Ответы на экзаменационные вопроси (Назначение земляного полотна (ЗП) и требования, предъявляемые к нему. Особенности конструкций земляного полотна в сложных условиях. Устойчивость откосов и склонов. Рельсы (назначения и требования к ним)), страница 5

Углубления осн-й площадки, расположенные под шпалами и заполненные сильноувлажненной смесью балласта и грунта наз. балластными корытами. Они образуются из-за неравномерной передачи давления от шпал на ЗП, при малой толщине балласта и вследствие недостаточной несущей способности грунта осн-й площадки. По мере роста корыт в глубину и вширь по длине пути они сливаются и образуют ложа. При неодинаковой плотности грунта или при беспорядочной отсыпке верха ЗП разными грунтами происходит вдавливание балласта в менее плотных местах и происходит образование балластных гнёзд. Местные значительные углубления ложа наз.балластным мешком.  Глубина лож<1м, гнёзда и мешки до3м. Балластные корыта и ложа приводят к просадкам пути. Глубокие балластные гнёзда вызывают сплавы и обвалы верхних частей откосов. Данная деформ-я происходит:75%-на насыпях, 20%-на выемках, 5%-на нулевых местах. К мерам предупреждения возникновения деформаций относят:1.применение для верх-й части ЗП водопроницаемого и с хорошей несущей способн-ю грунта.2.введение в грунт верхней части ЗП цемента, битума или устр-во изоляции.3.укатка верхней части ЗП.4.возможное улечшение отвода воды от ЗП.

Для перехвата, сбора и отвода поверхностных вод у земляно­го полотна применяют различные устройства и сооружения. К их числу относят: канавы, лотки, земляные валики, специальную пла­нировку земной поверхности, устройства ливневой (дождевой) ка­нализации (обычно на территориях станций), специальные гидро­технические сооружения в виде перепадов, быстротоков, сбросов, а также гасителей энергии при них (водобойных колодцев или во­добойных стенок), регуляционные дамбы различных типов, воз­двигаемые чаще всего у больших искусственных сооружений или на морских побережьях.

Канавы — наиболее распространенные устройства для ре­гулирования стока поверхностных вод. Форма их, как правило, трепецеидальная. Размеры в большинстве случаев определяют на основании гидравлических расчетов. Минимально допустимые размеры канав независимо от резуль­татов расчета принимают следующими: наименьшая глубина 0,6 м, наименьшая ширина по дну 0,6 м. На болотах минимальная ширина по дну 0,8 м.Дно укрепляют слоем щебня толщиной 8—10 см.  Лотки представляют собой те же канавы, но укрепленные так, что конструкция укреплений может воспринимать боковое да­вление грунта. Лотки могут служить не только для поверхностного, но и для подземного водоотвода.

В последнее время применяют почти исключительно железо­бетонные и бетонные лотки. Лотки могут иметь трапецеидальную, прямоугольную, полу­круглую и треугольную форму. Конструкция лотка рамного типа показана на рис.

Быстротоками называют сравнительно короткие каналы (лотки), имеющие большие продольные уклоны i = 0,l÷0,8. Вслед­ствие этого на быстротоках развиваются очень большие скорости течения воды. Поэтому прибегают к устройству специального га­сителя энергии в виде водобойного колодца, водобойного уступа или водобойной стенки. Быстротоки проектируют в большинстве случаев из сборных или монолитных железобетонных конструкций преимущественно прямоугольного типа.  Перепады по существу выполняют те же функции, что и быстротоки (сопряжение двух бьефов). Они бывают одноступен­чатыми и многоступенчатыми. В конце перепадов мо­гут быть устроены такие же гасители энергии, как и в конце бы­стротоков.

Водобойные колодцы вместо водобойных стенок целесообразно назначать в районах, где нет резкого понижения температур, иначе водяная подушка в колодце может, замерзая, вызвать деформацию сооружения.  Консольно-леечные сбросы устраивают для сбро­са воды с большой высоты, например в овраг или лог на крутом косогоре. Они оказываются в таких случаях значительно дешевле, чем перепады или быстротоки. Для пропуска в выемках через земляное полотно водотоков, например оросительных каналов, устраивают так на­зываемые дюкеры, т. е. трубы в выемках.  Защитные земляные валики иногда уст­раивают вместо канав, если предполагается, что водоотвод будет работать кратковременными периодами.  Водоотводная планировка также выполняет роль устройства для регулирования стока поверхностных вод. Приме­рами такой планировки являются банкеты, бермы, полки и пр. Ливневая (дождевая) канализация на крупных станциях служит для регулирования (сбора и отвода) поверхност­ных вод.  Дренажные устройства необходимы для защиты земляного полотна и его основания от грунтовой воды. Применяют дренажи биологические, вентиляционные, вакуум-дре­нажи, электродренажи,  термодренажи и гравитационные дренажи.  Биологический дренаж грунтовых вод осуществля­ется путем транспирации влаги корневой системой, стеблями или ство­лами трав, кустарников и деревьев. Он используется в системе агро­лесомелиорации и является составной частью мероприятий по стаби­лизации неустойчивого земляного полотна. Вентиляционные дренажи осушают грунт за счет испарения влаги через верти­кальные скважины или колодцы. Вакуум-дренаж применяет­ся для изъятия воды из слабопроницаемых грунтов (кф = 0,5--0,01 м/сут) с помощью вакуумных насосов. Электродренаж основан на электроосмотическом воздействии постоянного электриче­ского тока на процессы фильтрации воды в грунтах с кф < 0,01 м/сут. Термодренаж заключается в принудительном удалении грунто­вой воды при обжиге или прогревании грунта. Все эти виды дренажей имеют весьма ограниченное применение из-за малой их эффективности. Гравитационные дренажи имеют наибольшее рас­пространение и наибольшую эффективность, а также отличаются продолжительностью действия. Вода в них поступает из грунта под воздействием сил гравитации. Наибольшее распространение для осушения грунтов земляного полотна и его основания получили горизонтальные закрытые дрена­жи траншейного типа относительно мелкого заложения (1,5—3,0 м). Такие дренажи без труб применяются при необходимости осушать грунт на коротких участках (до 50 м) при небольших притоках грун­товой воды.  Наиболее часто применяют горизонтальные закрытые дренажи тран­шейного типа с дренами — трубами, так называемые трубчатые дрена­жи. На рис.1 показан перехватывающий дренаж, предназначенный для недопущения грунтовой воды в основание насыпи. Это так называ­емый совершенный дренаж: траншея врезана в водоупорный грунт и перехватывает всю грунтовую воду. Если же она не доведена до водоупора и имеет место поступление воды со дна, то дренаж называется несовершенным. Траншея заполняется дренирующим грунтом (грави­ем, гравелистым, крупным и средней крупности песком), благодаря чему вода под воздействием сил гравитации фильтруется из осушаемо­го грунта в траншею, заполненную материалом с лучшими, чем грунт, фильтрационными свойствами. Далее она собирается трубой — дре­ной и при наличии уклона дна траншеи и трубы вытекает через вы­пуск на поверхность земли. Для возможности систематических осмотров и очистки дренажа че­рез каждые 50—100 м его трассы, а также в углах поворота в плане и профиле устраивают смотровые колодцы. В настоящее время применяются сборные железобетонные колодцы из секций. Верхнюю часть колодца во избежание попадания в него поверхностной воды выводят выше по­верхности земли не менее чем на 0,5 м. В нижней ча­сти устраивают отстойник глубиной от дна выходной трубы до дна колодца 0,4—0,5 м.  Галереи — горизонтальные дре­нажи траншейного типа с трубой тако­го размера, при котором в ней мо­жет передвигаться человек для осмотра, очистки и ремонта. Они используются для отвода грунто­вой воды из нескольких водонос­ных слоев, глубины их заложения б—10 м.