ЖД энциклопедия

НАВЕСНОЕ БЕТОНИРОВАНИЕ — наиболее распространённый в ж.-д. мостостроении способ сооружения железо-бетонных мостов неразрезных, консольных и рамно-консольных систем. Способ Н. б. позволяет возводить монолитные пролётные строения без устр-ва сплошных подмостей в пролёте, что уменьшает трудоёмкость и стоимость работ.
Сущность метода Н. б. состоит в том, что консоли пролётного строения наращиваются последовательным бетонированием примыкающих секций. Каждая секция в процессе её бетонирования, твердения бетона и натяжения арматуры поддерживается лёгкими передвижными подмостьями, прикреплёнными к ранее забетонир. части пролётного строения. Достоинства метода: возможность создания конструкций пролётных строений любого очертания в плане и профиле, а также сооружение мостов через глубокие ущелья, небольшая зависимость ведения стр-ва от режима реки, поточность и цикличность работ. К недостаткам относятся: соблюдение последовательности работ по сооружению опор и пролётных строений, ограничения, накладываемые клнматич. условиями, повыш. трудоёмкость и сложность арматурных работ в пролёте.
Уравновешенное Н. б. пролётных строений производится в обе стороны опоры секциями дл. 3—6 м. Н. б.
В отд. случаях Н. б. осуществляют комбинир. методом; при сооружении неразрезных пролётных строений на речные опоры плавучими кранами устанавливают надопорные блоки, а затем наращивают их консоли методом уравновешенного Н. б. При этом параллельно ведут сооружение опор и изготовление на берегу крупных блоков пролётных строений.

ЗАЩИТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ земляного полотна — постоянные или временные, поверхностные или загшублённые устройства, предназначенные для защиты от неблагоприятных природных воздействий материалов или конструкций строений, входящих в комплекс ж.-д. пути. Устраивают защиты от размывов и подмывов водой, селей, растущих оврагов, снежных лавин, скальных обвалов, осыпей,оползней, наледей, песчаных заносов и выдувания, а также организуют охранные зоны, проводят охранит, мероприятия.
Защита от размывов. Защита ж.-д. пути от атм. осадков состоит в собирании И отводе их с помощью канав и лотков. Защиту земляного полотна от размывов ври пост, или врем, подтоплении осуществляют соответствующими укрепительными устройствами и сооружениями откосов, а при недостаточности их — устр-вом каменных набросок, «свободных пляжей», морских бун, волноотбойных (волноотводно-подпорных) стен, в т. ч. шпунтошых волноломов; регуляционных сооружений — струенаправляющих или отжимных дамб, запруд, полузапруд, траверс, Прокопов русел, речных бун (чаще наз. шпорами), реже установкой фашин и габионов.
Каменная наброска — присыпное к защищаемому откосу или склону сооружение из сортированного по крупности камня твёрдых пород (или из не-сортированного камня — горной массы), предназначенное для гашения энергии набегающих волн или предохранения подстилающего грунта от размыва водой, текущей со скоростями 1,5—4 м/с. Вес (и размеры) камня для каменной наброски определяют расчётом в зависимости от уд. веса камня, его формы, высоты в длины расчётной волны, крутизны откоса. В горной массе должно содержаться не менее 50% камней расчётного размера. Наименьшая толщина каменной наброски (по нормали к откосу) равна утроенному расчётному размеру камня.
«Свободный пляж» — искусственное волногасящее сооружение, способствующее восстановлению природного равновесия на размываемом участке берега и улучшающее состояние соседних с ним участков, куда наносы попадают еетеств. путём. «Свободные пляжи» требуют периодич. пополнения пляжевым материалом, поэтому они создаются при наличии его карьерных запасов. «Свободные пляжи» не рекомендуются иа мысах, крутых подводных склонах (круче 0,05), в зонах влияния подводных каньонов, на участках сильных течений.
Морские буны — поперечные берегозащитные сооружения, применяемые для удержания наносов из естеств. вдольберегового потока и образования из них пляжа необходимой ширины; сохранения созданного отсыпками или намывами искусств. пляжа; стабилизации ширины пляжа, подверженного периодич. размыву. Устраивают сквозные буны, уменьшающие вдольбереговое перемещение наносов, и непроницаемые (глухие), допускающие движение наносов только в обход конструкции. Применение бун целесообразно для защиты берегов с крутизной подводного склона в зоне действия прибоя менее 0,03 при наличии еетеств. питания наносами. Расстояние между бунами принимают равным 1—3 длинам бун. Для защиты берегов с крутизной подводного склона более 0,03 применяют траверсы (поперечные берегозащитные сооружения) и в комплексе с продольными подводными барьерами (волноломами).
Волноотбойная стена сооружается из высокопрочного бетона, часто с облицовкой плиткой, или выкладывается из камня на растворе подобно подпорной стенке, применяется для защиты откосов ж.-д. пути, проходящего вдоль водоёма, при сильном волнении. Нередко волноотбойная стена предназначается также и для поддержания береговых уступов и земляного полотна. В таком случае её называют подпорно-волноотбойной. При ширине пляжа перед волноотбойной стеной меньше утроенной высоты расчётной волны вследствие дефицита наносов основание стены защищают фигурными бетонными блоками, а также шпунтовым ограждением, к-рое иногда применяется как самостоят, противоразмывное сооружение. Передней грани волноотбойной стены придают криволинейное очертание. Нижний отрезок криволинейного профиля обычно имеет наклон к горизонту больше 35°, верхний — заканчивается волноотражающим карнизом. При размещении стен учитывают возможность резкого увеличения размыва их на концах. Стены состоят из секций длиной ок. 10 м, разделённых температурно-осадочными швами. Пазухи за стенами заполняют крупнообломочными или местными слабодренирующими грунтами, устраивают дренаж с обратным фильтром у выпускных отверстий стены.
Иногда для защиты берегов применяют волноломы (затопляемые и незатопляемые).
Регуляционные сооружения предназначаются для защиты от размывов откосов пойменных насыпей ж.-д. пути и берегов рек. Устраивают продольные и поперечные регуляц.
сооружения. К продольным сооружениям относятся струенаправляющие дамбы, изменяющие течение реки у искусств. сооружения; отжимные дамбы, отклоняющие поток от земляного полотна; прокопы, спрямляющие русло реки. Поперечные регуляц. сооружения — речные буны (шпоры), снижающие прибрежные скорости течения и вызывающие накопление наносов; запруды и полузапруды, перекрывающие отд. рукава и направляющие поток в осн. русло или прокоп. Тело дамб, бун, запруд сооружают из обыкнов. грунта с укреплением откосов или из скального грунта, монолитного бетона, сборных, в т. ч. фигурных бетонных элементов. Крутизну откосов регуляц, сооружений задают в зависимости от их высоты, скоростей течения водоёма, волновых и ледовых нагрузок, способов укрепления; высоту гребней сооружения назначают из условий незатопления ж.-д. пути при наибольших горизонтах воды.
При небольших размерах сооружений о огранич. сроками службы применяют габионы (сетчатые ящики или круглые цилиндры, заполняемые камнем), фашины (хворостяные или хворостяно-кам. вязанки, скрепляемые проволочными поясами), сипаи (бревенчатые вышкообразные устр-ва, заглубляемые в дно водоёма и имеющие горизонтальную сетчатую площадку, загружаемую камнем).
Противоселевые сооружения служат для защиты ж. д. от разрушения или загромождения селевыми выносами. К ним относятся селезадерживающие (в т.ч. селеулавливающие, руслостабилизирующие, селепропускные, селенаправляющие, селеотводящие сооружения). Селезадерживающие сооружения — верховые запруды и глубинные селеуловители — задерживают всю селевую массу или её часть выше земляного полотна. Запруды размещают на участках с крутыми устойчивыми берегами, исключающими бортовой размыв и обтекание запруды селем. Эффективны запруды из камня с использованием материала самих селевых отложений и сквозные ж.-б. запруды. Для пропуска воды в теле запруды устраивают лотки, тоннели, окна, решётки, щели. Глубинные селеулавливающие котловины образуют в русле (или в конусе выноса) перед земляным полотном. Система неск.запруд помимо селезадерживающей
функции играет руслостабилизирующую роль. Селепропускные сооружения — мосты и селеспуски — устраиваются в случаях, когда нерационально прибегать к селезадержанию, а целесообразно пропускать сели под ж.-д. путём (по мосту) или над ним (по селеспуску). Мосты для пропуска селей проектируют с учётом создания необходимого уклона русла, обеспечивающего транзитное перемещение потока. Селеспуск — ж.-б. лоток, расположенный на опорах над ж.-д. полотном, перпендикулярно к нему с уклоном, обеспечивающим транзитное движение селевого потока. Селеспуски устраивают на,крутых косогорах, прижимных участках трасс. Селенаправляющие сооружения — дамбы, направляющие стены, обвалования — создают фиксированный подход русла и исключают повреждения селевым потоком земляного полотна, мостовых опор и пр. При их сооружении используют кам. кладку, железобетон, а также материал самих селевых выносов. Селеотводящие сооружения — искусств. русла, создаваемые дамбами (обвалованием), прокопами— предназначены для объединения двух или неск. еетеств. русел в одно для пропуска селевых потоков. Нек-рые виды лротивоселевых сооружений применяются для предупреждения роста оврагов.
Противолавинные сооружения — лавинопредупреждающие, лавинозащитные, комплексные — инж. средства, предназначенные для предупреждения схода снежных лавин или для защиты ж.-д. пути от разрушающего действия движущихся лавин. Лавинопредупреждающие сооружения — многорядные заборы, террасы на склонах, земляные дамбы и предотвращают образование лавин. Заборы защищают лавиноопасный склон от поступления метелевого снега. Эффективно применение снеговыдувающих панелей (дюз), предупреждающих образование нависающих снежных карнизов в самой верхней части склона. В сильнометелевых районах используют одиночно стоящие щиты на склоне. Щиты приподнимают над поверхностью склона для образования вокруг них чаш выдувания и валов, создающих сильную волнистость снежного покрова и затрудняющих формирование пов-сти скольжения лавины. Лавинозащитные сооружения — лавинорезы,
задерживающие и направляющие стены и дамбы, эстакады, навесы, галереи, лавиноспуски — отклоняют или останавливают движущие лавины. Лавинорез — большой клин, сооружаемый непосредственно перед защищаемым объектом и рассекающий лавину на две части, отбрасываемые от него в обе стороны. Задерживающие и направляющие ж.-б. стены и насыпные дамбы рассчитываются на прямой удар лавин и их полную остановку или на изменение направления движения лавины. Эстакады, навесы, галереи, лавиноспуски предназначены для безвредного пропуска лавин под ж.-д. путём (эстакады) или над ним. Комплексы противолавинных сооружений сочетают устр-ва для задержания лавин в верхних частях склонов (напр., заборы)с задерживающими сооружениями у их подножия.
Противообвальные сооружения предназначены для задержания скальных обломков, движущихся в обвалах, осыпях, вывалах, или для закрепления их на склоне и предотвращения падения. К ним относятся: улавливающие стены из кам. кладки, бетона, железобетона, реже древесины, размещаемые вблизи ж. д. (иногда на склоне) и создающие улавливающие пазухи; рвы, траншеи, канавы, валы, применяемые на пологих (до 25°) склонах; улавливающие полки, размещаемые у подошвы откоса (склона); заградит, сети из стальных (или иных прочных и стойких) полос, сеток, заанкеренные к склону (откосу); надолбы — ж.-б. или дерев, столбы, располагаемые в неск. рядов на затяжных склонах на путях движения обломков; ж.-б., бетонные, кам. галереи (балочные, рамные, арочные, консольные), устраиваемые у крутых (более 50°) откосов (склонов).
Противооползневые сооружения и мероприятия устраняют или снижают воздействие на ж. д. оползнеобразующих факторов. Эффективно использование комплексов сооружений или устр-в. Напр., для осушения проводят поверхностный водоотвод (по канавам, лоткам или обвалованием, планировкой склонов); отвод грунтовых вод осуществляют по штольням, галереям, горизонтальным или вертикальным скважинам. Для механич. удержания оползневых массивов устраивают контрбанкеты, подпорные стенки, контрфорсы и пр. Применяются также мелиорация грунтов, посадка деревьев и кустарников, травосеяние.
Защита от песчаных заносов. Такую защиту осуществляют закреплением прилегающей к ж.-д. полотну полосы песков защитными насаждениями или скреплением пов-сти песка вяжущими в-вами.

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТОННЕЛЬ — тоннель на железной дороге, служащий для преодоления высотного или контурного препятствия: горного хребта, участка оползней, водотока и пр. По числу путей Ж. т. делятся на однопутные и двухпутные. По расположению на трассе различают горные, равнинные, подводные тоннели. Горные Ж. т. пересекают горные хребты, водоразделы, отд. возвышенности, обходят участки осыпей, оползней, снежных лавин и заносов. Горные Ж. т. бывают перевальные (базисные и вершинные), косогорные (петлевые и спиральные), мысовые. Равнинные Ж. т. в основном сооружаются в городской черте (напр., глубокие вводы, соединяющие открытые участки ж. д. с подземными вокзалами в центральной части города). Подводные Ж. т. располагаются под руслами рек, дном водоёмов, каналов, проливов или заливов.
Наибольшее развитие получило стр-во горных Ж. т. Первые отечеств. Ж. т.— Ковенский дл. 1280 м и Виленский дл. 430 м— построены в 1859—62 на Петербург-Варшавской ж. д. Затем были сооружены Ж. т. в горных р-нах Крыма, Урала, Кавказа, Сибири, Д. Востока. Большое число Ж. т. было построено при прокладке Транссибирской магистрали: в горных отрогах Восточных Саян, вдоль берега Байкала (39 тоннелей на Кругобайкальской ж. д.). В 1890 было закончено стр-во самого крупного в России двухпутного Сурамского тоннеля дл. 3998 м на Кавказе.
Особенно большое развитие получило стр-во Ж. т. в СССР после Великой Отечеств, войны. В кон. 40-х — 50-х гг. построены Ж. т. на Армавир-Туапсинской, Черноморской ж.'д., на линии Абакан — Тайшет (5 тоннелей общей дл. 8640 м), Росвумчорский тоннель дл. 5 км. Существенно увеличился объём ж.-д. тоннелестроения в связи с прокладкой Байкало-Амурской ж. д., на трассе к-рой расположено 9 Ж. т., в т. ч. два наиболее протяжённых — Байкальский (6,7 км) и Северо-Муйскин (15,3 км).
За рубежом первый Ж. т. был построен в Великобритании в 1826—30 на линии Ливерпул — Манчестер (дл. 1190 м). Наибольшую протяжённость имеют сооружённые в кон. 19 — нач. 20 вв. одно-путные Ж. т. в Альпах: самый длинный в мире для того времени Симплонский (19 780 м), Сен-Готардский (14 984 м), Мон-Сенисский (12 850 м) и др., а также двухпутный Большой Апеннинский (18 510 м). К числу крупнейших Ж. т. в США относится двухпутный Моффатский (9920 м). Существенного размаха достигло ж.-д. тоннелестроение в Японии; в 1970-х гг. на ж.-д. линии Осака — Окаяма построено 32 тоннеля, в т. ч. двухпутный тоннель Рокко (16 200 м). Завершена проходка самого длинного подводного Ж. т. под проливом Цугару между островами Хонсю и Хоккайдо (36 400 м).
Параметры и геометрич. х-ки Ж. т.— глубина заложения, длина, продольный профиль, очертание в плане, форма и размеры поперечного сечения — определяются эксплуатац. требованиями (категория ж. д., число путей, расположение трассы, вид тяги и т. д.), природными факторами (топографич., геологич., гидрогеология, и климатич. условия), строит, требованиями (способы произ-ва работ, применяемое горнопроходческое оборудование и т. д.).
Поперечное сечение Ж. т. имеет, как правило, подковообразную форму, а его размеры обусловлены числом путей и габаритом проезда в тоннеле. На двух-путных ж. д. располагают один двухпутный или два однопутных Ж. т. В благоприятных инженерно-геологич. условиях предпочтительна прокладка двухпутных тоннелей на прямых участках. Трасса и рельеф местности часто диктуют необходимость искривления оси тоннеля, что приводит к увеличению площади его поперечного сечения, большему расходу материалов, удорожанию строит, работ при ухудшении вентиляции и возрастании сопротивления движению поездов. Требования к криволинейным участкам Ж. т. аналогичны предъявляемым к открытым участкам ж. д. Продольный профиль Ж. т. бывает одно- и двускатным. Допускаются горизонтальные разделит, площадки дл. 200—400 м. Уклоны в Ж.т. и на подходных участках принимают не более руководящего уклона продольного профиля ж.-д. линии, а при длине тоннеля более 300 м их уменьшают умножением руководящего уклона на коэф. 0,75—0,9.
При трассировании железной дороги осуществляют геодезическо-маркшейдерские работы, в ходе к-рых определяют направление и длину оси тоннеля, переносят её внутрь тоннеля, производят разбивку продольного профиля и поперечных сечений. Проектированию Ж. т. предшествуют инженерно-геологич. изыскания на трассе, в результате к-рых выявляют геологич. и тектонич. строение горного массива, состав и свойства горных пород, устойчивость пород в обнажении и ожидаемое горное давление, наличие водоносных горизонтов,- ожидаемые водопритоки и гидростатич. давление, темп-ру и состав подземных вод, наличие и состав подземных газов, темп-ру пород, сейсмичность района стр-ва, наличие вечной мерзлоты. Инженерно-геологич. изыскания осуществляют на этапе рекогносцировочной съёмки в осн. с помощью шурфов, а на этапе детальных изысканий — бурением разведочных скважин, геофиз. методами, проходкой разведочных скважин, проходкой разведочных штолен.
Составные элементы Ж. т.— тоннельные конструкции, к к-рым относятся обделка тоннеля, гидроизоляция, водоотводные устр-ва (см. Водоотвод в тоннеле ), нижнее и верхнее строение пути, порталы, камеры и ниши, а также системы освещения и энергоснабжения, вентиляц. устр-ва (при необходимости), устр-ва сигнализации, блокировки и связи, обеспечивающие бесперебойное и безопасное движение поездов. На входах в Ж. т. обделка сопрягается с порталами, укрепляющими лобовые откосы и архитектурно оформляющими тоннель. Для безопасного обслуживания и содержания Ж. т. в нём сооружают камеры для хранения и укрытия оборудования, используемого при эксплуатации и ремонте, а также ниши для врем, укрытия персонала.
Большое значение имеет защита Ж. т. от поступления в них поверхностных и подземных вод. Для этого применяют осушение горного массива, уплотнение окружающих горных пород, гидроизоляцию. При осушении массива организуют поверхностный водоотвод и дренирование подземных вод (посредством дренажных штолен, скважин, заобделочных прорезей). Уплотнение горных пород в окрестности Ж. т. приводит к образованию вокруг тоннельной выработки водоупорного тампонажного слоя. Для этого проводят цементацию, глинизацию, силикатизацию или битумизацию пород, а также нагнетают растворы непосредственно за обделку.
Гидроизоляция монолитных тоннельных обделок обеспечивает их полную гер-метизацию. Наружную гибкую гидроизоляцию помещают между обделкой н пов-стью выработки, выровненной слоем цементно-песчаного раствора. Внутреннюю гидроизоляцию, к-рая в зависимости от применяемых материалов может быть жёсткой или гибкой, устраивают по внутр. пов-стн обделки. Жёсткая гидроизоляция из слоя торкрет-раствора, армированного стальной сеткой, целесообразна в трещиностойких конструкциях обделок. В иных конструкциях и при гидростатич. давлении св. 0,15 МПа устраивают гибкую гидроизоляцию, прижимаемую к обделке ж.-б. рубашкой, воспринимающей гидростатич. давление. В качестве гибкой гидроизоляции используют рулонный гидроизол и металлоизол на битумной мастике, гидростеклоизол, наклеиваемый оплавлением битумного слоя, нанесённого на основу из стеклоткани, и полимерные плёнки, свариваемые по стыкам. При гидроизоляции сборных обделок производят чеканку швов расширяющимся цементом, установку в болтовых отверстиях и отверстиях для нагнетания сферич. шайб и пробок с асбобитумными или полиэтиленовыми уплотнителями.
Верхнее строение пути в Ж. т. проектируют, как и для открытых участков ж. д. Однако в связи с трудностью ведения ремонтных работ в тоннеле разработаны более долговечные безбалластные конструкции на плитах.
В трансп. зоне Ж. т. скапливаются вредные в-ва, выделяемые при прохождении поездов, а также иногда токсичные газы, проникающие из окружающих пород. Кроме того, в тоннелях обычно повышены влажность и темп-pa воздуха. Для создания норм, условий эксплуатации в Ж. т. осуществляется естеств. или принудит, вентиляция. Если воздухообмен требуется только для компенсации тепловыделений, то предельная темп-ра удаляемого из тоннеля воздуха принимается равной 35 "С. Систему вентиляции выбирают в зависимости от длины Ж. т. и вида тяги. Вентиляцию с механич. побуждением назначают: для тепловозной тяги — при длине тоннеля 300—1000 м в случае, если расчёты показывают необходимость в искусств. проветривании, и в обязат. порядке, если длина тоннеля св. 1000 м; для электровозной тяги — при длине тоннеля св. 1000 м и при обосновании расчётом. При меньшей длине тоннеля используется естеств. вентиляция, к-рая создаётся под действием теплового, барометрич. и ветрового напоров. Эти природные факторы непостоянны, поэтому естеств. проветривание не всегда эффективно и заметно ухудшается при длине тоннеля св. 1000 м. Естеств. вентиляция зависит также от поршневого действия поезда: при его движении в направлении потока воздуха — улучшается, а в противоположном — ухудшается.
В Ж. т. устраивают электрич. стационарное освещение с горизонтальной освещенностью на уровне головки рельсов не менее 1 лк. Питание силовых и осветит. в Ж. т. осуществляют перем. током напряж. 380/220 В от ближайших источников: тяговой подстанции, энергетич. системы, пром. и др. электростанций, а также от собств. электростанций, расположенных вблизи Ж. т.
Системы сигнализации, блокировки и связи в Ж. т. однотипны с принятыми для участка ж.-д. линии, на к-рой он расположен.
Технология стр-ва Ж. т. определяется гл. обр. геологич. и гидрогеологич. условиями, а также технико-экон. факторами. Применяют два осн. способа произ-ва работ: горный и щитовой. При стр-ве подиодных Ж. т. рационально также использование способа опускных секций, а при сооружении глубоких вводов в черте города — открытого способа.