Admin

Возможные деформации земляного полотна

Земляное полотно будет обеспечивать свое назначение, как основания для верхнего строения пути и подвижного состава, долговременную стабильность (недеформируемость) и надежность (безотказность), если объекты земляного полотна (ОЗП) всегда будут сохранять свою форму и размеры в пределах нормативных значений. Это особенно важно для основной площадки, на которой размещается верхнее строение пути и реализуется движение поездов, к подбалластной и другим зонам, сложенным неоднородными грунтами. Изменения состояний грунтов (по влажности и плотности, зерновому составу и др.) под воздействием поездной нагрузки и природно-климатической среды могут нарушить условия стабильности, привести к деформациям, влияющим на безопасность движения поездов. Поэтому необходим постоянный надзор за состоянием ОЗП и профилактические меры, предупреждающие возможные деформации ОЗП.

Природная среда определяется условиями рельефа, климата, грунтов, гидрогеологии, криологии, сейсмичности и другими факторами и характеризуется температурным режимом воздуха, водным, ветровым, уровенным режимом в реках.

Температурный режим характеризуется величинами абсолютных значений температур (максимальных, минимальных) и колебаний их посезонно в годовом цикле. Температурный режим влияет на изменчивость температуры грунтов, их состояние (талое, мерзлое), на образование деформаций (пучин, осадок, смещений, наледей, термокарста и др.).

Ветровой режим характеризуется скоростями, продолжительностью, направлением, повторяемостью в суточном, годовом циклах. Активные ветры (со скоростями 4,0 м/с и более) приводят к ветровой эрозии земляного полотна, сильные ветры образуют большие волны в водоемах, размывы земляного полотна.

Режим дождевых осадков характеризуется их количеством (суточным, месячным, годовым), продолжительностью и интенсивностью отдельных дождей. Дождевой режим формирует поверхностный сток воды, подземный (грунтовых вод), водноэрозионные, размывные деформации объектов земляного полотна. Впитывающаяся в грунт вода при снеготаянии и дождях избыточно увлажняет глинистые грунты, что приводит к смещениям (сплы-вам, оползням откосов, склонов).

При подъеме уровня воды в реках возможны размывы берегов, подтопление и размывы насыпей. Следует учитывать, что для равнинных рек характерен один паводочный уровень в весенний период года, на горных реках возможны высокие уровни в разные периоды года, что связано с интенсивными атмосферными (ливневыми) осадками, таянием ледников (при активной солнечной радиации).

Под влиянием внешних воздействий проявляется деформатив-ность земляного полотна, это свойство грунтовой конструкции изменять свои геометрические размеры и форму при изменении (нарушении) состояния грунтов под влиянием природной среды и силового воздействия поездов.

Деформации характеризуются таким состоянием объектов земляного полотна, при котором величины изменения их размеров и формы недопустимы по нормативным и проектным значениям. Деформации могут привести к состоянию ограниченной работоспособности железнодорожного пути с предупреждениями о снижении скоростей движения поездов, к аварийным ситуациям с перерывами в движении поездов.

Следует различать дефекты, как нарушения размеров и форм (в пределах допустимых значений), при которых насыпи и выемки могут эксплуатироваться длительный период; деформации упругие и начальные, в пределах допусков, не влияющих на безопасность движения поездов; деформации остаточные избыточные, за пределами допустимых значений, которые приводят к снижению скоростей и перерывам в движении поездов.

Соответственно под деформациями (избыточными) следует понимать изменения размеров и форм основной площадки и других элементов насыпей и выемок, которые недопустимы по нормам содержания земляного полотна, приводят к нарушениям движения поездов и возникают под влиянием природно-климатической среды, изменяющей состояние грунтов, и динамических поездных нагрузок.

Деформации классифицируются обычно по месту их проявления и внешним признакам, более полная — комплексная (системная) классификация с учетом причин и процессов развития деформаций, с выделением классов деформаций: пучины, оседания, смещения, а также загромождения основной площадки, кюветов, выемок, верхнего строения пути.

Пучины — местные неровности (искажения) пути (по рельсовым нитям) в продольном и поперечном профилях, которые больше допустимых по нормам текущего содержания и возникают при морозном пучении.

Морозное пучение проявляется при наличии в подбалластной зоне пучинистых (пылеватых, глинистых) грунтов, избыточном увлажнении пучинистых грунтов, промерзании избыточно увлажненных пучинистых грунтов.


Пучины могут быть в форме пучинных горбов (рис. 4.16), впадин, перепадов, в виде прямых, косых, перекосных, односторонних. Пучины могут быть верховыми, полной зоны промерзания, низовыми при расположении пучинистого грунта в верхней, всей зоне, нижней части зоны промерзания, а также коренными, при увлажнении грунтовыми водами; наледными буграми в условиях вечномерзлых грунтов.

Оседания — понижения уровня основной площадки (насыпей, выемок) с верхним строением пути, основания насыпей. Могут быть под основной площадкой в виде балластных корыт (отдельных углублений под каждой шпалой), балластных лож (продольных для ряда нескольких шпал углублений), в форме мешков, гнезд, заполненных загрязненным балластом (рис. 4.17) и просадок (в том числе с верхним строением пути).


Балластные углубления развиваются при уплотнении глинистого грунта в подшпальном основании, увлажнении его в углублении, разжижении, выдавливании (с образованием выплесков) при движении поездов, выпиранием грунта основной площадки в выемках.

Оседания (осадки) основания (рис. 4.18) и насыпи возможны при слабом заторфованном основании насыпи, при оттаивании деятельного слоя вечномерзлых грунтов (с марями, погребенными льдами). Оседания насыпи могут быть с выпиранием грунтов основания из-под насыпи.

Смещения — деформации изменения положения масс грунта насыпей и выемок под действием силы тяжести при изменении состояния (увлажнении) грунтов.


Смещения могут быть в виде оплывин разжиженного грунта в поверхностных слоях; сплывов откосов (рис. 4.19) при избыточном увлажнении грунтов; в виде солифлюкции — плоских оплывин, языков при оттаивании вечномерзлых грунтов в откосах; в виде оползания откосов насыпей, особенно пойменных насыпей при подтоплении паводковыми водами.


Кроме того, возможны сдвиги насыпей по наклонному основанию и сдвиги насыпей совместно со слабым основанием, поверхностными слоями наклонного склона и выпором основания. Возможны смещения в виде сдвигов насыпей на курумниках (каменных россыпях на склонах). Такие деформации могут создавать угрозу безопасности движения поездов.

Разрушения земляного полотна могут проявиться в выдувании грунта из насыпи (ветровая эрозия), в размывании и вымывании грунта (водная эрозия) с образованием на откосах стройчатых промоин (рис. 4.20); в заоткосных зонах возможно оврагообразова-ние (рис. 4.21) с глубокими размоинами, возможным разрушением насыпей, заиливанием водоотводов и водопропускных труб.

Возможны подмывы, переливы воды (рис. 4.22), разрушения балластной призмы, насыпей в поймах рек паводковыми водами, волновой абразией.


Кроме того, разрушения насыпей возможны в виде расползания на слабых основаниях; на карстовых участках, где грунтовыми водами растворяются горные породы (гипсы, известняки и др.) и вымываются с образованием пустот, на горных (шахтных) выработках. В выемках могут быть провалы грунтов под балластной зоны на карстах, горных выработках, при вытаивании погребенных льдов в вечномерзлых грунтах.

Загромождения пути создают безопасность движению поездам при практически исправном верхнем строении пути, нормативном содержании рельсовой колеи.


Эти процессы могут проявляться в заносах песком, пылью обочин, балластной призмы, наносах в рельсовой колее (рис. 4.23) при ветропесчаных, пыльных бурях; в заиливании водоотводов, в наледеобразованиях на откосах, в кюветах, на балластной призме (с покрытием льдом рельсов, рис. 4.24) при замерзании грунтовых вод (выходящих на поверхность), ключевых, речных.


В откосных зонах скальных выемок возможны вывалы и камнепады (рис. 4.25), осыпи, осовы, обрушения крупнообломочных горных пород с завалами пути (рис. 4.26). Этому способствует интенсивное выветривание горных пород. Возможны оползни глинистых откосов с загромождением грунтовой массой основной площадки выемки.

В нагорных зонах возможны обвалы накопленных выветрелых горных пород в логах, на склонах, лавины каменные, лавины снежные (при метелях и оттепелях).


Возможны оползни склонов, сложенных глинистыми грунтами (рис. 4.27) со смещением больших объемов грунтовых масс и загромождениям пути.

При ливневом увлажнении накопившихся пород выветривания в логах возможны селевые потоки — горные паводки с большим количеством включений валунов, карчей (грязевые, грязекаменные, водокаменные сели).

Проявлению таких процессов способствуют накопление в высокогорных бассейнах логов и на склонах больших масс раздробленных продуктов горного выветривания, крутые склоны, ливневые дожди, смерчи, сейсмичность района.


На все объекты земляного полотна с деформациями в дистанциях пути ведутся документы: паспорт неустойчивого или деформирующегося земляного полотна (форма ПУ-9); книга противодеформационных сооружений земляного полотна (форма ПУ-14), в которых регулярно отражаются результаты осмотров, обследований, наблюдений.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com