Дефекты и деформации земляного полотна

Главная → Путь и путевое хозяйство → Земляное полотно

Изменения внутреннего строения, формы и размеров земляного полотна, состояния и свойства грунтов, снижающие эксплуатационные качества ж.-д. пути являются следствием внешних нагрузок, термодинамических условий, влажности и других факторов. Дефекты и деформации возникают также из-за отклонений конструкций земляного полотна от современных норм; несовершенства технологий и ошибок, допущенных при строительстве дороги; неудовлетворительного состояния верхнего строения пути, недостаточной прочности грунтов, отсутствия или малой работоспособности защитных и укрепительных сооружений и т. п. Наличие дефектов и деформаций земляного полотна часто приводит к ограничению скоростей движения поездов или, в более редких случаях, к его полному прекращению до окончания восстановительных работ. Все это оказывает существенное влияние на перевозочный процесс и безопасность движения поездов.

Классификация

В соответствии с принятой классификацией дефекты и деформации земляного полотна в зависимости от места проявления, причин возникновения и характера повреждений подразделяются на восемь групп.

I группа — основная площадка

Дефекты: балластные корыта – отдельные расположенные под шпалами углубления до 5-30 см в глинистых грунтах основной площадки, заполненной балластным материалом; балластное ложе – вытянутое вдоль пути (под несколькими шпалами) углубление до 40-50 см в глинистых грунтах площадки; балластный мешок – изолированное значительное углубление в глинистых грунтах основной площадки и в теле земляного полотна, заполненное песчаными (в том числе балластными) материалами; балластные гнезда – балластные ложа и мешки, имеющие один или несколько отростков – карманов, заполненных балластом. Деформации: термокарстовые понижения и провалы на мари и земляном полотне – искажения очертаний поверхности полотна в результате вытаивания ледяных включений при оттаивании вечно-мерзлых грунтов; весенние пучинные просадки – интенсивное нарастание местных искажений рельсовой колеи в продольном и поперечном профилях в результате осадок оттаивающих грунтов земляного полотна под поездными нагрузками на участках с пучинными горбами или большим равномерным пучением (как правило, более 40-60 мм); пучины – искажения положения рельсовых нитей в продольном и поперечном профилях в виде пучинных горбов, впадин, перепадов, возникающие вследствие неравномерного вспучивания грунтов при промерзании; пучинные горбы над «холодными» трубопроводами -искажения рельсовой колеи в продольном профиле над газопроводами с отрицательной температурой газа вблизи мест понижения давления.

II группа — откосы

Дефекты: смывы – поверхностные нарушения откосов насыпей и выемок атмосферными водами; обрушения крутых откосов выемок в лессовых грунтах – появление продольных трещин на заоткосной площадке с образованием уступов, обрушение крупных (до 3-5 м3) массивов грунта. Деформации: размывы откосов контрбанкетов и берм; сплывы откосов выемок – смещение верхнего слоя грунта толщиной до 1-2 м с сохранением общей устойчивости откоса; сплывы откосов насыпей – смещение поверхностного слоя грунта (в том числе балластного шлейфа) с захватом обочины и части балластной призмы без нарушения общей устойчивости насыпи; оползание откосов насыпи – отслоение откосной части насыпи с захватом основной площадки чаще всего до концов шпал или до оси пути и смещение ее к подошве откоса, иногда с захватом основания насыпи; сплывы откосных частей насыпей над пересекающими их теплотрассами – смещение массивов грунта или оплывание его с неровностями и западинами на откосах над теплотрассой, располагающейся на переходе в теле насыпи; оползание рыхлых отложений по контуру со скальными породами – взбугривание естественной поверхности склона с образованием продольных трещин в грунтовой толще, расположенной выше бровки откоса; осыпи – перемещение под действием силы тяжести дресвяно-щебенистых продуктов выветривания горных пород с поверхности откосов или склонов к их подошве; вывалы – выпадение отдельных скальных обломков (глыб) из откосов выемок (полувыемок) или с поверхности склонов при сравнительно устойчивых скальных массивах; обвалы – обрушения раздробленных скальных пород с естественных склонов, откосов, выемок или полувыемок.

III группа — тело и основание земляного полотна

Дефекты: расползание насыпи – медленное оседание насыпи с изменением первоначальных очертаний как основной площадки, так и откосов; оседание насыпи вследствие уплотнения слагающих ее грунтов – заметное понижение продольного профиля пути, особенно вблизи водопропускной трубы; осадки и расползание насыпей на оттаивающих вечномерзлых грунтах – неравномерные осадки насыпи, сопровождающиеся расползанием откосных частей на мари за счет пластических деформаций (выдавливания) слоя талых глинистых грунтов основания толщиной 10-30 см, находящихся в текучем (или текучепластичном) состоянии под подошвой насыпи при оттаивании сезонно-промерзающего слоя. Деформации: сдвиг (сползание) насыпи или ее низовой части по наклонному основанию – смещение рельсовой колеи в направлении передвижения насыпи (внии по косогору), появление бугров выпирания грунтов у основания откосов с низовой стороны; оползни – деформации земляного полотна, обусловленные скользящим смещением грунтовых масс под действием силы тяжести; смещение насыпи, расположенной в куруме – нарушение рельсовой колеи в плане из-за смещения насыпи в направлении движения глыбового развала (курума) вниз по склону.

IV группа – слабые основания

Дефекты: суффозионное разрушение откосных частей земляного полотна – отложения мелкопесчаных и пылеватых частиц вблизи выходов грунтовых вод на поверхность, концентрические трещины в откосных частях земляного полотна, у водоотводных канав с откосными и циркообразными оплывинами. Деформации: оседание насыпи вследствие выпирания и уплотнения грунтов основания – просадки и сдвижки пути; выпирание грунтов в выемке – искривление кюветов или других водоотводных сооружений в плане и профиле, искажение очертаний откосов с отколами крупных массивов, возникновение циркообразных трещин; провалы насыпей на торфяных болотах (илистых отложениях) – быстропротекающие (обычно в течение нескольких часов) деформации земляного полотна, вначале в форме медленного неравномерного оседания, затем с образованием внезапных прорывов по основанию насыпи с выпорами на расстоянии 5-15 м от земляного полотна и быстрым опусканием частей тела насыпи в прорывы покровной толщи болота; провалы земляного полотна на закарстованных территориях – появление на земной поверхности провалов, местных оседаний с образованием трещин, неисправностей верхнего строения пути в форме зависания рельсошпальной решетки, возникновение просадок, нарушение очертаний балластной призмы, откосов, берм.

V группа — места взаимодействия с другими сооружениями

Дефекты: осадки основной площадки земляного полотна над трубопроводными пересечениями – просадки пути на коротких участках (длиной в 5-8 шпал) вследствие оседания грунта земляного полотна, повреждение креплений или очертаний откосов или дна водоотводов, неравномерное пучение грунтов над трубопроводом и на соседних участках пути; нарушение отвода поверхностных вод у пассажирских платформ и погрузочно-выгрузочных площадок — наличие засорителей на поверхности балластной призмы, выплески сквозь балластный слой, нарушение состояния пути по уровню и в профиле; повреждения приоткосных частей земляного полотна в местах прокладки кабелей – проседание поверхности обочин над кабелями, идущими вдоль пути, продольные трещины в балластной призме, прибровочных участках откосов и на обочинах. Деформации: оседание земляного полотна над шахтными подработками – непрерывное прогрессирующее искажение очертаний насыпей и выемок вследствие неравномерного оседания территории в местах ведения шахтной добычи полезных ископаемых; длительное оседание насыпей на подходах к мостам и водопропускным трубам – частое нарушение состояния верхнего строения пути в виде отрясенных шпал, предмостовых просадок рельсовых нитей, ослабление затяжки болтов в скреплениях.

руппа – земляное плотно, подверженное неблагоприятным природным воздействиям

Дефекты: песчаные заносы в пустынях и полупустынях – постепенное накопление сыпучего песка на поверхности балластного слоя, обочинах, откосах, отложение слоев песка на верхнем строении пути. Деформации: размывы подтопляемых откосов земляного полотна — обусловлены быстрым течением воды на участках временного или постоянного подтопления с наличием в водном потоке поваленных деревьев, пней, бревен и других посторонних предметов; размывы открытых водоотводов (канав, кюветов и др.) – местные разрушения откосов и дна продольных канав, кюветов, отводных русел от дренажей с образованием промоин, накоплений размытого грунта, деталей креплений дна; понижения и заплывания водоотводов земляного полотна на вечномерзлых грунтах – прекращение стока воды и ее застои в водоотводах; заиливание кюветов и канав – отложение илистых и супесчаных грунтов на дне кюветов и канав; подмыв берега моря (озера, водохранилища) вблизи земляного полотна, защитных и укрепительных сооружений; подмыв основания земляного полотна водными потоками – размыв берега у основания откоса земляного полотна с отложениями наносов в излучинах и подмывами нижних частей откосов; оврагообразование – одиночные (или разветвленные), вытянутые вдоль промоины с крутыми откосами и интенсивно размываемым дном; завалы земляного полотна снежными лавинами – лавинные лога (желоба) по поверхности склона с накоплением снежных массивов при снегопадах и метелях; завалы пути селевыми потоками – отложение селевых масс в руслах на подходах к мостам, при резких поворотах русла селеопасного лога, образование подпертых водоемов, угрожающих прорывами и прохождениями шквальных потоков; повреждения земляного полотна при наводнениях, обусловленные интенсивным и продолжительным поднятием уровня воды в близкорасположенных водотоках и водоемах, приводящим к размывам откосов подтопленного земляного полотна и укрепительных сооружений, выходом воды на путь; повреждения земляного полотна при землетрясениях, различающиеся в зависимости от интенсивности землетрясений в баллах.

VII группа — строительство дополнительных путей

Дефекты: пучение на одном из путей двухпутного участка – поднятие рельсовых нитей на различные величины; оседание насыпи дополнительного (нового) пути, построенной на слабом основании – образование продольного понижения у основания откоса вновь возведенной насыпи, неровность обочины земляного полотна и нарушение прямолинейности бровки, возникновение продольных трещин у границы старой и новой насыпей; переувлажнение грунта в откосах старой и вновь построенной насыпей вследствие неорганизованного водоотвода их уширенного междупутья – застои воды в междупутных заглубленных пазухах, высачивание воды на откосе вновь построенной насыпи. Деформации насыпи второго пути в результате увлажнения грунта из балластного шлейфа, защемленного при строительстве второго пути – длительное оседание рельсовой колеи, продольные трещины на междупутье, обочинах, откосах, высачивание воды на откосе новой насыпи.

VIII группа — конструктивные дефекты земляного полотна длительно эксплуатируемых линий

Недостаточность ширины обочин – откосы насыпи или откос кювета выемки становятся продолжением откоса балластной призмы, непрямолинейное очертание бровки земляного полотна; балластный шлейф с завышенной крутизной откоса – непрямолинейные очертания откосов насыпей, продольные трещины на бровках и откосах, приводящие при большой крутизне к сплавам шлейфов; недостаточная длина водопропускной трубы – зауженность обочин насыпей или их полное отсутствие, клинообразные отложения балластных материалов на откосах насыпей, продольные трещины на откосах, застои воды у основания откосов и их размывы; уменьшение сечения построечных кюветов – снижение стабильности пути из-за просадок, пучин и др.; застои воды на уровне дна построечных кюветов и основной площадки, в выемках и на нулевых местах; смещение уровня и положения в плане кюветов – размещение новых кюветов в старых балластных материалах, наличие валов из старых балластных материалов у основания откосов выемок, на нулевых местах.

См. также

• Банкет

• Бровка

• Берма