§ 3. Основные виды земляного полотна и его элементы
В результате срезки земной поверхности или досыпки грунта на предварительно обработанную соответствующим образом земную поверхность и придания выработке определенной формы в поперечном и продольном профилях образуются выемки или насыпи.
На косогорных участках, т. е. на местности с большим поперечным уклоном, не всегда удается устроить насыпь или выемку. В таких случаях делают полунасыпь, полувыемку или полунасыпь-полувыемку (рис. 1).
Участки, где требуется срезать или насыпать грунт, например, при переходе от насыпи к выемке, называются нулевыми местами.
Поперечное очертание земляного полотна, перпендикулярное к его продольной оси, называется поперечным профилем земляного полотна (рис. 2, 3, 4).
Верхняя часть земляного полотна, на которой размещается верхнее строение пути, называется основной площадкой. Основной площадке придают выпуклую форму в виде трапеции на однопутном и треугольника на двухпутном и многопутных участках. Эта выпуклая форма основной площадки называется сливной призмой, которая способствует отводу воды с основной площадки.
Основная площадка земляного полотна по ширине имеет размеры большие, чем размеры основания лежащей на ней балластной призмы. В результате этого на краях основной площадки образуются свободные от балласта продольные полосы, называемые обочинами (см. рис. 3). Обочины предохраняют балластную призму от осыпания и служат местом для размещения механизмов, инструмента и материалов, применяемых при содержании и ремонте пути, а также местом, где могут находиться рабочие при пропуске поездов.
Боковые наклонные поверхности земляного полотна называются откосами.
Линия пересечения откоса земляного полотна с обочиной (грань) называется бровкой.
Полоса земли, на которую опирается насыпь, называется основанием насыпи.
Высоту насыпи измеряют по ее оси от основания до уровня бровок. Глубину выемки измеряют также по ее оси от уровня бровок основной площадки до точки пересечения оси с линией, соединяющей верхние бровки откосов выемки.
Горизонтальная проекция плоскости откоса называется заложением откоса, а отношение высоты откоса к его заложению — крутизной откоса.
Предположим, что высота откоса 2 м, заложение его 3 м, тогда крутизна откоса 1:п=2:3=1:1,5 и показатель крутизны откоса п=1,5.
Вдоль насыпи устраивают водоотводные канавы или резервы. Резервы устраивают тогда, когда грунт для отсыпки насыпи берется на месте (из резерва). Образовавшаяся после забора грунта выработка планируется с устройством продольного и поперечного уклонов по дну и, таким образом, приспосабливается для отвода воды, притекающей к насыпи.
Полоса земли между подошвой насыпи и водоотводной канавой или резервом называется бермой. Берма препятствует проникновению воды из водоотводной канавы или резерва в насыпь, а также используется как дорога для подвоза к пути материалов при его строительстве и эксплуатации. Берма имеет ширину не менее 3 м, а на однопутных участках со стороны присыпки насыпи под будущий второй путь — не менее 7,1 м.
В выемке по обе стороны от основной площадки располагают водоотводные канавы, называемые кюветами. Кюветы устраивают шириной по дну 0,4 м и глубиной 0,6 м с крутизной откосов 1 : 1 со стороны основной площадки и 1 : 1,5 со стороны откоса выемки. Для обеспечения отвода воды продольный уклон дну кювета придается такой же, как и продольный уклон бровки земляного полотна, но не менее 0,002 и не более 0,008.
В неустойчивых грунтах вместо кюветов устраивают лотки. За кюветами расположены откосы выемки.
Грунт из выемки, если он пригоден, используют для отсыпки прилегающих к ней насыпей. Если же грунт для насыпи не требуется или он непригоден для нее, то его складывают вдоль выемки за откосом в виде призмы, называемой кавальером. Кавальеры закладывают на расстояние не менее 5 м от бровки выемки в твердых, сухих грунтах и на расстоянии (5+Н) м, но не менее 10 м в слабых и увлажненных грунтах, где Н — глубина выемки. Высота кавальеров, как правило, не превышает 3 м. Крутизна откосов кавальеров — 1 : 1,5.
Если площадка, которую оставляют между откосом выемки и кавальером, имеет наклон к пути, то для предотвращения стекания воды на откос выемки на этой площадке отсыпают продольную призму — банкет высотой не более 0,6 м с уклоном от пути 0,02—0,04 и на расстоянии 1 м от верхней бровки выемки. Для отвода воды между банкетом и кавальером устраивают забанкетную канаву глубиной 0,3 м, шириной по дну 0,3 м. На косогорах круче 1:5 банкеты и забанкетные канавы не устраивают; воду в таких случаях отводят в кювет.
С низовой стороны поперечного косогора выемки воду с площадки, расположенной между верхней бровкой выемки и подошвой кавальера, выпускают в разрывы шириной понизу не менее 1 м, устраиваемые в кавальерах через каждые 50 м.
Со стороны, на которой поверхность земли имеет наклон в сторону выемки, за кавальером на расстоянии 1—5 м от его подошвы устраивают нагорную канаву. Она необходима для сбора воды с прилегающей к выемке местности и отвода ее в сторону от пути. Размеры нагорной канавы определяют расчетом, но во всех случаях ширина ее по дну и глубина должны быть не менее 0,6 м. Откосы устраивают крутизной 1 : 1,5, продольный уклон канавы — не менее 0,003.
На косогорных участках, когда земляное полотно устраивают по поперечному профилю полувыемки или полувыемки-полунасыпи, с нагорной стороны устраивают те же элементы, которые присуши профилю выемки: кювет, банкет, забанкетную канаву, нагорную канаву.