Общие положения. Прочность и устойчивость земляного полотна, отсыпаемого под второй путь, так же как и при строительстве новых однопутных линий, определяется выбором грунтов, их взаимным расположением в теле земляного полотна и качеством уплотнения. Кроме того, они зависят от качества грунтов первого пути.
При проектировании земляного полотна второго пути из недренирующих грунтов предусматривают меры, исключающие одностороннее пучение пристраиваемого пути и обеспечивающие надежный отвод поверхностных вод с существующего земляного полотна отсыпкой верхнего слоя земляного полотна второго пути дренирующими грунтами.
Толщина дренирующего слоя под балластной призмой принимается не менее толщины защитного слоя, назначаемого в соответствии с СТН Ц-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм».
На насыпях, сложенных глинистыми грунтами, в случае использования в присыпаемой части крупнообломочных грунтов и песков, назначают меры по предотвращению промерзания глинистых грунтов существующей насыпи под проектируемым вторым путем.
Обязательным условием сооружения земляного полотна второго пути является обеспечение бесперебойного и безопасного движения поездов по первому пути.
Основные положения сооружения второго пути железнодорожного земляного полотна изложены в Пособии по технологии сооружения железнодорожного земляного полотна, некоторые положения которого приводятся далее.
При сооружении земляного полотна второго пути учитывают:
- — бесперебойность пропуска поездов по действующему пути;
- — стесненность условий производства работ;
- — необходимость обеспечения безопасности движения поездов по действующему пути, машин и механизмов, занятых на земляных работах;
- — сохранность существующих сооружений и инженерных коммуникаций;
- — охрану труда работающих на сооружении земляного полотна вторых путей в соответствии с требованиями нормативных документов.
При разработке ППР учитывают изменение сменной производительности комплектов машин в связи с периодическими перерывами их работы, вызываемыми движением поездов по действующему пути, а также повышенной осторожностью при работе на электрифицированных линиях.
Число транспортных, планировочных, уплотняющих и других машин в комплекте устанавливают без учета снижения сменной производительности ведущей машины.
Насыпи под второй путь сооружают из грунтов, однородных с грунтами существующей насыпи или обладающих лучшими дренирующими свойствами.
Учитывая, что на откосах существующей насыпи в период ее эксплуатации, как правило, образуются балластные шлейфы, а неоднократные, капитальные ремонты существующего пути приводят к образованию мощного слоя дренирующего грунта под шпалой, во всех случаях верхнюю часть насыпи отсыпают дренирующим грунтом с фильтрационными свойствами, лучшими, чем у грунтов существующей насыпи. Мощность этого слоя определяют с учетом возможной частичной срезки балластного шлейфа.
Перед началом работ:
- — детально обследуют существующее земляное полотна для учета его «больных» мест, установленных в период эксплуатации;
- — обследуют (замеряют толщину) балластного слоя для выявления очертания ядра насыпи или выемки;
- — определяют наличие и размеры балластных шлейфов в насыпях, просадок, выплесков и балластных корыт, чтобы новое земляное полотно запроектировать с учетом состояния существующего и, при необходимости, его лечения.
До начала основных работ по сооружению земляного полотна выполняют все подготовительные работы, а также предусмотренные проектом сооружения второго пути: перенос линий и устройств связи и СЦБ, опор контактной сети, линий и устройств электроснабжения, коммуникаций различного назначения, зданий и сооружений.
При уширении существующего земляного полотна за счет присыпки особое внимание обращают на уплотнение стыка старой и новой насыпи с обязательной проверкой уплотнения по этому стыку и откосной части.
Сооружение земляного полотна парками машин механизированных колонн существенно зависит от его конструкции и наличия коммуникаций.
Земляное полотно устраивают, как правило, с одной стороны существующего пути, поэтому технологические схемы производства работ выбирают с учетом устройства односторонних резервов при поперечной возке грунта и односторонней кольцевой схемы движения транспортных средств при продольной его возке. Это приводит к сужению области применения комплектов машин.
Основные технологические схемы сооружения земляного полотна:
- — возведение насыпей скреперами или автомобилями-самосвалами с однополосным и двухполосным движением машин;
- — поездная возка грунта и устройство насыпей экскаватором-планировщиком;
- — комбинированная возка грунта с использованием думпкарных вертушек, блуждающих карьеров и экскаваторных комплектов;
- — поездная возка грунта.
При определении ширины двухпутного земляного полотна поверху после присыпки второго пути расстояние от оси вновь укладываемого второго пути до бровки земляного полотна принимают не меньшим половины ширины земляного полотна магистральных однопутных линий I и II категории — 3,8 м для глинистых и 3,3 м для скальных дренирующих грунтов.
Продольный профиль дополнительного главного пути, располагаемого на общем земляном полотне с существующим путем, на прямых участках проектируют в одном уровне головок рельсов обоих путей после капитального ремонта существующего пути. Головки внутренних рельсов на участках пути в кривых проектируют в одном уровне.
При проектировании земляного полотна второго пути из недренирующих грунтов предусматривают меры, исключающие пучение пристраиваемого пути и обеспечивающие отвод поверхностных вод с существующего земляного полотна. Для этого верхний слой земляного полотна второго пути отсыпают из дренирующего грунта, иногда комбинируя его с геотекстилем.
Толщину слоя дренирующего грунта под балластной призмой устанавливают расчетом в зависимости от вида грунта земляного полотна и его состояния с учетом глубины промерзания в районе строительства.
При проектировании защитных слоев из дренирующих грунтов без применения геотекстиля в основании толщина его должна быть не меньше 0,8... 1,0 м для суглинка и глин и 0,5...0,7 м для супесей (в зависимости от климатических условий).
Поверхность глинистого грунта в основании защитного слоя планируют односкатной, с уклоном 0,04 от действующего пути.
Земляное полотно второго пути проектируют совместно с переустройством полотна существующей железной дороги (с его использованием). Принимают следующие схемы размещения второго пути:
- — на общем земляном полотне и в одном уровне с существующим путем;
- — на общем земляном полотне с изменением уровня существующего пути. Такую схему принимают в местах реконструкции действующего пути.
Реконструируемый путь должен быть, как правило, в одном уровне со вторым:
- — на раздельном земляном полотне. Такую схему иногда применяют на подходах к большим и средним мостам, на участках со слабым основанием и в других неблагоприятных инженерно-геологических условиях;
- — на общем двухпутном полотне на новой трассе обхода участков, неблагоприятных по инженерно-геологическим условиям (на долговременных обходах барьерных объектов).
Проектирование организации земляных работ зависит от схемы размещения земляного полотна второго пути по отношению к земляному полотну существующей железной дороги.
Целесообразно при проектировании земляного полотна второго пути на участках, совмещенных с существующим путем, ширину основной площадки назначать такой же, как и для новых двухпутных железных дорог.
Согласно СТН Ц-01—95 она на прямых путях составляет при использовании в теле земляного полотна глинистого грунта — 11,7 м, а при применении скальных грунтов и дренирующих песков — 10,7 м. Таким образом будут созданы предпосылки для доведения мощности существующего первого пути после реконструкции до той же, что и у нового второго пути. При этом возможно смещение оси существующего второго пути при выполнении работ.
Организация работ при возведении земляного полотна имеет ряд особенностей. Вместе с тем наличие первого пути позволяет использовать поездную возку грунта для отсыпки земляного полотна на отдельных участках. К этим участкам относятся: места с затрудненным подъездом с полевой стороны; непригодность местных грунтов к отсыпке в тело земляного полотна; места, где нет возможности заложить притрассовые карьеры; места пересечения болот; места с сосредоточенными объемами работ и др.
Решения по расстановке механизированных колонн по фронтам работ, по непрерывной организации их работы или в первую очередь по лимитирующим перегонам принимают при разработке проекта организации строительства.
К подготовительным работам на участках возведения насыпей относятся: разбивка земляного полотна, устройство подъездов, оборудование временных зданий для механизированных колонн, уборка загрязненного балласта с откосов существующей насыпи (балластных «шлейфов»), нарезка на ней уступов. Уступы проектируются шириной от 1 до 1,5 м с устройство поперечного уклона 0,02 или 0,04 в полевую сторону. Километровый объем работ по устройству одного уступа (шириной 1,0 м, высотой 0,7 м) составляет 900 м3.
Уступы нарезают в летний период бульдозерами с откосниками в процессе возведения насыпи (по мере отсыпки слоев) или экскаваторами-планировщиками (рис. 3.64).
Рис. 3.64. Схема сооружение земляного полотна под II путь: 1 — существующая насыпь; 2 — прислоненная насыпь; 3 — нарезаемые уступы; 4 — слои грунта нижней части насыпи; 5 — резерв (размеры даны в м)
После нарезки первого уступа отсыпают два-три слоя насыпи (на высоту уступа). Грунт уплотняют и нарезают следующий уступ.
Длина захватки для нарезки уступов равна участку работы землеройного модуля, выполняющего отсыпку насыпи.
Грунт, получаемый при нарезке, разравнивают ровным слоем по всей ширине присыпаемой насыпи. Нарезка уступов относится к скрытым работам, выполняют ее в присутствии представителя заказчика и оформляют соответствующим актом.
Для обеспечения безопасности движения поездов перечисленные работы должны выполняться в присутствии руководителя работ и работника дистанции пути (дорожного мастера).
На откосах насыпи из дренирующих грунтов, а таких в среднем около 20 % общего их количества, взамен устройства уступов удаляют дерн и кустарник.
При уширении выемок ликвидируемые кюветы и лотки засыпают грунтом, однородным с грунтом основания, тщательно послойно трамбуют.
Приступать к основным работам по отсыпке насыпей и разработке выемок можно после устройства водоотводов.
После подготовки откоса существующего пути выполняют основные работы экскаваторно-автосамосвальными, скреперными и бульдозерными модулями, обратными лопатами или драглайнами из резервов, поездной возкой из карьеров.
При планировании производства работ учитывают перерывы в работе строительных машин из-за необходимости пропуска поездов по действующему пути.
Увеличение потребности в машинах приводит к возрастанию стоимости земляного полотна второго пути. Затраты тем больше, чем выше грузонапряженность существующего пути.
Характерной особенностью всех технологических схем сооружения земляного полотна вторых путей является наличие не только основных работ, в результате которых формируется земляное полотно, но и дополнительных. Необходимость выполнения последних вызывается технологией производства работ и особенностями эксплуатации действующего участка железнодорожной линии.
К дополнительным работам относят разработку и отсыпку грунта в дополнительные технологические земляные сооружения, нарезку уступов, срезку балластных шлейфов и т.д.
Дополнительными технологическими сооружениями являются:
- — въезды и съезды на насыпях и в выемках;
- — площадки для разворота автосамосвалов по условиям обеспечения их габаритов;
- — уборка грунта, остающегося на откосе после устройства временного уширения.
Состав дополнительных работ различен в разных технологических схемах.
Далее приводится описание технологических схем сооружения насыпей и выемок в обычных условиях, а также насыпей на болотах и выемок в скальных грунтах.
Возведение насыпей автосамосвалами в зависимости от их высоты выполняют по схемам одно- или двухполосного ведения работ.
Однополосную схему используют для возведения насыпей высотой до 3 м и при движении автосамосвалов к месту укладки грунта задним ходом на расстояние до 50 м.
Двухполосную схему с кольцевым движением автосамосвалов или их разворотом на насыпи используют для возведения насыпей высотой более 3 м. В случаях когда проектной ширины насыпи не хватает для двухполосного ведения работ, временно ее увеличивают. Работы ведут одновременно на двух захватках: на одной разгружают грунт, на другой разравнивают и уплотняют его. Грунт разгружают от начала захватки со стороны въезда автосамосвалов.
Насыпи высотой до 6 м сооружают с одновременным устройством въездов и съездов. Въезды устраивают в местах с повышенными отметками рельефа для уменьшения потребного для них объема грунта.
Насыпи высотой более 6 м возводят только с устройством съездов. Для заезда на насыпь автосамосвалов и других машин используют нулевые места на отметке отсыпаемого слоя. Насыпи протяженностью до 500 м возводят без устройства съездов, одной захваткой. Автосамосвалы во время разравнивания и уплотнения грунта и грунтоуплотняющую машину во время отсыпки слоя используют на смежных участках работ.