Земляное полотно

Проектирование земляного полотна ведется в соответствии требованиями нормативных документов СНиП 32-01-95; СТН Ц-01-95; СП 32-104-98; ВСН 61-89; Технических условий на проектирование и строительство железных дорог на полуострове Ямал 2005 г., а также с учетом опыта проектирования, строительства и эксплуатации железных дорог на вечномерзлых грунтах Северо-западного региона Сибири: Надым Пристань – Пангоды –Ягельная – Коротчаево; Ягельная – Ямбург и Обская – Бованенково.

Конструктивные решения по земляному полотну зависят от многих факторов. Основные из них заключаются в следующем:

• состояние грунтов основания: вечномерзлые, сезонно-мерзлые или талые;

• состояние грунтов в карьерах: твердомерзлые, сухомерзлые или талые;

• принципы проектирования: с сохранением грунтов основания в мерзлом состоянии или с деградацией вечномерзлых грунтов:

• с учетом применения геотехнических материалов: геотекстиля и пенополистирола;

• с учетом снегозаносимости;

• с учетом воздействия на земляное полотно паводковых вод рек;

• геокрелогического состояния территории прилегающей к железной дороге: термокарст, наледи, полиоганальные льды;

При проектировании земляного полотна на участках с вечномерзлыми грунтами принят принцип регулирования положения верхней границы мерзлоты (ВГМ) в грунтовом массиве земляного полотна и основания. В данном случае принят принцип сохранения многолетних грунтов в мерзлом состоянии или, в соответствии с «ТУ по проектированию и строительству ж. д. на полуострове Ямал» ОАО «Газпром», принят принцип «замедления скорости изменения геометрии ВГМ в период эксплуатации».

Для этого применяется комплекс конструктивных и организационно-технологических решений, направленных на понижение или сохранение температуры грунтов насыпи и основания:

• производство работ в зимнее время;

• сохранение естественного растительного покрова под земляным полотном и прилегающих к нему территорий:

• -организация водоотвода в период и после строительства:

• конструкции земляного полотна с применением «Пеноплэкса» (пенополистирола), торфа и других материалов, играющих роль теплового диода.

Строительство земляного полотна возможно как по одноэтапной, так и двухэтапной технологии.

По одноэтапной технологии насыпи отсыпаются в зимний период на весь профиль из твердомерзлых пылеватых песков в обоймах из геотекстиля. После сооружения насыпи в этот же зимний период укладывается верхнее строение пути.

По двухэтапной технологии насыпи отсыпаются в две очереди. В первую очередь нижняя часть насыпи (до высоты сезонной величины оттаивания) отсыпается в зимний период из переувлажненных твердомерзлых пылеватых песков. В весенне-летний период отсыпанная часть насыпи оттаивает, после этого её доуплотняют и профилировают. Во вторую очередь насыпь досыпают до проектных очертаний в летне-осенний период талыми грунтами или сухомерзлыми, предварительно просушенными летом в карьере, грунтами.

В проекте принята как одноэтапная, так и двухэтапная технология строительства.

Немаловажное значение играет поперечное очертание земляного полотна. Исследованиями ЦНИИС подтверждено, что на дорогах севера благоприятными с точки зрения снегонезаносимости (более благоприятные аэродинамические свойства) являются насыпи с откосами 1:3 - 1:5. Данное решение было отображено при разработке конструкции земляного полотна.

С учетом состояния грунтов основания, грунтов для сооружения земляного полотна и комплекса конструктивных и организационно-технологических решений разработаны следующие типы:

Тип I. Насыпь высотой до 1,2 м (рис. 1).

Тип II. Насыпь высотой от 1,2 до 3,5 м (рис. 2).

Тип III. Насыпь высотой от 3,5 м до 5,5 м (рис. 3).

Тип IV. Насыпь высотой от 5,5 м до 6,0 м (рис. 4).

Тип V. Насыпь высотой от 5,5 м до 6,0 м на участках с подтоплением (рис. 5).

Тип VI. Насыпь высотой на участках с подтоплением в районе малых искусственных сооружений (рис. 6).

Тип VII. Выемка в вечномерзлых грунтах (рис. 7).

Тип VIII. Насыпь высотой более 6,0 м (рис. 8).

Тип IХ. Насыпь высотой более 6,0 м на участке поймы р. Обь (рис. 9).

Тип Х. Насыпь на подходах к мостам (рис. 10).

Применение геоматериалов при сооружении земляного полотна

1. Применение теплоизолирующего материала типа «Пеноплэкс» позволило:

• сократить на просадочных вечномерзлых грунтах минимальную высоту насыпи до 1.2 м;

• понизить проектную линию продольного профиля;

• сократить общие объемы земляных работ;

• сократить срок стабилизации земляного полотна;

• уменьшить вероятность развития пучин;

• избежать развития термокарста под насыпями;

• увеличить прочность основной площадки земляного полотна.

вставка рис. – типы земполотна

10 листов

2. Применение прослоек и обойм из геотекстиля:

• позволяет сократить объемы, требующие просушки (твердомерзлые песчаные грунты просушивают до сухомерзлого состояния);

• сократить трудозатраты;

• обеспечить прочность основной площадки.

3. Укладка георешеток «Fortrac» или «Tensar SSLA30» в уровне основной площадке земляного полотна позволяет увеличить прочность основной площадки за счет перераспределения давления от подвижной нагрузки. В данной документации георешётка использована на подходах к мостам в качестве участков переменной жесткости и компенсации осадок на подходах к мостам.

4. Георешётки типа «Прудон 494» и «Геокаркас».

Георешетки данных типов используются для укрепления откосов насыпей на участках подтопляемых пойм.

Георешетки укладываются на откос насыпи или бермы по слою геотекстиля. Заполняются ячейки георешеток щебнем или ПГС. Высота ребер георешетки колеблется от 5 см до 20 см.

Применение георешеток, в качестве укрепления откосов, сокращает объем дорогого скального грунта.

Участки с термокарстом и полигональным рельефом

На участках проявления термокарста и полигонального рельефа на территории прилегающей к земляному полотну на ширине полосы по 50 м в обе стороны от железной дороги все понижения с водой засыпаются местным недренирующим грунтом.

Продольный водоотвод

Водоотводные канавы устраиваются на вечномерзлых грунтах I и II категорий просадочности и на сезонно-мерзлых грунтах.

На участках с вечномерзлыми грунтами III и IV категорий просадочности, а также на участках с проявлениями термокарста и полигональным рельефом водоотводные канавы не устраиваются.

Укрепительные работы

Откосы земляного полотна укрепляются торфопесчаной смесью толщиной слоя 20 см.

На участках подтопления высокими водами откосы насыпей и берм укрепляются щебнем и песчано-гравийным грунтом в ячейках георешеток и скальным грунтом.

Земляное полотно на участках с наледями

В связи с отсутствием детальных данных инженерно-геологического обследования, наличие участков с развитием наледей на данный период отсутствуют.