Глава 5. Мероприятия по оздоровлению основной площадки земляного полотна на пучинных участках
5.1 Общая часть
В данном дипломном проекте предусматриваются рекомендации по ликвидации пучины путем устройства теплозащитного покрытия из плит пенополистирола толщиной 12 см укладываемых при прогрохотке щебня в период среднего ремонта пути.
В рекомендациях приведены: общая характеристика больного места, инженерно-геологическое строение участка и проектные решения по устранению пучины.
Инженерно-геологическая характеристика участка дана по результатам предыдущих изысканий.
Проектные решения разработаны на основе «Технических указаний по устранению пучин и просадок железнодорожного пути» (ЦПИ-24) и «Технических указаний на применение пенополистирола и геотекстиля при усилении оснований площадки земляного полотна без снятия рельсошпальной решетки» (ЦПИ-22).
5.2 Характеристика участка.
Больной участок расположен на перегоне Гатчина Варшавская – Суйда, непосредственно под путепроводом ж.д. линии Гатчина Товарная – Тосно. Под путепроводом наблюдается пучение внутренних рельсовых нитей под I и II главными путями. Протяженность пучины 100м, высота до 70мм.
Земляное полотно в пределах больного участка проходит по нулевому месту. Окружающая местность покрыта редким кустарником, имеются значительные заболоченные участки. Водоотводных канав в зоне расположения пучины не существует.
5.3 Инженерно-геологическое строение участка
На рассматриваемом участке до глубины 2,5м вскрыты моренные супеси и суглинки, местами пылеватые, с включениями гравия и гальки. Под вторым путем на участке залегает слой торфа хорошо разложившегося.
Балластный слой представлен сильно загрязненным щебнем на песчаной подушке. Толщина балластного слоя от 0,3 до 0,5м.
Ниже балластного слоя залегают супеси светло-серого цвета с включениями гравия и мелкой гальки, пылеватые, влажные. Под супесями залегает торф темно-коричневого цвета, хорошо разложившийся, плотный. Мощность слоя колеблется от 0,5 до 16м. В пределах больного участка так же встречаются суглинки светло-серого и темно-коричневого цвета с включениями гравия. Мощность слоя колеблется от 0,15до 0,5м. Подстилающими породами являются глины светло-серого цвета с зеленоватым оттенком, влажные, пластичные, средней плотности.
5.4 Причины образования пучины
Основной причиной неравномерного пучения земляного полотна является неоднородное литологическое строение основной площадки и отсутствие водоотводов. Пылеватые супеси и суглинки, попадающие в зону промерзания, обладают высокими пучинистыми свойствами. Пучение внутренних рельсовых нитей обусловлено неравномерным залеганием супеси и суглинка в поперечном направлении.
Для ликвидации пучины необходимо вывести пучинистые грунты из зоны промерзания. Это может быть достигнуто путем устройства теплозащитного покрытия из пенополистирола.
5.5 Проектное решение по устранению пучины путем устройства теплозащитного покрытия из пенополистирола при выполнении работ по среднему ремонту пути.
5.5.1 Введение
Теплозащитные покрытия устраиваются при усилении основной площадки на участках, где требуется ликвидация деформаций морозного пучения (пучины, участки с равномерным пучением, превышающим допустимые величины, а также участки с просадками пути в период оттаивания).
Теплозащитные покрытия укладываются под балластным слоем на глубине не менее 40см под шпалой в сечении под внутренней нитью с уклоном 0,04 в полевую сторону. Срезка обочин ниже покрытия для отвода с него воды обязательна.
Укладка покрытия производится, как правило, при производстве работ по усиленным капитальному и среднему, а также среднему ремонтам пути. При этом покрытия могут укладываться в ходе работ по глубокой очистке балластной призмы без снятия путевой решетки машинами, обеспечивающими необходимые глубину, ширину и ровность поверхности вырезки старого балласта, либо в промежутке между снятием старой и укладки новой путевой решетки.
В первом случае непосредственно на покрытии допускается располагать очищенный щебень, а во втором возможно создание над ним защитного слоя толщиной 10см из песка.
Для обеспечения плавного перехода по жесткости и теплофизическим свойствам вдоль пути по концам покрытия из пенополистирольных плит обязательно устраиваются сопряжения.
В качестве материала теплозащитного покрытия используются плиты жесткого пенополистирола, имеющего замкноутоячеичную структуру и низкий коэффициент теплопроводности.
Надежность работы пенопласта определяется: пределом его прочности на сжатие и водопоглащением (высокое водопоглащение приводит к быстрому старению). Для создания сплошного покрытия из плит их длина принимается равной ширине покрытия (4-5м), а по боковым поверхностям плиты должны иметь пазы для перекрытия швов.
Для теплозащитного покрытия рекомендуется применять плиты экструдированного пенополистирола. Допускается также укладка пенополистирольного и поливинилхлоридного пенопластов, изготовленных по прессовой технологии. Полистирольный пенопласт, изготовленный по беспрессовой технологии, к укладке не допускается. Толщина и ширина теплозащитного покрытия определяются теплотехническим расчетом из условия ограничения деформаций морозного пучения.
5.5.2 Исходные данные для проектирования
1. Местонахождение пучины: ПК 469 – ПК 470 1-й – 2-й главный путь;
2. Величина пучения: до 70мм;
3. Характер залегания грунтов:
- в пределах зоны сезонного промерзания-оттаивания пылеватые суглинки и супеси тугопластичной и пластичной консистенции.
- Ниже зоны сезонного промерзания суглинки, торф, глины.
4. Уровень грунтовых вод: на 0.5м ниже уровня основной площадки.
5. Состояние водоотводов: отсутствуют.
6. Верхнее строение пути: Рельсы типа Р65, шпалы ж.б., скрепление КБ. Толщина балласта 25-35 см от подошвы шпалы. Балласт – щебень.
5.5.3 Расчет теплозащитного покрытия
Проектирование и расчет теплозащитного покрытия проводились в соответствии с требованиями Технических указаний по устранению пучин и просадок железнодорожного пути и Технических указаний на применение пенополистирола и геотекстиля при усилении основной площадки земляного полотна без снятия рельсошпальной решетки.
Теплотехнический расчет для определения толщины и ширины покрытия проводится при расчетном коэффициенте теплопроводимости плит пенопласта во влажном состоянии λр=0,035 Вт/мК и максимальной сумме градусосуток отрицательной температуры за зиму с вероятностью ее превышения один раз в 10 лет Ωр=1200. Расчет δпок выполняется по номограммам [1,2] с учетом толщины непучинистого грунта под пенополистиролом mнеп = 0 см.
При расположении непосредственно на покрытии очищенного щебня толщина плит, полученная расчетом или по номограмме, увеличивается на 1см, учитывающий возможное уменьшение защитных свойств покрытия при вдавливании в него отдельных щебенок.
Таким образом, толщина пенополистирола составит 12 см.
Для обеспечения плавного перехода по жесткости и теплофизическим свойствам вдоль пути по концам покрытия из пенополистирольных плит обязательно устраиваются сопряжения.
Сопряжения выполняются за счет постепенного уменьшения толщины h плит до минимальной 4 см, и далее при неизменной минимальной толщине плит либо с укладкой их с зазором Δ, либо за счет постепенного уменьшения ширины покрытия, укорачивая длину плит см. рис. 1. Уменьшение толщины покрытия производится ступенчато с шагом 4 см. Длина каждого участка с неизменной толщиной плит принимается 5м.
Общая длина сопряжения покрытия составит 20м в каждую сторону.
При укладке пенопласта в комплекс с усиленным капитальным, капитальным и средним ремонтом верхнего строения пути при использовании машин для глубокой очистки щебня, щебень размещают непосредственно на плиты пенопласта без защитного слоя.
5.5.4 Конструктивное решение по устройству теплозащитного покрытия
Работы производятся при проведении среднего ремонта пути совместно с прогрохоткой щебня типа СЧУ-600/800, РМ-80. Типовой поперечный профиль балластной призмы приведен на рисунке 2.
Слой пенополистирола располагают на глубине не менее 0,4м ниже подошвы шпал на остающиеся невырезанными балластные материалы. В случае залегания под пенопластом глинистых грунтов глубину вырезки увеличивают и размещают здесь дополнительно дренирующую подушку из песка толщиной не менее 0,1 м.
Протяженность участка укладки пенополистирола составляет 100м.
Пенополистирол укладывается под обоими главными путями.
Глубина вырезки балласта и подбалластного слоя 62см.
Протяженность переходных участков: по 20м в каждую сторону.
Общий объем пенополистирола на 2 пути: 25,6м3.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
