9.1 Земляное полотно
Земляное полотно представляет собою долговременное (расчетный срок службы 500 лет) сооружение из грунтов (песок, глина, скальные, торф, заторфованные, сапропели), на которых размещается верхнее строение пути и которые воспринимают статические нагрузки от верхнего строения пути и динамические нагрузки от подвижного состава. Земляное полотно предназначено также для выравнивания земной поверхности в пределах железнодорожной трассы и придания пути необходимого плана и профиля. Трассой железнодорожной линии называют ось железнодорожного пути на уровне бровок основания площадки земляного полотна; проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом линии, а проекция трассы на вертикальную плоскость трассы — продольным профилем. Элементами плана линии являются прямые, сопряженные с криволинейными участками через переходные кривые. Поперечным профилем (разрезом) земляного полотна называется поперечный разрез его вертикальной плоскостью, перпендикулярной оси земляного полотна. Этот профиль определяет ширину земляного полотна наверху, крутизну откосов, расположение водотводных устройств и др. Земляное полотно может располагаться в выемке или на насыпи (рис. 9.2).
Применяются следующие типы конструкций земляного полотна: насыпи (рис. 9.3, а), выемки (рис. 9.3, б), нулевые места (рис. 9.3, в), полунасыпи (рис. 9.3, г), полувыемки (рис. 9.3, д), полунасыпи — полувыемки (рис. 9.3, е). В поперечном профиле земляного полотна различают основную площадку 1, собственно земляное полотно 2 и основание 3. На основную площадку земляного полотна укладывается верхнее строение пути; ее очертание должно исключать застой воды и обеспечивать возможность укладки верхнего строения пути без повреждения земляного полотна.
На однопутных линиях основная площадка земляного полотна имеет форму трапеции со средним элементом шириною 2,3 м, поднятым над уровнем бровки земляного полотна на 0,15 м. На двухпутных линиях основная площадка имеет форму треугольника, вершина которого выше уровня бровки земляного полотна на 0,2 м. Части земляного полотна, не закрытые верхним строением пути, называются обочинами.
Ширина земляного полотна поверху на прямых участках пути должна соответствовать верхнему строению пути и быть не менее 5,5 м на однопутных линиях и не менее 9,6 м на двухпутных линиях, а в скальных и дренирующих грунтах не менее 5,0 и 9,1 м соответственно на однопутных и двухпутных линиях. На кривых участках пути земляное полотно уширяется с внешней стороны кривой на 0,1—0,5 м в зависимости от величины радиуса кривой и категорий линий (I, II, III, IV, V). На двухпутных участках пути основная площадка земляного полотна в кривых еще уширяется за счет увеличения ширины междупутья. На станциях основную площадку земляного полотна делают значительно шире в зависимости от развития станции, условий работы на ней, необходимости установки в междупутьях различных устройств (опор связи и контактной сети, стрелочных постов и др.). Поверхность основной площадки земляного полотна имеет односторонний или двухсторонний уклон для стока воды.
Высота насыпи или глубина выемки обычно бывают от 1—2 до 20—30 м. При необходимости иметь большие рабочие отметки продольного профиля пути насыпи заменяются виадуками, а выемки — тоннелями. Земляное полотно сооружается по типовым или индивидуальным проектам. Первые для участков с простым инженерно-геологическими условиями и топографическими условиями без обоснования предварительными инженерными расчетами; вторые — для устройства земляного полотна в сложных природных условиях с проведением детальных инженерно-геологических изысканий и определением физико-механических и прочностных свойств грунтов для земляного полотна.
Индивидуальные проекты, в частности, составляются при возведении насыпей выше 12 м и выемок глубже 12 м; при возведении насыпей высотою меньше 12 м, расположенных на крутых неустойчивых косогорах, на болотах, в районах вечной мерзлоты, в подтапливаемых или подверженных размыву местах трассы железнодорожного пути.
Конструкция земляного полотна в зоне основной площадки для всех видов глинистых грунтов, кроме супеси, усиливается защитным слоем из дренирующего грунта в комбинации с геотекстилем или без него. Это необходимо для предотвращения мерзлотного пучения грунтов и образования деформаций основной площадки земляного полотна.
На устойчивость земляного полотна большое влияние оказывают атмосферные и грунтовые воды, так как грунт во влажном состоянии имеет меньшее сопротивление сдвигу, чем в сухом, и несущая способность его уменьшается. Кроме того, насыщение земляного полотна водой может привести к деформации основной площадки, выплескам, образованию балластных корыт (углубления на основной площадке под шпалами), пучин (местные поднятия грунта при замерзании воды в балластном слое и в теле земляного полотна), оползней (смещение земляных масс основания и откосов земляного полотна). Дня отведения атмосферной воды от пути вдоль насыпи прокладываются водоотводные канавы трапецеидального поперечного сечения с шириной по дну не менее 0,6 м. Такие же канавы предусматриваются вдоль бровки откоса выемки пути с ее нагорной стороны (нагорные канавы) для предотвращения поступления воды в выемку с прилегающей местности и разрушения ее откосов. Отвод воды с основной площадки земляного полотна и откосов выемки производится по кюветам трапецеидального поперечного сечения глубиною 0,6 м и шириною по дну 0,4 м. При пилообразном профиле земляного полотна по пониженным местам прокладываются продольные лотки или канавы.
Участки железных дорог, пролегающие по подножию горных склонов, могут подвергаться разрушениям селевыми потоками (грязекаменный поток), борьба с которыми ведется путем осушения и укрепления почвы горных склонов, устройства каменных стен, задерживающих потоки. Иногда сооружаются специальные галереи (селеспуски).
Для отвода от земляного полотна грунтовых вод применяют различные устройства: вертикальные, горизонтальные и комбинированные открытые дренажи (канавы, лотки); закрытые дренажи (траншеи, штольни). Простейшими видами горизонтального открытого дренажа является дренажная канава и лотки (железобетонные, бетонные, каменные, деревянные).
Из закрытых дренажей наибольшее распространение получили подкюветные дренажи (рис. 9.4) для понижения уровня грунтовых вод под основной площадкой земляного полотна галереи (рис. 9.5) и штольни (при глубине траншеи более10 м). Откосы земляного полотна укрепляют посевом трав, одерновкой, мощением камнем, покрытием фашинами. Для защиты откосов от разрушения волнами, льдинами и от выдувания грунта ветром (степи, пустыни) их укрепляют кустарниками с мощной корневой системой. Для защиты от сильных ударов льда применяют габионы (проволочные ящики с камнем), связанные между собою проволокой.
Основная площадка
Основная площадка, типовые решения земляного полотна. Основной площадкой земляного полотна называется его верхняя поверхность, на которой разме-щается верхнее строение пути.
Она характеризу-ется формой поверх-ности (зависит от рода грунта и коли-чества путей) и шириною b, зависит от кате-гории линии, вида грунта, числа путей.
Обочиной земляного полотна называется часть основной площадки, свободная от балластной призмы. Обочина измеряется от подошвы балластной призмы до бров-ки земляного полотна, предназна-чена для обеспечения большей устойчивости откосных частей, а также удобства проведения путевых работ и размещения путевых знаков.
Форма поверхности основной площадки при недренирующих грунтах принимается выпуклой для обеспечения стока атмосфер-ной воды, проникаю-щей на нее через балластный слой, образуя при этом сливную призму.
На одно-путных линиях поперечное очерта-ние верха земляного полотна на перегонах имеет трапецеидаль-ную форму высотой 0,15 метров и шири-ной поверху 2,3 метра, т.е. меньше длины шпалы, чтобы при укладке рельсошпаль-ной решетки на основ-ную площадку без балластировки, не образовы-вались бы замкну-тые углубления от вдавлива-ния шпал в грунт.
На двух-путных линиях сливная призма имеет треуголь-ную форму высотой 0,2 метра. Основная площадка земляного полотна состоящая из скальных дренирующих грунтов принимается горизонтальной. Конструкции основной площадки на перегонах приведены на рисунке ниже.
Поперечное очертание основной площадки на прямых участках:
- а — для одно-путного земляного полотна из не дренирующих грунтов без защитного слоя
- б — то же из дренирующих грунтов
- в — для двух-путного земляного полотна из не дренирующих грунтов
- г — то же из дренирующих грунтов
где: b — ширина основной площадки земляного полотна h — 0,15 + разность толщин балластного слоя на данном участке и смежных слоев из не дренирующих грунтов Бпроф — профильная бровка Бп — проектная бровка
При отсыпке насыпей из скальных или крупно-обломочных грунтов, содержащих камни, валуны и глыбы, в верхней части насыпи устраивается выравнивающий слой толщиной не менее 0,50 метра из гравийногалечниковых или щебенистых грунтов с размером наиболее крупных фракций не более 0,20 метра.
Ширина основной площадки определяется из условия размещения на ней балластной призмы типовых размеров и возможности создания обочины земляного полотна, ширина которой принима-ется не менее 0,5 метра для линий I и II катего-рий и не менее 0,40 метра для линий III и IV категорий. Ширина основной площадки на прямых участ-ках для линий разных категорий и типа грунта приведена в таблице ниже.
Увеличение ширины основной площадки для не дренирующих грунтов относительно дренирующих грунтов объясняется необходимостью устройства сливной призмы и укладкой балласта на песчаной подушке.
Ширина основной площадки в кривых увеличивается в наружную сторону кривой для возможности устройства возвыше-ния наружного рельса за счет разви-тия высоты балластной призмы, что приводит к увеличению ширины ее подошвы. Уширение основной площадки в зависи-мости от радиуса кривой приведено в таблице ниже.
Также основная площадка уширяется на 0,5 метра в каждую сторону на под-ходах к большим мостам на протяжении 10 метров от задней грани устоев с постепенным сведением на последующих 25 метрах к нормальной величине.
Ширина земляного полотна на раздель-ных пунктах устанавли-вается в соответствии с проектиру-емым путевым развитием. При этом рас-стояние от осей крайних путей до бровки земляного полотна должно быть не менее b/2.
Форма основной площадки при не дренирующих грунтах должна обеспечи-вать свободный и быстрый отток атмосфер-ной и производственной воды. В зависимо-сти от количества путей и вида грунта может быть односкатный, двухскатный или пилообразный профиль.
На длительно эксплуатиру-емых линиях за основную площадку принимает-ся условная граница, проходя-щая по подошве балластной призмы типовых размеров.
птэ — билеты 50шт / 27 БИЛЕТ-ОТВЕТ
Ширина земляного полотна поверху на прямых участках железнодорожного пути общего и необщего пользования должна соответствовать верхнему строению железнодорожного пути. На существующих железнодорожных линиях до их реконструкции допускается ширина земляного полотна на однопутных железнодорожных линиях — не менее 5,5 м, двухпутных — не менее 9,6 м, а в скальных и дренирующих грунтах — на однопутных железнодорожных линиях — не менее 5,0 м, двухпутных — не менее 9,1 м. Минимальная ширина обочины земляного полотна поверху должна быть 0,4 м с каждой стороны железнодорожного пути.
На железнодорожных путях необщего пользования:
расстояние от оси железнодорожного пути до бровки отвала определяется в зависимости от высоты отвала, рода отвальных грунтов, типа и рода используемого железнодорожного подвижного состава и устанавливается владельцем железнодорожного пути необщего пользования;
расстояние от подошвы развала до оси ближайшего железнодорожного пути определяется в зависимости от высоты откоса и категории грунта и должно быть не менее 2,5 м;
расстояние от оси бровки уступа до оси железнодорожного пути при обработке уступов экскаваторами с верхней погрузкой должно быть не менее 2,5 м.
На кривых участках железнодорожного пути общего и необщего пользования радиусом менее 2000 м земляное полотно должно соответствовать нормам и правилам.
Для вновь строящихся железнодорожных линий и вторых железнодорожных путей, а также реконструируемых железнодорожных линий ширина земляного полотна поверху и параметры балластной призмы должны соответствовать требованиям норм и правил.
Бровка земляного полотна железнодорожного пути в местах разлива вод должна быть не менее чем на 0,5 м выше максимальной высоты наката волны при сильных ветрах.
Порядок постановки и управление локомотивами в поездах, которые следуют с двумя или тремя действующими локомотивами. (ПТЭ Приложение 6 пункт 58)
Действующие локомотивы ставятся в голове поезда и управляются машинистом из передней кабины, если конструкцией локомотива и видом производимых работ не предусмотрено другое. Тепловозы, имеющие одну кабину управления, и паровозы ставятся в голове поезда для движения передним ходом.
В поездах, которые следуют с двумя или тремя действующими локомотивами по всему участку обращения, в голове поезда ставится локомотив, имеющий более мощные компрессоры (паровоздушные насосы). Порядок постановки действующих локомотивов в поезда повышенной массы и длины, а также прицепка к поездам действующих локомотивов, которые следуют на часть участка, и условия их обращения, обеспечивающие безопасность движения, устанавливаются, соответственно, владельцем инфраструктуры, владельцем пути необщего пользования.
Для маневровых передвижений локомотивов с двумя и более кабинами управления или работающих по системе многих единиц, соответственно, владелец инфраструктуры, владелец железнодорожных путей необщего пользования в зависимости от местных условий устанавливает порядок управления локомотивом.
Сигналы, подаваемые въездными (выездными) светофорами на железнодорожных путях необщего пользования. (ПТЭ Приложение 7 пункт 31)
На железнодорожных путях необщего пользования въездными (выездными) светофорами подаются сигналы:
1) один желтый огонь – разрешается въезд в производственное помещение (или выезд из него) (рис. 62);
2) красный огонь – стой! Въезд в производственное помещение (или выезд из него) запрещен (рис. 63).
Технологическими светофорами подаются сигналы:
1) один желтый огонь – разрешается подача вагонов к объекту, расположенному на железнодорожных путях необщего пользования, с готовностью остановиться (рис. 64);
2) красный огонь – стой (рис. 65);
3) один лунно-белый огонь, установленный на обратной стороне светофора – убрать вагоны с объекта, расположенного на железнодорожном пути необщего пользования (рис. 66).
На железнодорожном пути необщего пользования допускается применение сигнала: один лунно-белый огонь, горящий одновременно с красным огнем – убрать вагоны с объекта.
Показания въездных (выездных) и технологических светофоров дополняются звуковыми и световыми сигналами, порядок подачи и управления которыми устанавливается владельцем железнодорожных путей необщего пользования.