2.3. Промежуточные скрепления: а – нераздельные; б — смешанные; в – раздельное; (клеммно-болтовое для железобетонных шпал): 1 – рельс; 2 – костыль; 3 – подкладка; 4 – деревянная шпала; 5 — железобетонная шпала; 6 – прокладка под подкладку; 7 – прокладка под подошву рельса; 8 – клеммный прижимной болт; 9 – клемма; 10 — изоляционная втулка; 11 – плоская шайба; 12 – шайба пружинная двухвитковая; 13 – закладной болт.

На границах рельсовых цепей в створах с входными, выходными, маневровыми и проходными светофорами устраивают изолирующие стыки, чтобы электрический ток не мог пройти от одного из соединяемых рельсов к другому. Изоляция одного рельса от другого в накладках обеспечивается постановкой прокладок и втулок из фибры или текстолита. На участках с автоблокировкой, диспетчерской централизацией и на электрифицированных линиях устраивают токопроводящие стыки для улучшения прохождения через стык сигнального тока — рельсовые соединители из стальной проволоки, привариваемой к нерабочей грани головки рельса; для обратного тягового тока — из медного троса.

Продольное перемещение рельсов относительно шпал или рельсов вместе со шпалами относительно балластного слоя под действием продольных сил, создаваемых движущимся подвижным составом и изменением температуры, называют угоном пути.

Причин, образующих угон пути, несколько. К их числу относят: сопротивление движению колес подвижного состава; удлинение и укорочение рельсов под действием температурных сил; удары колес подвижного состава о рельсы в стыках; удары колес подвижного состава в боковые грани головок рельсов при косых набеганиях экипажей на прямых и при входе их в кривые участки пути; изгиб рельсов под движущейся нагрузкой.

Для закрепления пути от угона существуют также различные системы противоугонов (рис.2.4).

Рис. 2.4. Противоугоны: а) самозаклинивающийся; б) пружинный

Бесстыковой путь — железнодорожный путь, содержащий сварные рельсовые плети, длина которых настолько велика, что температурные силы, возникающие в них при максимальных колебаниях температуры за год, не в состоянии преодолеть силы сопротивления продольному сдвигу по всей длине плетей. В зависимости от способа соединения рельсовых плетей между собой бесстыковой путь может быть двух вариантов.

Путь первого варианта представляет собой рельсовые плети длиной 800 м, укладываемые в расчетный температурный интервал, между которыми укладывают два-четыре обычных звена рельсов (уравнительных рельсов длиной 12,5 м). При втором варианте между рельсовыми плетями длиной 800 м вместо уравнительных рельсов укладывают уравнительные приборы. По конструкции уравнительный прибор напоминает собой узел стрелки — остряк и рамный рельс, которые обеспечивают свободное перемещение концов плетей до 50 см.

Ширина нормальной (широкой) колеи в прямых и кривых участках пути с радиусом 350 м и более принята на сети железных дорог России 1520 мм с допусками в сторону уширения 6 мм и в сторону сужения 4 мм.

Ширина рельсовой колеи на железных дорогах Европейских стран — 1435 мм, а Японии — 1067 мм.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.004 с) .

Лекция по ОП.06 Общий курс железных дорог «Железнодорожный путь. Земляное полотно»

Железнодорожный путь. Земляное полотно и водоотводные сооружения..

Железнодорожный путь — представляет собой сложный комплекс инженерных сооружений, предназначенный для безопасного и плавного движения поездов с установленными скоростями. Железнодорожный путь работает в исключительно трудных условиях динамического воздействия на него со стороны проходящих поездов, а так же неблагоприятных природных климатических факторов, таких как мороз, зима, жара, ливни, грозы, бури, ураганы, сейсмические воздействия (землетрясение, сели, оползни, вулканы и т. д.).

Для обеспечения указанных требований постоянно ведутся работы по усилению несущей способности и надёжности всех элементов пути- т.е широко применяют упрочненные рельсы тяжёлых типов, новые конструкции рельсовых скреплений, бесстыковой путь, железобетонные шпалы, новые конструкции стрелочных переводов.

Железнодорожный путь состоит из:

1. нижнего строения пути (Н.С.П.)

2. верхнего строения пути (В.С.П.).

К Нижнему СП относятся: земляное полотно (насыпи, выемки, полу-насыпи, полу-выемки) и искусственные сооружения (мосты, тоннели, трубы, подпорные стены и др.).

К Верхнему СП относятся: балластный слой, шпалы, рельсы, скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, мостовые и переводные брусья.

Нижнее СП представляет собой сложный комплекс грунтовых сооружений, которые служат основанием для верхнего строения пути.

Земляное полотно – это комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки земной поверхности и предназначенных для укладки верхнего строения пути, с целью обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод.

Земляное полотно должно быть прочным и устойчивым, долговечным, требующим минимума расходов на его устройство, содержание, ремонт и обеспечивающим нормальную работу пути. Выполнение указанных требований достигается правильным выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплотнением при постройке, 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. (Напр-р при наличии вечной мерзлоты, подвижных песков, лёссов, скальных грунтов, болот и т.д.).

Верхняя часть, на которую укладываются балласт, шпалы, рельсы, называется основной площадкой.

На однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции шириной поверху 2,3 м. и высотой 0,15 м.

На двух путных линиях имеет форму равнобедренного треугольника высотой 2 м. Такое очертание основной площадки способствует стоку воды проникающей через балластный слой во время дождя и таяния снега.

Полоса земли, на которую опирается насыпь, является её основанием.

Индивидуальные профили создают в сложных топографических, гидрологических, геологических и климатических условиях и при высоте откосов более 12 м, обосновывая все размеры конкретными расчетами.

Типовой нормальный профиль насыпи приведен на рисунке. Верхняя часть, на которую укладывают балласт, шпалы и рельсы, называется основной площадкой. На однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции с шириной верхней части 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.

1 — водоотводная канава; 2 — берма; 3 — основная площадка; 4 — бровка земляного полотна; 5 — откос; 6 — резерв; 7 — подошва насыпи; И — расстояние от бровки земляного полотна до подошвы насыпи; 1 — длина горизонтальной проекции откоса насыпи; 1: и — крутизна откоса насыпи

Минимально допустимые значения ширины, м, основной площадки однопутных линий эксплуатируемой сети железных дорог России и установленные для вновь строящихся линий приведены в таблице.

Категории вновь строящихся линий

Скальные, крупнообломочные и песчаные, кроме мелких и пылеватых песков

На двух- и многопутных линиях ширина основной площадки увеличивается на расстояние между осями крайних путей (на двухпутных линиях — на 4,1 м, а на трехпутных — на 9,1 м).

Полоса земли, на которую опирается насыпь, является ее 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 ее основания по оси (см. рис.). Горизонтальная проекция 1 линии откоса называется его заложением, а отношение высоты откоса Л к заложению, которое обозначается 1: п, — его крутизной. Крутизна откосов, надежно обеспечивающая их устойчивость, устанавливается в зависимости от высоты насыпи, свойств грунтов, геологических, гидрологических и климатических условий местности. Широкое распространение получили откосы крутизной 1:1,5, называемые полуторными.

Отвод поверхностных вод от насыпей, сооружаемых из привозного грунта, осуществляется с помощью продольных водоотводных канав 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, находящегося рядом с ней, 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 составляет не менее 7,1 м, ас противоположной стороны — не менее 3 м. Для обеспечения отвода воды от насыпи берма имеет уклон 0,02 . 0,04.

Типовой поперечный профиль выемки. Основная площадка выемки имеет такие же размеры, как у насыпи. С каждой стороны основной площадки земляного полотна в выемках создают продольные канавы для отвода воды, называемые кюветами. Они характеризуются следующими минимальными значениями параметров: глубина 0,6 м, ширина (по дну) 0,4 м и продольный уклон дна 0,002.

Удаленный при сооружении выемки грунт, не используемый для создания насыпи в другом месте, укладывают за откосом выемки с нагорной стороны в правильные призмы, называемые кавальерами. Для перехвата и отвода притекающих к выемке поверхностных вод за кавальерами сооружают нагорные канавы, а на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки отсыпают банкет с поперечным уклоном в сторону от откоса для отвода воды.

1 — нагорная канава; 2 — кавальер; 3 — забанкетная канава; 4 — банкет; 5 кювет: 6 — бровка откоса; b 0 — ширина обреза; Ь оп — ширина основной площадки земляного полотна забанкетную канаву. В неустойчивых грунтах, а также в стесненных условиях вместо водоотводных канав и кюветов устраивают лотки, которые могут быть железобетонными, бетонными, каменными или деревянными, а по форме — трапецеидальными, прямоугольными, полукруглыми и треугольными.

В пределах станций поверхностные воды отводят с помощью поперечных и продольных водоотводов, которые в местах работы людей выполняют 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 предусматривают специальные дренажные устройства открытого типа в виде дренажных канав либо лотков или закрытого типа в виде подкюветных дренажей, дренажных галерей или штолен.

Подкюветный дренаж представляет собой траншею, заполненную дренирующим материалом (крупнозернистый песок, гравий, щебень), в нижней части которой обычно укладывают дренажную трубу с отверстиями для поступления в нее воды. Для защиты от попадания поверхностной воды в дренажную траншею верхнюю часть дренажа заполняют утрамбованной глиной, которую отделяют от дренирующего заполнителя (во избежание смешивания с ним) двумя слоями дерна.

Для предохранения земляного полотна от размывания водой и выдувания ветром его откосы и бермы укрепляют.

Подкюветный дренаж: 1 — одиночное мощение; 2 — утрамбованный глинистый грунт; 3 — два слоя дерна; 4 — крупнозернистый песок; 5 — щебень или гравий; 6 -т щебень или галька; 7 — дренажная груба; 8 — деревянная доска стым способом укрепления незатапливаемых откосов земляного полотна является посев многолетних трав с густой, стелющейся корневой системой. При небольшом периодическом затоплении применяют дернование откосов (сплошное или в клетку), для чего предварительно срезанные куски дерна закрепляют на них деревянными спицами.

При периодических затоплениях хорошо противостоят воздействию текущей воды древесно-кустарниковые насаждения (в благоприятных климатических условиях). Надежно защищают затопляемые откосы от размывания мощение камнем, использование каменной наброски в плетневых клетках и габионов — проволочных ящиков, заполненных камнем. Однако эти способы укрепления земляного полотна требуют больших затрат ручного труда.

Прочные и надежные укрепления, изготовление и укладку которых можно полностью механизировать, сооружают из железобетонных плит.

Укрепление откоса насыпи железобетонными плитами:

1 — уровень высоких вод; 2 — железобетонные плиты; 3 — обратный фильтр; 4 — бетонный упор

Поперечный профиль насыпи из скального грунта, отсыпанной в русле реки:

УВВ — уровень высоких вод; УМВ — уровень меженных вод

На строительстве БАМа, кроме того, применяли гибкие железобетонные решетки и плиты, более эффективные в условиях вечной мерзлоты и сейсмичности. Тип укрепления земляного полотна выбирают исходя из особенностей грунтов, степени затопляемости, скорости течения воды, наличия дешевых местных материалов и возможности механизации работ. Бровка земляного полотна в месте разлива вод согласно ПТЭ должна быть не менее чем на 0,5 м выше максимальной высоты наката волны при сильном ветре.

Опыт строительства железных дорог в горных районах Сибири показал, что в ряде случаев вместо укладки земляного полотна на крутых неустойчивых косогорах целесообразнее размещать его у их подошвы, отсыпая насыпи из скального грунта в русле реки (рис. справа). Такое техническое решение было осуществлено при прокладке трассы Байкало-Амурской магистрали в долинах рек Олекмы, Нюкжи и др.

ДЕФОРМАЦИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА, И БОРЬБА С НИМИ.

При тщательном соблюдении правил сооружения и эксплуатации стабильность земляного полотна, как правило, обеспечивается. При несоблюдении же этих правил, происходят изменения формы, или так называемые деформации земляного полотна. Различают деформации и повреждения основной площадки земляного полотна, повреждения откосов, повреждения и разрушения тела и основания земляного полотна.

Деформации и повреждения основной площадки земляного полотна бывают в виде углублений на основной площадке и пучин. Углубления образуются из-за вдавливания балластного слоя в земляное полотно под шпалами, называемые балластными корытами. Если не принимать мер, то балластные корыта увеличиваются, образуя балластные ложа, мешки и гнёзда Оздоровлять земляное полотно при выше -названных причинах можно путём их вырезки или осушения сплошной боковой срезкой.

Пучинами называются поднятия грунта вследствие замерзания задерживающейся в нем или поступающей из нижних, более тёплых слоёв воды. Бывают пучины поверхностные (или верховые), и коренными (или грунтовыми).

Повреждения и разрушения земляного полотна бывают в виде оползней, сдвигов (или сползаний), расползаний и оседания насыпей. Причинами оползней являются переувлажнение грунтов сверх допустимого предела, а также неблагоприятная геологическая структура склона. Причинами сдвига являются недостаточная подготовка косогорного основания насыпи и отсутствие защиты от переувлажнения.