балластный шлейф что такое

— пучение на одном из путей на двухпутном участке(рис. 1.10.27);

— оседание насыпи дополнительного (нового) пути, построенной на слабом основании(рис. 1.10.28);

Рис. 1.10.28. Оседание насыпи дополнительного (нового) пути,
построенной на слабом основании:

— переувлажнение грунта в откосах старой и вновь построенной насыпей вследствие неорганизованного водоотвода из уширенного междупутья(рис. 1.10.29);

— деформации насыпи второго пути в результате увлажнения грунта балластного шлейфа, защемленного при строительстве второго пути

— недостаточность ширины обочин(рис. 1.10.31);

— балластный шлейф с завышенной крутизной откоса(рис. 1.10.32);

— повреждения земляного полотна при недостаточной длине водопропускной трубы(рис. 1.10.33);

— уменьшение сечения построечных кюветов(рис. 1.10.34);

— смещение уровня и положения в плане кюветов(рис. 1.10.35);

К мероприятиям по оздоровлению земляного полотна относятся:

Замена слабого грунта при реконструкции железнодорожного пути;

Устройство прорезей и современных дренажей;

Укрепление откосов насыпей и выемок с применением инновационных материалов и технологий;

Укладка нетканых материалов и утеплителей при капитальном и среднем ремонтах пути;

Армирование грунта в зоне основной площадки с укладкой георешетки.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Источник

Контакт балласта и глинистых грунтов

Контакт балласта и глинистых грунтов

Опознавательные признаки: частое возникновение коротких просадок пути на одном и том же коротком участке (зимой пучинная впадина, весной выплески и разжижения); трещины на откосах земляного полотна и на водоотводах; различная растительность на участке балластного мешка и на прилегающих к нему устойчивых участках.

Причины возникновения: неправильное расположение разнородных грунтов при сооружении земляного полотна или устранении возникавших повреждений и разрушений; нарушение технических требований проектов при заполнении траншей и котлованов при прокладке трубопроводов, линий связи, водопропускных сооружений в теле земляного полотна; многократные исправления резких коротких просадок пути посредством подъемок на балласт при устранении деформаций земляного полотна на слабых основаниях интенсивного пучения и весенних пучинных просадок.

Неотложные меры: незамедлительное устранение неисправностей пути (иногда с созданием дежурной бригады); отведение воды от места неисправности пути с устранением застоев в канавах; заделка трещин на поверхности откосов, в канавах и кюветах.

Эксплуатационные наблюдения: определение границы неустойчивых участков земляного полотна, осмотр противодеформационных и водоотводных сооружений; выявление характерных неисправностей верхнего строения пути и приуроченность их к определенным сезонам года.

1.4. Балластные гнезда

Рис. П.8.4. Балластные гнезда:

Опознавательные признаки: просадки пути, толчки, перекосы, разжижение и выплески балласта; трещины на поверхности балластного слоя; трещины на откосах и обочинах; выпирание грунтов на междупутья, в кюветы; образование на откосах потеков грунта, смешанного с песком; выпучивание откосов насыпей.

Причины возникновения: неправильное расположение грунтов различной водопроницаемости при строительстве дороги, при постройке вторых (дополнительных) путей; укладка глинистых грунтов поверх песчаных (в том числе шлейфа); оставление непереустроенных канав, заполненных балластными материалами при развитии станций, уширении междупутий, укладке стрелочных съездов; неправильное восстановление земляного полотна после разрушений с использованием непригодных грунтов; неудовлетворительное текущее содержание пути в течение длительного времени научастках с пучинами, весенними пучинными просадками, сезонными разжижениями грунтов.

Неотложные меры: устранение разжижения балластного слоя, выправка пути, устранение застоев воды на поверхности основной площадки, в балластных мешках, гнездах; выпуск воды из мест наружного и внутреннего застоя (засыпанных шлейфов и др.); подъемка пути на балласт или замена слабых грунтов основной площадки; приведение верхнего строения пути к типу, соответствующему условиям эксплуатации линии.

Эксплуатационные наблюдения: определение границ неустойчивого участка; тщательный осмотр состояния земляного полотна, противодеформационных и водоотводных сооружений.

25,26,27,28,29 ОПОЛЗНИ И СПЛЫВЫ ОТКОСОВ

Оползневые деформации характеризуются смещением части грунтового массива относительно всего массива. Оползневым деформациям могут подвергаться грунты естественного залегания на склонах (оползни) и грунты откосов земляного полотна (оплывины, сплывы).

Оползни – это перемещения, как правило, значительных масс грунта без общего падения и опрокидывания их. Различают следующие виды оползней: скольжения, вязко-пластические и вызванные деформациями в основании склона или в отдельных слоях грунта склона.

Оползни скольжения – это такие смещения грунтовых массивов, которые происходят по определенной поверхности либо как одно целое, либо отдельными блоками.

Если поверхность скольжения предопределена геологической структурой склона, то есть сдвиг происходит по какому-то слабому слою грунта, то оползень скольжения называется консеквентным.

Если поверхность смещения образуется в относительно однородном грунтовом массиве из-за увлажнения грунта или значительной крутизны склона, то такой оползень называется асеквентным.

Вязко-пластические оползни происходят в однородных глинистых грунтах с повышенной влажностью без четко выраженной поверхности смещения. Течение грунта характеризуется перемещением его частиц относительно друг друга. Поскольку причиной таких оползней является поверхностное переувлажнение грунтов из-за длительных интенсивных дождей, то сначала в движение приходят верхние слои, но по мере насыщения водой нижележащего слоя грунта, он тоже приходит в движение. Постепенно в деформацию течения грунта вовлекаются все большие массы его. При этом скорость перемещения частиц грунта постепенно затухает книзу без образования видимой поверхности раздела грунта, остающегося в покое, и смещающегося грунта.

Если в основании круто падающего склона происходят подмывы паводковыми водами и промачивание нижних слоев грунта склона с потерей им несущей способности, то выше расположенный массив грунта под действием сил гравитации теряет устойчивость и смещается вниз с разрывом разнородных слоев грунта. Такой оползень называется инсеквентным (см. рис. 2.1).

Опознавательные признаки оползневого массива: трещины разрыва грунта, уходящие в глубину и ориентированные поперек направления смещения; образование стенки отрыва в “голове” оползня, уступов и замкнутых понижений с застоем воды на смещающемся массиве; в случае размещения дороги на оползне могут наблюдаться: смещение пути, изменение очертаний земляного полотна и водоотводных устройств.

Рис. 2.1. Инсеквентный оползень:

1 – поверхность откоса до сползания грунта; 2 – положение грунта после деформации

Причины появления и активизации оползней. Как правило, имеет место комплекс причин, вызывающих изменение физико-механических свойств грунтов: проникновение поверхностных и грунтовых вод в оползневой массив; речная или морская абразия; неправильное использование земель в охранных зонах, связанное с вырубкой леса и кустарника, нарушением травяного покрова, распашкой земель, выпасом скота; причины, вызванные неблагоприятным изменением сил гравитации: подрезка основания неустойчивого косогора при производстве земляных работ и их неорганизованное ведение на самом косогоре; расположение земляного полотна и других сооружений на оползневом массиве, особенно в верхней части [1, 2, 3, 4, 6].

Оползни представляют собой большую угрозу железнодорожному пути, если он проложен по оползневому склону. При текущем содержании пути необходимо выполнять комплекс профилактических мер, к которым относятся: регулярный осмотр и надлежащее содержание имеющихся противооползневых сооружений и своевременный ремонт их; систематическое обследование состояния оползневого массива с выявлением необходимых работ по заделке трещин и разрывов в грунте; обеспечение отвода поверхностных вод; надзор за состоянием охранной зоны, исключающий произвольное ведение земляных работ; сохранение растительности на склоне и своевременное восстановление ее при повреждении.

Меры по стабилизации оползней назначаются на основе детального инженерно-геологического и гидрогеологического обследования. Они должны включать комплекс решений, направленных на устранение причин, вызывающих снижение устойчивости оползневого массива, и на механическое повышение их устойчивости с помощью противооползневых сооружений. В перечень этих мер входят: планировка поверхности оползневого массива и покрытие ее водонепроницаемой “одеждой”; перехват и отвод поверхностных и грунтовых вод от оползневого массива; посадка древесно-кустарниковой и травяной растительности; перераспределение оползневых масс с разгрузкой активной части оползня и укладкой грунта у основания косогора; террасирование поверхности; защита нижней части оползневого массива от размыва и подтопления паводковыми водами, от морской и озерной абразии; возведение поддерживающих сооружений: подпорных стен, контрбанкетов, контрфорсов, свайных рядов и др. [1, 2, 3, 6, 7].

Сплывы и оплывины – это малые или поверхностные оползни, характерные для откосов насыпей и выемок, они могут встречаться и на естественных склонах.

Оплывины – это небольшие по площади смещения почвенно-растительного слоя с подпочвой, объем которых исчисляется десятками кубометров.

Сплывы отличаются от оплывин тем, что в оползание вовлекаются низко расположенные грунты на глубину до 2,0 м и более, при этом сохраняется общая устойчивость откоса.

Сплывам и оплывинам больше всего подвержены откосы молодых выемок возрастом до 5 лет. Чаще эти деформации происходят в глубоких выемках, сооруженных в глинистых грунтах. В выемках, начиная с глубины 3–4 м, заметно возрастают повреждения откосов сплывами и оплывинами.

Насыпи подвержены сплывам грунта откосов в первые 5 лет после постройки, а также после длительного срока эксплуатации вследствие развития в них балластных лож и мешков с карманами и гнездами.

Опознавательные признаки возможности сплыва грунта:

– на откосах выемок: появление трещин, потеков разжиженного грунта; ярко-зеленой влаголюбивой растительности; наличие неровностей на откосе от ранее происходивших сплывов;

– на откосах насыпей кроме признаков, указанных выше для откосов выемок, могут наблюдаться: продольные трещины на обочинах, на откосах балластной призмы, вдоль торцов шпал, хорошо просматриваемые весной после схода снега; оседание обочин; просадки рельсовых нитей; пучины на пути – до 50 мм; выпирание грунта на откосах; переувлажнение откосов, иногда с выходом воды.

Причины сплывов и оплывин можно подразделить на общие для откосов насыпей и выемок и на присущие только для конкретного вида земляного полотна.

Общие причины: снижение прочности грунтов вследствие промерзания и оттаивания, попеременного высушивания и растрескивания, затем переувлажнения их обильными атмосферными осадками или талыми водами; уничтожение растительности на откосах палами, а иногда – и людьми.

Причинами повреждения откосов выемок могут быть: выход на поверхность откосов грунтовых вод; неудовлетворительное состояние нагорных канав и инфильтрация поверхностной воды в грунты; повреждения укрепления откосов и несвоевременное их укрепление.

Причины сплывов и оплывин на откосах насыпей: завышенная крутизна откосов; недостаточная плотность грунта в зоне откосов; сооружение насыпи из слабых грунтов, непригодных для использования в насыпях; наличие балластных лож, мешков и особенно балластных карманов и гнезд, развитых в сторону откосов; накопление над основной площадкой и на откосах большого слоя старого, сильно загрязненного балласта (рис. 2.2), который длительное время удерживает атмосферные осадки и способствует переувлажнению глинистых грунтов тела насыпи.

Рис. 2.2. Длительно эксплуатируемая насыпь:

1 – старый, сильно загрязненный балласт; 2 – слой переувлажненного глинистого грунта; 3 – возможная поверхность сплыва

Практика эксплуатации земляного полотна показывает, что чаще всего сплывы и оплывины происходят при оттаивании грунта. Объясняется это тем, что при зимнем промерзании грунты подвергаются пучению с образованием ледяных прослоек, которые увеличиваются при непрерывной миграции воды из талых грунтов к фронту промерзания. Линзы и прослойки льда располагаются параллельно плоскости откоса. В результате пучения грунт разуплотняется. При вытаивании ледяных прослоек заметно снижается сопротивление сдвигу грунта и возникают сплывы на откосах.

Меры предотвращения сплывов и оплывин.

Откосы вновь возведенного земляного полотна должны укрепляться посевом многолетних трав или посадкой кустарника, покрытием их слоем до 0,5 м крупнообломочных или скальных грунтов, укладкой решетчатого покрытия из железобетонных брусков с заполнением клеток щебнем.

Для предупреждения сплывов откосов выемок, вызываемых сезонным промерзанием и оттаиванием переувлажненных глинистых грунтов, применяют уположение откосов до 1:1,75 или 1:2 и покрытие их теплоизолирующим материалом (шлаком) или крупнообломочными грунтами. Если увлажнение грунтов откосов выемки связано с грунтовой водой, то применяют ограждающие (заоткосные) и откосные дренажи (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Ограждающий и откосный дренажи:

а) ограждающий (заоткосный) дренаж; б) откосный дренаж; 1 – водоносный слой; 2 – слои сильно влажного грунта; 3 – дренаж-преградитель; 4 – утрамбованный щебень; 5 – мелкий камень

Предотвращению сплывов откосов выемок способствуют регулярные осмотры и очистки нагорных и забанкетных канав от оплывшего с откосов грунта, мусора и ила. Исправные водоотводные устройства исключают инфильтрацию поверхностной воды в грунты откосов.

Для предотвращения сплывов и оползаний откосов насыпей применяют следующие меры: осушение балластных лож, мешков и гнезд; гидроизоляция зоны основной площадки и отвод дождевых вод к откосам с помощью пленочного покрытия; инъецирование в балластные углубления вяжущих растворов или смол; применение в комплексе с выше указанными мерами способов механического укрепления откосов: контрбанкетов, контрфорсов, удерживающих стен, состоящих из рядов забивных или буронабивных свай, армогрунтовых стен, анкерных удерживающих конструкций разного вида (см. рис. 2.4) [2, 3, 4, 5, 8].

Балластные шлейфы – это дефект земляного полотна, являющийся нередко причиной сплыва откосов насыпей, поскольку сами они могут быть неустойчивыми. Балластными шлейфами называются присыпки балласта на откосах насыпей с толщиной слоя, уменьшающегося книзу.

Причины образования присыпок балласта на откосах различны. На дорогах старой постройки они появились в результате необходимости уширения насыпей, в связи с увеличением размеров балластной призмы при переходе на более тяжелые типы верхнего строения пути. Для обеспечения устойчивости пути и удобства его содержания производилась отсыпка обочин песчано-гравийным балластом, балласт отсыпался и на откосы.

Рис. 2.4. Анкерные конструкции укрепления откосов:

а), б) пригруз откоса камнем; в) пригруз откоса усилием, создаваемым в тяжах: 1 – анкера; 2 – металлические тяжи; 3 – железобетонные элементы для удержания пригруза на откосе; 4 – железобетонные плиты; 5 – камень

Из-за недостаточной плотности грунта многие старые насыпи давали в процессе эксплуатации осадку. Для поддержания пути на профильных отметках его периодически поднимали на балласт. При этом исчезающую обочину восстанавливали за счет присыпки балласта, который отсыпался также и на откосы.

Третья причина – это накопление на откосах грязного балласта, сбрасываемого с пути при ремонтах и при его очистке.

Толщина балластных шлейфов на высоких насыпях достигает 1–1,5 м и больше. Откосы с балластными шлейфами часто имеют завышенную крутизну (круче 1:1,5). Шлейфы большой толщины служат основанием для верхнего строения пути, сползание их в данном случае опасно для движения поездов.

Меры по укреплению насыпей с балластными шлейфами должны предусматривать: с одной стороны – осушение зоны контакта шлейфа с глинистым грунтом насыпи, а с другой – поддержание шлейфа при наметившемся его сползании.

Для уменьшения проникновения поверхностных вод через балластную призму к контакту шлейфа с глинистым грунтом насыпи следует применять укладку гидроизоляции (пленка, геотекстиль) в основании балластной призмы или возведение на откосах каменных контрофорсно-дренажных прорезей шириной 1,0–1,5 м, в количестве до 4 шт. в пределах одного звена (см. рис. 2.5), которые кроме осушения еще и поддерживают шлейфы.

Для оперативной стабилизации неустойчивых шлейфов могут быть применены поддерживающие присыпки (рис. 2.5). Размеры их определяются расчетом на устойчивость шлейфа вместе с присыпкой.

Рис. 2.5. Укрепление насыпи с балластными шлейфами:

1 – поддерживающая присыпка; 2 – местный грунт; 3 – контрофорсно-дренажная прорезь; 4 – основание шлейфа

Источник

Балластный шлейф что такое

Деформации, повреждения и разрушения

Дефекты являются следствием недоработок при проектировании ЗП, его защитных и укрепительных сооружений, нарушении технологии строительного процесса и временной эксплуатации железнодорожных линий, неудовлетворительного текущего содержания и ремонтов железнодорожного пути.

Деформации ЗП возникают в следующих случаях: при недостаточной несущей способности грунтов, из которых оно сооружено, несоответствии мощности верхнего строения пути (ВСП) нагрузкам от подвижного состава, при недостаточной защите грунтов ЗП от неблагоприятных воздействий климатических и инженерно-геологических факторов.

Классификация наиболее распространенных дефектов и деформаций земляного полотна

Основная площадка ЗП

· Термокарстовые понижения и провалы на мари и земляном полотне

· Весенние пучинные просадки

· Пучинные горбы над «холодным трубопроводом»

· Обрушения крутых откосов выемок в лессовых грунтах

· Размывы откосов контрбанкетов и берм

· Сплывы откосов выемок

· Сплывы откосов насыпей

· Ополpание откосов насыпей

· Сплывы откосных частей насыпей над пересекающими их термотрассами

· Оползание рыхлых отложений по контакту со скальными породами

Тело и основание ЗП

· Оседание насыпи вследствие уплотнения слагающих ее грунтов

· Осадка и расползание насыпей на оттаивающих вечномерзлых грунтах

· Сдвиг (сползание) насыпи или ее низовой части по наклонному основанию

· Смещение насыпи, расположенной на куруме

· Суффиозное разрушение откосных частей ЗП

· Оседание насыпи вследствие уплотнения грунтов основания

· Оседание насыпи вследствие выпирания грунтов основания

· Выпирание грунтов в выемке

· Провалы насыпей на торфяных болотах

· Провалы ЗП на закарстованных территориях

Повреждения ЗП в местах его взаимодействия с инородными конструкциями

· Осадки ОПЗП над трубопроводными пересечениями

· Нарушение отвода поверхностных вод у пассажирских платформ и погрузочно-выгрузочных площадок

· Повреждения приоткосных частей ЗП в местах прокладки кабелей

· Оседание ЗП над шахтными разработками

· Длительное оседание насыпей на подходах к мостам и водопропускным трубам

Повреждения и разрушения ЗП, подверженных неблагоприятным природным воздействиям

Дефекты ЗП при строительстве дополнительных путей

Основные признаки БК:

Причины возникновения БК:

Мероприятия по устранению БК:

Основные признаки балластного ложе:

Причины возникновения балластного ложе:

Контакт балластных материалов и глинистых грунтов

Мероприятия по ликвидации балластного ложе

Основные признаки БМ:

Причины возникновения БМ:

Мероприятия по ликвидации БМ:

Построечный поперечный профиль

Выпирание грунта из-за образования балластного мешка

Контакт балластных материалов и глинистых грунтов

Основные признаки БГ:

Причины возникновения БГ:

Контакт балластных материалов и глинистых грунтов

Мероприятия по ликвидации балластного гнезда

Отмостка откоса для выпуска воды из прорези

Расстояние от верха балластной призмы до дна

Поперечные дренажные прорези закладывают на глубину не менее чем на 0,2 м ниже дна балластного ложа, балластного мешка, балластного гнезда.

По дну прорезей придают уклон в насыпях не менее 0,1 м, а в выемках 0,05 для отвода воды.

Термокарстовые понижения и провалы на мари и земляном полотне

Мероприятия по ликвидации:

Термокарстовое понижение у подошвы откоса насыпи

Верхняя граница вечной мерзлоты

Определение пучин и их разновидность

По характеру искажения положения рельсовых нитей пучины делят на:

Пучины в зависимости от местоположения пучинообразующего слоя делятся на балластные и грунтовые.

Зимнее положение пути

Летнее положение пути

Грунтовые пучины делятся на 3 вида:

1. Пучины, возникающие при промерзании грунтов верхней части земляного полотна после промерзания балластного слоя и растущие в течение первой половины зимы. Пучины этого вида характерны для участков, где грунты основной площадки переувлажняются из-за наличия балластных корыт, лож и т.д.

2. Пучины, образующиеся при промерзании грунтов всей замерзающей зоны и растущие до конца зимы.

3. Пучины, появляющиеся при промерзании грунтов нижней части замерзающие зоны и растущие в течение второй половины зимы. Эти пучины характерны для участков, где слой старых балластных материалов под балластной призмой имеет большую толщину.

Причины грунтовых пучин

Причиной грунтовых пучин является замерзание воды в грунтах и увеличения объема в дренирующих грунтах на 9 %. В пучащих грунтах (супеси, суглинки, глины) объем вспучивания грунта увеличивается в 2 раза по сравнению с дренирующими грунтами. Это связано с тем, что в процессе замерзания влажность пучащих грунтов увеличивается в 2 раза за счет подсасывания воды из нижних слоев. Таким образом, чем толще слой пучащего грунта, тем больше высота пучинного горба в данном месте.

Способы ликвидации грунтовых пучин

Первая группа способов ликвидации грунтовых пучин

Первая группа этих способов состоит в том, чтобы пучащий грунт, расположенный под основную площадку земляного полотна вывести из зоны промерзания. Для этого осуществляют подъемку пути либо на балласт, либо на противопучинную подушку, а затем на балласт. В этом случае имеется возможность сохранить существующий балластный слой, механизировать работы по ликвидации пучин.

Вторая группа способов ликвидации грунтовых пучин

Вторая группа способов ликвидации грунтовых пучин связана с осушением пучащих грунтов. Осушение грунтов на пучинистых участках должен обеспечить перехват дренажными сооружениями водоносного горизонта, питающего грунты, или понизить уровень грунтовых вод, выводя капиллярную зону из зоны промерзания. В основном используют подкюветные или закюветные дренажи.

Третья группа способов ликвидации грунтовых пучин

К третьей группе способов ликвидации пучин относят замену пучащего грунта дренирующим.

Четвертая группа способов ликвидации грунтовых пучин

Балластные пучины образуются при наличии углублений в основной площадке ЗП, загрязненного балластного слоя, запущенности кюветов, лотков и водоотводных канав. Они появляются сразу с наступлением морозов и достигают высоты 20-40 мм. В начале весны балластные пучины быстро спадают.

Борьба с балластными пучинами сводится к очистке щебеночного и замене песчано-гравийного загрязненного балласта, срезке обочин, осушению балластных корыт и лож, подъемке пути на балласт при достаточной его толщине, устранению неровностей основной площадки, сложенной глинистыми грунтами.

Источник