Взрывные работы на жд строительстве - Железнодорожный путь и его элементы

§ 6. Железнодорожный путь и его элементы
Железнодорожный путь состоит из нижнего строения — земляного полотна, искусственных сооружений — мостов, тоннелей, труб и верхнего строения — балласта, шпал, рельсов и скреплений.        
Для размещения железнодорожного пути и других устройств железной дороги отводится участок земли, называемый полосой отвода. Границы полосы отвода устанавливаются на расстоянии 25 м и более в каждую сторону от оси пути. Общий вид трассы железнодорожной линии показан на рис. 8.

Рис. 8. Общий вид трассы железнодорожной линии
Выбор направления железнодорожной линии и положения ее продольной оси в плане и профиле называется трассированием. Положение продольной оси железной дороги в горизонтальной плоскости характеризуется планом линии. Железнодорожный путь в плане состоит из отдельных прямых участков, соединенных между собой кривыми различного радиуса. Чертёж, на котором показан план с указанием прямых и кривых участков пути, километража, ситуации прилегающей к трассе территории, положения раздельных пунктов (станции, разъезды и др.), называется планом железнодорожной линии (рис. 9). План железнодорожной линии вычерчивается в масштабе 1 : 10000 (в 1 см — 100 м).
Положение оси железной дороги в вертикальной плоскости характеризуется продольным профилем линии.

Рис. 9. План железнодорожной линии
Железнодорожный путь состоит из горизонтальных участков, называемых площадками, и наклонных участков, именуемых уклонами. В зависимости от направления движения поезда уклон может быть подъемом или спуском. Чертеж, на котором показан продольный разрез земной поверхности и земляного полотна вертикальной плоскостью по оси пути, называется продольным профилем железнодорожной линии (рис. 10). На чертеже продольного профиля приводится ряд сведений, необходимых для строительства и эксплуатации линии. В зависимости от масштаба, в котором вычерчивается продольный профиль, и данных, содержащихся в нем, различают продольный профиль нормальный (подробный) или сокращенный.
Нормальный продольный профиль вычерчивается в масштабе для горизонтальных расстояний 1 : 10 000 (в 1 см — 100 м), а для вертикальных 1 : 1 000 (в 1 см  — 10 м). В верхней части нормального продольного профиля показаны ломаная тонкая черная линия, пересекающаяся с ней ломаная красная линия, местоположение раздельных пунктов и искусственных сооружений. Черная линия представляет собой продольный разрез земной поверхности по оси пути. Красная (проектная) линия представляет собой продольный профиль трассы земляного полотна.                             .

Рис. 10. Продольный профиль железнодорожного пути

Рис. 11. Условные обозначения раздельных пунктов и искусственных сооружений

Условные обозначения раздельных пунктов и искусственных сооружений представлены на рис. 11.
В нижней части чертежа продольного профиля (см. рис. 10) в соответствующих графах указывается род грунта, ситуация местности, по которой проходит железнодорожный путь, красные отметки трассы земляного полотна, уклоны с цифрами над чертой, обозначающими крутизну уклона в тысячных, и под чертой — длину элемента профиля в метрах. Ниже приводятся черные отметки поверхности земли, номера пикетов, план линии и километраж.

Рис. 12. Поперечный профиль выемки
Красные или черные отметки точек представляют собой превышение данных точек над уровнем Балтийского моря. Нередко в продольных профилях отметки указываются относительно какого- либо условного горизонта, а не от уровня Балтийского моря; такие отметки называются условными. Отметки обозначаются на границах пикетов и в точках переломов местности с указанием расстояния их до ближайшего пикета. Разность между черными и красными отметками показывает глубину выемки или высоту насыпи в метрах и носит название рабочих отметок. Например, если черная отметка составляет 75,00, а красная — 66,67, то рабочая отметка выемки в этом месте будет 75,00—66,67 = 8,33. В местах пересечения красной и черной линий образуются точки, в которых рабочие отметки равны нулю. Рабочие отметки выемок на продольном профиле наносят под красной линией, а рабочие отметки насыпей — над красной линией.
Длина железнодорожной линии исчисляется в километрах. Одна десятая часть километра, или 100 м, называется пикетом. Надпись на пикете, например 361 + 10, показывает, что к пикету 361 добавлено еще 10 м от пикета 362. Иногда встречаются пикеты длиной больше или меньше 100 м. Такие пикеты называются резаными. Резаный пикет изображается на продольном профиле двумя жирными горизонтальными линиями, между которыми обозначается действительное расстояние между двумя пикетами.
Под нижней линией пикетажа ставятся цифры — номера пикетов. Направление хода пикетажа может совпадать или не совпадать с направлением хода километража.
План линии на продольном профиле изображается условно. На этом плане прямые и кривые участки трассы вычерчиваются непрерывной красной линией. Если по ходу километража кривая в натуре поворачивает влево, то на условном плане она будет расположена ниже прямой линии и выпуклостью вниз. Если же кривая нанесена на план выпуклостью вверх, то это означает, что трасса поворачивает вправо. Ниже плана линии и перпендикулярно к ней наносятся линии километража с указанием номера километра.

Рис. 13. Поперечный профиль насыпи

При возведении железной дороги встречаются овраги, низины, возвышенности, косогоры. Локомотивы, ведущие поезда, могут преодолеть лишь небольшие подъемы, поэтому при сооружении земляного полотна возвышенные места срезаются, в результате чего образуются выемки (рис. 12). В пониженных местах отсыпаются насыпи (рис. 13). Кроме того, возможны промежуточные формы, встречающиеся при постройке земляного полотна на косогорах: полунасыпи (рис. 14, а), полувыемки (рис. 14, б), полунасыпи-полувыемки (рис. 14, в). Выемки, насыпи и их промежуточные формы имеют строго определенное поперечное очертание. Это очертание характеризуется поперечным профилем земляного полотна.
Поперечным профилем называется поперечный разрез земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной продольной оси земляного полотна. Очертание поперечного профиля зависит от ширины рельсовой колеи, числа путей, характеристики грунта и рельефа местности.
Элементами поперечного профиля земляного полотна являются:

1. для выемок — основная площадка, откосы, бермы, кавальеры, банкеты и водоотводные устройства (кюветы, лотки, банкетные и нагорные канавы);
2. для насыпей — основная площадка, откосы, бермы и водоотводные устройства (резервы или канавы).

Взрывные работы применяются в основном при разработке выемок, поэтому ниже дается описание главнейших элементов последних.
Основной площадкой называется верхняя площадка земляного полотна, на которую укладывается верхнее строение пути. На однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции, у которой средний элемент шириной 2,3 м поднят над уровнем бровок земляного полотна на 0,15 м. На двухпутных линиях основная площадка имеет форму треугольника с вершиной, расположенной на 0,20 м выше уровня бровок.
Бровкой называется линия сопряжения основной площадки земляного полотна с откосом — боковой поверхностью выемки или насыпи. Крайние части основной площадки, не закрываемые верхним строением пути, именуются обочинами.

Рис. 14. Поперечные профили:
а — полунасыпь; б — полувыемка; в — полунасыпь-полувыемка
На прямых участках и кривых радиусом более 2 000 м ширина основной площадки земляного полотна в обычных условиях должна быть не менее величины, указанной в табл. 5.

Таблица 5
Ширина основной площадки земляного полотна на прямых участках пути

На кривых участках пути радиусом менее 2 000 м основная площадка уширяется на 0,2—0,3 м. Ширина основной площадки выемки в крепких скальных малотрещиноватых породах при отсутствии падения пластов в сторону полотна на магистральных линиях определяется из условия, что расстояние в каждую сторону от оси пути до откосов на уровне подошвы шпал должно быть не менее 3,7 м. В скальных грунтах основная площадка делается горизонтальной.

Крутизна откосов выемок должна соответствовать углу естественного откоса грунта. Крутизна откоса определяется отношением высоты откоса к его заложению. Под заложением понимается проекция откоса на горизонтальную плоскость. Крутизна откоса обозначается: 1 : 1,5 ; 1 : 1,10 и т. д. Если, например, глубина выемки равна 9 м, а заложение равно 4,5 м, то такой откос называется половинным (9 : 4,5 = 1 : 0,5).

Рис. 15. Проектный поперечный профиль:
1 — глыбы и щебень IV категории; 2 — порфирит трещиноватый X категории

Крутизна откосов выемок глубиной более 12 м, а также выемок, разрабатываемых методом массовых взрывов, устанавливается по индивидуальным проектам. Чертеж, на котором показаны поперечные разрезы земной поверхности и земляного полотна, называется проектным поперечным профилем (рис. 15). Поперечные профили вычерчиваются в масштабе 1 : 200 (в 1 см — 2 м). На каждом поперечном профиле выемки наносится геологическое строение массива с указанием наименования и категории крепости грунтов. На откосах выемки надписывается их проектная крутизна. В нижней части чертежа в соответствующих графах указываются красные отметки бровки земляного полотна, ширина основной площадки, черные отметки поверхности земли и номер пикета. Количество поперечных профилей соответствует количеству пикетов, включая плюсовые точки, приведенные на продольном профиле.

В выемках, разработанных во всех недренирующих грунтах, в том числе в скальных легковыветривающихся породах, для отвода воды устраивают кюветы и полки. Размеры кюветов следующие: глубина 0,4 м, ширина понизу 0,4 м, ширина поверху 1,2 м, крутизна откосов 1 : 1. В выемках в крепких скальных слабовыветривающихся грунтах кюветы не устраивают.
При наличии кюветов линия пересечения откоса кювета с основной площадкой называется бровкой земляного полотна. Отметка этой бровки и есть красная отметка земляного полотна.
Полки устраивают в уровне бровки полотна у подошвы откоса за кюветом. В зависимости от глубины выемки ширина полки составляет 1,0—2,0 м. Таким образом, полная ширина скальных выемок понизу составляет:

1. в легковыветривающейся скале под один путь — 9,4-11,4 м, под два пути — 13,5-15,5 м;
2. в слабовыветривающейся скале под один путь — 7,4 м, под два пути — 11,5 м.

Глубина выемок определяется по оси земляного полотна.
При постройке железнодорожного пути для возведения насыпей стремятся использовать породу из выемок; такие выемки называются транспортными. Если порода из выемки не может быть использована для возведения соседних насыпей и отсыпается в кавальеры*, то такие выемки называются кавальерными.

* Кавальерами называются земляные валы, отсыпаемые вдоль выемки породой, вынутой при ее разработке.

Свободная полоса шириной не менее 5 м, проходящая между откосом выемки и подошвой кавальера, называется бермой.
Там, где использование породы из выемок требует больших затрат на транспортировку, породу для насыпей берут из разрабатываемых вблизи полотна резервов.

Вопросы для повторения

1. Что относится к верхнему и нижнему строению железнодорожного пути?
2. Что называется трассированием железнодорожного пути?
3. Что называется планом железнодорожной линии и какие данные наносятся на чертеж плана?
4. Что называется продольным профилем железнодорожной линии и какие данные помещаются на чертеже продольного профиля?
5. Что называется поперечным профилем земляного полотна и какие данные помещаются на чертеже поперечного профиля?
6. От каких факторов зависит ширина основной площадки выемки и полная ширина выемки понизу?
7. От каких факторов зависит крутизна откосов выемки?