Сооружение земляного полони железных дорог в вечной мерзлоте (в условиях БАМа и на полуострове Ямал, зарубежный опыт)

36. Сооружение земляного полони железных дорог в вечной мерзлоте (в условияхБАМа и на полуострове Ямал, зарубежный опыт).

Байкало-Амурская магистраль построена по нормам железных дорог I категории с высоким уровнем технической оснащенности. Ширина двухпутного земляного полотна (от Усть-Кута до Тынды) на прямых участках пути из глинистых грунтов — 11,1 м, а из скальных и дренирующих грунтов— 10,1 м. Ширина однопутно­го земляного полотна (на восточном участке трассы) соответ­ственно — 7,0 и 6,0 м.

Ширина насыпи на слабосжимаемом и просадочном основании, возводимой с запасом на осадку, установлена по расчету, с тем, что­бы нормы были обеспечены после полной осадки земляного полот­на.

Высота насыпи в основном определялась при проектировании про­дольного профиля, исходя из технико-экономических соображений. Она находилась в пределах от 1,5 до 2,8 м. В качестве показателя целесообразной высоты насыпи принимались следующие случаи со­хранения поверхности вечномерзлых грунтов в течение всего перио­да эксплуатации:

-  на естественном уровне, существовавшем до возведения зем­ляного полотна;

-  на уровне подошвы откосов насыпи;

-  на различных уровнях — от естественного до подошвы отко­сов.

Для регулирования намечаемого положения поверхности веч­номерзлых грунтов выполнялись теплотехнические расчеты. Соблюдение всех требований привело к тому, что в среднем на восточном участке БАМа высота насыпи составила 1—2 м в тех случаях, когда грунты деятельного слоя обладали достаточной несущей способностью. Насыпи на мокром основа­нии принимались высотой не менее 2,0 м.

Земляное полотно на участках, в основании которых залегают вечномерзлые глинистые грунты и мари, подземные льды, проек­тировалось, как правило, насыпями, с учетом свойств и состояния грунтов деятельного слоя и вечномерзлых грунтов при оттаиваивании.

На участках с погребенными льдами высоты насыпей на­значались по расчету, но не меньшими 3 м, с расстоянием от верхней границы мерзлоты 4 м. С обеих сторон насыпи устра­ивались бермы шириной 3,0 м и высотой 1,0 м, как это показа­но на рис. 1.31, в. Нижняя часть насыпи возводилась только при отрицательной температуре. Для отсыпки таких насыпей использовался скальный грунт. В зоне с погребенными льда­ми запрещалось нарушение растительного слоя, не разреша­лось закладывать карьеры, временные сооружения.

На значительном протяжении трасса БАМа проходит по доли­нам горных рек, огибая спускающиеся склоны сопок. На таких косогорных и прижимных участках отсыпались прислонен­ные насыпи или устраивались полунасыпи-полувыемки.

На восточных участках БАМа и на Амуро-Якутской железнодо­рожной магистрали (АЯМе) на основаниях из просадочных грунтов нашли широкое применение конструкции земляного полотна с терморегулирующими покрытиями из сортированного скально­го грунта. Через такие покрытия в зимнее время к телу земля­ного полотна, сооруженного из местного грунта, подходит холодный воздух и замораживает его. В летнее же время заключенный в порах скального грунта воздух служит в качестве теплоизоляции.

На АЯМе предусматривалось использовать различные техноло­гии покрытия откосов насыпи выемок каменным материалом.

В местах, где технологически невозможно выполнять срезку временного уширения (средний размер скаль­ной наброски 0,5 м) и имеется разделение грунтов в процессе отсыпки последнего слоя насыпи, используют в качестве разделителя геотекстиль. Первый этап при выполнении опытных работ предусматривал дополнительное уплотнение рабочего контура насыпи, учитывая зимний период строитель­ства. На втором этапе осуществляли изоляцию неуплотнен­ных бровочных скальных валов геотекстилем.

На этой же магистрали геотекстиль использовали при устрой­стве выемок в качестве подстилающего слоя на основной пло­щадке, кюветах и на закюветных полках. На уложенный геотек­стиль отсыпали с уплотнением промежуточный слой из суглинис­тых грунтов с заполнителем (на 30%) из скального грунта. На промежуточный слой укладывали верхний слой геотекстиля. Да­лее из скального грунта отсыпали основную площадку. Щебенис­тым грунтом укрепляли кюветы и закюветные полки с доведени­ем их очертания до проектного положения.

Выемки, сооружаемые по такой конструктивно-технологической схеме, вызывают минимальные нарушения вечной мерзлоты и мо­гут быть устроены на участках залегания подземного льда.