В помощь строителям

В помощь строителям
БАМ
__________________________________________________
М.А.Шубин
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПРИ
СООРУЖЕНИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
МОСКВА «ТРАНСПОРТ» 2005
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПРИ СООРУЖЕНИИ ЗЕМЛЯНОГО
ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ. Шубин М.А., М., «Транспорт», 1974,
с. 80.
В настоящей книге рассмотрены состав и технология выполнения работ
по восстановлению и закреплению трассы и разбивке земляного полотна
перед его сооружением, а также технология механизированных земляных
работ при устройстве нагорных и водоотводных канав и подготовке
оснований под насыпи в различных условиях. Отражены особенности
выполнения этих работ в сложных топографических и геологических
условиях, характерных для районов пролегания трассы БАМ.
Рис. 30, табл.4.
Издательство «Транспорт», 1974
ПРЕДИСЛОВИЕ
Трасса Байкало-Амурской магистрали протяженностью около 3200 км будет
проложена в горнотаежной местности и пересечет несколько горных хребтов.
Магистраль на протяжении почти половины длины будет расположена в зоне вечной
мерзлоты и около 1/5 трассы пройдет по марям и болотам.
На Байкало-Амурской магистрали предстоит построить более 3000 искусственных
сооружений, из них 142 больших моста, в том числе мосты через полноводные реки
Лену, Зею, Амур и другие. В горных хребтах намечено проложить крупные тоннели,
Объем грунтов, которые предстоит переместить при сооружении земляного полотна,
составит около 300 млн. м3, из них более половины — скальные и мерзлые грунты.
Земляное полотно БАМ является сложным, трудоемким и дорогостоящим
инженерным сооружением. На его долю приходится более четверти общей стоимости
строительства магистрали.
Темп, стоимость строительных работ, трудоемкость возведения земляного полотна
и качество его сооружения во многом зависят от своевременного выполнения
подготовительных работ, к которым относятся:
восстановление и закрепление трассы железной дороги, разбивка и закрепление
полосы отвода и находящихся за ее пределами площадей для размещения карьеров;
удаление мелколесья, кустарника, пней и крупных камней;
детальная разбивка земляного полотна;
устройство земляных дорог;
устройство нагорных, водоотводных и других канав;
подготовка оснований под насыпи;
выполнение комплекса подготовительных работ по сооружению земляного
полотна в зимнее время;
осушение заболоченных и переувлажненных участков для возведения земляного
полотна.
В книге отражены особенности выполнения подготовительных работ при
сооружении земляного полотна в мерзлых, полускальных и скальных грунтах, на
болотах, марях, участках с подземными льдами и каменных россыпях.
1. Общие сведения о земляном полотне
З е м л я н о е п о л о т н о представляет собой грунтовое инженерное
сооружение, предназначенное для укладки верхнего строения пути. Земляное полотно
состоит из н а с ы п е й, в ы е м о к, в о д о о т в о д н ы х
у с т р о й с т в, а
также з а щ и т н ы х, у к р е п и т е л ь н ы х и других
с о о р у ж е н и й.
На косогорах земляное полотно иногда устраивают в виде полунасыпей и
полувыемок. Места перехода земляного полотна из насыпи в выемку, где земляное
полотно на коротком протяжении находится в уровне с земной поверхностью,
называют нулевыми местами.
Для сооружения земляного полотна используют разнообразные грунты, которые
подразделяют на следующие виды:
Скальные, получаемые посредством разрушения скальных пород, залегающих в
естественных условиях в виде сплошного или трещиноватого массива;
Крупнообломочные, залегающие в естественных условиях в виде аллювиальных
и делювиальных отложений или россыпей;
Песчание;
Глинистые.
Скальные грунты различают по сопротивлению сжатию, растворимости и
размягчаемости в воде, а также подверженности выветриванию. Показатели
сопротивления сжатию и растворимости скальных грунтов, используемых для
земляного полотна, не нормируются.
Таблица 1
Характеристика крупнообломочных и песчаных грунтов по содержанию
частиц
Содержение
Виды грунтов
Крупнообломочные
Грунт глыбовый (при
преобладании окатанных
камней – валунный)
Грунт щебенистый (при
преобладании окатанных частиц
– галечниковый)
Грунт дресвяный (при
преоладании окатанных частиц
– гравийный)
Песчаные
Песок гравелистый
- крупный
- средней крупности
- мелкий
- пылеватый
Размер частиц
основных фракий,
в мм
частиц основных
фракций в % от
общего веса
сухого грунта
Крупнее 200
Более 50
Крупнее 10
Более 50
Крупнее 2
Более 50
Крупнее 2
Более 25, но
менее 50
Более 50
Более 50
Более 75
Менее 75
Крупнее 0,5
Крупнее 0,25
Крупнее 0,1
Крупнее 0,1
По степени выветриваемости скальные грунты разделяют на
слабовыветривающиеся и легковыветривающеся.
Крупнообломочные и песчаные грунты в зависимости от их зернового состава
разделяют на виды, указанные в табл. 1.
По степени водопроницаемости грунты, используемые для железнодорожных
насыпей, разделяют на дренирующие и недренирующие.
К дренирующим грунтам относят скальные и крупнообломочные грунты, пески
гравелистые, крупные и средней крупности, а также пески мелкие и пылеватые,
удовлетворяющие одному из слудующих условий: коэффициент фильтрации
(скорость протекания воды через грунт за сутки) должен быть >=0,5 м/сутки;
содержание (по весу) частиц размером меньше 0,1 мм должно быть <=15%, в том
числе размером менее 0,005 мм - <= 2%.
К н е д р е н и р у ю щ и м грунтам относят глинистые грунты, а также мелкие
пески, не удовлетворяющие вышеуказанным условиям.
Г л и н и с т ы е грунты в зависимости от их зернового состава и числа
пластичности подразделяются на супеси, суглинки и глины.
Ч и с л о м п л а с т и ч н о с т и wт называют разницу между влажностью на
границе текучести и влажностью на границе раскатывания . Границей текучести
называют весовую влажность теста, изготовленного из грунта и воды, при которой
специальный балансирный конус погружается в образец под действием собственного
веса на глубину 10 мм за время 5 с. Границей раскатывания называют такую весовую
влажность грунта, при которой грунтовое тесто, раскатываемое в жгутик толщиной 3
мм, начинает разламываться. Значение границы текучести и границы раскатывания
определяют в лабораторных условиях.
Глинистые грунты различных видов имеют следующие значения числа
пластичности:
Супесь ……………………………..1<=wп <=7
Суглинок легкий…………………..7<wп <=12
Суглинок тяжелый………………..12<wп <=17
Глина песчаная…………………….17<wп <= 27
Глина жирная…………………………….wп >27
Земляное полотно сооружают по заранее разработанным проектам, составной
частью которых являются продольный и поперечный профили земляного полотна.
П о п е р е ч н ы м п р о ф и л е м земляного полотна называют его поперечный
разрез вертикальной плоскостью, перпендикулярной продольной оси пути.
В обычных условиях и из обычных грунтов земляное полотно сооружают по
типовым поперечным профилям (рис. 1). К настоящему времени институтом
Мосгипротранс издан Альбом, в который внесены около 40 типов поперечных
профилей для различный условий.
Верхнюю часть насыпи или дно выемки, на которые укладывают балластный
слой, называют основной площадкой земляного полотна. Полоса поверхности земли,
на которую опирается насыпь, носит название основания насыпи.
Линия пересечения основной площадки насыпи с ее откосом образуют бровку
насыпи, а линия пересечения основной площадки выемки с путевым откосом кювета –
бровку выемки. В общем случае эти бровки называют бровками земляного полотна.
Расстояние между бровками основной площадки принимают за ширину основной
площадки или ширину земляного полотна. Ширина основной площадки насыпей и
выемок одинакова и зависит от категории дороги, числа путей и вида грунтов.
Ширина земляного полотна, установленная Указаниями по проектированию
земляного полотна железных и автомобильных дорог СН 449-72, приведена в табл. 2.
Категорию железной дороги определяют в зависимости от значения ее в общей
сети железных дорог СССР, а также характера, размеров и темпа роста перевозок.
БАМ отнесена к железным дорогам I категории, для которых ширина земляного
полотна в глинистых грунтах равна 6,5 м, а в скальных, крупнообломочных и
песчаных дренирующих – 5,8 м.
Земляное полотно в кривых участках с внешней стороны проектируют с
уширением, величину которого принимают в зависимости от радиуса кривой (табл. 3).
Это уширение вызывается тем, что наружный рельс укладывают выше внутреннего за
счет увеличения толщины балластного слоя также с внешней стороны.
Таблица 2
Ширина В (в м) земляного полотна на прямых участках однопутных
железных дорог различных категорий
Категории дорог
Грунты земляного
полотна
Глинистые грунты и
недренирующие пески
мелкие и пылевые
Скальные,
крупнообломочные и
песчаные дренирующие
I
II
III
IV
V
6,5*
6,5
5,8
5,5
5,0
5,8*
5,8
5,2
5,0
4,6
* ширину земляного полотна железных дорог I категории при соответствующих
технико-экономических обоснованиях допускается принимать равной: 7,0 м – в
случаях использования глинистых грунтов и 6,0 м – при скальных и дренирующих
грунтах.
Уширение земляного полотна делают в пределах всей круговой кривой, а переход
к нормальной ширине осуществляют постепенно в пределах переходных кривых.
Ширину земляного полотна, сооружаемого под два пути, увеличивают на
величину междупутья (расстояния между осями путей) с учетом его уширения в
кривых. На перегонах на прямых участках ширину междупутья принимают равной
4,10 м.
Таблица 3
Величина уширения земляного полотна в кривых участках
Дороги I и II категорий
Радиус кривой
Уширение в м
вм
4000-3000
0,1
2500-1800
0,2
1500-700
0,4
600 и менее
0,5
Дороги III – V категорий
Радиус кривой в м Уширение в м
4200-2000
1800-1200
1000-700
600 и менее
0,1
0,2
0,3
На трассе БАМ земляное полотно на участке Лена – Тында протяженностью
около 1700 км намечено сооружать сразу под два пути.
Часть насыпи и выемки, находящуюся выше уровня бровок, называют сливной
призмой. Сливная призма на однопутных линиях имеет форму равнобедренной
трапеции высотой 0,15 м и шириной поверху2,30 м.
Трапецеидальная форма сливной призмы на однопутных участках позволяет
размещать на ней шпалы с рельсами для перевозки и укладки в путь балласта. Размер
2,30 м принят меньше длины шпалы(2,70 м) во избежание образования замкнутых
углублений в сливной призме и предотвращения скапливания в них атмосферной
воды и развития деформаций основной площадки.
На двухпутных линиях сливную призму делают в виде равнобедренного
треугольника высотой 0,20 м с основанием, равным полной ширине земляного
полотна. В скальных и дренирующих грунтах однопутное и двухпутное земляное
полотно проектируют горизонтальным по всей ширине.
Высоту насыпи и глубину выемки (рабочие отметки) измеряют по оси земляного
полотна. Высота насыпи определяется расстоянием от ее основания до уровня бровок,
глубина выемки - расстоянием от уровня бровок до поверхности земли.
В горных условиях рабочие отметки достигают 10-20 м и более. Причем на долю
таких насыпей и выемок приходится более 30% общего объема земляного полотна.
Откосам насыпей, выемок и других устройств задают определенную крутизну,
обеспечивающую их устойчивости.
К р у т и з н о й о т к о с а называют отношение высоты откоса на каком-либо
уровне к его заложению (горизонтальной проекции) на этом же уровне. Крутизну
откоса выражают отношение 1:м, величину м называют
показателем крутизны откса.
Крутизна и форма откосов насыпей и выемок (прямолинейные или ломаные)
зависят от их рабочих отметок и характеристики грунтов. Для типовых поперечных
профилей крутизна откосов насыпей и выемок принята следующей:
Характеристика насыпей и выемок
Н а с ы п и из камня слабовыветривающихся
скальных пород при высоте:
До 6 м
До 20 м
Н а с ы п и из крупного и средней крупности
песка, гравия, гальки, щебнистых и дресвяных
грунтов слабовыветривающихся пород при высоте до
12 м
Н а с ы п и высотой до 12 м из остальных
горных для их возведения грунтов:
В верхней части высотой до 6 м
В нижней части
В ы е м к и глубиной до 12 м в глинах,
суглинках, супесях, песках
Крутизна
откосов
1:1,3
1:1,5
1:1,5
1:1,5
1:1,75
1:1,5
В ы е м к и в слабовыветривающихся скальных
грунтах
В ы е м к и в легковыветривающихся скальных
грунтах
от 1:0,2до 1:0,5
от1:0,5 до 1:1,5
Для возведения насыпей грунт иногда берут рядом с насыпью, из верхних слоев
земли. При этом образуется углубление, называемое
р е з е р в о м, который служит затем в качестве водоотвода.
Дну резервов придают продольный уклон не менее 0,002 и поперечный уклон не
менее 0,02. Дно резерва при его ширине до 10 м проектируют односкатным с
поперечным уклоном от земляного полотна, а при ширине более 10 м – двухскатным с
уклоном от краев резервуара к его середине.
Откосы резервуаров проектируют не круче 1:1,5. воду из резервуаров
выпускают в пониженные места. При поперечном уклоне местности круче, чем 1:10,
резервы закладывают с нагорной стороны.
Между подошвой откоса насыпи (линией пересечения откоса насыпи с
поверхностью земли) и внутренней бровкой резерва (линией пересечения откоса
резерва с поверхностью земли) оставляют нетронутую полосу земли, называют е с т е
с т е н н о й б е р м о й. ширину бермы назначают не менее 3 м, а со стороны
строительства будущего второго пути – не менее 7,1м.
В выемках с обеих сторон от основной площадки устраивают
к ю в е т ы для сбора и отвода воды, стекающей с основной площадки и откосов
выемки. Без кюветов разрешается устраивать выемки:
в дренирующих грунтах, а также в мелких песках, в районах с засушливым
климатом, где возможно полное впитывание и испарение атмосферных осадков;
в слабовыветривающихся скальных породах, где для конструкции
поверхностной воды, поступающей в выемку с откосом и основной площадкой,
предусмотрена укладка бордюрных блоков (бетонных или из камня) вдоль полотна
железных дорог;
в скальных породах при проектировании выемок с траншеями.
Кюветы делают трапецеидальной формы шириной по дну после укрепления не
менее 0,40м и глубиной не менее 0,60м с откосами крутизной 1:1,5.
Продольный уклон кюветов принимают равным продольному уклону бровки
выемки. В пределах выемок с продольным уклоном менее 0,002 кюветы проектируют
с продольным уклоном, равным 0,002. в таких случаях в точках водораздела глубину
кюветов разрешается уменьшать до 0,2м.
Вместо глубоких кюветов с целью сокращения объема земельных работ по
устройству выемки устраивают лотки. Их устраивают также в слабых
водонасыщенных грунтах, в которых устойчивость откосов кюветов не может быть
обеспечена.
В выемках глубиной до 12м в лёссовидных грунтах, лёссе и пылеватых
суглинках, в песках мелких и пылеватых, в полускальных породах, в жирных глинах,
а также в выемках глубиной до 6м в легковыветривающихся скальных породах между
внешней бровкой кювета и подошвой откоса выемки устраивают з а к ю в е т н у ю п
о л к у шириной не менее 1,0м. В выемках глубиной от 6 до 12м в
легковыветривающихся скальных породах ширину закюветной полки принимают
равной 2,0м.
Грунт из выемок иногда укладывают наопределенном расстоянии от их бровок в
призму (к а в а л ь е р) высотой, как правило, до 3м. Между бровкой откоса выемки и
кавальером с нагорной стороны отсыпают небольшой высоты треугольную призму (б
а н к е т) с целью защиты выемки от попадания воды, стекающей с поверхности земли
между кавальером и откосом выемки. Для перехвата воды, стекающей с кавальера и
банкета, между ними устраивают з а б а н к е т н у ю к а н а в у с продольным
уклоном не менее 0,005 и глубиной не менее 0,3м.
Устойчивость и прочность земляного полотна в процессе строительства и
эксплуатации во многом зависят от наличия и состояния водоотводных устройств.
Вдоль насыпей и выемок устраивают к а н а в ы для перехвата поверхностной
воды и отвода ее в пониженные места. Канаву, устраиваемую вдоль насыпи, называют
в о д о о т в о д н о й, а канаву вдоль выемки –
н а г о р н о й. Пересечение откосов канавы с поверхностью земли образуют б р о в к
и к а н а в ы (их, как и бровки резервы, называют в н у т р е н н е й и п о л е в о й).
Водоотводные и нагорные канавы проектируют трапецеидального поперечного
профиля с минимальной глубиной и шириной по дну (после укрепления их откосов и
дна) – 0,6м, а на болотах – 0,8м. Ширина и глубина канав достигают 2м. Продольный
уклон канав принимают не менее 0,005, а на болотах не менее 0,002.
На участках с поперечным уклоном менее 0,02 при высоте насыпей менее 1,5м, а
также на болотах водоотводные канавы проектируют с обеих сторон насыпи. Резерв в
этих случаях не устраивают. Расстояние между подошвой откосов насыпи и
внутренней бровкой продольных водоотводных канав принимают не менее 3м, а со
стороны размещения будущего второго пути – не менее 7,1м.
Поверхности бермы между насыпью и канавой придают поперечный уклон в
сторону канавы от 0,02 до 0,04.
Нагорные канавы размещают с нагорной стороны выемки. Минимальные
расстояния от внутренней бровки нагорной канавы до отдельных элементов выемки
принимают:
до бровки откоса выемки при отсутствии банкета и кавальера – 0,5м;
до полевой подошвы кавальера – 1 – 5м.
Н а с ы п и н а б о л т а х проектируют с учетом вида используемого грунта,
высоты насыпи, глубины и типа болот.
Т и п б о л о т устанавливают в зависимости от строения, состояния и свойств
торфа и других болотных отложений, слагающих болот как основание насыпи.
При проектировании и возведении насыпей различают болота трех основных
типов:
б о л о т а I т и п а – заполненные торфом и другими болотными отложениями
устойчивой консистенции, сжимающимися под воздействием насыпи высотой до 3м;
б о л о т а II т и п а – заполненные торфом и другими болотными отложениями
разной консистенции, в том числе выдавливающимися под воздействием насыпи
высотой до 3м;
б о л о т а III т и п а – заполненные илом и водой, в том числе при наличии
торфяной корки (сплавины).
На болотах I типа насыпи высотой до 3м проектируют с расчетом на полное или
частичное удаление торфа (в ы т о р ф о в ы в а н и е) из основания с заменой торфа
минеральным грунтом в зависимости от глубины болота.
На болотах глубиной до 2м производят полное удаление торфа (рис. 2,а).
На болотах глубиной более 2м допускается частичное удаление торфа (рис. 2,б),
при этом сумма высоты насыпи над поверхностью болота и глубины траншеи
выторфовывания должна быть не менее 3,5м для дорог I и II категорий и не менее 3м
– для дорог III категории при отношении общей высоты насыпи, включая величину ее
ниже поверхности болота, к толщине уплотненного слоя торфа в основании насыпи не
менее 2:1.
Крутизну откосов траншеи выторфовыванея назначают в зависимости от способа
производства работ в пределах от вертикальных (1:0) до 1:0,5.
Насыпи на болотах II типа проектируют с расчетом полного удаления торфа
устойчивой консистенции и посадки насыпи на минеральное дно, при этом откосы
траншеи делают вертикальными, а на расстоянии не менее 2м от подошвы откоса
насыпи устраивают канавы-торфоприемники шириной 2м и глубиной не менее 1м
(рис. 3).
Насыпи на болотах III типа проектируют с посадкой их на минеральное дно с
учетом предварительного удаления торфяной корки или без ее удаления (рис. 4).
На марях и вечномерзлых грунтах земляное полотно имеет существенные
особенности.
М а р я м и называют участки с наличием вечной мерзлоты, сложенные на
повышенных местах заторфованными грунтами, а на пониженных местах–
заболоченные. На этих участках деятельный слой (слой мерзлоты, оттаивающей в
летнее время) имеет небольшую (0,3 – 1м) мощность.
Поверхность марей, как правило, кочковатая и покрыта различной
растительностью (осока, мхи, разреженный древостой и др.). Нередко характерным
для марей является содержание на глубине до 2 – 3м больших включений льда, что
при возведении насыпей на таких участках приводит к значительным их осадкам как в
процессе строительства, так и при эксплуатации.
Часто встречаются мари с плохим стоком и даже бессточные.
В е ч н о м е р з л ы е г р у н т ы подразделяются на высокотемпературные – с
температурой на глубине 10 – 15м, равной минус 10 С и выше, и низкотемпературные
– с температурой ниже минус 10С.
Земляное полотно в районах распространения вечной мерзлоты проектируют с
учетом свойств вечномерзлых грунтов, оттаивающих в основании насыпей и выемок,
и наличия мерзлотных процессов (бугров пучения, термокарста, наледей).
Земляное полотно в особо сложных инженерно-геологических условиях
проектируют и сооружают п о и н д и в и д у а л ь н ы м п р е к т а м. К случаям
особо сложных условий относят следующие:
земляное полотно на участках скальных обвалов;
выемки на участках с наличием грунтовых вод;
земляное полотно на крутых устойчивых косогорах (круче 1:3);
земляное полотно на неустойчивых косогорах;
земляное полотно на участках с развитием карста;
земляное полотно в районах с развитием селей;
земляное полотно в сейсмических районах;
земляное полотно на участках подтопления и на прижимах рек;
земляное полотно на участках курумов, россыпей и осыпей;
земляное полотно на участках снежных лавин и т. д.
Большинство из этих случаев встречаются на БАМ.
Курумы подразделяют на действующие, замирающие и установившиеся.
Д е й с т в у ю щ и е к у р у м ы – это беспорядочное нагромождение каменных
глыб и крупного щебня общей мощностью более 1,5 м. источником их питания
являются крутые скальные обнажения, расположенные выше по склону. Поверхность
курума не задернована и не залесена. Пустоты между глыбами не заполнены;
встречаются полузасыпанные и поврежденные деревья.
З а м и р а ю щ и е к у р у м ы – каменно-глыбовые и щебневые навалы, частью
задернованные и частью заросшие лесом. Пустоты между глыбами частично
заполнены мелким щебнем, дресвой, песком и суглинкой. Поступление обломочного
материала в курумы с вершины склонов не не отмечаются. Над склоном нет крупных
естественных обнажений.
У с т а н о в и в ш и е с я к у р у м ы – это каменные россыпи с задернованной
поверхностью или покрытые растительностью с пустотами между глыбами,
заполненными мелким щебнем, дресвой, песком, суглинкой. Признаки подвижки
курума и поступления в него камней отсутствуют.
Р о с с ы п и представляют собой неподвижные скопления глыб прочных
скальных пород, располагающихся на горизонтальной или слабо наклонной
поверхности. При этом отдельные глыбы выступают над осредненной поверхностью
на высоту 2 – 3 м.
С н е ж н а я л а в и н а – это пришедшие в движение (скользящие и падающие)
снежные массы. Возникновение лавин зависит от свойств снега, климатических
факторов, экспозиции склона, землетрясений и т. д. В некоторых районах пролегания
трассы БАМ сейсмичность достигает 9 баллов.
К а р с т о м называют пустоты в толще горных пород, возникшие в результате
растворения или механического разрушения пород подземными водами. По
активности развития процесса карсты разделяют на д е я т е л ь н ы е и н е р а з в и
в а ю щ и е с я.
Для обеспечения защиты и устойчивости земляного полотна в сложных
инженерно-геологических условиях предусматривают комплекс инженерных
сооружений.
К противоселевым инженерным сооружениям относятся селепропускные (мосты,
селеспуски), селезадерживающие (запруды, наносоуловители) и селеотводящие
(канавы, отводящие дамбы) устройства.
На скально-обвальных участках предусматривают комплекс сооружений,
придающих откосу или склону большую устойчивость и предотвращающих скальнообвальные явления (поддерживающие и подпорные стены, укрепление откосов и
склонов вяжущими материалами, укрепление древесно-кустарниковыми
насаждениями, устройство рвов, траншей, улавливающих стен и т. д.).
На участках движения снежных лавин могут быть устроены подпорные стены,
установлены удерживающие щиты и постоянные аккумулирующие заборы,
лавинорезы и другие сооружения.
На участках действующих и замирающих курумов предусматривают разборку
курумов под насыпи, устройство подпорно-улавливающих стен, перекрытие пути
галереей вместо выемки, устройство улавливающих траншей; на участках
установившихся курумов в выемках проектируют закюветные полки с нагорной
стороны.
При сооружении земляного полотна на участках подтопления и на прижимах рек
предусматривают мероприятия по надежному укреплению откосов насыпей. Для
укрепления применяют сборные бетонные, железобетонные, а также монолитные
железобетонные плиты, каменную наброску, наброску из железобетонных массивов
различной формы и другие покрытия.
II. Восстановление и закрепление трассы железной дороги
Т р а с с о й железной дороги называют продольную ось будущего
железнодорожного пути на уровне бровок основной площадки.
Трасса характеризуется параметрами ее продольного профиля и плана.
П р о д о л ь н ы й п р о ф и л ь- это вертикальный разрез по трассе,
развернутый на плоскость. Проекция трассы на горизонтальную плоскость
представляет ее п л а н.
Элементами продольного профиля являются отдельные участки с
подъемами, спусками и горизонтальными площадками.
В плане трасса состоит из прямых участков и круговых кривых,
сопрягаемых между собой переходными кривыми.
П е р е х о д н ы е к р и в ы е устраивают для обеспечения плавного
вписывания проезда в круговую кривую без резкого бокового удара в
результате возникающей центробежной силы, так как радиус переходной
кривой в точке примыкания к прямой равен бесконечности и постепенно
уменьшается до радиуса R круговой кривой.
Переходные кривые назначают длиной до 200 м, кратными 20 м в
зависимости от радиуса круговой кривой, категории дороги и скорости
движения поездов. Радиусы круговых кривых, как правило, принимают
стандартной длины от 200 до 4000 м в зависимости от тех же факторов, что и
для переходных кривых, а также условий местности. На Б А М
минимальный радиус круговых кривых принят равным 300м.
В к р у г о в о в о й к р и в о й, помимо радиуса, различают и другие
основные элементы, с которыми приходится встречаться при прокладке
плана трассы на местности..
у г о л п о в о р о т а т р а с с ы - угол между продолжением трассы и
новым ее направлением, численно равный центральному
углу,соответствующему круговой кривой;
т а н г е н с Т- расстояние от в е р ш и н ы у г л а п о в о р о т а
кривой(ВУ) до начала круговой кривой или конца круговой кривой;
б и с с е к т р и с у Б- расстояние от вершины угла до середины
круговой кривой.
Величины элементов кривой приведены в таблицах для разбивки
железнодорожных кривых, составленных Гипротранстэи.
Трассу на местности в плане разбивают на отрезки длиной 100м,
называемые п и к е т а м и (ПК). Промежуточные точки на пикетах для
обозначения переломов местности, осей мостов, труб и т. п. называют
п л ю с о в ы м и т о ч к а м и , а расстояния от предыдущего ( младшего
пикета) до плюсовой точки - п л ю с а м и.
Для закрепления результатов нивелирования трассы( т.е. отметок
местности и сооружений) устанавливают особые знаки- р е п е р ы, служащие
впоследствии для контроля высоты возводимого земляного полотна, опор
мостов и других сооружений, а также для наблюдений за высотными
изменениями этих сооружений в процессе их эксплуатации.
До начала строительных работ трасса подлежит восстановлению и
надежному закреплению с целью обеспечения всех необходимых
разбивочных работ. Восстановление трассы - это установка на местности
нарушенных и дополнительных геодезических знаков, обозначающих трассу
в плане и в профиле.
При восстановлении и закреплении трассы необходимо:
закрепить вершины углов поворота трассы;
произвести разбивку круговых и переходных кривых с закреплением
их начала, середины и конца;
закрепить пикеты и плюсовые точки;
проверить отметки существующих реперов, восстановить сбитые и
установить в необходимом количестве дополнительные;
произвести проверочное продольное нивелирование точек трассы и при
необходимости снять поперечные профили;
проверить и закрепить ось искусственных сооружений.
В процессе восстановления и закрепления трассы выполняют
следующие геодезические операции:
определение направления прямых и кривых;
измерение расстояний между точками по оси и от оси до выносок;
измерение углов;
определение отметок земляного полотна от постоянных и
промежуточных реперов;
построение поперечных створов по нормали к оси;
определение расстояний от оси до точек поперечников.
Восстановление и закрепление точек трассы на прямых и кривых
участках производят с помощью теодолитов, обеспечивающих точность
отчета не менее 30".
Для восстановления отметок от реперов применяют современные
нивелиры, в том числе с самоустанавливающейся в горизонтальное
положение линией визирования, нивелир-высотомер с наклонным лучом
визирования и др.
Съемку поперечников в скальных выемках с крутыми и
труднодоступными откосами рекомендуется выполнять при помощи
телетопа или базисного редукционного тахеометра-дальномера.
Измерение линий при восстановлении трассы выполняют с помощью
мерной ленты длиной 20 или 50м, а также мерного троса Лукерьина длиной
50 и 100м.
Точность измерения тросом Лукерьина составляет 1:5000, а мерными
лентами- 1:2000, т. е. в первом случае она выше.
Точность измерения расстояний и углов, а также нивелирования
должна быть не менее следующих величин:
Расстояния между измерениями горизонтального угла..........60"
Невязка углов в полигоне при числе углов Н............................+_ 90:
Относительная разность между двумя измерениями длин линии в
полигоне при рельефе местности:
равнинном .................................................................1:1000
горном........................................................................1: 500
Невязка двойного нивелирного хода при длине хода Л в км.....30 Л
мм
В о с с т а н о в л е н и е положения прямых производится
в е ш е н и е м , т .е. установкой вех по направлению прямой линии. На
коротких прямых линию обозначают двумя вешками, на длинных прямыхнесколькими вешками. Их устанавливают в вертикальной плоскости,
проходящей через эту линию. Эту плоскость называют с т в о р о м линии.
Вешение линий производят " на глаз" (визуально), с помощью
полевого бинокля и теодолита. Теодолит целесообразно использовать для
вешения длинных линий (более 0,5км).
Вешение между двумя точками "на глаз" выполняют "на себя" .Две
вешки ставят вертикально на расстоянии 50-80м одну от другой.
Выполняющий вешение (вешельщик) становится на расстоянии 2-3м от
первой вешки. Второй рабочий, идя от дальней вешки, по сигналу
вешельщика устанавливает вешки в одном створе. По мере перемещения
первые вешки снимают и точки их установки закрепляют сторожковыми
кольями или " заменками" высотой не менее 1м.
Для продолжения линии вешение выполняют "от себя" , при этом
каждую последующую вешку устанавливают в створе не менее трех хорошо
видимых предыдущих.
При и з м е р е н и и л и н и й должно быть получено их
г о р и з о н т а л ь н о е п р о л о ж е н и е Л (горизонтальная проекция),
которое определяют по формуле
l=Lcosß,
где L- длина линии, измеренной по косогору;
ß -угол наклона поверхности косогора в град.
Для определения горизонтальных проложений пользуются таблицами
Гипротранстэи, в которых даны поправки за наклон линии на местности в
зависимости от угла наклона и длины измеренной линии. Чтобы получить
горизонтальное проложение, нужно из L вычесть величину поправки.
Например, длина измеренной линии L = 145 м, угол наклона местности
4° величина поправки определяется следующим образом:
На 100м........................24см
" 40м.........................9,7см
" 5м.........................1,2см
________________________
И т о г о на 145м = 35см
Горизонтальное проложение l=145-0,35=144,65 м.
Линии на ровной местности измеряют непосредственно по грунту два
мерщика.
При восстановлении пикетажа лентой длиной 20м передний мерщик
пользуется пятью шпильками. Прежде чем вынуть пятую установленную
шпильку, обозначающую пикет, и забить в землю колышек, укладывают
одну ленту вперед и закрепляют ее передний конец шпилькой.
Измерение линий на косогорах производят с п о с о б о м у с т у п о в
с перехватом ленты. Для этого натянутую ленту укладывают в створе АD
(рис. 5),затем часть ее от начала устанавливают горизонтально " на глаз"(АВ);
точку В проектируют с помощью отвеса на землю и закрепляют колышком
полученную точку В1; задний мерщик выдергивает шпильку в точке А, берет
ленту от переднего мерщика в точке В и опускает ее на землю в точку В1;
передний мерщик переходит в следующую точку, и все операции
повторяются. Сумма горизонтальных отрезков составляет 20 м.
При однообразном уклоне местности 1:n превышения h и проложения l
между двумя точками А и В можно определять по следующим формулам:
h=l/n=L/…1=n2 ;
h=L cos ß/n ; l=nh
Превышения и проложения между двумя точками А и В можно
определять с п о с о б о м в а т е р п а с о в к и (рис. 6) с помощью
деревянной рейки длиной 3-4 м с делениями через 1см, уровня и вешки. Для
этого горизонтально положенную рейку длиной L0 одним концом
устанавливают в точке В (точка В выше точки А и ватерпасовку ведут сверху
вниз); вешку вертикально ставят в другом конце рейки (в точке С);
определяют превышение h1 точки В над точкой С; конец рейки
устанавливают в точке С, и далее операции повторяются в такой же
последовательности. Перед точкой А горизонтальное положение lп может
оказаться меньше l0. Общее превышение между точками В и А будет равно
h = Σhn ;
горизонтальное проложение
l = N l0 + lп .
Для закрепления трассы на местности применяют соответствующие
знаки: "точки" и "сторожки" (небольшие колья), осевые и угловые столбы, а
также выносные столбы, и колья. Их размеры принимаются такими же ,как
размеры знаков для закрепления земляного полотна (см. рис. 23).
"Точки " со "сторожками" устанавливают в каждом пикете (ПК) и
плюсовых точках, а также в точках начала переходной кривой (НПК), конца
переходной кривой (КПК) и середины круговой кривой (СКК). На длинных
прямых не реже чем через 1000м должны быть установлены по инструменту
(теодолиту) осевые точки, определяющие направление трассы.
Выносными столбами закрепляют все осевые точки (места стоянки
теодолита), а также вершины углов (ВУ) и точки начала и конца переходных
кривых.
Выносными кольями закрепляют все четные пикеты, места
расположения мостов и труб, а в холмистом и горном рельефе, кроме того,
осевые точки на нулевых местах всех насыпей и выемок, а также точки по
верху выемок глубиной более 10 м.
Выносные столбы и колья устанавливают вне зоны расположения
насыпей, выемок и других элементов земляного полотна, а также мест
производства работ.
На прямых участках (рис. 7,а) створы для выносок разбивают
теодолитом перпендикулярно к трассе, а на кривых (рис.7,б) перпендикулярно к линии тангенсов.
В каждом створе устанавливают два столба или кола. Первый столб
или кол во всех створах следует устанавливать по возможности на
одинаковом расстоянии от оси или линии тангенсов (30-50м). Расстояние
между столбами и кольями принимают не менее 10м. Вершину угла поворота
закрепляют двумя выносными столбами, устанавливаемыми на продолжении
биссектрисы или продолжении линии тангенсов. Одновременно закрепляют
середину круговой линии.
В вершине угла кривой устанавливают угловую "точку", в которую
забивают гвоздь под отвесом теодолита, а рядом с вершиной угла на
продолжении биссектрисы закрепляют угловой столб. Угловой столб можно
устанавливать и непосредственно в вершину угла, но в него, так же как и в
"точку", должен быть забит гвоздь, обозначающий вершину угла.
Закрепление местоположения мостов и труб на прямых и кривых
участках выполняют по схемам, приведенным на рис.8.
В лесных и таежных районах до расчистки просеки от леса и корчевки
пней предварительно закрепляют только вершины углов поворота и осевые
точки трассы столбами, устанавливаемыми вне пределов просеки. После
расчистки просеки выполняются все остальные работы по восстановлению и
закреплению трассы.
Столбы для закрепления трассы, как правило, делают деревянными.
После установки столбы в радиусе 1-1,2 м окапывают канавкой глубиной до
0,3 м.
В местах, где установка деревянных столбов затруднена, они могут
быть заменены обрезками труб небольшого диаметра или железобетонными
свайками. В скальных грунтах положение точек как на оси линии, так и на
выносках отмечают пересечением двух высеченных в скале канавок.
На выносных столбах и кольях делают надписи с указанием вида
закрепляемой точки: ось, ВУ, НПК, КПК, ПК-125, ПК-128+37 и т.д.
Например, надписи на угловом столбе обозначают:
МинТС
- Министерство транспортного строительства;
МГТ
-наименование организации, установившей угловой столб
(Мосгипротранс);
ВУ-_______вершина угла и номер столба;
ПК25+50- пикет 25 и плюс 50;
Уг. право--угол поворота вправо;
15021`
- число градусов и минут угла поворота;
R=1000 - радиус кривой ,равный 1000 м;
Т=191,85 -тангенс длиной 191,85м;
К=394,0 - круговая кривая длиной 394,0м;
lпк
- переходная кривая длиной100м;
1974г.
- год установки углового столба.
Все надписи на выносных столбах и кольях должны быть обращены в
сторону трассы, а на "сторожках"- в сторону начала пикетажа.
При восстановлении и закреплении трассы ведут журнал выносок
(приложение 1), в который заносят схемы расположения установленных
знаков, расстояния до них по оси пути, а также направления выносок и
расстояния до знаков от оси.
Для обозначения абсолютных отметок земли вдоль трассы
устанавливают реперы (не реже , чем через каждые 2км в равнинной и
каждые 1км в холмистой и горной местности). Кроме того, необходимо
устанавливать по одному реперу у каждого малого искусственного
сооружения и по два репера- у больших и средних мостов, а также на
станционных площадках и на нулевых местах насыпей и выемок с рабочими
отметками более 5 м.
Грунтовые реперы закладывают постоянные или временные.
П о с т о я н н ы й г р у н т о в ы й р е п е р представляет собой
металлическую трубу с бетонным монолитом размером 0,4х0,4 м. Репер
устанавливают в котлован глубиной 1,5-2 м, засыпают песчаным грунтом и
оформляют курганом в виде правильной усеченной пирамиды и окапывают
канавкой. К верхней части трубы приваривают марку, на которую
устанавливается нивелирная рейка, вторую марку заделывают в верхней
части бетонного монолита. Вместо металлической трубы можно заделывать в
бетонный монолит железобетонный столб длиной 2м и сечением 15х15см.
Схема установки репера в условиях вечной мерзлоты показана на рис. 9, а.
В качестве временных реперов могут служить пни деревьев твердой
породы, столбы, сваи, оголовки труб и другие предметы, не меняющие
своего положения. При отсутствии таких предметов закладывают
деревянный репер (рис.9,б) в виде столба диаметром 15-20 см, длиной 2м,
который закапывают на глубину 1,5-1,8 м.
Реперы устанавливают в стороне от оси пути и пронумеровывают.
Данные о реперах заносят в ведомость реперов (приложение 2) с указанием
отметок, расстояний от оси пути, описанием их вида и местоположения.
Восстановление и детальную разбивку кривых участков трассы в
нормальных условиях выполняют, как правило, способом прямоугольных
координат от тангенсов, а в стесненных условиях - способом прямоугольных
координат от хорд или другими способами. Разбивка прямых способом
прямоугольных координат от тангенсов является наиболее точной, но
требует много места.
Разбивку переходных и круговых кривых способом прямоугольных
координат от тангенсов осуществляют по данным специальных таблиц
Гипротранстэи следующим образом:
от НПК (рис.10,а) по тангенсу в сторону вершины угла ВУ отмеряют
величину К1 (10 или 20м) и от конца этого отрезка в обратном направлении
откладывают величину К1-х1 ( кривая без абсциссы), которую берут по
таблице для соответствующих радиуса кривой (R) и длины переходной
кривой (lпн);
из полученной точки l` откладывают ординату y1 (берут по таблицам) и
получают точку l на кривой. Операции в таком же порядке продолжают до
середины кривой. Аналогично разбивают вторую половину кривой до конца
к середине.
Таблица 4
Координаты переходных и следующих за ними круговых кривых в м для
R=600 м и lпк = 140 м*
К
К-х
У
К
К-х
У
10
20
30
40
50
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,02
0,05
0,13
0,25
160
170
180
190
200
0,37
0,49
0,65
0,83
1,04
8,10
9,67
11,42
13,32
15,39
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
0,00
0,01
0,01
0,02
0,04
0,06
0,09
0,13
0,19
0,27
0,43
0,68
1,02
1,45
1,98
2,64
3,43
4,36
5,44
6,69
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
1,30
1,59
1,92
2,30
2,72
3,19
3,71
4,29
4,93
5,62
17,62
20,01
22,57
25,28
28,16
31,19
34,39
37,74
41,24
44,91
* Выдержка из таблиц для разбивки железнодорожных кривых,
составленных Гипротрансэи.
____________________________________________________________
П р и м е р. Пусть необходимо разбить круговую кривую радиуса
R=600 м и переходные кривые (lпк) длиной 140 м через 20 м. Для этого от
НПК по тангенсу мерной лентой откладывают величину К1 равную 20 м, и
получают точку l` , из табл. 4 выбирают К-х=0 и у=0,02 м. из точки l`
восстанавливают перпендикуляр, на нем отмеряют рулеткой ординату у=0,02
м и забирают «сторожок». Это будет точка l на переходной кривой. Затем по
тангенсу откладывают еще 20 м (расстояние от НПК равно 40 м) и получают
точку 2`; для К=40 м устанавливают К-х=0, у=0,13 м; из точки 2`
восстанавливают перпендикуляр, откладывают на нем 0,13 м и получают на
переходной кривой точку 2, в которой устанавливает «сторожок». Так же
получают точку 3 на переходной кривой (К=60 м). для нахождения точки 4
на переходной кривой предварительно находят точку 4` от НПК на
расстоянии К=80 м по тангенсу; для К=80 м устанавливают К-х=0,01 м,
у=1,02 м; от точки 4` по тангенсу назад в сторону НПК отмеряют 0,01 м, из
этой точки восстанавливают перпендикуляр, откладывают на нем 1,02 м и
получают точку 4, в которую забивают «сторожок». Таким же образом
получают другие точки переходной и круговой кривой до ее середины.
Конец переходной кривой определился следующим образом: для
lпк = 140 м находят К=140 м, К-х=0,19 м; у=5,44 м; от НПК по тангенсу
отмеряют 140 м, из полученной точки назад откладывают 0,19 м, из этой
точки восстанавливают перпендикуляр и на нем откладывают ординату
у=5,44 м. полученная точка будет находиться в КПК. Таким образом
разбивают вторую половину кривой.
Разбивку и восстановление переходных и круговых кривых способом
прямоугольных координат от хорд (рис. 10, б) начинают с установки
теодолита в точке НПК; задают угол б между линией тангенса и хордой,
стягивающей НПК и КПК (данные берут из таблиц), провешивают
направление хорды; отмеривают отрезки К (с, интервалом 10 — 20 м), а в
обратном направлении — отрезки К — х;
из полученных точек на хорде откладывают ординаты (под прямым углом)
для соответствующих значений х, К и /пк и находят точки переходной кривой.
Затем теодолит устанавливают в точку КПК, задают угол ð1 и получают
направление хорды круговой кривой; откладывают величины К, К-х и у, которые
берут из таблиц для круговых кривых.
Разбивку продолжают до середины кривой, а затем таким же образом
производят ее для другой половины кривой.
П р и м е р . Рассмотрим детальную разбивку круговой кривой радиуса
R=400 м и переходных кривых длиной lпк=80 м ординатами от хорд через 20
м. для этого теодолит устанавливают в НПК и визируют на вешку,
установленную на тангенсе; определяют по таблицам для R=400 м и
lпк=80 м угол ð=1°54`36`` между линией тангенса и хордой, стягивающей НПК и
КПК; устанавливают вешку по направлению этой хорды и на хорде откладывают
отрезки через каждые 20 м; от конца первого отрезка отмеряют назад величину
К-х=0,01 м; из полученной точки восстанавливают перпендикуляр; откладывают
на нем ординату у=0,62 м и получают точку l на переходной кривой. Так же
получают точки 2, 3, и 4 на расстоянии 40, 60 и 80 м, а у равны 1,00; 0,87 и 0,00 м.
в этих точках устанавливают «сторожки» с указанием расстояний от НПК
соответственно 20, 40 , 60 и 80 м, а на «сторожке» в точке 4, кроме того, делают
надпись КПК. Затем теодолит устанавливают в точку 4 и откладывают угол ð1
между хордой, стягивающей НПК и КПК, и первой хордой круговой кривой,
длину которой в данном случае принимают равной 80 м;
ð1=а/2+ß- а,
где а- центральный угол, стягиваемый хордой круговой кривой;
ß- угол между линией тангенса и касательной в точке КПК.
В рассматриваемом случае а=11°27`33``, ß - ð =3°49`10``, ð1 =9°33`.
Далее по направлению хорды круговой кривой откладывают расстояния,
равные 20, 40, 60 и 80 м, для которых К-х равны соответственно 0,06; 0,07;
0,08 и 0,13 м, а ординаты – 1,50; 2,000; 1,50 и 0,00 м. После откладывания
К=х и у получают точки 5, 6, 7, и 8 на круговой кривой, которые закрепляют
«сторожками».
Затем теодолит ставят в конце первой хорды круговой кривой (в точку
8); откладывают угол ð2 =а=11°27`33`` и ведут разбивку, как по предыдущей
хорде. Таким же образом продолжают разбивку до середины кривой, откладывая
каждый раз угол ð2 =а.
III. Разбивка земляного полотна перед его сооружением
1. Общие положения
Сооружение земляного полотна разрешается производить только после
его разбивки, т.е. постановки на местности разбивочных знаков,
обозначающих подошвы откосов насыпей и кавальеров, бровки откосов
выемок, резервов, водоотводных канав и других сооружений. В строительной
практике эти элементы принято называть границей откосов, насыпей выемок
и т.д.
Разбивку выполняют после расчистки полосы отвода от леса, пней,
кустарника, больших камней и валунов, удаление растительного покрова, где
это требуется, а также после восстановления и закрепления трассы.
Для осуществления разбивочных работ на местности должна выдаваться
выписка на производство земляных работ, которая составляется на
основании подробного продольного и поперечного профилей земляного
полотна, рабочих чертежей водоотводных канав, ведомости реперов, журнала
выносок (см. приложение 1) и схемы закрепления трассы.
Границы откосов насыпей, выемок, водоотводных канав, резервов и
кавальеров обозначают на местности кольями;
направления откосов - откосниками; высотные отметки — вешкамивизирками.
Все знаки рабочей разбивки устанавливают не реже чем через 20 м. Их
окрашивают в яркие цвета, чтобы они были хорошо видны на местности.
Приспособлениями, используемыми для разбивки земляного полотна и
оперативного контроля в процессе его возведения, являются: контрольный
шаблон, контрольная рейка, визирки и инвентарные шаблоны.
С помощью контрольного шаблона и контрольной рейки можно
выполнять:
разбивку насыпей и выемок с небольшими (до 2-3 м) рабочими
отметками, а также разбивку водоотводов;
установку откосников и контроль их положения при перестановке в
процессе возведения насыпей;
контроль крутизны откосов и поперечных уклонов основной площадки;
измерение длины откосов и определение высотных отметок в процессе
ведения земляных работ; ватерпасовку и другие операции.
К о н т р о л ь н ы й ш а б л о н (рис. 11) представляет собой
дюралюминиевую трубку с укрепленными на ней подвижными
приспособлениями, на которых закреплен уровень. Сверху на трубе помещена
номограмма для определения высоты по замеряемой шаблоном длине
откосов. На одной стороне прикреплена шкала откосов, на другой – нанесены
деления от 0 до 2 м (через 1 см).
К о н т р о л ь н а я р е й к а (рис. 12) состоит из деревянного бруска,
подвижного приспособления и двух металлических стержней. На одной
стороне рейки помещена шкала крутизны откосов и номограмма для
определения высоты земляного полотна. На другой стороне нанесены деления
от 0 до 2 м (через 1 см). На концах рейки закреплены металлические
пластинки с прорезями для шпилек, используемых при измерении длины
откоса. Подвижное приспособление состоит из уровня, двух деревянных
соединительных планок, вкладыша и зажимного винта с гайкой. Планки и
вкладыши соединены между собой шарнирно.
В и з и р к и служат для определения отметок в промежуточных точках
различных элементов земляного полотна (основной площадки, водоотводов и
др.), а также положение горизонтальных и наклонных проектных линий в
процессе отсыпки насыпей и раз работки выемок и водоотводов.
Визирка состоит из вертикальной рейки (стойки) и горизонтальной
передвижной планки, которая при помощи металлической скобы и винта
закрепляется на стойке на необходимом уровне. Вертикальная стояка имеет
шкалу с ценой деления 1 см.
К о м п л е к т д л я в а т е р п а с о в к и состоит из деревянной
рейки длиной 3 – 4м с прижимами для закрепления плотничного уровня,
вешки-линейки длиной 1 – 1,5м с ценой деления 1см и универсального
откосного лекала.
О т к о с н о е л е к а л о (рис.13) имеет треугольную форму и состоит
из трех шарнирно-соединенных между собой деревянных планок; откосной
(гипотенузы), вертикальной с отвесом и соединительной с уровнем. Планки
на одном конце отверстия, позволяющие устанавливать откосную планку с
наклоном, равным проектной крутизне откоса (1:1; 1:1,5; 1:1,75; 1:2).
Контрольные деревянные шаблоны и откосные лекала служат для
контроля поперечных профилей водоотводных канав и кюветов в процессе
их устройства.
2. Разбивка насыпей
Разбивка насыпей с помощью мерной ленты на ровной местности. Н
а горизонтальной местности или на местности с у
к л о н о м м е н е е 1:10 расстояние L (рис.14) от оси насыпи до границы
(подошвы) откоса равно:
для насыпей высотой до 6м
L=B/2+mH;
для насыпей высотой до 12м
L=B/2+6m+m1(H-6);
для насыпей высотой более 12м
L=B/2+6(m+m1)+m2(H-12),
где В – ширина основной площадки земляного полотна в м;
Н – рабочая отметка (высота) насыпи в м;
m; m1; m2; - показатели крутизны откосов отдельных частей насыпи.
Полученные расстояния L отмеривают от оси насыпи мерной лентой и
находят границы откосов в точках С1 и С2.
Н а о д н о о б р а з н о м п о п е р е ч н о м у к л о н е местности
горизонтальное расстояние от оси насыпи до границы откосов определяют по
формулам:
а) с подгорной стороны:
при Н<6 м
L1=n/n-m(B/2+mH);
При 6м<H<12 м
L1=n/n-m1 [B/2-6(m1-m)+m1H];
При Н>12 м
L1=n/n-m2 [B/2+6(m1+m2)+m2(H-12)];
б) с нагорной стороны:
при Н<6 м
L2=n/n+m(B/2+mH);
При 6м<H<12 м
L2=n/n+m1 [B/2-6(m1-m)+m1H];
При Н>12 м
L2=n/n+m2 [B/2+6(m1+m2)+m2(H-12)].
где n – показатель крутизны уклона местности.
Величину n можно определить с помощью контрольного шаблона как
среднюю арифметическую из нескольких замеров.
После вычисления величин L1 и L2 определяют расстояния L’1 и L’2 от
оси насыпи до границы откосов по наклонной поверхности, откладывая
которые мерной лентой на местности получают точки С1 и С2.
L´1=L1/cos ß; L´2=L2/cos ß,
где ß - угол наклона местности к горизонту.
Разбивка насыпей на косогорах с помощью контрольного
шаблона и рейки. Разбивка невысокой (до 2 – 3 м) насыпи на косогоре
(рис.15, а) с помощью контрольного шаблона и рейки производится в
следующем порядке. От осевой точки Со по горизонтально положенной по
уровню нивелирной рейки в обе стороны отмеряют расстояние до точек К1 и
К2, равные В/2; в точках К1 и К2 ставят вешки-визирки и по ним определяют
превышение этих точек (h1 и h2) над осевой; на вешках закрепляют
горизонтальные планки на уровне бровок.
С подгорной стороны Н1=Н+h1, с нагорной – Н2=Н-h2.
Контрольный шаблон или рейку с шаблоном, опирая одним концом на
горизонтальную планку направляют под проектным углом откоса насыпи и
находят границу откоса в точках С1 и С2.
При разбивке высокой насыпи (рис. 15, б) для определения подгорной
границы откоса рейку длиной L0 одним концом опирают в точке С0 на оси
насыпи и устанавливают горизонтально по уровню. Контрольный шаблон в
другом конце рейки направляют параллельно откосу нижней части насыпи. В
точке соприкосновения шаблона с землей получают промежуточную точку
К1. Затем горизонтальную рейку опирают на землю в точке К1 и также см
помощью шаблона получают точку К2.
Операции построения повторяют N раз пока рейка на расстоянии l1 не
пересечет линию откоса.
Для определения расстояния l1 через точки К1, К2 и т.д. проводят линии,
параллельные линии откоса нижней части насыпи до пересечения с
горизонтальной линией АС0, проходящей через точку С0. Тогда
при Н<6 м
l1=l11=B/2+mH-Nl0<=l0;
при Н от 6 до 12 м
l1=B/2+6m+m1(H-6)-Nl0<=l0.
Число N определяют из правой части этого выражения.
После откладывания рейки N раз шаюлон прикладывают к рейке на
расстоянии l1 и получают точку С1 на границе откоса. Так же разбивают
нагорную сторону, но с той разницей, что шаблон устанавливают
параллельно нагорному откосу.
Разбивка высоких насыпей на косогорах ватерпасовкой.
На косогоре, имеющем изломы, разбивка насыпи может быть
произведена ватерпасовкой с помощью рейки с уровнем, вешки-линейки и
откосного лекала (рис. 16). Разбивку ведут в такой последовательности.
Вычисляют заложение откоса насыпи на уровне осевой точки по
формуле
С0А0=В/2+mH.
В точке С0 одним концом прикладывают рейку длиной l0 и
устанавливают ее по уровню горизонтально, а на другом конце рейки по
вертикали измеряют расстояние h1 до поверхности земли в точке К1.
Вычисляют горизонтальное расстояние от точки К1 до откоса насыпи в точке
А1 по формуле:
К1А1=В/2+m(H+h1)-l0.
Измерения повторяют до тех пор, пока расстояние длиной l0 и от точки
установки рейки до откоса насыпи не окажется менее длины рейки. Это
означает, что рейка пересекает линию откоса. В рассматриваемом случае это
расстояние
L1=К4А4=В/2+m(H+h1+h2+h3+h4)-4l0<=l0.
Затем к горизонтально положенной рейке прикладывают гипотенузу
откосного лекала на расстояние l0 от точки К4 верхний катет лекала
устанавливают по уровню горизонтально и получают искомую точку С1
подошвы откоса.
Разбивка насыпей способом наклонного луча визирования. Разбивку
насыпей на косогорах целесообразно вести теодолитом, применяя способ
наклонного луча визирования.
Способом наклонного луча визирования невысокие (до 3 м) насыпи
(рис.17, а) разбивают в такой последовательности:
в пределах поперечника насыпи в точке К1 устанавливают теодолит;
по рейке, установленной в точке С0 на оси насыпи, берут
горизонтальный отсчет в точке О;
рейку устанавливают в точку К2 на расстоянии В/2 от оси насыпи, берут
отсчет в точке О1 и определяют превышение h=О1-О;
трубу теодолита направляют под проектным углом откоса и берут отсчет
О2;
определяют расстояние h1=О2-H-h, т.е величину отсчета, которую
необходимо взять по рейке, установленной в искомой точке С1;
рейку переносят в полевую сторону от теодолита и перемещают ее так,
чтобы по линии визирования, направленной вниз параллельно проектному
откосу, можно было бы взять отсчет, равный h1. При этом рейка будет
находиться и искомой точке С1.
Разбивку высоких насыпей на крутом косогоре способом наклонного
луча визирования производят с перестановкой теодолита, при этом
целесообразно вести разбивку только подгорного откоса. Разбивку нагорного
откоса этим способом выполнять нерационально, т.к. между соседними
точками установки реек и теодолита получаются очень малые расстояния.
При высоте насыпи до 6м рейку первоначально ставят на расстоянии В/2
от оси насыпи, при высоте насыпи до 12 м – на расстоянии 1,5 м от бровки
насыпи (m1=1,75) и при высоте насыпи более 12 м – на расстоянии 4,5 м от
бровки насыпи (m2=2).
Разбивку насыпи высотой более 12 м, выполняют в такой
последовательности (рис. 17,б):
Находят точку К1 на расстоянии 4,5м от бровки насыпи (при условии
m2=2);определяют при помощи теодолита превышение h точки К1 над осевой
точкой С0;
рейку устанавливают в точке К1;
трубу теодолита направляют под углом a наклона откоса нижней части
насыпи и по рейке берут отсчет О1;
рейку переносят в точку К2 пересечения визирного луча с поверхностью
земли;
теодолит переносят в полевую сторону за рейку, трубу теодолита
направляют под углом a и берут отсчет О2;
определяют величину отсчета Ос, который необходимо взять при
установке рейки в искомую точку С:
Ос=О1+О2+h-H;
Рейку переносят в полевую сторону и передвигают ее до получения
отсчета, равного Ос. При этом положении рейка будет находиться в точке С.
В случае N перестановок
Ос=ΣОN-H+h;
где ΣОN - сумма всех отсчетов по рейке.
3. Разбивка выемок, водоотводных и нагорных канав
На горизонтальной местности ил местности с уклоном менее 1:10
расстояние от оси до границы откоса выемки
L=B/2+bк+mHв,
где В – ширина основной площадки земляного полотна в м;
bк – ширина кювета поверху (на уровне бровки) в м;
Нв – глубина выемки в м.
При однообразном уклоне местности (1:n) горизонтальные расстояния от
оси до границ откосов (рис. 18) будут следующими:
для подгорной стороны
L1=B/2+bк+m(Hв-h1)=n/n+m(В/2+bк+mHв);
для нагорной стороны
L2=B/2+bк+m(Hв+h1)=n/n+m(В/2+bк+mHв);
где h1 и h2 – величина превышения осевой точки С0 над точками С1 и С2,
лежащими на границе откоса.
Для нахождения границ откосов выемки определяют расстояние от оси
до границы откосов по наклонной поверхности в зависимости от показателя
n крутизны уклона местности и откладывают их на местности.
В скальных выемках, покрытых сверху обыкновенными грунтами с
более пологими откосами, расстояния от оси до границ откосов будут равны:
на горизонтальной местности
L=B/2+bк+ bп+m1H1+m2H2;
на косогорной местности с подгорной стороны (рис.19:
L1=B/2+bк+ bп+m1H1+m2(H2-h1);
на косогорной местности с нагорной стороны
L2=B/2+bк+ bп+m1H1+m2(H2+h1),
где bп – ширина закюветной полки;
h1 и h2 – превышения осевой точки С0 (на поверхности земли) над границей
откоса соответственно с подгорной и нагорной сторон.
Разбивка выемок на крутых косогорах различной конфигурации может
быть произведена с помощью контрольного шаблона и рейки, способом
наклонного луча визирования, а также ватерпасовкой.
Для определения границ подгорного откоса выемки с помощью
контрольного шаблона (рис.20) один конец рейки ставят на осевую точку С0;
к другому концу рейки, установленной в горизонтальное положение,
прикладывают контрольный шаблон, направляют его параллельно откосу
выемки и в точке К1. Затем горизонтальную рейку концом прикладывают в
точке К1 и аналогичным образом получают точку К2. Построения выполняют
N раз до соблюдения условия
L1=B/2+bк+mHв-Nl0<=l0.
Это показывает, что рейка пересекла линию откоса. Затем шаблон
прикладывают к рейке на расстояние l1 и получают границу откоса в точке
С1.
Границу с нагорной стороны определяют аналогично, но с той разницей,
что шаблон устанавливают параллельно нагорному откосу.
Разбивку выемок ватерпасовкой выполняют так же, как и разбивку
насыпей. При этом расстояние l1 от последней точки откоса при N замерах
определяют по следующим формулам:
для подгорной стороны
L1=[B/2+bк+m(Hв-Σh)-Nl0]<=l0;
для нагорной стороны
L1=[ Nl0-В/2-bк-m(Hв-Σh)]<=l0,
где Σh - сумма всех измеренных превышений отдельно с подгорной и
нагорной стороны.
Разбивку выемок так же, как и насыпей, целесообразно производить
способом наклонного луча визирования.
При разбивке неглубоких (до 3м) выемок с использованием наклонного
луча визирования (рис.21, а) теодолит ставят в точке К1 на расстоянии l от
оси выемки
l=В/2+bк,
рейку устанавливают в точке С0 на оси выемки и берут отсчет О=h при
горизонтальном луче визирования;
трубу теодолита ставят под проектным углом наклона откоса;
рейку переносят в полевую сторону от теодолита и перемещают ее до
тех пор, пока не будет получен отсчет, равный О+Н или H+h, что показывает,
что рейка находится в искомой точке С.
Разбивку глубокой выемки на пологом косогоре способом наклонного
луча визирования (рис.21, б) выполняют в такой последовательности.
Для определения границы нагорного откоса теодолит точке К2 на
расстоянии l от оси выемки
L=В/2+bк+mНв;
по рейке, установленной в точке С0 на оси выемки, берут отсчет О0 при
горизонтальном луче визирования теодолита;
трубу теодолита устанавливают под проектным углом откоса выемки;
рейку переносят за инструмент в положение l и перемещают ее до
получения отсчета, равного О- (положение II). В этом положении рейка
находится в искомой точке С2.
Для определения границы подгорного откоса от оси выемки отмеряют
такое же расстояние l в подгорную сторону и получают точку К1. Теодолитом
берут отсчеты по рейке, устанавливаемой в точках С0 и К1, и определяют
превышение h как разность отсчетов. Затем трубу теодолита устанавливают
под проектным углом откоса выемки в полевую сторону, берут отсчет О1 и
перемещают рейку к инструменту до получения отсчета Ос, равного О1-h;
при этом рейка будет находиться в искомой точке С1.
Разбивку глубоких выемок на крутом косогоре способом наклонного
луча визирования с перестановкой инструмента производят в следующем
порядке (рис. 21, в).
Теодолит устанавливают в точке К1 на расстоянии l=В/2+bк от оси
выемки, трубу приводят в горизонтальное положение и берут отсчет О0 по
рейке, находящейся по осевой точке С0;
рейку переставляют в полевую сторону от теодолита, трубу теодолита
устанавливают под проектным углом откоса и берут отсчет О1 по рейке;
теодолит переставляют в полевую сторону, трубу устанавливают
параллельно проектному откосу и берут по рейке отсчет О2;
рейку перемещают до получения отсчета Ос, при котором он будет
находиться в искомой точке С;
Ос=Н+О0-О1+О2.
Для разбивки водоотводных и нагорных канав предварительно
восстанавливают их продольную ось. Положение оси определяется
отмериванием соответствующего расстояния от оси земляного полотна или
от линии выносок. Эти расстояния указывают в разбивочном журнале.
Бровки откосов канав можно устанавливать с помощью рейки и
контрольного шаблона (рис. 22) или откосного лекала в такой
последовательности:
вычисляют половину ширины канавы на горизонтальном уровне осевой
точки b/2;
определяют границу канавы с подгорной стороны, для чего
горизонтальную рейку кладут одним концом на осевую точку и направляют
ее в подгорную сторону; гипотенузу откосного лекала прикладывают к рейке
на рассоянии b/2 от оси канавы; катет устанавливают горизонтально по
уровню; пересечение гипотенузы с землей дает искомую точку С1;
затем определяют границу канавы с нагорной стороны, для чего
откосное лекало устанавливают на осевой точке, горизонтальную рейку
одним концом кладут на землю на расстоянии b/2 от гипотенузы лекала, при
этом конец рейки будет находиться на границе откоса канавы в точке С2.
4. Закрепление разбивок
Результаты разбивок земляного полотна подлежат закреплению.
Границы откосов насыпей, выемок, водоотводов и др. закрепляют кольями
(рис.23) или «точками» и «сторожками», причем на каждом пикете их
рекомендуется закреплять парными выносками, которые используются затем
для восстановления оси земляного полотна, границ откосов, а также могут
служить временными реперами в процессе сооружения насыпей и выемок.
Линия выносок в продольном направлении является условной осью для
разбивки водоотводов.
В горнотаежных районах обязательно закрепляют ось земляного полотна
выносками на нулевых местах.
Парные выноски выполняют с помощью теодолита, устанавливаемого в
створе, перпендикулярном оси насыпи или выемки. Первую выноску
устанавливают в 30 – 50 м от оси сооружения, вторую – в 10 – 15 м от
первой. Одновременно определяют превышение выносных точек над осевой
точкой.
На выносных знаках записывают: пикет, плюс, наименование объекта,
проектную высоту (глубину), расстояние от оси до выноски, превышение
относительно осевой точки. Все надписи должны быть обращены в сторону
оси, делают надписи масляной краской или специальной пикетным
карандашом.
Выноски должны сохраняться в течение всего периода сооружения
земляного полотна.
Данные разбивок и их закреплений заносят в разбивочный журнал
(приложение 3).
IV. Устройство водоотводных и нагорных канав
На трассе БАМ, сооружаемой в сложны условиях (суровый климат,
короткий летний период, распространение вечной мерзлоты), водоотводные
и нагорные канавы необходимо устраивать, как в талых, так и в мерзлых
грунтах. На участках, где трасса проходит в горных условиях, водоотводы
следует создавать и в скальных грунтах (на незначительном протяжении).
Водоотводные и нагорные канавы устраивают до начала возведения насыпей
и сооружения выемок с целью предотвращения поступления к ним воды с
поверхности земли в процессе производства земляных работ. В ряде случаев
водоотводы служат для предварительного осушения поверхности земли в
местах устройства земляного полотна.
До устройства канавы в талых нескальных грунтах бульдозером
планируют горизонтальную площадку шириной 3 м для обеспечения
устойчивого положения канавокопателя, а затем восстанавливают ось канавы
и разбивают границу откосов через 20 м.
1. Устройство водоотводных и нагорных канав в нескальных талых
грунтах
Для устройства водоотводных и нагорных канав в нескальных талых
грунтах применяют канавокопатели на базе траншейного экскаватора ЭТУ354, универсальные экскаваторы-планировщики, а также экскаваторыобратные лопаты Э-304, Э-352, ТЭ-3, оборудованные профилирующим
ковшом. Эти машины позволяют исключить ручной труд при устройстве
водоотводов. На ряде железнодорожных стоек для устройства канав широко
еще используют экскаваторы-драглайны, однако после работы этих
экскаваторов до 20-30% объема работ и зачистку дна и откосов канавы
необходимо выполнять вручную.
Профилирующий ковш (рис. 24) представляет собой сварную
трапециедальной формы конструкцию из листовой стали толщиной 10 мм.
Ширина ковша по дну равна 0,6 - 0,8 м, высота 0,7-0,8 м. режущие части
ковша часто изготавливают из ножа автогрейдера, им придают очертание
типового профиля канавы. Для обеспечения жесткости внутри ковша
поставлены две диафрагмы. К рукояти экскаватора ковш крепится также как
стандартный ковш обратной лопаты, для чего на верхнем днище ковша
приварены проушины.
Устройство канав канавокопателем на базе траншейного
экскаватора ЭТУ-354. Канавокопатели на базе траншейного экскаватора
ЭТУ-354 применяют для устройства канав глубиной до 0,8 и шириной по дну
0,6 м.
До начала работы канавокопателя на спланированной горизонтальной
площадке кольями обозначают линию хода внешней кромки правой
гусеницы. Колья устанавливают через 5 м на расстоянии от оси канавы,
равном половине ширины гусеничного хода канавокопателя.
Канавы нарезаются за один проход канавокопателя. Машинист и его
помощник при движении должны следить за тем, чтобы кромка правой
гусеницы шла строго по линии установки кольев.
Грунт, вынутый из канавы, грузят в автосамосвалы и вывозят за пределы
канав или укладывают, если это разрешено, с низовой стороны в виде
призмы и затем разравнивают бульдозером.
При необходимости разработки канавы глубиной более 0,8 м верхнюю
ее часть разрабатывают бульдозером или скрепером на такую глубину. Что
ширина по дну была не менее ширины гусеничного хода канавокопателя.
Контроль глубины водоотводной или нагорной канавы следует
производить путем нивелирования ее дна и бровок.
Производительность комплекта машин (в м3/смену) в среднем
составляет:
группа грунтов1
I
II
При разработке грунта в отвал …… 360 310
»
»
» грунта с погрузкой
в автомобили-самосвалы………….. 285 240
________________
1
Здесь и далее группы грунтов указаны по ЕНиР.
Устройство водоотводных и нагорных канав универсальными
экскаваторами-планировщиками. Универсальными экскаваторамипланировщиками можно устраивать водоотводные и нагорные канавы любой
глубины и ширины в грунтах I – II групп.
Перед началом работы экскаватора-планировщика на спланированной
горизонтальной площадке кольями через 10 м разбивают ось канавы, верхние
бровки и подошвы откосов. На осевых кольях указывают проектные глубины
канавы.
Экскаватор-планировщик устанавливают и перемещают по оси канавы,
он разрабатывает канаву за одну проходку.
Разработку грунта на каждой стоянке осуществляют за три приема (рис.
25). Сначала ковшом, установленным под проектным углом заложения
откоса канавы, вырезается грунт по контуру одного откоса, а затем после
поворота ковша – по контуру второго откоса. Одновременно зачищаются
откосы канавы. Оставшийся грунт по оси канавы выбирается нормально
установленным ковшом. При этом производится зачистка дна канавы.
Для устройства канав целесообразно применять профилирующий ковш.
После разработки грунта экскаватор-планировщик перемещают на
новую стоянку. Экскаватор Э-4010 передвигает шофер по сигналу
машиниста, а экскаваторы других типов перемещают сами машинисты.
Грунт из канавы грузят в автомобили-самосвалы или укладывают с
низовой стороны в виде призмы. В последнем случае планировку грунта (при
необходимости) выполняют непосредственно экскаватором-планировщиком
за вторую проходку, для чего его оборудуют отвалом.
Контроль глубины канавы и продольного уклона осуществляют
нивелировкой.
Производительность экскаваторов в среднем составляет: с погрузкой
грунта в автомобили-самосвалы – 130 м3/смену, в отвал – 150 м3/смену.
Устройство водоотводных и нагорных канав экскаваторомобратной лопатой с профилирующим ковшом. Одноковшовыми
экскаваторами, оборудованными профилирующими ковшами, можно
разрабатывать водоотводные канавы в талых грунтах I – III групп. Особенно
эффективно применение их для устройства канав в переувлажненных
суглинках и глинистых грунтах. Одноковшовые экскаваторы можно
применять для разработки канав любой глубины и ширины по дну с укладкой
грунта в отвал или погрузкой в автомобили-самосвалы.
Разбивочные работы выполняют так же, как и при разработке канав
экскаватором-планировщиком.
Для устройства канавы экскаватор устанавливают по оси канавы.
Разработка канавы в зависимости от ее ширины и глубины осуществляется за
один или несколько приемов. Канава глубиной не более высоты ковша
отрывается экскаватором за одну проходку. При этом зачистка дна и откосов
канавы делается во время передвижения экскаватора на новую стоянку, для
чего рукоять устанавливают в вертикальное положение так, чтобы ножи
ковша плотно прилегали к откосам и дну канавы.
Разработка канавы, глубина которой больше высоты ковша,
осуществляется также одной проходкой экскаватора за несколько приемов
(рис. 26). Сначала разрабатывают верхнюю часть на глубину ковша, а затем
нижнюю часть.
Контроль глубины канавы осуществляют в процессе разработки канавы
с помощью трех визирок (рис. 27). Одну из них (подвижную) закрепляют на
рукояти экскаватора так, чтобы верх ее мог устанавливаться на высоте 2,2-2,5
м от режущей кромки ковша, две другие визирки – неподвижные, длина их
2,3 м.
После разработки канавы на длину 15-20 м в начале ставят одну
неподвижную визирку, а на расстоянии 10-15 м от нее – вторую визирку. Обе
визирки устанавливают по нивелиру на проектную отметку. Верх подвижной
визирки все время держат на линии визирования неподвижных визирок. По
мере удаления экскаватора на 15-20 м первую визирку переносят и
устанавливают на таком же расстоянии от второй визирки. При ломаном
продольной профиле канавы неподвижные визирки снова устанавливают на
проектные отметки по нивелиру – одну в точке перелома профиля, другую на
расстоянии от этой точки 10-15 м в сторону экскаватора. Устанавливают
визирки на проектную отметку мастер или геодезист и помощник машиниста
экскаватора.
Производительность экскаватора при разработке грунтов II группы
составляет примерно 200 м3/смену.
2. Устройство водоотводных канав на болотах
Для устройства канав на болотах могут быть использованы экскаваторыобратные лопаты с профилирующим ковшом, а также драглайны с ковшом
емкостью 0,35-0,65 м3.
Ширина и высота профилирующего ковша должны быть равны 0,8 м, т.е.
соответствовать типовым размерам водоотводных канав, устраиваемых на
болотах.
Технология устройства водоотводных канав на болотах не отличается от
технологии устройства канав в обычных условиях. Канаву отрывают за один
проход экскаватора, грунт укладывают в вал, а затем разравнивают его
дозером слоем толщиной 0,5 м. драглайном водоотводные канавы отрывают
сразу на полный профиль. При этом чтобы придать откосам канавы
требуемую крутизну (1:1,5), ковш драглайна должен работать под углом к
вертикальной оси. Наклон ковша достигается за счет уменьшения подъемной
цепи на 2-2 звена.
Устройство канав драглайном рекомендуется производить по
возможности одновременно с устройством траншеи при подготовке
основания под насыпи (см. раздел IV).
Для устройства канав на болотах целесообразно применять экскаваторы
на уширенном гусеничном ходу или подкладывать под гусеницы обычных
экскаваторов переносные щиты.
3. Устройство водоотводных и нагорных канав в мерзлых,
полускальных и скальных грунтах
Устройство канав в мерзлых и слабых скальных грунтах
экскаватором-обратной лопатой с ковшом активного действия.
для разработки мерзлых и полускальных грунтов IV и V групп, а также
слабых сильнотрещиноватых скальных грунтов VI группы созданы ковши
активного действия к одноковшовым экскаваторам. Для устройства
водоотводных канав в таких грунтах можно применять экскаваторыобратные лопаты с ковшами активного действия.
Сменное оборудование к экскаватору состоит из ковша активного
действия, воздухопровода и манометра.
Ковш активного действия отличается от обычного наличием на передней
стенке трех ударных блоков с пневмомолотами. Запуск каждого
пневмомолота происходит автоматически при нажатии его зуба на грунт.
Питание пневмомолотов сжатым воздухом осуществляется от
передвижного компрессора производительностью 9-10 м3/мин.
Работы по устройству канав выполняет бригада в составе машиниста
экскаватора, его помощника, машиниста компрессора и двух-трех рабочих III
разряда.
Канава разрабатывается за один проход экскаватора, передвигающего по
оси канавы.
На каждой стоянке сначала оконтуривают границы (рис. 28). Затем до
дна канавы выбирают грунт в средней части канавы, после чего добирают
грунт с откосов. Мелкие недоборы грунта устраняют рабочие вручную.
Разработку мерзлого грунта в глубоких канавах целесообразно делать
так, чтобы зубья ковша активного действия подходили к мерзлому грунту из
массива незамерзшего грунта. Это значительно улучшает условия работы
ковша активного действия и повышает производительность экскаватора.
Производительность экскаватора-обратной лопаты с ковшом активного
действия колеблется в широких пределах и при благоприятных условиях
составляет более 140 м3/смену.
Устройство водоотводных канав в мерзлых и скальных грунтах с
применением буро-взрывных средств. В грунтах мерзлых, в том числе в
вечномерзлых, а также в полускальных и скальных водоотводные канавы
можно устраивать с разрыхлением грунтов буро-взрывным способом –
взрыванием шпуровых или скважинных зарядов.
Для бурения шпуров в мерзлых грунтах применяют буровые машины
БТС-60, образующие шпуры диаметром 62 мм. Скальные грунты бурят
буровыми машинами БТС-75, БТС-150 или СБМК-5, образующими
скважины диаметром 80-150 мм.
При устройстве неглубоких (до 1 м) канав в скальных грунтах можно
бурить шпуры диаметром 40-45 мм. Для этого применяют перфораторы
различных типов.
Шпуры и скважины в зависимости от ширины канавы располагают в
несколько рядов и бурят на 20-30 см ниже дна канавы. Расстояние между
шпурами и скважинами принимают не более их глубины.
Разрыхленный мерзлый и скальный грунт убирают экскаваторомобратными лопатами или экскаваторами-планировщиками, оборудованными
ковшами с зубьями. Грунт укладывают с подгорной стороны канавы в вал и
при необходимости разравнивают.
Для устройства водоотводных и нагорных канав в нескальных талых
грунтах применяют канавокопателина базе траншейного экскаватора ЭТУ354, универсальные экскаваторы-планировщик
V. Подготовка оснований под насыпи
1. Срезка растительного грунта и нарезка уступов на косогорах
На горизонтальной местности, а также на косогорах крутизной до 1:10
насыпи высотой более 0,5 м на сухом и прочном основании отсыпают
непосредственно на естественную поверхность, а в основании насыпей
высотой до 0,5 м удаляют растительный покров (дерн).
При крутизне косогора от 1:10 до 1:5 в основании насыпей высотой до
1,0 м и на нулевых местах также удаляют дерн, а в основании насыпей
высотой более 1 м дерн не срезают, но перед отсыпкой насыпи из глинистых
грунтов рыхлят поверхность основания.
В пределах косогоров крутизной от 1:5 до 1:3 независимо от высоты
насыпи устраивают уступы шириной от 2 до 4 м, но не менее 1 м, и высотой
до 2 м с поперечным уклоном в низовую сторону 0,01-0,02.
Удаление растительного покрова и нарезку уступов выполняют
бульдозерами или автогрейдерами.
На косогоре растительный грунт целесообразно срезать при рабочем
движении бульдозера или автогрейдера сверху вниз. При этом грунт
укладывают с низовой стороны насыпи в берму или вывозят.
Нарезку уступов можно производить до возведения насыпей сверху вниз
(рис. 29, а), начиная от нагорной границы откоса насыпи или в процессе
возведения насыпи снизу вверх (рис. 29, б), начиная от подгорной границы
откоса насыпи. В первом случае ширина уступов должна быть не менее 3 м
(из расчета установки бульдозера), а во втором случае она может быть
уменьшена до 1 м. нижний уступ в обоих случаях необходимо делать
шириной не менее 4 м с целью размещения выгружаемого из автомобилейсамосвалов грунта и грунтоуплотняющей машины при возведении насыпи.
Уступы нарезают с помощью бульдозера или автогрейдера. Наиболее
эффективным является универсальный бульдозер с отвалом,
устанавливаемым под углом к его продольной оси.
При нарезке уступов сверху вниз до возведения насыпи грунт
перемещают бульдозером в продольном или поперечном направлении. В
последнем случае его укладывают в берму.
Нарезку уступов снизу вверх производят по мере возведения насыпи.
Сначала нарезают нижний уступ, на месте которого отсыпают затем слои
насыпи. После отсыпки слоя грунта до уровня верха уступа нарезают
следующий уступ и т.д. Грунт уступа разравнивают по ширине отсыпанного
слоя, если он пригоден для укладки в насыпь, или удаляют за пределы
насыпи.
Для придания уступам поперечного уклона целесообразно использовать
автогрейдер.
2. Устройство траншей и дренажных прорезей на болотах
Грунты слабых оснований при высоте насыпей до 2 м предварительно
осушают или вырезают. На болотах предусматривают частичное или полное
удаление торфа из основания насыпей с засыпкой образуемых траншей
грунтами, пригодными для возведения насыпей.
Траншеи глубиной до 4 м, как правило, разрабатывают экскаваторамидраглайнами типа Э-652 с ковшом ЦНИИСа емкостью 0,8 м3.
На болотах с недостаточной несущей способностью работы по
подготовке основания целесообразно выполнять в зимнее время. В летнее
время экскаваторы перемещаются по переносным щитам. Целесообразно
использовать экскаваторы и бульдозеры с уширенными гусеницами.
Торф, вынутый из траншеи экскаватором, перемещается затем
бульдозером и разравнивается слоем толщиной 0,5 м. при невозможности
использования бульдозера из-за недостаточной несущей способности
поверхности болота торф перекидывают экскаватором или оставляют
неразровненным в зиму, разравнивают его бульдозером в весеннее время по
мере оттаивания.
Разработку траншеи экскаватором в зависимости от ее ширины
производят торцовым (рис. 30, а) или боковым (рис. 30, б) забоем за одну или
несколько проходок.
Производительность экскаватора в торцовом забое выше, чем в боковом.
Схему разработки траншеи с торцовым забоем применяют в случаях, не
требующих предварительного устройства водоотводных канав.
По схеме разработки с боковым забоем одновременно с разработкой
траншеи можно устраивать водоотводную канаву со стороны хода
экскаватора.
В обеих схемах экскаватором-драглайном типа Э-652 со стрелой длиной
13м устраивают траншеи шириной до 12м и глубиной 2,5м.
Разработку траншей шириной до 25м (рис.30, в) осуществляют боковым
забоем двумя проходками. Экскаватор, передвигается сбоку от траншеи,
разрабатывает ее на половину ширины, а затем на обратном пути
разрабатывает вторую половину. При каждом проходе экскаватора возможно
устраивать водоотводную канаву.
Траншеи шириной более 25м (рис.30, г) устраивают тремя проходками
экскаватора. Одновременно с разработкой частей траншеи можно устраивать
водоотводные канавы.
Траншеи глубиной до 1м на сухих болотах с подстилающими плотными
грунтами при ширине основания насыпи более 12м эффективно
разрабатывать бульдозерами. При этом целесообразно применять бульдозеры
на уширенном гусеничном ходу, а также с отвалами совкового типа.
Выторфовывание грунта бульдозерами выполняют поперечными
проходками. Торф перемещают за пределы размещения водоотводных канав
и разравнивают слоем толщиной до 0,5м. Водоотводные канавы устраивают
вслед за выторфовыванием.
На болотах для обеспечения вертикального дренирования основания
насыпей, а также для ускорения консолидации (упрочнения) грунтов
основания и повышения их устойчивости иногда устраивают продольные
дренажные прорезы.
Для устройства дренажных прорезей используют экскаваторыдраглайны, экскаваторы-обратные лопаты, а также траншейные
многоковшовые экскаваторы.
Драглайны применяют в летнее время при глубине болота до 4м .
Траншейные многоковшовые экскаваторы используют на болотах глубиной
не более 3м как в летнее, так и в зимнее время, причем в летнее время – на
уширенном гусеничном ходу, а зимой – со специальным сменным рабочим
оборудованием, предназначенным для разработки мерзлых грунтов.
Экскаваторы-обратные лопаты типа Э-652 можно применять для
устройства дренажных прорезей в зимнее время на болотах глубиной до 4 м
и при толщине промерзания не более 0,3 м.
Вынутый из прорези торф перемещают бульдозером и разравнивают
слоем толщиной до 0,5 м.
Вслед за отрывкой прорези засыпают дренирующим грунтом
(одновременно с возведением насыпи).
3. Подготовка оснований под насыпи на марях, участках с
подземными льдами, курумах и каменных россыпях.
Подготовка оснований под насыпи на марях заключается в обеспечении
отвода поверхностной воды, исключении возможности ее скопления у
подошвы откоса, засыпки пониженных мест, а также озер термокарстового
происхождения, находящихся около насыпи.
Засыпку производят местным глинистым грунтом по мере отсыпки
нижнего слоя насыпи. Глинистый грунт, доставленный
автомобилями0=самосвалами по отсыпанному слою насыпи, выгружают
около пониженного мета и надвигают затем бульдозером.
Верх насыпи оформляют в виде бермы высотой над поверхностью мари
0,2-0,3 м с поперечным уклоном 0,02-0,04 в сторону от насыпи.
В пределах марей выторфовывание, как правило, не предусматривают.
В зоне вечной мерзлоты на участках насыпей выстой до 1 м, а также на
нулевых местах, в основании которых залегают переувлажненные глинистые
грунты, предусматривают вырезку этих грунтов на глубину не мене
половины толщины Дея тельного слоя с приданием дну траншеи
продольного уклона не менее 0,005.
Вырезку грунтов в талом состоянии производят бульдозерами. Мерзлые
грунты предварительно разрыхляют навесными рыхлителями на бульдозерах
мощностью 300 л.с. и более или взрывным способом. Разрыхленный грунт
сдвигают бульдозерами в валы, из которых погружают его экскаватором в
автомобили-самосвалы и увозят за пределы насыпи.
Работы по рыхлению вечномерзлых грунтов при высокой
положительной температуре воздуха целесообразно выполнять с некоторым
интервалом (по времени) между рыхлениями отдельных слоев грунта. За
время между уборкой разрыхленного слоя грунта и рыхлением следующего
слоя прочность мерзлого грунта уменьшается и его разрыхление требует
меньших усилий.
При наличии просадочных оснований на участках подземных льдов как
подготовительный период, так и в процессе возведения насыпей следует
принимать меры к максимальному сохранению естественных условий
полосы отвода, чтобы не допускать протаивания льда и связанных с ним
просадок насыпей. Для этого необходимо:
не нарушать растительно-моховой покров в основании насыпей и в
полосе отвода;
валку деревьев производить в минимально необходимом количестве;
не допускать осушение заболоченной местности и устройства
продольных и поперечных прорезей в основании и у подошвы откоса
насыпи;
возводить насыпи после промерзания деятельного слоя и до наступления
положительных температур отсыпать ее на высоту не менее 1,2 м;
систематически удалять снег со всей площади основания, что
способствует увеличению глубины промерзания грунта основания;
выделять участки с подземными льдами в запретную зону и в процессе
строительства и эксплуатации не допускать в этой зоне движение транспорта
вне дорог, возведение различных сооружений, сенокошения и т.д.
На участках залегания подземного льда непосредственно под
деятельным слоем в некоторых случаях предусматривают полное или
частичное удаление этого льда из основания насыпей на определенную
ширину. При полном удалении льда траншею заполняю дренирующим
грунтом, а при частичном удалении льда – глинистым грунтом. В последнем
случае толщина насыпного грунта вместе с насыпью над оставшимся льдом
должна быть не менее 4 м. откосом траншеи придают уклон 1:0,2.
Процесс удаления грунта деятельного слоя указан выше. Лед
разрыхляют взрывным способом, а отдельные прослои и линзы льда –
навесными рыхлителями на бульдозерах мощностью 300 л.с. и более.
Разрыхленный лед сдвигают бульдозером в валы и погружают экскаватором
в автомобили-самосвалы. В зимнее время разрыхление грунта деятельного
слоя и льда взрыванием следует производить одновременно.
Засыпку траншеи осуществляют с доставкой грунта автомобилямисамосвалами. В летнее время первый слой грунта необходимо отсыпать без
заезда автомобилей-самосвалов на поверхность льда или вечномерзлого
грунта траншеи. Для этого выгруженный автомобилями-самосвалами грунт
надвигают вперед бульдозером. Автомобили-самосвалы разворачиваются
под разгрузку на ранее спланированном грунте около места выгрузки.
Отсыпаемый грунт послойно уплотняют грунтоуплотняющими машинами до
установленной нормы плотности.
Глинистый грунт отсыпают несколько выше поверхности земли. Вверху
присыпки насыпи придают поперечный уклон 0,04 в обе стороны от оси
насыпи и 0,1 за пределами насыпи. Планировку верха присыпки с приданием
необходимого поперечного уклона выполняют автогрейдером.
На трассе БАМ встречаются участки, где трасса проходит по курумам. В
основании насыпи действующие курумы подлежат удалению. Земляное
полотно возводят на прочном основании; с нагорной стороны
предусматривают подпорно-улавливающие стены или улавливающие
траншеи.
Крупные глыбы следует дробить до габаритных размеров взрывным
способом. Разрыхленный грунт удаляют бульдозером или экскаваторомпрямой лопатой с погрузкой в автомобили-самосвалы.
Для удаления курума, состоящего из относительно небольших глыб,
можно использовать рыхлитель на бульдозере мощностью 300 л.с. и более.
В случаях, если после сооружения подпорно-улавливающей стены,
подвижка курума в основании насыпи и ниже по склону не ожидается, курум
целесообразно не удалять. Однако в основании насыпи перед сооружением
подпорной стены следует размельчить глыбы взрывным способом
(«встряхиванием»). Затем верх основания насыпи необходимо засыпать
каменной мелочью с обязательным уплотнением. Выступающие глыбы
предварительно взбивают накладными зарядами.
На россыпях, представляющих собой неподвижное скопление каменных
глыб, располагающихся на горизонтальной или слабонаклонной
поверхности, отдельные выступающие глыбы следует скалывать.
Пустоты между глыбами заполняются щебнем, дресвой и другой
каменной мелочью с обязательным уплотнением грунтоуплотняющими
машинами.
VI. Техника безопасности
При выполнении разбивочных земляных работ должны строго
соблюдаться правила техники безопасности.
Ответственными за выполнение правил техники безопасности на
разбивочных работах являются инженерно-технические работники, под
руководством которых выполняются все работы.
Рабочие, назначаемые для выполнения разбивочных работ, должны
получить вводный инструктаж на рабочем месте по безопасным приемам
труда от своего непосредственного руководителя. Проведение вводного
инструктажа оформляют записью в карточке вводного инструктажа по
технике безопасности и в специальном журнале. Лица моложе 16 лет к
выполнению разбивочных работ не допускаются.
При разбивочных работах необходимо пользоваться исправным
инструментом и оборудованием.
Руководители работ должны систематически следить за состоянием
инструмента, находящегося у рабочих.
При переездах люде на автомобилях и перевозке на них инструмента и
разбивочных знаков необходимо соблюдать установленные правила
перевозки людей и выполнять все указания ответственного за перевозку лица
и шофера.
Запрещается ездить на подножках, бортах кузова, а также стоять в
кузове бортового автомобиля, выходить из кузова до полной остановки
автомобиля.
Вешки-визирки, откосники и другие разбивочные знаки и
приспособления при перевозке следует связывать в пакеты.
При переходе по трассе к месту работ и обратно необходимо следить за
препятствиями, имеющимися на пути (пни, валежники и др.).
При переносе вешек, реек штативов и других инструментов рабочие
должны соблюдать некоторый интервал.
При передвижении по топким болотам необходимо иметь длинные
шесты и прочные веревки.
«Окна» и другие опасные места следует обходить.
При производстве работ в опасных горных местах (на обрывах, крутых
косогорах и др.) рабочие должны привязываться веревками к прочно
стоящим деревьям или другим надежным предметам.
В зимнее время руководитель работ должен предоставлять рабочим
время для обогрева и пре6кращать разбивочные работы при низких
температурах.
Земляные работы с помощью землеройных машин и вручную следует
производить с обязательным выполнением «Правил техники безопасности и
производственной санитарии при сооружении железнодорожного земляного
полотна» (М., Оргтрансстрой, 1972).
Приложение 1
Журнал выносок
Железнодорожная линия (автомобильная дорога)_____________________
Участок от______км до ______км
Наименова
ние
выносных
точек
1
Пикет,
плюс
2
Расстояние от
оси в м и
направление
выносок
Влево
вправо
3
4
Привязочн Отметки
Схема
ый угол в выносок расположе
град.
в мм
ния
выносок
5
6
7
Примечания. 1. В графиках 3 и 4 в числителе указывают расстояние до
выносной точки, ближайшей к трассе, в знаменателе – до дальней.
2. Отсутствие записи в графе 5 (привязочный угол) указывает, что
направление выноски нормально к оси трассы или к линии тангенса (на
кривых).
3.Отметки выносок (графа 6) указывают не менее чем для пяти точек на 1 км
(в числителе – отметка выноски, в знаменателе – отметка осевой точки).
===========================================================
Приложение 2
Ведомость реперов N_________________________
Железнодорожная линия (автомобильная дорога)_____________________
Участок от______км до ______км
N
п/
п
1
N Местоположение реперов,
ре марок
пе На трассе
На расстоянии от
ро
оси, в м
в
2
К
м
Пикет, Вправо
плюс
влево
3
4
6
5
Отметка
репера,
марки в
мм
7
Описание
реперов,
марок
(срубленный
пень,
вкопанный
столб,
цоколь
здания и
т.п.)
8
Чертеж
репера,
марки
(эскиз)
9
Примечание. Высотные отметки исчислены от репера/марки №_________,
расположенного__________________________.
===========================================================
Приложение 3
Разбивочный журнал
К
и
л
о
м
е
т
р
ы
П
и
к
е
т
ы
,
п
л
ю
с
ы
Н
а
и
м
е
н
о
в
а
н
и
е
о
б
ъ
е
к
т
а
Р
а
б
о
ч
а
я
в
ы
с
о
т
а
(
г
л
у
б
и
н
а
)
Н
Р
а
д
и
у
с
ы
к
р
и
в
ы
х
R
Рас
сто
яни
е от
оси
до
гра
ниц
ы
отк
оса,
вм
В В
в л п
м е р
в а
о в
о
Превышение
границ
откосов
относительно
осевых точек,
в см
Расстояние от
выносок, в м
Выш Ниже
е
Для границ
откосов
До
Превышение
выносных
точек
относительно
осевой, в см
При
меч
ани
е
До
Выше Ниже
оси границ
ы
Для выносных
откоса точек,
расположенных
от оси
Ле П Ле П В В В вп В В В вп
во р во ра ле пр ле ра ле пр ле ра
й а й во во ав во во во ав вр во
в
в
й
о
о
м
о
й
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20