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

Текст из файла (страница 3)

Рисунок 1.4 – Искаженная форма основной площадки с просадками разного очертания (2), проектное очертание ее в виде трапеции (1)

Под балластной призмой фактическое состояние основной площадки земляного полотна сказывается скрытым. Уже в первые годы эксплуатации это состояние основной площадки проявлялось неравномерными осадками пути в летнее время и пучинами зимой. Скопление дождевых и талых вод в местах просадок способствовало превращению их в балластные ложа, а иногда балластные мешки. Это стало причиной увеличения количества сплывов грунта откосов насыпей, из-за чего прерывалось движение поездов на несколько часов, а иногда и на несколько суток. В некоторых местах весной происходили резкие просадки пути с выпором разжиженного грунта, что требовало ограничивать скорость. [1].

Деформации земляного полотна, возведённого из глинистых грунтов, в виде пучин, просадок пути и сплывов откосов в настоящее время распространены на тысячах километрах железных дорог России. Большая часть деформаций земляного полотна на тысячах километрах железных дорог связана с глубоким сезонным промерзанием грунтов.

Одной из существенных причин интенсивного развития деформаций следует отметить неправильное проектирование зоны основной площадки земляного полотна. В странах Европы и в Канаде, где зимой имеет место сезонное промерзание грунтов, на насыпях и в выемках, сооружаемых при наличии глинистых грунтов, верхняя часть земляного полотна на глубину примерно 0,8 м и более обязательно отсыпалась дренирующим грунтом (рис. 1.5). Иногда применяли укрепляющие, гидроизолирующие композиции по поверхности основной площадки.

Рисунок 1.5 – Разделительный слой из дренирующего грунта при глинистом грунте насыпи тугопластичной консистенции: 1- дренирующий грунт; 2- глинистый грунт.

Рисунок 1.6 – Мерзлотный процесс в период промерзания грунта насыпи

На строящихся дорогах в СССР ещё в 50-е годы XX века подобная мера предлагалась при возведении насыпей из глинистых грунтов повышенной влажности (тугопластичные). На практике это не всегда выполнялось. К тому же, очевидным было, что грунты глинистые в природном залегании, имеющие, нормальную влажность, приобретали повышенную влажность уже при строительстве. Разрыхленный грунт насыпи за время строительства ее увлажнялся дождевыми осадками, количество которых в Сибири и на Дальнем Востоке в летние месяцы часто превышает 400 мм.

Проблема повышения прочности земляного полотна при высокой грузонапряжённости наших дорог оказалась весьма сложной. Заменить переувлажнённый грунт невозможно. Защитить грунт земляного полотна от дождевых осадков, легко проникающих через балластную призму, задача не простая и весьма дорогая. Например, можно уложить под балластом на глубине не менее 55-60 см плёночное покрытие по специальной технологии при капитальном ремонте пути или его реконструкции гидроизоляционное покрытие. Другие предложения по осушению грунта: электроосушение, термическое осушение (обжиг) не могут решить проблему на тысячах километров из-за технологической сложности и дороговизны.

В настоящее время на дорогах практически не применяются способы, направленные на осушение грунта земляного полотна, если не считать укладку пенопласта, который устраняет пучины и осушает грунт, не пропуская воду вниз. Однако, как и все другие способы, он дорог и выполняется только при капитальном ремонте пути, в «окно».

Ещё в 50-е годы XX века и несколько позже на дорогах, особенно Сибири, на Забайкальской и Дальневосточной дорогах применяли поперечные дренажные прорези, которые хорошо осушали грунт. Прорези копали вручную на глубину до 2-2,5 м и с расстоянием между ними вдоль пути примерно 6 м. Недостаток их - ручная работа в неудобном для работы месте (путь, откосы) и совершенно ненужная их ширина до 1,0 м. Они хорошо стабилизировали откосы от сплыва грунта, однако, если на пути были пучины, то после устройства прорезей зимой путъ становился волнистым – в зоне прорезей пучения грунта не было, а в среднем между прорезями пучение сохранялось. Если прорези были бы устроены чаще, например, через 3 м, то это позволило бы ликвидировать и пучины и сплывы откосов. Прорези, расположенные через 3 м вдоль пути, выполняли бы две роли: обеспечивали быстрый сбор и отвод на откос насыпи выпадающие дождевые осадки и, с другой стороны, постепенно осушали бы грунт между прорезями, делая его не подверженным деформациям.

Учитывая, что прорези должны собирать и отводить малые объёмы воды (дождевой, талой), ширина их должна быть небольшой - до 0,2 м, укладка по дну прорезей труб не требуется. Прорези должны заполняться щебнем фракций 5-25 мм. Для защиты щебня от засорения частицами грунта по стенкам прорезей необходимо укладывать геотекстиль.

На магистралях Сибири в начале 1960-х гг. для укрепления земляного полотна применяли подъемку пути на балласт и шлак, а после 1963 г, стали широко применять асбестовые отходы. Это позволило создать разделительный слой из дренирующих материалов между балластной призмой и поверхностью глинистого грунта толщиной 65 – 80 см. Пучины и осадки пути уменьшились, стабилизировались откосы насыпей. При надежном отводе поверхностных вод со временем на ряде участков земляное полотно стабилизировалось. Но такой способ укрепления можно применять на неэлектрифицированных линиях.

В период до 70-х годов для осушения балластных лож применяли поперечные дренажные прорези в выемках с выпуском воды в продольный подкюветный дренаж, а на насыпях с выпуском на откосы. После этого укреплялось земляное полотно: уменьшались протяжение пути с осадками, количество пучим и высота их горбов. Надо отметить, что прорези делали по 2–3 шт. на длине рельса 12,5 м и глубиной 2,0-2,5 м.[10, 19].

Эффективным методом устранения пучин и просадок пути является подъёмка пути на балласт. Однако, существенным недостатком этого метода является то, что обычно сочетается его применение с капитальным или средний ремонтом пути. К тому же подъёмку пути на балласт нельзя применять на электрифицированных участках. В единичных случаях в целях укрепления (снижение влажности) грунтов применялись:

1) цементация грунтов;

2) битумизация грунтов;

3) электрохимический способ;

4) клинкеризациии (обжиг) глины и тяжёлых суглинков;

5) продувание сильно нагретым воздухом поверхности грунта.

Поперечные прорези являются эффективным способом борьбы с пучинообразованием и сплывами грунта откосов. Однако в связи с тем, что поперечные прорези в середине 20 века выполнялись вручную, этот способ не получил широкого распространения. В настоящее время в зависимости от природы образование пучин назначаются соответствующие способы их ликвидации.

2 Характеристика района строительства

В административном отношении участок реконструкции расположен в Нерюнгринском районе Республики Саха (Якутия), 58 км - 59 км участка перегона ст. Чульбасс – раз. Тенистый железнодорожной линии Беркакит – Томмот – Якутск ОАО «АК «ЖДЯ». Протяженность деформирующегося участка 1,4 км.

Рельеф участка проектирования горно-холмистый. Отметки высот по оси трассы не превышают 680 м. Участок расположен на пологом 3-4⁰ склоне ЮВ экспозиции. Абсолютные высотные отметки поверхности в пределах участка изменяются от 739,37 до 761,58 м (система высот Балтийская), перепад высот составляет 22,21 м.

Район скважины №7 (59км ПК3) отсыпан насыпным грунтом, вскрытая мощность техногенных отложений в скважине составляет 0,5 м, по степени уплотнения под собственным весом грунт слежавшийся, однородный по составу, представлен глыбовым грунтом с песчаным коричневым заполнителем до 5-10%. Грунт образован в результате отсыпки железнодорожного полотна на данной территории, давность отсыпки более 5 лет, процессы уплотнения и самоуплотнения завершены.

Обломочный материал представлен песчаником мелкокристаллическим прочным и средней прочности. Элювиально-делювиальные отложения (ed Q_III-IV) имеют широкое распространение по площади, вскрыты под почвенно-растительным слоем и насыпным грунтом с глубины 0,1-0,5 м, мощность отложений изменяется от 1,5 до 2,2 м. По составу это щебенистый грунт с супесчаным светло-коричневым заполнителем 31% и супесь пылеватая темно-коричневая. Обломочный материал представлен песчаником мелкокристаллическим, серым и серо-коричневым, средней прочности.

Естественный рельеф сохранен в районе скважины № 8 (58км ПК2+47), покров мохово-травяной, мощность отложений 0,1 м., микрорельеф бугристый.

Нижнеюрские отложения дурайской свиты (J₂ dr) представлены песчаниками прочными, мелкокристаллическими, разборными. Отложения на площадке вскрыты повсеместно с глубины 2,0-2,3 м, вскрытой мощностью 1,7-2,0 м.

На момент изысканий на площадке грунтовые воды встречены в скважине № 7 на глубине 1,62 м, воды безнапорные, приурочены к элювиально-делювиальным отложениям.

Водовмещающими грунтами являются элювиально-делювиальные отложения.

Питание грунтовых вод происходит в основном за счёт инфильтрации атмосферных осадков и оттаивания сезонно мёрзлых грунтов. Разгрузка - в места понижения рельефа, в выемки и котлованы. Водоупором для данных вод являются слаботрещиноватые скальные грунты.

В геокриологическом отношении площадка расположена в зоне островного развития вечномерзлых грунтов. На период изысканий (октябрь) грунты слоя сезонного оттаивания-промерзания до глубины 4,0 м находились в талом состоянии, глинистые грунты пластичные.

Сейсмичность района изысканий согласно СП 14.13330.2011 (СНиП II-7-81*, 2000) (учитывая ответственность сооружений) составляет: для объектов массового строительства (карта ОСР-97 А) - 8 баллов, для объектов повышенной ответственности (карта ОСР-97 В) - 8 баллов и для особо ответственных объектов (карта ОСР-97 С) – 10 баллов.

Климат района резко континентальный. Вся территория характеризуется отрицательной среднегодовой температурой. Среднегодовое количество осадков составляет 380-689 мм, причем около 80% их выпадает в летние месяцы.

Устойчивый снежный покров лежит с середины октября до конца апреля – середины мая. Наибольшая высота его от 50-60 см – на открытых пространствах, до 60-75 см - в лесу, и до 1,5-2,0 м – в пониженных формах рельефа.

Средняя глубина сезонного промерзания грунтов составляет 4,0 м – на водораздельных пространствах и 1,5 м – по долинам рек и ручьев. Температура почвы на глубине 0,8 м колеблется от минус 0,4^о до минус 9,5^о – в зимние месяцы; от плюс 2,1^о до плюс 11,8^о – в летние.

Район характеризуется островным распространением вечномерзлых грунтов.

В пределах рассматриваемой площадки проектируемого строительства из числа современных экзогенных геологических процессов, отрицательно влияющих на строительство, отмечено морозное пучение грунтов и высокая сейсмичность района.

Группы грунтов по трудности разработки, согласно ГЭСН 2001-01 Сборник 1 «Земляные работы» указаны в таблице 2.1.

Таблица 2.1- Группы грунтов по трудности разработки, согласно ГЭСН 2001-01

3 Характеристика объекта строительства

Участок капитального ремонта пути расположен в республике Саха Якутия. Участок однопутный, не электрифицированный.

Существующий профиль представляет собой ломаную линию с попикетно изменяющимися уклонами. Максимальный уклон на участке – 77‰ . Максимальная разность уклонов – 54‰.

План линии представлен прямыми и кривыми участками пути.

На участке строительства ПДМ лежат рельсы типа Р-50 длиной 25м. Тип рельсового скрепления – смешанный. Шпалы деревянные. Путь закреплен от угона пружинными противоугонами. Балласт щебеночный. Толщина щебеночного балласта под шпалой согласно заключению к инженерно-геологическим изысканиям, проведенным ДВГУПС, составляет от 25 до 60 см.

Общее направление трассы между начальным и конечным пунктами – северное.

Начало проектируемого участка работ ПК570, конец –ПК590+30 эксплуатационного пикетажа железнодорожной линии Беркакит – Томмот-Якутск.

Характеристики

Список файлов ВКР