ЖД энциклопедия

ДОЛГОВА ПУТЬ—железнодорожный путь на монолитном бетонном основании, позволяющем увеличить стабильность пути и снизить эксплуатац. расходы. Первая в мировой практике конструкция такого ж.-д. пути разработана рус. инж. З. Е. Долговым в 1909. На ст. Пологи Екатерининской ж. д. была уложена опытная конструкция дл. 98 м. Предложено три типа конструкции: I тип (дл. 55 м) — переходная конструкция, представлявшая собой обычный путь с дерев, шпалами на щебёночном балласте толщ. 0,4 м, уложенном на бетонной подушке толщ. 0,1—0,3 м с поперечным наклоном для стокаводы в бетонный водоотводный лоток; II тип (дл. 32 м) — на монолитном основании толщ. 0,75 м и шир. 2,75 м (поверху) и 3,10 м (понизу) с двухсторонним лотком; III тип (дл. 11 м) — то же, что и путь II типа, но с односторонним лотком. На всём протяжении пути бетон покрывал основную площадку земляного полотна и его обочины, в зоне кюветов образовывал дренажные лотки. Земляное полотно было полностью защищено от поверхностных вод. На путях II и III типов рельсы были уложены на железные поперечины в виде полос сечением 20 XX 130 мм, расположенные через 0,71 —0,75 м, к к-рым подошвы рельсов прикреплялись лапчатыми башмаками, с одной стороны приклёпанными, а с друной — съёмными. Для обеспечения упругой передачи давлений под рельсами и поперечинами укладывались дерев, прокладки толщ. 20 мм и шириной, равной ширине подошвы рельсов и поперечины. Несмотря на отд. конструктивные недостатки, путь, как показала его 22-летняя эксплуатация, являлся работоспособным и рентабельным. Д. п. послужил позднее принципиальной основой для внедрения монолитных и блочных подрелъсовых оснований.

НАСЫПЬ — грунтовое линейное сооружение, возводимое на трассе дороги обычно в понижениях рельефа, на подходах к мостам и путепроводам и обеспечивающее размещение верхнего строения пути на заданном уровне над поверхностью земли. Выделяют следующие осн. элементы II.: центральную несущую часть (ядро), основную площадку, предназнач. для укладки верхнего строения; откосные части; основание; укрепит, и защитные сооружения и устр-ва. Н. возводят обычно из однородного местного или привозного грунта (скального, песчаного, глинистого и др.), получаемого при разработке выемок, из путевых резервов или карьеров. Пригодность грунта для Н., назначаемая при её проектировании, зависит от его естеств. состояния, способов произ-ва строит. работ, высоты Н., устойчивости её основания, длительности подтопления и т. п. Конструктивные особенности Н. (способ подготовки основания, крутизна откосов, наличие берм и их размеры, способы укрепления и защиты и т. п.), а также степень уплотнения грунта зависят от плана и профиля линии, категории дороги, местных природных условий, свойств используемых материалов.
В обычных условиях Н. из обыкновенных грунтов вые. до 12 м (из слабовыветривающихся скальных пород — до 20 м) на устойчивых некосогорных основаниях сооружают по типовым поперечным профилям; в сложных, но широко распространённых в данном регионе условиях (заболоч. территории, песчаные пустыни т. п.) применяют групповые решения (общие для группы идентичных объектов); в частных случаях (высокие Н., крутые косогоры, поймы рек, пересечения глубоких болот и т. п.) разрабатывают и обосновывают инж. расчётами индивидуальные конструкции.
Ширина Н. по верху зависит от числа путей, ширины междупутий, плана линии (радиуса кривой), скоростей движения поездов, материала, используемого для возведения Н., категории ж.-д. линии. Обычно ширина Н. по верху равна нормируемой ширине основной площадки земляного полотна. Крутизна откосов Н. вые. до 6 м из глинистых и др. распространённых грунтов обычно 1:1,5 и уменьшается до 1:1,75 в ниж. части (Н. выс. до 12 м). В сложных условиях (слабые грунты, длит., подтопление и т. п.) откосы делают более пологими или устраивают бермы. В отд. случаях для уменьшения объёма сооружения и площади основания, повышения устойчивости или несущей способности Н. её возводят полностью или частично из более прочных привозных материалов (напр., упорные кам. призмы на косогорах, подпорные стены вместо откосной части Н.). Для этих же целей применяют упрочняющие (армирующие) прокладки в теле Н., синтетич. текстильные материалы в её основании, гидроизоляц. плёнки в периферийных слоях н др. армирующие материалы .
Для укрепления пов-сти откосов незатопляемых Н. проводят травосеяние, при пост, или врем, подтоплении устраивают защитные сооружения. Вдоль Н. с нагорной стороны сооружают водоотводную канаву для защиты основания и откоса от переувлажнения и размыва. Нередко в качестве канавы используют резервы; в необходимых случаях (на крутых косогорах, при пересечённой местности и др.) прибегают к сложной системе поверхностных водоотводов, включающей лотки, быстротоки, перепады с гасителями энергии потоков и т.п. В теле Н. часто размещают водопропускные трубы или другие искусств. сооружения.

КАВАЛЬЕР — земляной вал правильной призматич. формы из грунта, изъятого из выемки и не использованного при постройке ж.-д. пути. При непригодности или нецелесообразности использования вынутого грунта для возведения насыпей К. устраивают с двух сторон выемки при поперечном уклоне местности меньше 1:5, а при более крутых уклонах — с одной (низовой) её стороны. К. не отсыпают, если возникает опасность нарушения устойчивости земляного полотна. Откосы К. имеют крутизну не более 1:1,5, верхняя пов-сть, спланированная в полевую сторону,— уклон 0,02 для стока поверхностных вод. Высота К. обычно не превышает 3 м, что обеспечивает достаточную устойчивость откосов выемки под действием веса грунта. К. располагают параллельно бровкам выемки на расстоянии от них не менее 5 м (на однопутных линиях — от проектной бровки будущего второго пути). Поверхности между бровками выемки и подошвами откосов К. со стороны пути наз. обрезами. С нагорной стороны К. отсыпают за забанкетной канавой на расстоянии 0,5 м. За К. с верховой стороны расположена нагорная канава, от к-рой К. отделяет спланированная в полевую сторону берма.

ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО железной дороги — комплекс инженерных грунтовых сооружений, служащих основанием для верхнего строения пути. 3. п. воспринимает нагрузку от рельсо-шпальной решётки, балласта и подвижного состава, равномерно распределяя её на ниже лежащий естеств. грунт. К осн. сооружениям 3. п. относятся насыпи, выемки, полуна-сыпи, полувыемки, полунасыпи-полувыемки и нулевые места. Осн. элементы 3. п.— основная площадка и откосы. 3. п. имеет также устр-ва, непосредственно связанные с ним: у на-сыпей — бермы, продольные канавы или. резервы (из резервов берётся грунт для возведения насыпи), у выемок — кюветы, банкеты и забанкетные канавы (для отвода воды с обреза выемки), кавальеры, нагорные канавы. Высота насыпи или глубина выемки обычно от 1—2 до 25— 30 м. При необходимости иметь большие рабочие отметки продольного профиля пути насыпи заменяют виадуками, а вместо выемок устраивают тоннели. Полунасыпи, полувыемки и полунасыпи-полувыемки применяют в осн. в горных р-нах. У полунасыпи основная площадка располагается полностью на насыпном грунте, а в полувыемке — на естеств. грунте. В связи с тем, что у полунасыпи-полувыемки неодинаковые условия прочности 3. п. под обеими рельсовыми нитями, трудно обеспечить устойчивость откосов насыпной части. Поэтому такой тип 3. п. не рекомендуется.
При подтоплении 3. п., сооружении насыпей вдоль рек или водоёмов (на прижимах — узких участках, примыкающих к крутому склону), на крутых косогорах, в р-нах скально-обвальных явлений, осыпей, возможного схода снежных лавин и пр. 3. п. имеет защитные сооружения и укрепительные устройства и сооружения. 3. п. сооружается по типовым или индивидуальным проектам: Типовые проектные решения принимаются для участков с простыми инженерно-геологич. и топографич. условиями, где возможно устр-во 3. п. со стандартными оси. размерами для типовых конструкций. Индивидуальные проекты разрабатываются для устр-ва 3. п. в сложных природных условиях, их параметры определяются инж. расчётами. Применяются также групповые поперечные профили (проекты) 3. п. на участках со сложными, но многократно повторяющимися подобными условиями.
Материалами для стр-ва 3. п. служат грунты в виде скальных или осадочных массивов (для выемок) и круппообломочные, песчаные и глинистые грунты нарушенной структуры (для насыпей). Для насыпей должны использоваться грунты, состояние к-рых под воздействием природных факторов практически не изменяется. Для обеспечения достаточной плотности грунтов насыпей при сооружении 3. п. грунты подвергаются обязат. послойному уплотнению. При использовании глинистых грунтов тугопластичной консистенции (наз. переувлажнёнными) крутизна откосов насыпей уменьшается для обеспечения их устойчивости, основная площадка уширяется, и на вей укладывается подушка из дренирующего грунта для предотвращения пластич. деформаций от воздействия динамич. нагрузки при движении ноездов и возникновения пучин земляного полотна,
3. п. является долговрем. сооружением (расчётный срок службы 500 лет). Его состояние зависит от мн. факторов и изменяется во времени. При неблагоприятном сочетании прочности, устойчивости 3. п. и воздействующих факторов появляются деформации земляного полотна и его дефекты. Длительно эксплуатируемые насыпи требуют особого внимания, т. к. от них в значит, степени зависит перевозочный процесс на ж. д.

ДЕФОРМАЦИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА — остаточные или упругие, в т. ч. сезонные, изменения формы либо размеров земляного полотна или его частей, снижающие эксплуатационные качества ж.-д. пути. Д. з. п. являются следствием воздействия внеш. нагрузок, термодинамич. условий, изменения влажности и пр. Они возникают также из-за отклонений конструкции земляного полотна от совр. норм; дефектов земляного полотна, допущенных при стр-ве или эксплуатации дороги; недостаточной прочности грунтов; слабой конструкции верхнего строения пути; отсутствия или малой работоспособности защитных и укрепительных сооружений и пр. При нек-рых Д. з. п. возможна дальнейшая эксплуатация пути, иногда с пропуском поездов со сниж. скоростями; при интенсивном проявлении Д. з. п. движение поездов обычно прекращается до окончания восстановит, работ.
Существует неск. классификаций Д. з. р. В зависимости от места проявления, причин возникновения и характера повреждений Д. з. п. подразделяются на четыре группы.
I группа — деформации основной площадки: балластное корыто — углубление под шпалой в глинистых грунтах, из к-рых сложена основная площадка, заполненная балластными материалами; балластное ложе — углубление под неск. шпалами в глинистых грунтах основной площадки, вытянутое вдоль пути, иногда имеющее продольный уклон; балластный мешок — значит, углубление (неск. метров вдоль пути) в глинистых грунтах земляного полотна, не имеющее стока; балластные гнёзда — балластные мешки или ложа, имеющие один или неск. отростков-карманов, заполненные балластными материалами; выпирание грунтов в выемке — оседание или поднятие основной площадки вследствие резкого изменения напряжённого состояния в пластичных грунтах; пучины — искажения положения рельсовых нитей в продольном и поперечном профилях в виде горбов, впадин, перепадов вследствие неравномерного морозного пучения грунтов; весенняя пучинная просадка — интенсивное нарастание местных искажений рельсовой колеи в продольном и поперечном профилях в результате осадок (просадок) оттаивающих грунтов земляного полотна под поездными нагрузками на участках с большим (более 40—60 мм) равномерным пучением.
II группа — деформации откосов: смывы — поверхностные нарушения откосов насыпей и выемок атм. водами или в результате промерзания и оттаивания грунта в виде несплошного смещения верхних слоев грунта («русловая система»); сплывы откосов выемок, насыпей, глубоких канав в виде смещения верх, слоев грунта толщ. 1—2 м с сохранением общей устойчивости откоса; оползание откоса выемки — перемещение масс грунта вниз под влиянием силы тяжести из-за нарушения общей устойчивости откоса; оползание откосов насыпи или полунасыпи — отслоение откосной части с захватом основной площадки и иногда грунтов основания насыпи; разрушение откосных частей у основания выемок или насыпей из-за выноса мелких частиц грунта грунтовыми водами (суффозионное разрушение); осыпи — перемещения под действием силы тяясестн и атм. вод дресвяно-шебенистых продуктов выветривания с поверхности откосов или склонов к их подошве; вывалы одиночных скальных обломков из откосов и склонов в целом устойчивого скального массива; обвалы значит, объёмов пород из скальных откосов и склонов вследствие нарушения их общей устойчивости; обрушения отдельностей отвесных лёссовых откосов.
III группа — деформации тела земляного полотна: смещение насыпей — медленное одностороннее поперечное дви-жение тела насыпи по наклонному основанию вследствие перемещения глыбового развала (курума); расползание насыпи — медленное смещение откосных частей на-сыпи, сопровождаемое оседанием основной площадки и изменением её поперечного очертания; сдвиг (сползание) насыпи или её части по наклонному основанию (на косогоре, на наклонном минер, дне болота, на оттаивающем наклонном мёрзлом основании); оседание насыпи — медленное опускание основной плошадки без боковых смещений из-за уплотнения грунтов тела земляного полотна или основания.
IV группа — деформации основания земляного полотна: оползень — скольжение масс грунта по подстилающему грунту в сторону понижения рельефа без опрокидывания и падения; оседание основания насыпи — медленное вертик. перемещение земляного полотна без боковых смещений, вызываемое уплотнением слабых толщ, залегающих под подошвой насыпи; провалы — быстропротекающие деформации земляного полотна (на болотах с торфяной коркой, над карстовыми пустотами, в местах суффозионного разрушения основания), приводящие, как правило, к полному или частичному его разрушению; просадка над горной выработкой — вертик. перемещение основания земляного полотна, вызываемое сдвижением горных пород в местах шахтной добычи полезных ископаемых.
Неблагоприятные природные воздействия вызывают также следующие Д. з. п. и его устройств: размывы канав и кюветов паводковыми или ливневыми водами с уносом материала защитных одежд, откосов и дна; размыв подтопляемых откосов и тела насыпи — разрушение укреплений, унос грунта течением, волнами, ударами льдин; заиливание кюветов и канав — постепенное заполнение их живого сечення грунтами, смываемыми с откосов и близлежащих территорий и перемещаемыми паводковыми и ливневыми водами; повреждение основания насыпей оврагами — уменьшение ширины берм у подошвы откоса или отколы части основания под откосной частью на-сыпи вследствие размыва и обрушения бортов оврага; завалы пути или отверстий искусств. сооружений селевыми выносами, образование промоин земляного полотна или подмыв откосов селевыми потоками; завалы пути снегом, разрушение искусств. сооружений снежными обвалами или лавинами; повреждение пути наледями — накопление льда в канавах (кюветах), на верхнем строении пути, в водопропускных трубах, под мостами вследствие замерзания грунтовых вод, изливающихся зимой на пов-сть (в р-нах с суровым климатом); развевание песчаных откосов и бровок земляного полотна и песчаные заносы пути — унос ветровыми потоками мелкопесчаныж частиц из земляного полотна, а также перенос и отложение их в водоотводы, на откосы (в пустынных районах).
Распространены следующие дефекты земляного полотна: завышенная крутизна откосов, зауженная основная площадка, недопустимая упругая осадка пути под поездной нагрузкой, недостаточность защиты от неблагоприятных природных воздействий, погребённые под балластными материалами кюветы, аккумулирующие воду.
См. Защитные сооружения земляного полотна.