Антонов ПЗХА (1230713), страница 6
Текст из файла (страница 6)
-при создании открытыми канавами неудобств для населения и нарушении благоустройства территории;
-повсеместно на основных площадках раздельных пунктов (продольные и поперечные лотки).
Рисунок 4. Крепление канав:
а) - армированными лотками-желобами; 6) - железобетонными лотками-полтрубами; 1 - тощий бетон; 2 - песчаная подготовка толщиной 5 см; 3 - лоток-желоб; 4 - втрамбованный щебень толщиной 5—6 см; 5 - засыпка местным суглинком с уплотнением; 6 - железобетонный лоток; 7 – песчаная подготовка.
Двухступенчатая дренажная система на вечномерзлых грунтах
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, перечисленных выше, с помощью устройства новой конструкции водоотводно-дренажной системы. Конструкция двухступенчатой водоотводно-дренажной системы была разработана ДВГУПС ранее для стабилизации подобных участков и подана заявка на изобретение.
Для осушения ЗП используют различные водоотводные сооружения, но по условиям увлажнения наиболее приемлемой является конструкция закрытого горизонтального утепленного дренажа. Рисунок и описание конструкции приведены ниже. Конструкция позволяет улучшить технологию разработки траншеи дренажа. За счет глубины можно увеличить продольный уклон, а наличие тепловой изоляции позволит осушать территорию около земляного полотна в поздний осенний период, от подземных вод.
Для решения поставленной задачи дренажная система на вечномерзлых грунтах содержит верхнюю, нижнюю продольные траншеи, выполненные вдоль земляного полотна железнодорожного пути в пределах осушаемой территории, заполненные крупнопористым фракционным дренирующим материалом и водонепроницаемый экран, причем верхняя продольная траншея расположена непосредственно за нижней продольной траншеей выше по склону нагорной части рельефа с образованием единой ступенчатой траншеи, водонепроницаемый экран уложен на боковую ступенчатую грань единой траншеи, поверх которого по всему ее периметру уложен армирующий экран, крупнопористый дренирующий материал верхней продольной траншеи обернут армирующим экраном с образованием дрены. В качестве водонепроницаемого экрана выбран водонепроницаемый геосинтетический материал, в качестве армирующего экрана выбран синтетический нетканый материал.
Нижняя продольная траншея выполнена выше глубины слоя сезонного промерзания, а верхняя продольная траншея выполнена вслое сезонного промерзания и в уровне ступени единой ступенчатой траншеи перекрыта теплоизоляционным экраном, над которым до уровня рельефа уложен водонепроницаемый слой, образующий боковую стенку верхней дренажной траншеи.
На рисунке представлено поперечное сечение дренажной системы на вечномерзлых грунтах, иллюстрирующее работоспособность и «промышленную применимость» заявляемого устройства.
Рис 2.1 Сечение насыпи с двухступенчатой дренажной системой.
Рис 2.2 Двухступенчатая дренажная система на вечномерзлых грунтах.
Дренажная система на вечномерзлых грунтах содержит выполненные как одно целое верхнюю 1 и нижнюю 2 продольные траншеи, водонепроницаемый 3, армирующий 4 и теплоизоляционный 5 экраны и водонепроницаемый слой 6.
Верхняя продольная дренажная траншея 1 выполнена на склоне нагорной части рельефа 7 вдоль земляного полотна железнодорожного пути 8 в пределах осушаемой территории 9 ниже слоя сезонного промерзания 10.
Нижняя продольная дренажная траншея 2 выполнена вплотную с верхней продольной дренажной траншеей 1 в слое сезонного промерзания-оттаивания 10, контактируя в вечномерзлыми грунтами 11.
Верхняя и нижняя продольные дренажные траншеи 1, 2 контактируют по всей длине дренажной системы, образуя единую ступенчатую траншею 12.
На боковую ступенчатую грань траншеи 13 уложен водонепроницаемый экран 3 из водонепроницаемого геосинтетического материала, например геоспана.
При этом водонепроницаемый экран 3 контактирует с грунтом откоса со стороны земляного полотна 8 и дна нижней продольные траншеи 2, а также с грунтом откоса верхней продольной дренажной траншеи 1 со стороны земляного полотна 8.
По всему периметру единой ступенчатой траншеи 12 поверх водонепроницаемого экрана 3 уложен армирующий экран 4 из синтетического нетканого материала, например, канвалана.
Верхняя траншея 1 в нижней части заполнена фракционным дренирующим материалом, который уложен на синтетический нетканый материал 4 и обернут им с образованием дрены 14.
Верхняя продольная траншея 1 в уровне ступени единой ступенчатой траншеи 12, являющейся дном нижней продольной траншеи 2, перекрыта теплоизоляционным экраном 5 в уровне ступени 15, например из пенополистирола, и в уровне рельефа 7, выше теплоизоляционного экрана 5, заполнена водонепроницаемым слоем 6, например глинистым грунтом, образующим боковую стенку верхней продольной дренажной траншеи 2.
Верхняя продольная дренажная траншея 2 заполнена фракционным дренирующим материалом, например щебнем.
Дренажная система на вечномерзлых грунтах работает следующим образом.
В летний период поверхностная вода, находящаяся в нижней продольной дренажной траншее 2, и надмерзлотная грунтовая вода, находящаяся в верхней продольной дренажной траншее 1, стекает на осушаемую территорию 9 с повышенной нагорной части рельефа 7. Водонепроницаемый экран 3 препятствует проникновению этих вод на осушаемую территорию. Воды перехватываются нижней и верхней продольными дренажными траншеями 1, 2 и отводятся за пределы осушаемой территории 9, не переувлажняя грунты слоя сезонного промерзания 10 и вечномерзлые грунты 11.
Воды в траншеях 1 и 2 смачивают, находящийся в них армирующий экран 4, который благодаря капиллярным свойствам геосинтетического нетканого материала постоянно находится во влажном состоянии. В летний и зимний период из-за разницы температур грунтов в верхней и нижней траншеях 1 и 2 происходит испарение влаги с поверхности армирующего экрана 4. Испарение влаги приводит к снижению температуры грунтов слоя сезонного промерзания 10 под нижней дренажной траншеей 2 и нижней траншеей 1.
Кроме того, в нижней траншее 2 в крупнопористых грунтах дрены 14 между ними и грунтами слоя сезонного промерзания 10, а также вечномерзлыми грунтами 11 происходит конвективный теплообмен. Наличие конвективного теплообмена приводит к изменению температуры крупнопористых грунтов дрены 14 синхронно с естественным изменением температуры грунтов слоя сезонного промерзания 10. Причем создаваемый температурный режим в грунтах дрены 14 сохраняется теплоизоляционным слоем 5, гидроизоляционным слоем 3 и геосинтетическим материалом 4.
Обеспечение одинаковой температуры в грунтах дрены 14 и в грунтах слоя сезонного промерзания 10 приводит к сохранению термодинамического равновесия в грунтах слоя сезонного промерзания 10 в радиусе действия дренажной системы 12.
Термодинамическое равновесие в грунтах в радиусе действия дренажной системы 12, расположенных в нагорной части рельефа (склона) 7 и в пределах осушаемой территории 9, приводит к стабильному состоянию этих грунтов без переувлажнения и нарушения их структуры.
В результате грунты дрены 14 и грунты слоя сезонного промерзания 10 работают как одно целое, что способствует сохранению целостности этих грунтов в течение длительного времени. Выветривание грунтов слоя сезонного промерзания 10 и вечномерзлых грунтов 11 происходит естественным образом и проявляется через срок в несколько десятков лет, который сопоставим со сроком этапного перевооружения железной дороги.
4 Анализ состояния земляного полотна с помощью динамики изменений топографических, инженерно-геологических, мерзлотно-грунтовых и гидрогеологических условий на участке проектирования
4.1 Выбор вариантов проектных решений
Для усиления земляного полотна предусматриваем следующие мероприятия:
-
Устройство дренажных траншей, глубиной до 2,0 м, со скальной «обоймой»;
-
Устройства водоотжимной бермы с укрепляющей композицией.
-
Отсыпку скальной обоймы , из скального грунта;
-
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;
-
Устройство двухступенчатой дренажно-водоотводной системы.
4.1.1 - Устройства водоотжимной бермы
Проектные решения по строительству земляного полотна на вечно- мерзлых грунтах для 1-го (с сохранением мерзлоты) и 2-го (с протаива- нием мерзлоты) принципов строительства, а также конструкции для ста- билизации земляного полотна в условиях эксплуатации подробно пред- ставлены в учебном пособии [6].
В условиях нового строительства наиболее эффективны насыпи из скального грунта или комбинированные, предложенные ДВГУПС (нижняя часть из скального грунта, а верхняя – из грунтов местных карьеров).
На термокарстовых и сильнообводненных участках наиболее эффек- тивен способ стабилизации насыпей путем устройства широких водоот- жимных берм для засыпки озер и отвода воды в соседние искусствен- ные сооружения или в устраиваемые фильтрующие прорези.
Как отмечено выше, одним из определяющих критериев стабильности основания является возможность обеспечения водоотвода. Из всех пред- ложенных водоотводных сооружений в условиях малообеспеченного стока на маревых участках наиболее эффективной является конструкция канавы Тындинской мерзлотной станции. Разрабатывается канава, которая засы- пается скальным грунтом, а после ее осадки делается повторная расчист- ка и профилирование. Способ технологичен и успешно используется, в том числе, в рабочих проектах ДВГУПС.
4.1.2 Скальная «обойма»
Для перехвата и отвода грунтовых вод от земляного полотна или понижения их уровня предусматриваются специальные дренажные устройства – скальная «обойма» (рис. 4.2). Скальная «обойма» представляет собой дренажную траншею с продольным уклоном, обеспечивающим сток воды. В дренажную траншею укладывается геосинтетический материал и засыпается дренирующим, сортированным, скальным грунтом. Затем грунт закрывается выпущенными краями геосинтетика, тем самым создается дрена. Откосы насыпи досыпаются скальным грунтом думпкарными вертушками с железнодорожного пути.
Рисунок 4.2 – Скальная «обойма»
4.1.3 Двухступенчатая дренажно-водоотводная система
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, перечисленных выше, с помощью устройства новой конструкции водоотводно-дренажной системы (рис. 4.3, 4.4). Конструкция двухступенчатой водоотводно-дренажной системы была разработана ДВГУПС ранее для стабилизации подобных участков и подана заявка на изобретение.
Для осушения земляного полотна используют различные водоотводные сооружения, но по условиям увлажнения наиболее приемлемой является конструкция закрытого горизонтального утепленного дренажа. Рисунок и описание конструкции приведены ниже. Конструкция позволяет улучшить технологию разработки траншеи дренажа. За счет глубины можно увеличить продольный уклон, а наличие тепловой изоляции позволит осушать территорию около земляного полотна в поздний осенний период, от подземных вод.
Для решения поставленной задачи дренажная система на вечномерзлых грунтах содержит верхнюю, нижнюю продольные траншеи, выполненные вдоль земляного полотна железнодорожного пути в пределах осушаемой территории, заполненные крупнопористым фракционным дренирующим материалом и водонепроницаемый экран, причем верхняя продольная траншея расположена непосредственно за нижней продольной траншеей выше по склону нагорной части рельефа с образованием единой ступенчатой траншеи, водонепроницаемый экран уложен на боковую ступенчатую грань единой траншеи, поверх которого, по всему ее периметру уложен армирующий экран, крупнопористый дренирующий материал верхней продольной траншеи обернут армирующим экраном с образованием дрены. В качестве водонепроницаемого экрана выбран водонепроницаемый геосинтетический материал, в качестве армирующего экрана выбран синтетический нетканый материал.
Нижняя продольная траншея выполнена выше глубины слоя сезонного промерзания, а верхняя продольная траншея выполнена в слое сезонного промерзания и в уровне ступени единой ступенчатой траншеи перекрыта теплоизоляционным экраном, над которым до уровня рельефа уложен водонепроницаемый слой, образующий боковую стенку верхней дренажной траншеи.
На рисунке представлено поперечное сечение дренажной системы на вечномерзлых грунтах, иллюстрирующее работоспособность и «промышленную применимость» заявляемого устройства.
Рисунок 4.3 – Двухступенчатая дренажная система на вечномерзлых грунтах
Рисунок 4.1.4 – Поперечный разрез двухступенчатой дренажно-водоотводной системы
Дренажная система на вечномерзлых грунтах содержит выполненные как одно целое верхнюю 1 и нижнюю 2 продольные траншеи, водонепроницаемый 3, армирующий 4 и теплоизоляционный 5 экраны и водонепроницаемый слой 6.
Верхняя продольная дренажная траншея 1 выполнена на склоне нагорной части рельефа 7 вдоль земляного полотна железнодорожного пути 8 в пределах осушаемой территории 9 ниже слоя сезонного промерзания 10.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
