Възстановяване на проектните скорости по българската жп мрежа

 

Инж. Лука КОЛАРОВ, НК ЖИ

 

Главна причина за намаляване скоростта на железопътните возила е влошеното състояние на жп линиите. Наличните деформации на земното платно предопределят ниската скорост, вследствие на която се увеличава времето и се понижава комфортът на пътуване.      

 

Върху земното платно оказват влияние твърде много фактори – температурни колебания, повърхностни води, натоварване от подвижния състав, инфилтрираната повърхностна вода, промяна на нивото на подпочвените води и др. Под въздействието на тези и други фактори земното платно е в постоянно напрегнато състояние, вследствие на което в някои случаи настъпват съществени нарушения в неговата форма и изменение на стабилитета му. В зависимост от мащаба и интензивността на тези процеси, те довеждат до ограничаване на скоростта или до прекъсване на движението. За да се възстанови проектната скорост, необходимо е повсеместно заздравяване на слабите места, т.е. ликвидиране на остатъчните деформации. За изпълнението на тази задача, освен правилен и технически грамотен подход, е необходимо да се проектират и осъществят ефективни инженерно-технически мероприятия.

 

Решаващо значение при избора на способа и обема на мероприятията за стабилизиране на земното платно имат ефективността на капиталните вложения, стабилност и надежност, строителна стойност, условия на изпълнение, безопасност на труда, степен на механизация, времетраене на строителството и др.

 

Ефективността на направените разходи се изразява с отношението между необходимите капитални вложения и ежегодните разходи за поддържането на конкретния железопътен участък при наличието на слабо място. Към ежегодните разходи се прибавят разходите за охрана на слабото място и загубите от пропуснати ползи поради намаляване на скоростта в участъка. За да се направи обективна оценка на причините за появата на деформации в земното платно, необходимо е да се определят физико-механичните показатели на почвата: обемно и специфично тегло, естествена влажност, ъгъл на вътрешно триене, коефициент на филтрация и уплътнение, сцепление и граница на пластичност.

 

Деформациите на земното платно се забелязват главно в основната площадка и в откосите на изкопите и насипите.

 

Основната площадка е предназначена да поеме и разпредели натоварването от релсите, траверсите, баластовата призма и подвижния товар. Нейната стабилност е резултат на отношението на допустимото към действителното натоварване, което тя може да понесе. Твърде често натоварването върху основната площадка е по-голямо от нормативното. Това означава, че способността на почвата да издържа на натоварване е преодоляна и ако не бъдат взети своевременно мерки, в нея ще се появят деформации.

 

За осигуряване на надеждно земно платно е необходимо своевременно и висококачествено изпълнение на противодеформационните и укрепителните мероприятия, постоянен специализиран надзор при изменение на състоянието на земното платно, както и своевременен ремонт при наличието на деформации.

 

Мероприятията за повишаване стабилността на основната площадка с оглед поемане на по-големи натоварвания, трябва да са насочени към понижаване влажността на почвата. Това може да се постигне посредством комплексни инженерно-технически мероприятия като:

 

        Ефективно осушаване – канавки за бързо отвеждане на повърхностните води с облицовка и хидроизолация;

        Хидроизолационни или циментогрунтови покрития, полагани върху основната площадка;

        Изграждане на пластове от дрениращи материали – пясък, баластра, трошенокаменни фракции;

        Качествено уплътняване на почвата под баластовия слой (пластовете с дебелина 1,0 – 1,5 м трябва да имат коефициент на уплътняване не по-малък от 0,98, а останалите под тях – 0,95).

 

Полагането на пясъчната възглавница е скъпо струващо мероприятие, което обаче много често се превръща в рутинен процес. Неспазването на високите изисквания към качеството на пясъка води до обратен ефект. Предназначението на пясъчната възглавница е да увеличи способността на земното платно да издържа на натоварване, като, разпределяйки натоварването върху почвите от земното платно, предпазва баластовата призма от закалване и почвата на земното платно от замръзване. Избирането на пясъка за дрениращ материал се дължи на сравнително голямата му филтрация, на способността да издържа на натоварване, достигащо до 3,00 кг/cм2 в уплътнено състояние и на обстоятелството, че не променя физико-механичните си характеристики при замръзване и размръзване. Пясъкът притежава голям коефициент на филтрация – 10-2 до 10-4 м/с. Водозадържането и капилярното покачване на водата, характерно за дребнозърнестия пясък, песъкливите глини и глините, при среднозърнестите и едрозърнестите пясъци почти изчезва. Филтрацията и водозадържането зависят предимно от праховото съдържание. Частиците с диаметър по-малък от 0,08 мм не трябва да превишават 10%, а глинестите частици с диаметър по-малък от 0,02 мм да са не повече от 2-3%.

 

За да има добро филтриране на водите от пясъчната възглавница, необходимо е да бъде изпълнено условието на Терцаги:

 

4d15 < D15 < 4d85 , където:

 

D15 – диаметър на частиците от пясъчната възглавница при 15% от масата на материала;

 

d15 – диаметър на частиците от пласта на земното платно, лежащ под пясъчната възглавница, при 15% от масата на материала;

 

d85 – диаметър на частиците от пласта на земното платно, лежащ под пясъчната възглавница, при 85% от масата на материала.

 

Друго качество, което трябва да притежава пясъчната възглавница, е сравнително по-голяма способност да издържа на натоварване (около 2-3 пъти по-голяма от тази на земните почви). Препоръчително е пясъчната възглавница в уплътнено състояние да притежава деформационен модул от 300 - 600 кг/cм2, за да пренесе натоварването от баластовата призма, имаща деформационен модул 800 - 1200 кг/cм2 върху земните почви с деформационен модул от 100 - 200 кг/cм2. Дребнозърнестият пясък има деформационен модул в уплътнено състояние, близък до този на свързаните почви.

 

За да се получи по-голяма плътност на пясъчната възглавница, необходимо е тя да има коефициент на разнородност по-голям от 5. Съдържанието на частици с размери от 0,1 – 2,0 мм трябва да бъде по-голямо от 50% от общата маса.

 

В заключение, материалите за изграждане на пясъчната възглавница от пясъко-чакълена смес трябва да са придружени с протокол от лабораторни изследвания, от които да е видно, че коефициентът на разнородност е по-голям или равен на 5, количеството на частиците с диаметър по-малък от 0,02 мм не надвишава 10% от общата маса и съставът на материала удовлетворява условието на Терцаги за филтрация. Най-горният пласт от земното платно, с дебелина 50 см, върху който се полага пясъчната възглавница, трябва да има плътност от 95 - 100% от максималната и напречен наклон 4 - 5%.

 

Неизпълнението на тези изисквания води до безпредметно изразходване на средства и труд, а в някои случаи до влошаване състоянието на земното платно.

 

Стабилността на откосите зависи най-вече от вида и състоянието на изграждащите ги почви. Качеството на почвите, в които е изградено земното платно, зависи от ъгъла на вътрешно триене, плътността, влажността и други фактори, зависими от променящите се климатични условия в района.

 

Главните причини за появата на деформации в откосите на земното платно, под формата на свлачища, срутища или свличане на изкопи и насипи, са намаляване съпротивлението на срязване, нарастване на свлачищните сили под действието на повърхностни и подпочвени води, атмосферните изветрителни процеси, подмивното действие на водите, подкопаването и др. Устойчивостта на откосите се характеризира с коефициента на устойчивост. Той е резултат на отношението между факторите на съпротивление и факторите на нарушаване на равновесието. Коефициентът на устойчивост е променлива величина, свързана с метеорологични и други условия. Когато коефициентът на устойчивост е по-малък от единица, настъпва активизиране на деформациите. При к = 1,25 се създават условия за нормална експлоатация. За предотвратяване на деформации в откосите на земното платно е необходимо да се създаде устойчив наклон както на изкопите, така и на насипите, оразмерен с най-неблагоприятните физико-механични параметри на почвата и качествено уплътняване.

 

Имайки предвид голямата строителна стойност на прилаганите “класически” противодеформационни мероприятия, трудното изпълнение по време на експлоатация и голямата трудоемкост на строителните работи, не трябва да се подценяват и новите методи и технологии за укрепване на земното платно. Проведените с успех циментация, торкретиране и анкерно закотвяне на мрежи за ликвидиране на някои срутища, срутващи се откоси и деформирали скални насипни откоси показват висока технико-икономическа ефективност.

 

Освен това, трябва да се подчертае, че за да се постигне достатъчна ефективност на противодеформационните мероприятия, те трябва да се извършват в периоди на относителна стабилност.


.:: Начало ::.