Условия строительства железнодорожного пути в условиях вечной мерзлоты

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Путь и железнодорожное строительство»

Реферат

на тему «Условия строительства железнодорожного пути в условиях вечной мерзлоты»

Выполнил:

Проверил:

г. Екатеринбург,

2015 год

• Введение
• 1. Изыскания и укладка ЖД пути
• 2. Проектирование
• 3. Методы обеспечения прочности и устойчивости земляного полотна
• 4. Типовые конструкции земляного полотна
• 5. Основные положения индивидуального проектирования
• 6. Строительство
• 7. Временная эксплуатация
• Заключение
• Список использованной литературы
• Введение

ВСН 61−89 содержит технические решения и указания, отражающие особенности выполнения проектно-изыскательских и строительных работ при строительстве и временной эксплуатации железных дорог в районах вечной мерзлоты.

Они разработаны в развитие и дополнение действующих нормативных документов, регламентирующих такие работы вне районов вечной мерзлоты. При этом учтены отечественный и зарубежный опыт, в том числе опыт проектирования, строительства и эксплуатации БАМ, соответствующие решения Комитета по земляному полотну научно-технических советов МПС и Минтрансстроя, а также результаты научно-исследовательских работ ЦНИИС, СибЦНИИС, Дальгипротранса. Томгипротранса и других институтов и организаций и соответствующие разработки в области инженерного мерзлотоведения за период 1961 — 1988 гг.

Нормы и положения ВСН 61−89 направлены на рациональное решение инженерных задач с учетом особенностей местных природных условий и необходимости обеспечения нормальной работы железнодорожных сооружений в условиях эксплуатации при наилучшем сочетании строительных и эксплуатационных затрат.

1. Изыскания и укладка ЖД пути

Изыскания новых железнодорожных линий следует выполнять в соответствии с требованиями главы СНиП 1.02.07−87. В районах вечной мерзлоты, ввиду сложных условий трассирования, требующих большого объема специальных обследований, изыскания следует выполнять, как правило, в три этапа: для разработки технико-экономического обоснования (ТЭО); для разработки проекта и детализирующие — для рабочей документации. При этом независимо от этапности проектирования инженерные изыскания необходимо выполнять для выбора направления трассы и по выбранному направлению.

На особо сложных в инженерно-геологическом и мерзлотно-грунтовом отношениях участках трассы, где неблагоприятные природные явления могут быть исследованы только в процессе длительных наблюдений, следует проводить дополнительные, а при необходимости — неоднократные изыскания и стационарные наблюдения. В пределах таких участков следует рассматривать при необходимости варианты проектирования и строительства долговременных обходов.

Основной задачей изысканий является сбор и анализ данных по конкурирующим вариантам линии об инженерно-геологических, мерзлотно-грунтовых, гидрогеологических, климатических и других особенностях природных условий района, необходимых для выбора оптимальных по технико-экономическим показателям положения трассы и проектных решений, обеспечивающих надежность и долговечность земляного полотна, водопропускных и других железнодорожных сооружений.

Учитывая многообразие вечномерзлых грунтов по их составу, состоянию и свойствам, а также большое различие местных условий на каждом участке трассы, трассирование линий необходимо выполнять в комплексе с инженерно-геологическими, гидрогеологическими, мерзлотно-грунтовыми обследованиями и изучением условий снегозаносимости.

Изыскания, в том числе трассирование, необходимо проводить, как правило, в летнее время, когда возможна более правильная и полная оценка топографических, мерзлотно-грунтовых и гидрогеологических условий. При этом следует принимать меры по минимальному нарушению растительно-мохового покрова.

В зимний период следует выполнять обследование наледных участков, снежных обвалов и лавин изучение процесса пучения и условий снегозаносимости, поиски источников водоснабжения, обследование переходов рек с бурением со льда, проходку разведочных выработок с промораживанием грунта и т. д.

После утверждения основного направления железнодорожной линии в районе ее расположения следует устанавливать места размещения мерзлотно-метеорологических станций (ММС).

Состав и объем работ ММС должны быть установлены специальной программой. Результаты систематических исследований и наблюдений ММС должны быть достаточными для получения данных, обосновывающих проектные решения и, при необходимости, выбор противодеформационных мероприятий. Работу ММС следует выполнять в период изысканий, продолжать в период строительства и, в обоснованных случаях, в течение эксплуатации дороги.

В программу исследований ММС необходимо включать:

· сбор и анализ данных, необходимых для прогноза изменении климатических, мерзлотно-грунтовых, гидрогеологических и других природных условий;

· выявление изменений природных условий, возникающих при строительстве железнодорожных сооружений;

· оценку надежности, долговечности и деформативности земляного полотна, зданий и сооружений в результате изменения природных условий;

· разработку, при необходимости, предложений по устранению деформаций земляного полотна, зданий и сооружений.

ММС следует размещать в местах, характерных по мерзлотно-грунтовым и климатическим условиям для всей линии или ее части.

Протяженность участка трассы, обслуживаемого одной ММС, следует устанавливать в зависимости от объема и сложности исследовательских работ, намечаемых программой с учетом численности исполнителей и научно-технической оснащенности ММС.

Направление и конкурирующие варианты трассы железнодорожной линии следует устанавливать на стадии разработки ТЭО, как правило, по имеющимся картам и материалам аэрофотосъемки, в том числе по крупномасштабным планам, освещающим мерзлотные, топографические условия, гидрографическую сеть и орографию местности. Особенности мерзлотных, инженерно-геологических, климатических и других природных условий рассматриваемых районов должны быть выявлены предварительно на основе литературных источников и материалов предыдущих изысканий.

Изыскания для разработки предпроектной документации следует выполнять по выбранному по картам генеральному направлению и основным конкурирующим вариантам с прокладкой магистральных ходов в пределах эталонных участков, проведением на них мерзлотной, топографической и инженерно-геологической съемок. При этом должны быть выявлены условия залегания подземного льда и бугров пучения, развития термокарста и наледных явлений и т. п., а также режим водотоков.

В результате изысканий на стадии разработки ТЭО принимается и обосновывается основное направление железнодорожной линии и, при необходимости, местные подварианты.

В процессе изысканий для разработки проекта требуется установить, но основному направлению трассы и местным подвариантам характер распространения и залегания вечномерзлых грунтов и таликов, оконтурить участки со сложными инженерно-геологическими и мерзлотно-грунтовыми условиями, в том числе с наличием подземного льда, развития термокарста, бугров пучения, наледей, а также участки с залеганием скальных пород, крупнообломочных и песчаных грунтов, согласно положениям настоящих Норм.

При выборе основного варианта и укладке трассы на местности в случаях примерного равенства технико-экономических показателей конкурирующих вариантов предпочтение следует отдавать долинным ходам и вариантам, включающим участки с наличием скальных, крупнообломочных и песчаных грунтов или расположенным на ближайшем расстоянии от месторождений таких грунтов.

При этом трассу целесообразно размещать преимущественно на второй и третьей надпойменной террасах и склонах южной экспозиции, в пределах которых, как правило, имеются более благоприятные мерзлотные, грунтовые и гидрогеологические условия и возможна укладка трассы с минимальными количествами и протяженностью выемок в льдонасыщенных глинистых грунтах.

Укладка трассы в непосредственной близости от подошвы косогоров, опасных в отношении снегозаносимости и наледеобразования, как правило, не допускается. Трассу необходимо относить от подошвы косогора на расстояние 50−60 м в зависимости от местных условий или предусматривать строительство снегозащитных, противолавинных и противоналедных сооружений и устройств с учетом местных природных условий.

Следует избегать укладки трассы и размещения отдельных сооружений на участках с подземными льдами, распространением наледей и бугров пучения, с бессточными заболоченными понижениями местности на косогорных участках с льдонасыщенными глинистыми и переувлажненными пылеватымн грунтами. Мощные бугры пучения следует, как правило, обходить с низовой стороны.

Укладка трассы и размещение отдельных сооружений на участках залегания подземных льдов допускается только в случаях, когда перенос трассы или сооружения окажется нецелесообразным по технико-экономическим показателям.

Площадки для раздельных пунктов следует размещать на сухих или легко поддающихся осушению участках с благоприятными мерзлотно-грунтовыми условиями.

При невозможности выполнить это требование для всей станционной территории лучшие условия в пределах площадки, согласно пп. 2.74−2.77, должны быть обеспечены для наиболее ответственных зданий (локомотивных депо и мастерских, электростанций, водонапорных башен и др.), в соответствии с чем следует разрабатывать схему станции.

Станционный поселок, в целях размещения в более благоприятных условиях, может быть расположен в удалении от станции, но не далее 1,5 км от крайних станционных путей.

В случае невозможности выполнения этого требования, учитывая особую важность создания нормальных условий проживания населения в сложных природных условиях, допускается при соответствующем социально-экономическом обосновании изменять расположение осей раздельных пунктов, приближая их к площадкам станционных поселков.

На участках с залеганием подземных льдов и легкоразмываемых грунтов необходимо обеспечивать сохранение растительно-торфяного покрова в период выполнения изыскательских работ, запрещая неорганизованный проезд транспорта, массовую вырубку и пожог леса в пределах трассы и на прилегающей местности.

Закрепление трассы в плане и по высоте следует выполнять в соответствии с общими требованиями. В качестве постоянных реперов целесообразно использовать также реперы и марки, устанавливаемые на скале, цоколях каменных зданий, устоях средних и больших мостов. В местах расположения ММС необходимо устанавливать не менее двух взаимно контролируемых постоянных реперов, заанкериваемых на достаточную глубину в вечномерзлый грунт.

Изыскания для разработки рабочей документации должны быть завершены укладкой основного варианта трассы на местности, с корректировкой ее положения по данным мерзлотного и инженерно-геологического обследования, с разбивкой и закреплением пикетажа и сдачей трассы строителям.

2. Проектирование

Проектирование железнодорожных линий и сооружений в районах вечной мерзлоты должно быть направлено на обеспечение бесперебойной работы железной дороги в условиях постоянной эксплуатации при лучшем сочетании строительных и эксплуатационных показателей, а также на обеспечение устойчивости возведенных зданий и сооружений.

При прочих равных условиях предпочтение следует отдавать вариантам с минимальными эксплуатационными расходами на содержание линии или сооружения.

В проектах отдельных зданий, сооружений и устройств должны быть приведены правила содержания этих объектов в эксплуатации и порядок регулярных осмотров и наблюдений за ними, если эти правила и порядок имеют особенности по сравнению с обычными.

3. Методы обеспечения прочности и устойчивости земляного полотна

Прочность и устойчивость земляного полотна могут быть обеспечены посредством:

· преимущественного размещения трассы на участках залегания грунтов, слагающих прочное основание и устойчивых при оттаивании в откосах выемок;

· преимущественного использования для возведения насыпей грунтов, имеющих лучшие строительные свойства и в меньшей мере подверженных изменению состояния под воздействием природных факторов;

· конструктивных и организационно-технологических мер, направленных на ограничение величины, интенсивности и неравномерности осадок и морозного пучения грунтов земляного полотна и его основания, а также на содержание пути в нормальном состоянии в строительный период и в условиях эксплуатации на участках со слабым и просадочным основанием, в том числе:

· создания запасов по ширине и высоте насыпей в соответствии с расчетной величиной деформации грунтов основания;

· подготовки искусственного основания и применения других противодеформационных конструкций, в том числе с применением теплоизоляции, например, из пенопласта, и геотекстиля в выемках и на подходах к ним, если грунты в естественном сложении являются пучинистыми и представляют собой слабое или просадочное основание земляного полотна

· минимального нарушения естественного растительно-мохового покрова, а также режима поверхностной и грунтовой воды в пределах участков земляного полотна со слабым и просадочным основанием;

· производства земляных работ по возведению насыпей в зимнее время и с применением отсыпки нижних слоев грунта «с головы» и т. п.

Необходимость применения одного или комплекса противодеформационных мероприятий и выбор способов обеспечения прочности и устойчивости земляного полотна должны быть обоснованы данными сравнения возможных вариантов с учетом опыта проектирования, строительства и эксплуатации дорог в аналогичных мерзлотно-грунтовых условиях.

4. Типовые конструкции земляного полотна

Грунты для насыпей. Для насыпей следует применять преимущественно местные грунты, удовлетворяющие нормативным требованиям, с учетом их состояния и свойств, а также естественного и прогнозируемого режимов грунтов основания, поверхностной и грунтовой воды.

Решающими факторами при выборе грунтов следует считать время производства работ, дальность возки, естественный режим поверхностной и грунтовой воды в пределах рассматриваемого участка трассы.

Скальные, крупнообломочные и песчаные грунты (за исключением пылеватых песков), супеси легкие крупные, а также крупнообломочные грунты с песчаным и глинистым заполнителем при содержании частиц размером 0,1 мм в количестве менее 20% разрешается применять независимо от состояния и свойств грунтов основания.

Для насыпей на марях, в пределах участков с наличием подземного льда, залегающего в естественных условиях на глубине менее двух глубин деятельного слоя, и участков активного развития термокарста, на пересечениях полос стока, болот и других разновидностей мокрого основания, предпочтение следует отдавать скальным, крупнообломочным и песчаным грунтам (за исключением пылеватых).

Пылеватые пески и глинистые грунты следует использовать с учетом ограничений, изложенных в действующих нормативных документах, а также применяемой технологии производства земляных работ.

Пылеватые пески и глинистые грунты с содержанием пылеватых и глинистых частиц менее 50% разрешается применять для насыпей высотой до 6,0 м на участках с сухим основанием при условии устройства в верхней части насыпи подушки из дренирующего грунта.

Глинистые грунты с содержанием пылеватых и глинистых частиц более 50% могут быть использованы для насыпей на сухом или осушаемом основании только при отсутствии грунтов с лучшими строительными свойствами или экономической нецелесообразности их применения.

При этом конструкцию насыпи необходимо разрабатывать в индивидуальном порядке.

Типовые конструкции земляного полотна Типовые решения при проектировании земляного полотна следует применять на участках трассы с наличием прочных и недостаточно прочных оснований и устойчивых в откосах грунтов независимо от глубины, характера залегания и температуры вечномерзлых грунтов.

Ширину земляного полотна, крутизну откосов и очертание верха земляного полотна типовой конструкции следует назначать по нормам СНиП II-39−76 в зависимости от вида, состояния и строительных свойств используемого грунта с учетом возможного изменения его прочностных и деформативных характеристик при воздействии поездных нагрузок и процесса промерзания-протаивания.

Минимальную высоту насыпей на всех видах оснований необходимо назначать по условиям проектирования продольного профиля в пределах участков перехода водотоков и на подходах к выемкам, в том числе с учетом предохранения пути от снежных заносов, перелива и подпора воды водотоков и водоемов, а на участках со слабыми и просадочными основаниями, кроме того, по результатам теплотехнических расчетов, выполняемых по условию сохранения поверхности вечномерзлого грунта на заданном уровне; по условию предохранения пути от неравномерного пучения грунтов и упругих деформаций недопустимой величины в соответствии с установленными нормами проектирования насыпей на сыром и мокром основании, а также на марях, с учетом результатов расчетов.

В пределах марей и торфяников глубиной более 1,0 м мощность насыпного грунта, включающая просевшую часть насыпи, должна быть не менее 2,0 м, причем высота насыпи должна быть не менее 1,5 м для дорог I и II категорий и 1,2 для дорог низших категорий, а соотношение между мощностью насыпного грунта и высотой слоя уплотненного талого торфа и основании насыпи — не менее 2:1 для дорог I и II категорий и 1,5:1 для дорог низших категорий.

На участках таликов при мощности отложений талого торфа более 1,5 м насыпи следует проектировать согласно СНиП II-39−76.

5. Основные положения индивидуального проектирования

Индивидуальные проекты необходимо разрабатывать в случаях, предусмотренных главой СНиП II-39−76, в том числе проекты земляного полотна в пределах:

· марей, представляющих собой слабые или просадочные естественные основания участков с активным развитием или возможным возникновением термокарстового процесса;

· участков с наличием сезонных и многолетних бугров пучения;

· косогоров, сложенных сильнольдистыми нескальными грунтами, имеющими при оттаивании относительную осадку более 0,10;

· наледей, действующих в естественных условиях, и прогнозируемых, в том числе в пределах выемок.

На участках со слабым и просадочным естественными основаниями, в пределах которых возникают осадки земляного полотна за счет деформирования грунтов деятельного слоя и оттаивающих вечномерзлых грунтов, необходимо предусматривать одно или комплекс противодеформационных мероприятий с учетом местных мерзлотно-грунтовых, гидрометеорологических, геоморфологических и других природных условий, в том числе:

· рациональное использование скальных, галечно-гравийных, щебенистых и глинистых грунтов, а также специальных конструкций земляного полотна с использованием теплоизоляционных материалов и геотекстиля, устройства дренажей и т. д.;

· назначение высоты насыпей по условиям сохранения поверхности вечномерзлых грунтов основания на расчетном уровне

· увеличение ширины основной площадки земляного полотна с учетом расчетных величин осадки грунтов основания;

· создание запаса по высоте насыпей

· устройство основания из дренирующих грунтов

· устройство тепловой изоляции или берм

· организационно-технологические мероприятия, определяющие способы и время производства работ и меры по минимальному нарушению естественного растительно-мохового покрова

· рациональное размещение водопропускных сооружений и устройств, обеспечивающее минимальное нарушение естественного режима поверхностной и грунтовой воды Осадки насыпей и основной площадки земляного полотна в выемках, возникающие в результате деформирования грунтов деятельного слоя Sд, следует учитывать независимо от температуры вечномерзлых грунтов основания и определять по нормам табл. 2 или по формуле:

Sд = ?еi hд i (1)

где hд i, еi — мощность, см, и модуль осадки отдельной разновидности деятельного слоя.

Величины модуля осадки и мощности деятельного слоя необходимо определять согласно СНиП 2.0.04−88 по данным инженерно-геологических и мерзлотных изысканий.

Осадки земляного полотна, возникающие в результате деформирования оттаивающих вечномерзлых грунтов, следует учитывать под насыпями различной высоты и в пределах выемок, независимо от температуры вечномерзлого грунта.

Величину осадок s0, возникающих в результате оттаивания вечномерзлых грунтов основания, следует определять по формуле:

s0 = дh0 = (А + аpн) h0, (2)

где д — относительная осадка оттаивающих вечномерзлых грунтов основания, определяемая согласно требованиям СНиП 2.02.04−88 по данным инженерно-геологических изысканий;

h0 — расчетная величина понижения поверхности вечномерзлых грунтов основания относительно ее положения в естественных условиях, см;

а — коэффициент сжимаемости оттаивающего грунта, 1(см2/кгс);

А — коэффициент, учитывающий величину осадки за счет оттаивания вечномерзлого грунта;

рн — удельное давление насыпи (по ее оси) на оттаивающий грунт основания, кПа (кгс/см2).

Значения h0 следует определять по результатам теплотехнических расчетов (рекомендуемое приложение 6) при наличии для конкретных объектов расчетных значений климатических и теплофизических характеристик, учитываемых расчетом или по эмпирическим формулам и данным, полученным при изучении стабилизации земляного полотна в пределах участков-аналогов, но принимать не более 1 м для участков с низкотемпературными вечномерзлыми грунтами и не более 2 м — с высокотемпературными.

Суммарную осадку насыпей S, возникающую за счет деформирования грунтов основания, определяемую по формуле:

s = sд + s0 (3)

следует подразделять на строительную sc и эксплуатационную sэ части, завершающиеся соответственно в строительный период и в условиях эксплуатации земляного полотна (рис. 1), соотношение между sc и sэ необходимо устанавливать по опытным данным или в случаях их отсутствия по приближенному соотношению

sc = sэ = 0,5S. (4)

Величину sc следует учитывать при подсчете объемов земляных работ, потребных для компенсации осадок, возникающих в процессе возведения земляного полотна, а величину sэ — для определения уширения земляного полотна и соответствующего увеличения основного объема земляных работ.

Увеличение ширины насыпей на уровне профильной бровки следует определять по формуле:

? д = 3 sэ. (5)

Величина уширения должна быть соответственно уменьшена в случаях, если в целях сокращения объемов работ по подъемке пути на балласт в условиях эксплуатации, окажется возможным и целесообразным предусмотреть на отдельных участках трассы запас по высоте насыпи.

При этом величина запаса по высоте должна быть не более 0,5sэ, а временное изменение продольного профиля, необходимое для сопряжения участков земляного полотна с повышенной бровкой и подходами к мостам и скальным выемкам должно быть выполнено с учетом обеспечения возможности нормального движения поездов.

Величины уширения и запасов по высоте насыпей, возводимых из легковыветривающихся скальных грунтов (аргиллитов, алевролитов, глинистых сланцев и др.), а также из крупнообломочных грунтов, в том числе с глинистым заполнителем, и из различных нескальных грунтов при производстве работ в зимнее время, следует определять с учетом величины осадок, устанавливаемых по опытным данным или по действующим нормам с учетом возможности временного изменения продольного профиля на участках размещения мостов и выемок.

Рис. 1. Расчетная схема к определению осадок и увеличению начальных размеров насыпей:

1 — откос насыпи типовой конструкции; 2 и 3 — запас по ширине и высоте насыпи; 4 — верхний слой насыпи, досыпаемый в условиях эксплуатации; 5 и 6 — поверхность вечномерзлого грунта соответственно в естественных условиях и после ее понижения на расчетную глубину; Бпр и Бп — отметка бровки земляного полотна соответственно проектной и профильной высоты В пределах участков насыпей на слабых и просадочных основаниях высотой менее 1,0 м при наличии растительно-мохового покрова и менее 1,5 м при его отсутствии в естественных условиях, где по условиям проектирования продольного профиля увеличение высоты насыпи нецелесообразно или невозможно, например, на подходах к выемкам, необходимо предусматривать устройство искусственного основания из скального, крупнообломочного или песчаного хорошо дренирующего грунта применительно к схеме, приведенной на рис. 2.

Рис 2 Схема устройства искусственного основания насыпей высотой менее 1 м на участках с вечномерзлыми грунтами

II и III категорий (а) и IV категории просадочности (б): 1 — водоотводная канава; 2 — дренирующий грунт;

3 — теплоизоляция, назначенная по результатам теплофизических расчетов; 4 — дренажная тpyба;

5 — глинистый грунт, 6 — поверхность вечномерзлого грунта в естественных условиях (размеры в м) Глубину траншеи вырезки hв следует назначать по результатам расчетов (рекомендуемое приложение 7) или по формуле:

hв = 2 — H (6)

где 2-общая высота слоя насыпного грунта Н0, включающая глубину траншеи вырезки, м;

H — профильная высота насыпи.

Дно траншеи необходимо проектировать с продольным уклоном не менее 0,005 и при возможности предусматривать поперечный выпуск воды из траншеи.

Величину уширения земляного полотна на таких участках следует определять в соответствии с указаниями пп. 3.30−3.32.

Устойчивость основной площадки выемок и низких насыпей на подходах к ним на участках залегания глинистых грунтов, а также крупнообломочных грунтов с глинистым заполнителем при содержании частиц размером 0,1 мм и менее в количестве более 20% следует обеспечивать посредством замены естественного грунта основания дренирующим материалом (песком, за исключением пылеватого, скальным из слабовыветривающихся пород, крупнообломочным с содержанием не более 10% глинистого заполнителя с размером частиц 0,1 мм и менее).

Толщину слоя замены следует назначать по результатам расчетов

Рис. 3. Поперечный профиль выемки в тугопластичных и мягкопластичных глинистых грунтах:

1 — дренирующий грунт; 2 — глинистый грунт; 3 — поверхность вечномерзлого грунта после образования деятельного слоя по периметру выемки; Нп — глубина выемки по продольному профилю; Hр — глубина выемки с учетом величины вырезки Hв слабого грунта основания, назначаемой по расчету согласно рекомендуемому приложению 7; ho.-величина осадки оттаивающего грунта основания при образовании деятельного слоя по периметру выемки В проектах необходимо указывать, что удаление слабого грунта из основания земляного полотна следует осуществлять в период производства основных работ путем соответствующего увеличения глубины выемки (рис. 3−5) или посредством разработки траншеи в пределах основной площадки земляного полотна (рис. 6) с установкой лотков противопучинной конструкции Толщину слоя дренирующего материала hг., потребного для замены грунта основания, имеющего недостаточную несущую способность, следует определять по формуле:

hг = hв + д hд (7)

где hв — толщина заменяемого слоя, м, определяемая по расчету, в зависимости от прочностных характеристик и пучинистых свойств вечномерзлого грунта основания после его оттаивания (см. рекомендуемое приложение 7);

hд — мощность деятельного слоя по оси пути, устанавливаемая по данным теплотехнических расчетов, но не более 1,5 м для районов с низкотемпературными и 2,5 м с высокотемпературными вечномерзлыми грунтами; значение д приведено в формуле (2).

Рис. 4. Поперечный профиль выемки в глинистых грунтах, переходящих при оттаивании в текучепластичное и текучее состояние, с покрытием откосов термоизоляцией:

1 — слой растительного грунта или обсев семенами трав; 2 — слой местного грунта; 3 — укрепление канавы железобетонными плитками или полутрубами; 4 — слой теплоизоляции толщиной, назначаемой по расчету Величину уширения земляного полотна следует назначать в соответствии с указаниями пп. 3.30−3.32.

Для обеспечения устойчивости откосов выемок в неустойчивых после оттаивания грунтах следует предусматривать противодеформационные мероприятия:

уположение откосов, назначаемое по результатам расчетов (рекомендуемое приложение 9), или покрытие откосов теплоизолирующим материалом;

осушение грунта по мере его оттаивания при образовании деятельного слоя (посредством устройства откосного и присыпного дренажа, покрытия откосов крупнообломочными или песчаными хорошо дренирующими грунтами, укладкой трубо-фильтров и т. п.);

устройство закюветных полок шириной от 2 до 4 м.

Рис. 5. Поперечный профиль выемки в глинистых грунтах, переходящих при оттаивании в текучепластичное и текучее состояние:

1 — дренирующий, крупнообломочный грунты, в том числе с песчаным и глинистым заполнителем; 2 — дренажная труба; l — толщина слоя, назначаемая по расчету согласно рекомендуемому приложению 8

Выбор одного или комплекса мероприятий должен быть обоснован результатами расчетов и данными технико-экономического сравнения вариантов.

Поперечные профили выемок в глинистых грунтах, приобретающих при оттаивании тугопластичную и мягкопластичную консистенцию (0,25<� IL<0,75), следует проектировать применительно к рис. 3, текучепластичную и текучую (IL > 0,75) — применительно к рис. 4, 5 и 6.

В выемках, проектируемых применительно к рис. 4 и 5, следует предусматривать продольный уклон дна не менее 0,005. Если по условиям рельефа местности такой уклон невозможно обеспечить, выемку следует проектировать применительно к поперечному профилю (рис. 6).

Рис. 6. Поперечный профиль выемки в глинистых грунтах, переходящих при оттаивании в текучепластичное и текучее состояние В пределах косогоров, сложенных глинистыми грунтами, основную площадку земляного полотна следует полностью врезать в косогор или размещать на насыпи, не допуская устройства полунасыпей-полувыемок, и предусматривать противодеформационные мероприятия в зависимости от состояния и свойств грунтов основания и в откосной части выемки в соответствии с положениями пп. 3.34−3.37.

6. Строительство

железнодорожный строительство мерзлота Мероприятия по организационно-технической подготовке строительства следует выполнять с учетом:

· природных условий района;

· принятых в проекте принципов использования вечномерзлых грунтов в качестве основания зданий и сооружений;

· необходимости оснащения строительства транспортом, строительными машинами, механизмами и специальными установками, приспособленными для разработки вечномерзлых грунтов, в условиях низкой температуры воздуха и сильных ветров (в том числе в «северном исполнении»);

· особенностей заготовки и складирования необходимых запасов топлива, строительных материалов и изделий;

· необходимости заготовки теплой одежды и специальных средств против обмораживания рабочих и технического персонала в зимний период, а также защиты от комаров, мошки и энцефалитного клеща в летний период.

В районах с большими снегозаносами защита автозимников и уложенного рельсового пути может осуществляться путем установки щитов и заборов, а очистка — снегоочистителями плужного и роторного типов.

К зимнему периоду должны быть подготовлены: средства круглосуточного освещения строительной площадки и рабочих мест; помещения для обогрева рабочих; средства для борьбы со снежными заносами и наледями; фронт работ для рабочих всех квалификаций.

7. Временная эксплуатация

В течение всего периода временной эксплуатации следует учитывать, что особенности проектирования и строительства железнодорожных сооружений и устройств в районах распространения вечномерзлых грунтов обусловливают и особенности их эксплуатации.

Знание этих особенностей является обязательным для работников строительства, осуществляющих временную эксплуатацию, и организаций, принимающих сооружения и устройства в постоянную эксплуатацию.

Особенности эксплуатации сооружений и устройств, возведенных в районах распространения вечномерзлых грунтов, устанавливаются при разработке проектов применительно к местным мерзлотно-грунтовым условиям, принятому принципу строительства следует излагать в специальном разделе проекта в виде особых требований к эксплуатации сооружений или устройств.

Требования к эксплуатации сооружений или устройств, построенных с расчетом на сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии, должны включать как минимум указания относительно:

· содержания в исправном состоянии и обеспечения эффективной работы охладительных устройств вентилируемых подполий и пр.) при их наличии;

· поддержания установленного проектом температурного режима в отапливаемых помещениях;

· выполнения в установленные проектом сроки периодических осмотров сооружений и устройств в целях обеспечения их нормальной эксплуатации, предотвращения возникновения деформаций или их своевременного обнаружения и устранения; для сооружений и устройств, возведенных с применением предварительного или последующего оттаивания грунтов основания, указания по проведению наблюдений за скоростью и величиной осадок или выпучивания;

· указаний по проведению наблюдений за температурой грунтов основания сооружений и устройств и по осуществлению мероприятий, направленных на предотвращение появления и развития деформаций;

· схем приборов и приспособлений для проведения стационарных наблюдений с указанием мест их расположения.

В необходимых случаях должны быть изложены указания по снегоборьбе и по снегоочистке прилегающей территории.

Если при проведении наблюдений обнаружится, что величина и интенсивность деформаций сооружений и устройств или состояние их оснований превышают расчетные величины и не соответствуют проектным предположениям, следует выполнить детальное обследование деформирующегося объекта и его основания с целью выяснения причин отклонений и при необходимости разработать и осуществить соответствующие противодеформационные мероприятия, а также внести коррективы в требования к эксплуатации, согласованные с проектной организацией.

Накопленные в процессе строительства и временной эксплуатации материалы наблюдений должны быть переданы принимающей организации при сдаче сооружений и устройств в постоянную эксплуатацию, независимо от необходимости проведения наблюдений в процессе постоянной эксплуатации.

На основании требований к эксплуатации отдельных сооружений, заложенных в проекты, соответствующих положений настоящих Норм, следует разрабатывать должностные инструкции непосредственным исполнителям (дорожным, тоннельным и мостовым мастерам, комендантам зданий и др.) по текущему содержанию сооружений и устройств с учетом особенностей местных условий.

С момента приемки сооружений и устройств эксплуатирующая организация несет полную ответственность не только за правильность эксплуатации, но и за полноту, качество и своевременность необходимых наблюдений, а также за сохранность измерительных приборов и приспособлений, установленных на отдельных объектах для проведения наблюдений.

Изменения, которые с течением времени потребуется внести в режим эксплуатации сооружений и методы наблюдений, а также прекращение наблюдений могут быть допущены только по решению комиссии из специалистов с участием представителей организации, проектировавшей сооружение или устройство.

Проведение переустройств или изменение условий эксплуатации, которые могут вызвать нарушение установленного теплового режима любого вида сооружений и устройств (перенесение или дополнительная установка отопительных приборов, устройство вводов в здания водопроводной сети, выпусков канализации и т. д.), разрешается только после поверочных теплотехнических расчетов, выполненных или согласованных проектной организацией.

Особое внимание должно быть уделено отводу от сооружений и устройств поверхностных и грунтовых вод, а также удалению производственных и канализационных вод: все устройства, отводящие воду, следует периодически осматривать, а обнаруженные неисправности и повреждения немедленно устранять; кроме того, необходимо выполнять ежегодный весенний осмотр кюветов, канав, лотков и дренажей, а участки, требующие ремонта, приводить в полную исправность незамедлительно.

Ремонтные работы по устранению деформаций фундаментов или трубопроводов в летнее время следует выполнять в предельно короткие сроки, если ремонтируемые сооружения и устройства построены с расчетом на сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии.

Заключение

Таким образом, строительство ЖД пути в условиях вечной мерзлоты имеет много особенностей и сложностей, что затрудняет строительство, а, следовательно, затруднение исследования районов вечной мерзлоты.

Однако, железнодорожный транспорт не является единственным средством передвижения по территории вечной мерзлоты. Особую роль играет и авиатранспорт, который не чуть не уступает железнодорожному транспорту.

На территории районов вечной мерзлоты действует порядка 50 аэропортов и аэродромов различного назначения. Ежегодно при помощи авиации в районы вечной мерзлоты доставляется более 30 тонн полезного груза. Авиация наиболее популярна в этих районах.

Однако, авиация имеет существенный минус, что влечет за собой снижение авиаперевозок — малое количество груза, которое может взять воздушное судно. С этой проблемой как раз-таки справляется железнодорожный транспорт. Одни грузовой состав может перевезти за раз огромное количество груза, тем самым обеспечивая данные районы всем необходимым.

Развитие железнодорожных путей в районах вечной мерзлоты является одним из приоритетов правительства ЯНАО и других областей Российской Федерации.

1. ВСН 61−89. Изыскания, проектирование и строительство железных дорог в районах вечной мерзлоты

2. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации с изменениями и дополнениями, внесенными приказами МПС России: от 24.04.1995 г. № 7Ц, от 06.03.1996 г. № 6Ц, от 15.04.1997 г. № 7Ц, от 20.08.1997 г. № 21Ц, от 03.03.1998 г. № 5Ц, от 20.07.1998 г. № 14Ц, от 29.03.1999 г. № 17Ц,

3. Западно-сибирская железная дорога https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BF%D0%B0%D0%B4%D0%BD%D0%BE-%D0%A1%D0%B8%D0%B1%D0%B8%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B6%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%B0