Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Железнодорожный путь и путевое хозяйство Минимаркер Поперечные профили земляного полотна

Поперечные профили земляного полотна

Страница 4 из 11

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

Поверхность земляного полотна, на которую укладывают верхнее строение, называется основной площадкой. Линии пересечения основной площадки с откосами называются бровками земляного полотна. Расстояние между бровками представляет собой ширину основной площадки. Боковые части основной площадки, не прикрытые балластом, называются обочинами.

В зависимости от положения основной площадки относительно поверхности земли различают следующие поперечные профили земляного полотна:

  • насыпь (рис. 1, а) – основная площадка расположена выше земной поверхности;
  • выемка (рис. 1, б) – основная площадка земляного полотна ниже поверхности земли;
  • полунасыпь (рис. 1, в) и полувыемка (рис. 1, г) – основная площадка с одной стороны совпадает с земной поверхностью, а с другой выше или ниже ее;
  • полунасыпь-полувыемка (рис. 1, д) – основная площадка с одной стороны выше, а с другой ниже поверхности земли;
  • нулевое место (рис. 1, е) – основная площадка расположена на уровне земной поверхности.

Поперечные профили земляного полотна

Рис. 1 – Поперечные профили земляного полотна: а – насыпь; б – выемка; в – полунасыпь; г – полувыемка; д – полунасыпь-полувыемка; е – нулевое место

Наиболее распространены на железных дорогах насыпи и выемки. Нулевые места, которые хотя и неизбежны при переходе из выемки в насыпь, при проектировании продольного профиля не допускаются и заменяются насыпями высотой не менее толщины снегового покрова, но не менее 0,6 м, так как путь на нулевых местах легко заносится снегом.

Крутизна наклонов боковых поверхностей – откосов выемок и насыпей – зависит от их высоты или глубины и свойств грунта. Чем прочнее грунт, тем круче могут быть откосы. Крутизна откоса измеряется тангенсом угла α наклона откоса к горизонту, то есть равна отношению вертикальной проекции h откоса (рис. 2) к его горизонтальной проекции а (заложению) tg α = h/a. Крутизну откоса обычно характеризуют отношением единицы к числу m, выражающему кратность заложения откоса к его высоте, например 1:1,5.

Схема для определения крутизны откосов

Рис. 2 – Схема для определения крутизны откосов

Поперечные профили земляного полотна делят на типовые и индивидуальные. Типовые в свою очередь подразделяются на нормальные и специальные.

Типовые нормальные поперечные профили – это такие профили, которые применяются повсеместно при сооружении земляного полотна из обычных грунтов, в обычных условиях и проверены многолетним опытом их эксплуатации.

Типовые специальные профили применяются при наличии некоторых особенностей местных условий, но встречающихся сравнительно часто, например, при сооружении земляного полотна на вечной мерзлоте, в горных районах.

Индивидуальные поперечные профили с обоснованием принятого решения технико-экономическими расчетами проектируются в следующих случаях:

  • при высоте насыпей и глубине выемок свыше 12 м;
  • на крутых или неустойчивых косогорах;
  • при устройстве выемок в переувлажненных грунтах;
  • на болотах;
  • при разработке выемок способами взрыва на выброс;
  • при возведении насыпей способом гидромеханизации и при прочих неблагоприятных условиях.

Поперечные профили земляного полотна характеризуются шириной и формой основной площадки, крутизной откосов, расположением водоотводных устройств, высотой насыпей и глубиной выемок, поперечным профилем земной поверхности в месте устройства земляного полотна.

Поперечные профили насыпей

В обычных условиях насыпи сооружают согласно типовым поперечным профилям. Для отсыпки насыпей (рис. 3) обычно используют грунты из ближайших выемок или из резервов, представляющих собой котлованы, закладываемые на расстоянии не менее 3 м от одной или обеих сторон сооружаемой насыпи. Иногда грунты привозят из карьеров.

Поперечные профили насыпей характеризуются крутизной откосов, размерами резервов, берм и водоотводных канав.

Полоса земли под насыпью является ее основанием. Крутизна откосов насыпей назначается от рода грунта, геологических, гидрологических и климатических условий. Откосы насыпей могут быть однообразной крутизны и ломаной формы с переменной крутизной. Типовые поперечные профили насыпей из крупного и средней крупности песка, гравия, гальки, щебенистых и других слабовыветривающихся грунтов при высоте до 12 м в верхней части должны иметь откосы 1:1,5, а в нижней при высоте более 6 м – 1:1,75. Линия сопряжения откоса с основной площадкой называется бровкой земляного полотна, а с основанием – подошвой откоса.

Типовые поперечные профили насыпей

Рис. 3 – Типовые поперечные профили насыпей: а – с резервами; б – с продольными водоотводными канавами

По обеим сторонам насыпи устраивают бермы – полосы, спланированные с уклоном в сторону от пути. Назначение берм – не допускать проникновения воды к основанию насыпи и его подмыва или переувлажнения.

За бермами находятся резервы (рис. 3, а), а при использовании привозного грунта – водоотводные канавы (рис. 3, б), которые собирают поверхностные воды и отводят их в пониженные места (обычно к ближайшим искусственным сооружениям). Дну резервов и водоотводных канав стремятся придать продольный уклон не менее 3‰, так как в противном случае они заиливаются и это требует частой их очистки. При поперечном уклоне местности круче 40‰ резервы и водоотводные канавы устраиваются только с одной (верховой) стороны насыпи. В резервах шириной более 10 м дно в поперечном направлении делают двухскатным, а при меньшей ширине – односкатным в сторону от насыпи. Резервы не закладывают в пределах раздельных пунктов с путевым развитием, а также в местах расположения переездов и путевых зданий. Ширина дна и глубина водоотводных канав должна быть не менее 0,6 м, а откосы – не круче 1:1,5. Размеры канав определяют гидравлическими расчетами. Берма должна возвышаться над максимальным уровнем воды в канаве не менее чем на 0,2 м.

При сооружении насыпи на косогоре крутизной от 1:5 до 1:3 для повышения устойчивости в основании устраивают уступы (рис. 4). Аналогично уширяют насыпь при постройке второго пути (рис. 5).

Насыпь на косогоре

Рис. 4 – Насыпь на косогоре

Уширение насыпи при постройке второго пути

Рис. 5 – Уширение насыпи при постройке второго пути

По индивидуальным проектам сооружают насыпи:

  • высотой более 12 м;
  • на косогорах, круче 1:3, а также на оползневых и неустойчивых косогорах, независимо от крутизны склона;
  • при слабых и мокрых грунтах в основании, а также при наличии в основании выходов ключей;
  • на болотах глубиной более 3–4 м, а также если уклон их дна круче 1:10 – 1:20;
  • при пересечении пойм рек, староречий, озер, заливов морей, оврагов, крутых балок;
  • в районах распространения карста, обвалов, осыпей, снежных лавин, волновых воздействий и в прочих неблагоприятных условиях;
  • фильтрующие и возводимые средствами гидромеханизации.

Поперечные профили выемок

Поперечные профили выемок характеризуются крутизной откосов, размерами кюветов, кавальеров, банкетов, забанкетных и нагорных канав.

Крутизну откосов выемок назначают по расчету в зависимости от физико-механических свойств грунта, геологических и гидрогеологических условий, а также от глубины выемки.

Основные конструктивные элементы выемок показаны на (рис. 6). По обе стороны от основной площадки земляного полотна у основания откосов выемки прорывают небольшие сточные продольные канавы трапецеидального сечения (5), называемые кюветами, для отвода поверхностной воды с пути и откосов. Кюветы проектируют с продольным уклоном дна, равным уклону земляного полотна, но не менее 0,002. Глубину кюветов, как правило, принимают равной 0,6 м, а ширину по дну – 0,4 м.

Грунт из выемки, не использованный для насыпей, отсыпают за откосом в виде призмы (2), называемой кавальером. Ребро (6), образуемое пересечением основной площадки земляного полотна с откосом насыпи или кювета, а также откоса выемки с земной поверхностью, называют бровкой. Если площадка между бровкой выемки и кавальером имеет склон в сторону пути, то для предотвращения стекания воды на откос на этой площадке устраивают небольшую присыпку (4), называемую банкетом, а за ним прокладывают забанкетную канаву (3). Крутизна откосов кавальеров и банкетов не круче 1:1,5.

Типовой поперечный профиль выемки

Рис. 6 – Типовой поперечный профиль выемки глубиной до 12 м с кавальерами при поперечном уклоне местности не круче 1:3

С нагорной стороны за кавальером прорывают нагорную канаву (1) для сбора воды с прилегающей местности и отвода ее в сторону от пути. Сечение нагорных канав, так же как и водоотводных у подошвы насыпей, зависит от расхода воды – ее количества в м3, протекающего через сечение канавы в единицу времени (1 с). Бровка должна превышать максимальный уровень воды в канаве не менее чем на 0,2 м. Продольный уклон нагорной канавы не менее 3‰. Расстояние от подошвы полевого откоса кавальера до нагорной канавы принимают от 1 до 5 м в зависимости от снегозаносимости и свойств грунта, крутизну откосов 1:1,5 – для выемок, сооружаемых в супесях, суглинках, тощих, жирных и пылеватых глинах; в засушливом климате Средней Азии и Казахстана допускается крутизна откоса выемок в лёссах в пределах от 1:0,5 до 1:0,1, в легковыветривающихся скальных породах – от 1:0,5 до 1:1,5.

В местах, заносимых мелким подвижным песком, где во всякое время года грунт полностью впитывает атмосферные воды, земляное полотно в выемках глубиной до 2 м (рис. 7) устраивают без сливной призмы и без кюветов, с пологими откосами (расстояние от оси пути до бровки выемки не менее 10 м), на которых могут отлагаться передвижные пески. Такие выемки называются раскрытыми.

Поперечный профиль выемки глубиной до 2 м

Рис. 7 – Поперечный профиль выемки глубиной до 2 метров

По индивидуальным проектам сооружают выемки:

  • глубиной более 12 м;
  • на косогорах круче 1:3, на неустойчивых косогорах и оползневых участках, независимо от крутизны склонов;
  • в мокрых грунтах;
  • вскрывающие водоносные горизонты при наклонном залегании пластов горных пород, прорезаемых выемкой, с уклоном их круче 1:3 в сторону полотна;
  • в районах обвалов горных пород и осыпей их мелких обломков, снежных лавин, бурных горных потоков, несущих в большом количестве камень, гальку, грязь (селевые потоки), оврагов, карста и при прочих неблагоприятных инженерно-геологических условиях;
  • разрабатываемые с применением массовых взрывов или способом гидромеханизации.

Поперечные профили земляного полотна на станциях

На раздельных пунктах, кроме главных путей, укладывают станционные, число которых может быть большим, в связи с чем поперечные профили земляного полотна на них существенно отличаются от поперечных профилей на перегонах.

Земляное полотно на станциях, разъездах, обгонных пунктах проектируют на основе топографических и инженерно-геологических изысканий, учитывая метеорологические особенности района. Особое внимание при этом обращают на степень заносимости путей снегом или подвижным песком (силы и направления ветров по отношению к продольной оси станции, продольный профиль земляного полотна, число путей, наличие сооружений и другое). Станционные площадки стремятся размещать на прямой в направлении господствующих метелеобразующих ветров или близком к нему насыпями расчетной высоты; на участках распространения подвижных песков высота насыпи должна быть более 0,9 м. Располагать станционные площадки в выемках (и особенно в выемках на кривых) крайне нежелательно. Если же избежать этого невозможно, то предусматривают надежные снегозащитные устройства. Выбирая место расположения станционной площадки, необходимо всемерно использовать для ее ограждения от снежных, песчаных и земляных заносов естественные условия (лесные массивы, рельеф местности), а также предусмотреть механизированные средства снегоочистки путей и стрелочных переводов.

Ширина земляного полотна на раздельных пунктах определяется проектом в зависимости от числа путей и расстояний между смежными путями. Расстояние от крайнего станционного пути до бровки основной площадки земляного полотна принимают равным не менее половины ширины основной площадки на однопутном участке, а на стрелочных улицах и вытяжных путях не менее 3,25 м.

Поперечное очертание верха земляного полотна на раздельных пунктах в зависимости от числа путей, типа станций, рода грунта и климатических условий принимают (рис. 8): для разъездов, обгонных пунктов и промежуточных станций обычно односкатным, больших парков станционных путей – двускатным, а крупных станций, где требуется развитая система водосборно-водоотводных устройств, – пилообразным.

Поперечные профили земляного полотна станционных площадок

Рис. 8 – Поперечные профили земляного полотна станционных площадок: а – двускатный; б – пилообразный; в – двускатный при устройстве пассажирских платформ на промежуточной станции

Особое внимание при проектировании новых и переустройстве существующих станций, разъездов и обгонных пунктов обращают на надежный отвод воды с поверхности пути у централизованных стрелок, оборудованных электроприводами, вагонных замедлителей и всех устройств (расположенных на уровне и ниже поверхности земли), связанных с сигнализацией, автоматической блокировкой. Для этого в пределах станционной площадки проектируют поперечный и продольный водоотводы. Поперечный поверхностный водоотвод от балластной призмы обеспечивают, придавая земляному полотну и поверхности балласта поперечный уклон в направлении к кюветам, канавам, дренажу или лоткам продольного водоотвода. В качестве продольного водоотвода, как правило, предусматривают канавы и лотки, закрытые в междупутьях, в местах перехода людей, а также на территориях депо и мастерских. Для приема, отвода и очистки бытовых и производственных вод на крупных станциях устраивают подземную канализацию. Систему водоотводов выбирают на основании гидравлических и технико-экономических расчетов.

Отдельные пути и парки путей допускается располагать в разных уровнях на общем или раздельном земляном полотне (рис. 9). Если разница в высоте бровок соседних путей превышает толщину балластного слоя, то в таком междупутье предусматривают продольную водоотводную канаву или лоток. Снегозаносимые пути и парки путей желательно располагать в одном уровне, а горловины парков и станций – на насыпи.

Детали профиля смежных путей

Рис. 9 – Детали профиля смежных путей: а – разность отметок бровок земляного полотна меньше толщины балластного слоя hб; бh > hб; в – междупутье недостаточно для устройства водоотводной канавы


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика