Защитные сооружения земляного полотна

Защитные сооружения земляного полотна — постоянные или временные, поверхностные или заглубленные устройства, предназначенные для защиты от неблагоприятных природных воздействий материалов или конструкций строений, входящих в комплекс железнодорожного пути. Устраивают защиты от размывов и подмывов водой, селей, растущих оврагов, снежных лавин, скальных обвалов, осыпей, оползней, наледей, песчаных заносов и выдувания, а также организуют охранные зоны, проводят охранит, мероприятия.
Защита от размывов. Защита железнодорожного пути от атм. осадков состоит в собирании Я отводе их с помощью канав и лотков. Защиту земляного полотна от размывов при пост, или врем, подтоплении осуществляют соответствующими укрепительными устройствами и сооружениями откосов, а при недостаточности их — устройством каменных набросок, «свободных пляжей», морских бун, волноотбойных (волноотбойно-подпорных) стен, в т. ч. шпунтовых волноломов; регуляционных сооружений — струенаправляющих или отжимных дамб, запруд, полузапруд, траверс, Прокопов русел, речных бун (чаще наз. шпорами), реже установкой фашин и габионов.

Рис. 1. Подпорно-волноотбойная стена.
При ширине пляжа перед волноотбойной стеной меньше утроенной высоты расчётной волны вследствие дефицита наносов основание стены.
Каменная наброска — присыпное к защищаемому откосу или склону сооружение из сортированного по крупности камня твёрдых пород (или из несортированного камня — горной массы), предназначенное для гашения энергии набегающих волн или предохранения подстилающего грунта от размыва водой, текущей со скоростями 1,5—4 м/с. Вес (и размеры) камня для каменной наброски определяют расчётом в зависимости от уд. веса камня, его формы, высоты и длины расчётной волны, крутизны откоса. В горной массе должно содержаться ж менее 50% камней расчётного размера. Наименьшая толщина каменной наброски (по нормали к откосу) равна утроенному расчётному размеру камня.
«Свободный пляж» — искусственное волногасящее сооружение, способствующее восстановлению природного равновесия на размываемом участке берега и улучшающее состояние соседних с ним участков, куда наносы попадают естественным путём. «Свободные пляжи» требуют периодического пополнения пляжевым материалом, поэтому они создаются при наличии его карьерных запасов. «Свободные пляжи» не рекомендуются на мысах, крутых подводных склонах (круче 0,05), в зонах влияния подводных каньонов, на участках сильных течений.
Морские буны —  поперечные берегозащитные сооружения, применяемые для удержания наносов из естеств. вдольберегового потока и образования из них пляжа необходимой ширины; сохранения созданного отсыпками или намывами искусств, пляжа; стабилизации ширины пляжа, подверженного периодическому размыву. Устраивают сквозные буны, уменьшающие вдольбереговое перемещение наносов, и непроницаемые (глухие), допускающие движение наносов только в обход конструкции. Применение бун целесообразно для защиты берегов с крутизной подводного склона в зоне действия прибоя менее 0,03 при наличии естественного питания наносами. Расстояние между бунами принимают равным 1—3 длинам бун. Для защиты берегов с крутизной подводного склона более 0,03 применяют траверсы (поперечные берегозащитные сооружения) и в комплексе с продольными подводными барьерами (волноломами).
Волноотбойная стена сооружается из высокопрочного бетона, часто с облицовкой плиткой, или выкладывается из камня на растворе подобно подпорной стенке, применяется для защиты откосов железнодорожного пути, проходящего вдоль водоёма, при сильном волнении. Нередко волноотбойная стена предназначается также и для поддержания береговых уступов и земляного полотна. В таком случае её называют подперно-волновой защищают фигурными бетонными блоками, а также шпунтовым ограждением, которое иногда применяется как самостоят. противоразмывное сооружение. Передней грани волноотбойной стены придают криволинейное очертание. Нижний отрезок криволинейного профиля обычно имеет наклон к горизонту больше 35°, верхний — заканчивается волноотражающим карнизом. При размещении стен учитывают возможность резкого увеличения размыва их на концах. Стены состоят из секций длиной ок. 10 м, разделённых температурно-осадочными швами. Пазухи за стенами заполняют крупнообломочными или местными слабодренирующими грунтами, устраивают дренаж с обратным фильтром у выпускных отверстий стены.
Иногда для защиты берегов применяют волноломы (затопляемые и незатопляемые).
Регуляционные сооружения (рис. 2) предназначаются для защиты от размывов откосов пойменных насыпей железнодорожного пути и берегов рек. Устраивают продольные и поперечные регуляционные сооружения.

Рис. 2. Регуляционные сооружения: 1 — верховая струенаправляющая дамба; 2 — низовая дамба; 3 — шпора (речная буна); 4 — продольная дамба; 5 — траверса; 6 — запруда; 7 — прокоп русла; 8 — полу запруда.
К продольным сооружениям относятся струенаправляющие дамбы, изменяющие течение реки у искусств, сооружения; отжимные дамбы, отклоняющие поток от земляного полотна; прокопы, спрямляющие русло реки. Поперечные регуляционные сооружения — речные буны (шпоры), снижающие прибрежные скорости течения и вызывающие накопление наносов; запруды и полузапруды, перекрывающие отд. рукава и направляющие поток в основные русло или прокоп. Тело дамб, бун, запруд сооружают из обыкнов. грунта с укреплением откосов или из скального грунта, монолитного бетона, сборных, в т. ч. фигурных бетонных элементов. Крутизну откосов регуляционных сооружений задают в зависимости от их высоты, скоростей течения водоёма, волновых и ледовых нагрузок, способов укрепления; высоту гребней сооружения назначают из условий незатопления железнодорожного пути при наибольших горизонтах воды.
При небольших размерах сооружений о огранич. сроками службы применяют габионы (сетчатые ящики или круглые цилиндры, заполняемые камнем), фашины (хворостяные или хворостянокаменные вязанки, скрепляемые проволочными поясами), сипаи (бревенчатые вышкообразные устройства, заглубляемые в дно водоёма и имеющие горизонтальную сетчатую площадку, загружаемую камнем).
Противоселевые сооружения служат для защиты ж.д. от разрушения или загромождения селевыми выносами. К ним относятся селезадерживающие (в т. ч. селеулавливающие, руслостабилизирующие, селепропускные, селенаправляющие, селеотводящие сооружения). Селезадерживающие сооружения — верховые запруды и глубинные селеуловители — задерживают всю селевую массу или её часть выше земляного полотна. Запруды размещают на участках с крутыми устойчивыми берегами, исключающими бортовой размыв и обтекание запруды селем. Эффективны запруды из камня с использованием материала самих селевых отложений и сквозные ж.-б. запруды. Для пропуска воды в теле запруды устраивают лотки, тоннели, окна, решётки, щели. Глубинные селеулавливающие котловины образуют в русле (или в конусе выноса) перед земляным полотном. Система несколько запруд помимо селезадерживающей функции играет руслостабилизирующую роль. Селепропускные сооружения — мосты и селеспуски — устраиваются в случаях, когда нерационально прибегать к селезадержанию, а целесообразно пропускать сели под железнодорожным путём (по мосту) или над ним (по селе- спуску). Мосты для пропуска селей проектируют с учётом создания необходимого уклона русла, обеспечивающего транзитное перемещение потока. Селеспуск — ж.-б. лоток, расположенный на опорах над железнодорожным полотном, перпендикулярно к нему с уклоном, обеспечивающим транзитное движение селевого потока. Селеспуски устраивают на  крутых косогорах, прижимных участках трасс. Селенаправляющие сооружения — дамбы, направляющие стены, обвалования — создают фиксированный подход русла и исключают повреждения селевым потоком земляного полотна, мостовых опор и пр. При их сооружении используют каменной кладку, железобетон, а также материал самих селевых выносов. Селеотводящие сооружения — искусств, русла, создаваемые дамбами (обвалованием), прокопами,— предназначены для объединения двух или несколько естеств. русел в одно для пропуска селевых потоков. Некоторые виды противоселевых сооружений применяются для предупреждения роста оврагов.
Противолавинные сооружения — лавинопредупреждающие, лавинозащитные, комплексные — инж. средства, предназначенные для предупреждения схода снежных лавин или для защиты железнодорожного пути от разрушающего действия движущихся лавин. Лавинопредупреждающие сооружения — многорядные заборы, террасы на склонах, земляные дамбы и пр.— предотвращают образование лавин. Заборы защищают лавиноопасный склон от поступления метелевого снега. Эффективно применение снеговыдувающих панелей (дюз), предупреждающих образование нависающих снежных карнизов в самой верхней части склона. В сильнометелевых районах используют одиночно стоящие щиты на склоне. Щиты приподнимают над поверхностью склона для образования вокруг них чаш выдувания и валов, создающих сильную волнистость снежного покрова и затрудняющих формирование поверхности скольжения лавины. Лавинозащитные сооружения — лавинорезы, задерживающие и направляющие стены и дамбы, эстакады, навесы, галереи, лавиноспуски — отклоняют или останавливают движущие лавины. Лавинорез — большой клин, сооружаемый непосредственно перед защищаемым объектом и рассекающий лавину на две части, отбрасываемые от него в обе стороны. Задерживающие и направляющие ж.-б. стены и насыпные дамбы рассчитываются на прямой удар лавин и их полную остановку или на изменение направления движения лавины. Эстакады, навесы, галереи, лавиноспуски предназначены для безвредного пропуска лавин под железнодорожным путём (эстакады) или над ним. Комплексы противолавинных сооружений сочетают устройства для задержания лавин в верхних частях склонов (например, заборы) с задерживающими сооружениями у их подножия.
Противообвальные сооружения предназначены для задержания скальных обломков, движущихся в обвалах, осыпях, вывалах, или для закрепления их на склоне и предотвращения падения. К ним относятся: улавливающие стены из каменной кладки, бетона, железобетона, реже древесины, размещаемые вблизи железных дорог (иногда на склоне) и создающие улавливающие пазухи; рвы, траншеи, канавы, валы, применяемые на пологих (до 25°) склонах; улавливающие полки, размещаемые у подошвы откоса (склона); заградит. сети из стальных (или иных прочных и стойких) полос, сеток, заанкеренные к склону (откосу); надолбы — ж.-б. или деревянные столбы, располагаемые в несколько рядов на затяжных склонах на путях движения обломков; ж.-б., бетонные, каменные галереи (балочные, рамные, арочные, консольные), устраиваемые у крутых (более 50°) откосов (склонов).
Противооползневые сооружения и мероприятия устраняют или снижают воздействие на железных дорогах оползнеобразующих факторов. Эффективно использование комплексов сооружений или устройств. Например, для осушения проводят поверхностный водоотвод (по канавам, лоткам или обвалованием, планировкой склонов); отвод грунтовых вод осуществляют по штольням, галереям, горизонтальным или вертикальным скважинам. Для механическая удержания оползневых массивов устраивают контрбанкеты, подпорные стенки, контрфорсы и пр. Применяются также мелиорация грунтов, посадка деревьев и кустарников, травосеяние.
Защита от песчаных заносов. Такую защиту осуществляют закреплением прилегающей к ж.-д. полотну полосы песков защитными насаждениями или скреплением поверхности песка вяжущими веществами.