Условия строительства железнодорожного пути в условиях вечной мерзлоты

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Путь и железнодорожное строительство»

Реферат

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

Выполнил:

Проверил:

г. Екатеринбург,

год

Оглавление

Введение

1.      Изыскания и укладка ЖД пути

2.      Проектирование

3.      Методы обеспечения прочности и устойчивости земляного полотна

4.      Типовые конструкции земляного полотна

5.      Основные положения индивидуального проектирования

6.      Строительство

7.      Временная эксплуатация

Список использованной литературы

Введение

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

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

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

1. Изыскания и укладка ЖД пути

Изыскания новых железнодорожных линий следует выполнять в соответствии с требованиями главы СНиП 1.02.07-87 <#"800488.files/image001.gif">1(см2/кгс);

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

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

Значения h0 следует определять по результатам теплотехнических расчетов (рекомендуемое приложение <#"800488.files/image002.gif">

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

- откос насыпи типовой конструкции; 2 и 3 - запас по ширине и высоте насыпи; 4 - верхний слой насыпи, досыпаемый в условиях эксплуатации; 5 и 6 - поверхность вечномерзлого грунта соответственно в естественных условиях и после ее понижения на расчетную глубину; Бпр и Бп - отметка бровки земляного полотна соответственно проектной и профильной высоты

В пределах участков насыпей на слабых и просадочных основаниях высотой менее 1,0 м при наличии растительно-мохового покрова и менее 1,5 м при его отсутствии в естественных условиях, где по условиям проектирования продольного профиля увеличение высоты насыпи нецелесообразно или невозможно, например, на подходах к выемкам, необходимо предусматривать устройство искусственного основания из скального, крупнообломочного или песчаного хорошо дренирующего грунта применительно к схеме, приведенной на рис. 2.

Рис 2 Схема устройства искусственного основания насыпей высотой менее 1 м на участках с вечномерзлыми грунтамии III категорий (а) и IV категории просадочности (б): 1 - водоотводная канава; 2 - дренирующий грунт;

- теплоизоляция, назначенная по результатам теплофизических расчетов; 4 - дренажная тpyба;

- глинистый грунт, 6 - поверхность вечномерзлого грунта в естественных условиях (размеры в м)

Глубину траншеи вырезки hв следует назначать по результатам расчетов (рекомендуемое приложение <#"800488.files/image004.gif">

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

- дренирующий грунт; 2 - глинистый грунт; 3 - поверхность вечномерзлого грунта после образования деятельного слоя по периметру выемки; Нп - глубина выемки по продольному профилю; Hр - глубина выемки с учетом величины вырезки Hв слабого грунта основания, назначаемой по расчету согласно рекомендуемому приложению 7; ho.-величина осадки оттаивающего грунта основания при образовании деятельного слоя по периметру выемки

В проектах необходимо указывать, что удаление слабого грунта из основания земляного полотна следует осуществлять в период производства основных работ путем соответствующего увеличения глубины выемки (рис. 3-5) или посредством разработки траншеи в пределах основной площадки земляного полотна (рис. 6) с установкой лотков противопучинной конструкции

hг = hв + δ hд (7)

где hв - толщина заменяемого слоя, м, определяемая по расчету, в зависимости от прочностных характеристик и пучинистых свойств вечномерзлого грунта основания после его оттаивания (см. рекомендуемое приложение <#"800488.files/image005.gif">

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

- слой растительного грунта или обсев семенами трав; 2 - слой местного грунта; 3 - укрепление канавы железобетонными плитками или полутрубами; 4 - слой теплоизоляции толщиной, назначаемой по расчету

Величину уширения земляного полотна следует назначать в соответствии с указаниями пп. 3.30 <#"800488.files/image006.gif">

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

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

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

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

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

Рис. 6. Поперечный профиль выемки в глинистых грунтах, переходящих при оттаивании в текучепластичное и текучее состояние

В пределах косогоров, сложенных глинистыми грунтами, основную площадку земляного полотна следует полностью врезать в косогор или размещать на насыпи, не допуская устройства полунасыпей-полувыемок, и предусматривать противодеформационные мероприятия в зависимости от состояния и свойств грунтов основания и в откосной части выемки в соответствии с положениями пп. 3.34 <http://snipov.net/c_4832_snip_111066.html>-3.37 <http://snipov.net/c_4832_snip_111066.html>.

6. Строительство

железнодорожный строительство мерзлота

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

·        природных условий района;

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

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

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

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

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

7. Временная эксплуатация

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

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

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

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

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

·        поддержания установленного проектом температурного режима в отапливаемых помещениях;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

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

Список использованной литературы

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

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

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