Способы защиты земляного полотна от обледенения и промерзания

МПС

СГУПС

Реферат

на тему:

"Способы защиты земляного полотна от обледенения и промерзания"

Выполнил:

студент группы МТ-111

Дауберт А.А.

Проверил: Бахтин С.А.

Новосибирск 2002 г.

Введение.

Наледи – сложное природное явление, довольно широко распространенное в Восточной части России.

Зимой почти сразу после первых морозов многочисленные ручьи и ключи, текущие по склонам долин и распадков и имеющие, как правило, северную экспозицию, начинают замерзать и образовывать наледи – сначала малозаметные и почти не беспокоящие строителей, но постепенно растущие, приобретающие внушительные размеры и имеющие значительные объемы откладываемого льда.

Наледи серьезно затрудняют работы, оказывая различные воздействия на строящиеся или эксплуатируемые объекты, особенно железнодорожные пути, притрассовые автомобильные дороги, водопропускные трубы и малые мосты.

Факторы наледеобразования, независимо от степени их проявления и характера их воздействия, можно разделить на природные (естественные) и искусственные (сопутствующие), вызываемые полезной деятельностью человека.

В настоящее время существует огромное количество различных средств противоналедной борьбы. По характеру все ее средства делятся на пассивные, ослабляющие наледное воздействие, но не оказывающие влияния на факторы наледеобразования, и активные – ликвидирующие наледеобразовательные процессы или устраняющие воздействие наледей на сооружения.

К пассивным противоналедным устройствам относятся постоянные и временные дощатые и шпальные заборы, сезонные мерзлотные пояса, снеговые валы, отепление постоянно действующих водотоков, подогрев наледных вод, механизированное и ручное рыхление и скалывание льда, а также пропуск наледных вод через железнодорожный путь по освобождаемым от балласта шпальным ящикам или по ледовым канавам под пролетными строениями мостов и в водопропускных трубах. Несмотря на значительные затраты, пассивные способы борьбы с наледями обычно не дают желаемого результата, не обеспечивая также безопасности движение по железным дорогам.

Защитные противоналедные мероприятия

Защитные средства противоналедной борьбы различаются на сезонные и постоянные. К сезонным защитным мероприятиям относятся: устройство сезонных обходов на притрассовых авто¬дорогах и зимниках; устройство настилов на наледях, покрываю¬щих проезжую часть притрассовых автомобильных дорог; засыпка наледных мест на временных автодорогах щебнем и скальным грунтом; отвод наледных вод но канавам во льду и пропуск их через шпальные ящики железнодорожного пути и проезжую часть притрассовых автодорог; выколка и удаление наледного льда из отверстий водопропускных сооружений и кюветов вруч¬ную и механизированным способом с использованием бульдозеров и рыхлителей; резка наледного льда механическими пилами и баровыми механизмами; взрывание наледного льда, а также его таяние.

К постоянным защитным мероприятиям относятся:

• поднятие отметки бровки земляного полотна на высоту, иск¬лючающую наледное воздействие даже в самые суровые зимы (рис.1);

• уширение выемок на наледных участках с целью размещения в них заграждающих протнвоналедных устройств временного и постоянного типа (рис. 2);

• перенос отдельных участков дорог с устройством постоянных обходов;

• строительство дополнительных водопропускных труб;

• замена водопропускных труб и малых мостов на свайно-эстакадные мосты;

• замена отдельных водопропускных труб па фильтрующие прорези;

• замена водопропускных труб и малых мостов на специальные противоналедные водопропускные сооружения с необходимыми отверстиями для свободного пропуска наледей;

• установка на проезжей части дорог водоотводящих бордюр¬ных камней и водопоглощающих устройств.

Постоянные защитные мероприятия, несмотря на довольно значительные капитальные затраты, могут полностью ликвиди¬ровать наледное воздействие на дорожные сооружения или свести его к допустимому минимуму, проявляющемуся только в отдельные, наиболее суровые зимы. Иногда подобный эф¬фект может быть обеспечен превращением выемки в насыпь (рис. 3).

Водоотводящие бордюрные камни и водопоглощающие устрой¬ства позволяют в некоторых случаях успешно осуществлять противоналедную борьбу.

Водоотводящие бордюрные камни представляют собой своеоб¬разные сборные лотки из железобетона, имеющие водоприемные отверстия, которые могут не только поглощать, но и отводить наледную воду.

Некоторые модификации таких устройств имеют откидные крышки и нагревательные элементы, являясь одновременно средствами снегоборьбы. Наиболее целесообразно применять эти устройства в населенных пунктах или на горных дорогах, имеющих требуемые уклоны.

Водопоглощающие устройства предназначены в основном для защиты от наледей, возникающих при таянии снега (стоковых), на больших площадях, имеющих асфальтобетонное или бетон¬ное покрытие. Их выполняют в виде блоков из фильтрующего Морозостойкого бетона либо пластбетона (рис. 4). При необхо¬димости они могут иметь вверху сменный блок-фильтр, под ко¬торым помещается нагревательный элемент, обеспечивающий успешное функционирование этого устройства в самых суровых климатических условиях.

Специальные противоналедно-водопропускные сооружения

К специальным водопропускным сооружениям, предназначен¬ным одновременно для безналедного пропуска постоянно и пери¬одически действующих водотоков, относятся специальные свайно-тоннельные водопропускные сооружения, противоналедные мосты-трубы, эстакадные засыпные мосты с лотковыми пролет¬ными строениями, эстакадные мосты с подземными водовмещающими и водопропускными каналами.

Свайно-тоннельные водопропускные сооружения представля¬ют собой конструкцию, расположенную в нижней части насыпи земляного полотна в виде тоннельной полости или щели необхо¬димой толщины, образованной рядами свай с плитами-насадка¬ми и заборными стенками-плитами, служащей для беспрепятст¬венного пропуска водотока с постоянно действующей наледью.

Применение этих сооружений в качестве противоналедного средства основано на минимальном нарушении местных инже¬нерно-геологических, гидрологических и гидрогеологических ус¬ловий, являющихся обычно мощными факторами наледеобразования.

Противоналедные мосты-трубы (рис. 5), как предыдущие конструкции, минимально нарушают природные условия и явля¬ются их аналогами. Они состоят из свай, насадок, плит перекры¬тия, стеновых плит и лоткового элемента с утеплителем.

Эстакадные засыпные мосты с лотковым пролетным строени¬ем, рекомендуемые в качестве эффективных противоналедно-водопропускных сооружений, сохраняют все преимущества легких свайно-эстакадных мостов и устраняют их значительный недостаток — легкую выпучиваемость опор. Конструкция таких засыпных мостов представляет собой лотковое пролетное строе¬ние из сборных элементов, установленное через насадки на опоры из свай-оболочек.

Лотковое пролетное строение состоит из плит перекрытия, имеющих по краям вертикальные стенки, образующие лоток, за¬сыпаемый скальным или дренирующим грунтом, по верху кото¬рого укладывают верхнее строение железнодорожного пути или устраивают проезжую часть автомобильной дороги. Во избежа¬ние высыпания грунтов насыпи в русло водотока с наружной стороны свайных опор устанавливают плитное ограждение, кото¬рое у входной и выходной части русла разводится в стороны, ликвидируя конусы насыпи.

В случае необходимости конструкция таких сооружений мо¬жет быть и многопролетной. Эстакадные мосты с лотковыми пролетными строениями являются эффективными защитными противоналедными средствами, позволяющими русловым нале¬дям беспрепятственно проходить через них.

Эстакадные мосты с подземными водовмещающими каналами

представляют собой почти обычную конструкцию мостов, главной особенностью которой является наличие под мощением рус¬ла специального водовмещающего канала, служащего для про¬пуска как подрусловых, так и русловых потоков без их промер¬зания, и, следовательно, образования наледей (рис. 6).

В качестве каналов могут быть использованы продольные траншеи, засыпанные крупноглыбовым скальным грунтом, а так¬же железобетонные трубы больших диаметров. Кроме того, можно применять остатки срубленных призматических свай, остающиеся после постройки эстакадных мостов, для устройства подземных проходных лотков с теплоизоляцией, которые должны начинать¬ся и заканчиваться каменной фильтрующей кладкой или отеп¬ленной засыпкой из скального грунта в виде своеобразных вход¬ных и выпускных оголовков выше и ниже мостового перехода.

Осушительные устройства и сооружения

В соответствий с применяемой терминологией все осушитель¬ные устройства и сооружения, используемые в качестве средств противоналедной борьбы, разделяют на дренажные и каптажные.

К дренажным противоналедным устройствам относится от¬крытый дренаж в виде осушительных канав и лотков, а также закрытые дренажи-преградители с водонепроницаемыми экра¬нами и перфорированными трубами с засыпным фильтром, с трубофильтрами из фильтрационного бетона, из дренажных экран¬ных плит из фильтрационного бетона, из сборных шпунтовых дренажных элементов из фильтрационного бетона, из сборных экранных электроосмотических элементов криогенной конструк¬ции.

Открытый дренаж в виде осушительных канав и лотков (рис. 7) рекомендуется применять на сильно заросших таежной растительностью бортах речных долин и горных склонов с нали¬чием