Трифонов ПЗ (1214369), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Циклическое повторение процессов промерзания-оттаивания во времени существенно меняет геоморфологические и топографические условия местности.

Предположения о том, что строительство на вечномерзлых грунтах можно осуществлять по I-му принципу без деформирования сооружений не оправдались. Особенно характерно деформирование сооружений на бессточных и малосточных участках.

В условиях длительной эксплуатации сооружений на вечномерзлых грунтах в результате деградации мерзлоты и криогенных деформаций в основании земляного полотна происходят гидрогеологические изменения, нарушается естественный режим, так как само земляное полотно является препятствием на пути грунтовых и поверхностных вод. Поэтому при длительной эксплуатации грунтовых сооружений необходимо помимо традиционных методов оценки инженерно-геологических, гидрологических и прочих условий оценивать литологическую обстановку местности на предпостроечный период и сравнивать с отметками положения земли на период реконструкции.

На данный момент не существует четко регламентированных нормативных документов по оценке и системе инструментального контроля состояния земляного полотна, что не позволяет объективно оценивать устойчивость деформирующихся участков и принимать обоснованные решения по обеспечению безопасности. К тому же анализ данных инженерно-геологических и геоморфологических условий не всегда охватывает все участки деформаций.

По данным состояния вечномерзлых сильнольдистых грунтов в условиях протаивания сложно установить причину деформаций, а устранение последствий деформаций без выявления причин, их вызвавших, не позволяет выбрать правильные противодеформационные мероприятия по стабилизации и усилению земляного полотна. Причинами деформирования, согласно [4], являются:

• самоуплотнение (консолидация грунтов);

• пластические подвижки от вибродинамической нагрузки;

• криолитогенез (напорный режим грунтовых вод,пылеватость грунтов и прочее);

• водно-тепловая эрозия, нарушение поверхностного стока;

• выветривание и разрушение пород;

• накопление продуктов выветривания – гравитационные процессы;

• процессы вытаивания, вымывания грунтов – карст.

На бессточных участках с подземными льдами деформации протекают практически непредсказуемо, поэтому для принятия правильных решений по обеспечению стабильности земляного полотна обоснован методический подход, базирующийся на прогнозе деформативности земляного полотна. В виду этого, чтобы выполнить грамотный проект усиления земляного полотна необходимо:

1.построить сетку (через 10-20м.) продольных профилей в приподошвенных зонах земляного полотна на месте предполагаемых водоотводов и детально их проанализировать (рис. 4.1; чертеж 3);

2. проанализировать данные инженерно-геологических и геофизических работ.

Рисунок 4.1 – Фрагмент графического анализа деформативности земляного полотна

На данный момент, согласно [4], существует ряд рекомендаций по выбору принципиальных технических решений по стабилизации грунтовых сооружений на деформирующихся участках. Технически и расчетно-обоснованными приняты следующие противодеформационные мероприятия:

1. Осушение приподошвенных зон земляного полотна, усиление подрельсового основания с помощью продольных утепленных дренажей, дрен, водоотжимных берм, поперечных дренажных прорезей, геосинтетиков, укрепляющих составов и пр.;

2. Устройство двухступенчатой дренажной системы, в нижней части которой укладывается утепленная труба. В верхней части устраивается водоотводная канава, которая выполняется после засыпки дренажа глинистым грунтом. ;

3. Отвод поверхностных и грунтовых вод, теплоизоляция приподошвенно-откосных зон;

4. «Малые» обходы, «упругие» эстакады, применение технологии «Сеткон» и матрацев Рено;

5. Планирование откосов, разгрузка склонов, устройство подпорных и защитных сооружений;

6. Засыпка провалов.

В процессе многочисленных исследованийна участках БАМ, проводимых специалистами ДВГУПС в течение 30 лет, были выявлены причинно-следственные связи между грунтовыми процессами и последующими деформациями. Полученные данные позволили сделать важные научно-практические выводы, одним из которых является определение влияния таликовой зоны на грунтовое сооружение. Формирование таликовой зоны происходит между грунтовым сооружением и зоной вечной мерзлоты. При высоте насыпей от 1,5-4,0 м. нижняя граница таликовой зоны проходит на глубине 3,5-5,5 м от дневной поверхности сооружения. Наличие «талика» способствует выравниванию температурного режима между слоем мерзлоты и грунтовым сооружением, что способствует замедлению темпов деградации мерзлоты и, как следствие, позволяет на основании этого принимать решения по перевооружению дороги.

Термодинамическое равновесие в вышеупомянутой геотехнической системе наступает спустя 20-25 лет с момента возведения насыпи, что обусловливает оптимальные сроки перевооружения дороги (устройство второго пути) без оказания вредного воздействия на земляное полотно первого пути. В таких условиях возведение второго пути является позитивным моментом: насыпь второго пути является армогрунтовой конструкцией для насыпи существующего пути. При обоснованном выборе конструктивно-технологических мероприятий по усилению второго пути возможно сокращение расходов по увеличению мощности дороги на 30-60%.

На основе изучения термодинамического равновесия грунтов системы «верхнее строение пути – земляное полотно – вечномерзлое основание» разработаны новые ресурсосберегающие конструкции и технологии противодеформационных мероприятий. Все противодеформационные мероприятия защищены патентами и экспериментально апробированы на Дальневосточной железной дороге.

1. Выбор вариантов проектных решений

Для усиления земляного полотна предусматриваем следующие мероприятия:

• Устройство осушительной системы;

• Устройство утепленного водоотводного лотка;

• Досыпку насыпи до величины, определяемой расчетом, упрочнение основания для предупреждения осадок (обычно более 5 мм) насыпи на слабом основании, вызывающих перенапряжение в элементах верхнего строения пути;

• Обеспечение нормального водоотвода;

• Берегоукрепление из плит с одной стороны и охлаждающий контрбанкет с другой стороны;

• Берегоукрепление по технологии «Сеткон» и матрацев Рено;

4.1.1. Устройство осушительной системы.

Отсутствие или непригодность водоотводных сооружений способствует застою воды, развитию эрозионных процессов в откосах и основаниях земляного полотна, формированию полос стока и поперечной фильтрации сквозь насыпи.

Отсутствие малых ИССО в логах и пониженных формах рельефа способствует переувлажнению и разуплотнению грунтов земляного полотна, что способствует резким его просадкам и суффозионно-наледнымявлениям. Поэтому мероприятия по стабилизации должны включать комплекс мер по обеспечению водоотвода от земляного полотна и меры, обеспечивающие сохранение температурного режима в грунтах основания.

Учитывая сложные грунтовые условия основания эксплуатируемого деформирующегося участка земляного полотна проектом предусмотрена стабилизация мест осадок, фильтрации грунтовых вод, которые вызывают пучинно-просадочные деформации грунтов при их сезонном промерзании-протаивании, с помощью устройства конструкции водоотводно-осушительной системы.

Для решения поставленной задачи дренажная система на вечномерзлых грунтах содержит верхнюю, нижнюю продольные траншеи, выполненные вдоль земляного полотна железнодорожного пути в пределах осушаемой территории.

В нижней части траншеи устраивается песчаная подготовка, по откосам и дну траншеи укладывается нетканный материал, устанавливается труба и засыпается гравием. Поверх всего застилается СНМ и засыпается песком. Сверху укладывается пенополистерол.

В верхней части устраивается водоотводная канава, которая выполняется после засыпки дренажа глинистым грунтом. Нарезается канава с последующим уплотнением слоя щебня равным 10 мм.

4.1.2 Устройство утепленного водоотводного лотка.

Для отвода поверхностной воды от земляного полотна, устраиваемого в пределах площадки промышленного предприятия, а также при высоком стоянии подземных вод должны предусматриваться лотки с продольным уклоном дна 0,5 - 3 % или трубчатые дрены (трубофильтры) диаметром не менее 150 мм. При среднемесячной температуре наружного воздуха наиболее холодного месяца ниже - 15 °С следует предусматривать утепленные лотки (рис. 4.3)

Рисунок 4.3. Утепленный лоток

При значительном притоке воды и в районах с суровым климатом (при среднемесячной температуре наружного воздуха наиболее холодного месяца ниже минус 15 °C) следует предусматривать утепленные дренажи или лотки. При расположении площадки предприятия на уклоне и наличии подвижных подземных вод в сторону земляного полотна дорог (нарушающих его устойчивость) должны предусматриваться дренажи для перехвата или понижения уровня и отвода подземной воды. Продольный уклон дна дренажей должен быть в пределах 0,5 - 3%. Дренажи следует проектировать с применением трубчатых дрен диаметром не менее 150 мм и устройств для их прочистки.

1. Берегоукрепление по технологии «Сеткон» и матрацев Рено

Сетчатые контейнеры имеют различную форму и объем в зави­симости от специфики работ. Они могут использоваться как одно­кратно, становясь частью конст­рукции, так и многократно – в ка­честве технологической оснастки для производства работ. В полу­чаемых конструкциях за счет спе­циальных связей между сетчатыми контейнерами обеспечивается це­лостность с земляным полотном; армирование слабых оснований; высокая сопротивляемость к рас­тягивающим усилиям, устойчи­вость к сейсмическим воздействиям.

Технология «Сеткон» специально разработана для условий реконструкции действующих дорог, когда необходимо в сжатые сроки выполнить работы в труднодоступных местах при движении поездов и имеет следующие преимущества в сравнении с традиционными технологиями:

• возможность сооружения конструкций из скального грунта в труднодоступных местах – на склонах, болотах, марях, откосах высоких насыпей;

• ликвидацию тяжелого физического труда;

• улучшение качества конструкций;

• повышение уровня культуры производства в путевом хозяйстве.

Для участков земляного полотна проходящих рядом с реками, которые подвергают ЗП размыву, устраивается берегоукрепление. На данный момент есть множество способов берегоукрепления, но на данном участке БАМА местами преобладают крутые берега, в этом случае преобладают берегоукрепления из бетонных плит и сетконов (рис.4.3). Способ берегоукрепления плитами эффективный, но предлагают сложный и трудоёмкий монтаж с привлечением тяжёлой техники и дополнительным привлечением рабочих специалистов для монтажа данной конструкции. Технология «Сеткон» В сравнении с берегоукреплением плитами не требует трудоёмкого монтажа и хороша в использовании на крутых берегах, при этом значительно дешевле и долговечнее берегоукреплений из плит. Так же не требуют привлечения различной, тяжёлой техники и существенно экономит время сооружения конструкции.

Рисунок 4.3. Сетчатые контейнеры («Сеткон»).

Матрацы Рено.

Матрац Рено - разновидность габиона, основным предназначением которого является укрепление берегов и защита склонов от эрозии. представляют собой плоскостные конструкции заводского изготовления малой высоты и большой площади поверхности по ГОСТ Р 52132-2003 и ТУ 1275-001-42873191-2009, выполненные из металлической сетки двойного кручения с шестиугольными ячейками, разделенные на секции при помощи диафрагм устанавливаемых внутри баз матрацев Рено через каждый метр по длине (рис. 4.3). За счёт очень хороших гидравлических характеристик они применяются для укрепления берегов и дна рек, в конструкциях шпор, водосбросов, облицовок. Матрацы Рено с покрытием из ПВХ используются для защиты морских берегов и дна от размыва. Засыпку производят механизированным способом (рис. 4.5), либо укладкой вручную. Конечно же, чаще используют механизированный способ с ручной доработкой.

Рисунок 4.4. Матрац Рено.

Рисунок 4.5. Засыпка матраца Рено.

1. Обоснование выбранных вариантов

Выбранный вариант технологического процесса должен обеспечить выполнение всех требований чертежа и технических условий.

Сравнение вариантов выполняется по следующим критериям:

• потребность в материалах;

• трудоемкость технологического процесса;

• нарушение поверхностного слоя земляного покрова;

• эффективность варианта;

• сметная стоимость;

• продолжительность;

• долговечность;

• экологический показатель;

• надежность.

На участке от КМ 19390+00 до КМ 19397+50 и КМ 19398+80 до КМ 19399+90 наиболее целесообразным принять вариант №2, устройство осушительной системы.

Характеристики

Список файлов ВКР