§ 10. Капитальный ремонт земляного полотна

Состав работ при капитальном ремонте земляного полотна и сооружений следующий:

лечение больных мест земляного полотна на участках с балластными корытами, пучинами, оползнями, размывами, обвалами и другими болезнями;

восстановление и ремонт водоотводных и дренажных устройств (кюветы, канавы, лотки, быстротоки, перепады, дренажи, штольни и пр.);

восстановление и ремонт всех защитных и укрепительных сооружений земляного полотна (одевающие и улавливающие стены и т. д.);

восстановление и ремонт регуляционных сооружений, исправление, досыпка и укрепление конусов мостов;

уширение земляного полотна, имеющего недостаточную ширину, до нормальных размеров.

К работам по капитальному ремонту земляного полотна также относится восстановление или замена отдельных конструктивных элементов противодеформационных сооружений, обеспечивающих устойчивость и защиту земляного полотна в сложных условиях.

Лечение земляного полотна на участках с развитием глубоких балластных корыт, коренных пучин, оползней, просадок и других сложных деформаций выполняется, как правило, за год до производства капитального ремонта пути.

Периодичность капитального ремонта земляного полотна водоотводных, укрепительных и других сооружений определяется на основании детального их обследования с учетом грузонапряженности данной линии, перспективы ее развития, климатических и других местных условий.

Работы по капитальному ремонту земляного полотна, предусмотренные классификацией путевых работ, должны также осуществляться и при капитальном ремонте пути.

В данном параграфе рассматриваются только те виды работ, которые производятся в пределах основной площадки земляного полотна и выполнение которых требует принятия мер по обеспечению безопасности движения поездов: срезка обочин, прочистка и углубление кюветов, устройство поперечных дренажных прорезей и подкюветных дренажей, устройство шлаковых подушек, укрепление основной площадки земляного полотна химическими средствами и др.

Срезка обочин земляного полотна, прочистка и углубление кюветов выполняются стругом-снегоочистителем в "окно" в графике движения поездов, а в местах препятствий - вручную. Перед работой струга на перегоне удаляются все препятствия, мешающие свободному проходу машины в рабочем состоянии: сигнальные и путевые знаки, рельсы и шпалы, крупные камни и др. Деревья диаметром более 50 мм, находящиеся ближе 7,5 м от оси пути, вырубаются и выкорчевываются.

По прибытии струга к месту работ и установке главных крыльев струга в рабочее положение начинается срезка обочин или прочистка кюветов. Обычно по одному и тому же месту струг проходит несколько раз.

Первый пробный и последний отделочный проходы производятся со скоростью 3 - 5 км/ч, а промежуточные - 10 - 15 км/ч. За каждый проход берется такая "стружка", чтобы не врезаться слишком глубоко и не вызвать сопротивления, превышающего силу тяги Локомотива.

Если по местным условиям кюветная часть струга не достает до дна кювета или если кюветы вымощены, работа струга не допускается.

При возвращении струга в исходное положение для последующего рабочего прохода крыло поднимают, но не закрывают.

При перемещениях на перегоне, например, из одной выемки в другую или при объезде препятствий - светофоров, переездов и т. п. - крыло убирают в габарит.

Чтобы уложиться в "окно", заканчивают работу заблаговременно с учетом времени на приведение струга в транспортное положение и пробег его к станции прибытия.

В выемках глубиной не более высоты откосного крыла и в нулевых местах очищаемый грунт выносится и откладывается за пределами выемки и планируется тем же стругом.

Чтобы очистить или нарезать кювет вновь, при сухом песчаном грунте достаточно трех-четырех проходов, не считая отделочного. При более твердых грунтах количество проходов зависит от степени твердости грунта.

В глубоких и длинных выемках работу производят отдельными участками, начиная с более низкой стороны, чтобы очищаемый грунт выносился стругом из пределов выемки полностью и не оставался в виде валов на откосе. При этом стремятся, чтобы направление движения струга совпадало с уклоном кювета. Делать непрерывные заезды на всем протяжении выемки в этом случае нельзя, так как даже при малой толщине "стружки" земли собирается так много, что резко возрастает сопротивление движению струга, и часть грунта, перемещаемого по откосу, сдвигается за пределы крыла и остается на откосе.

Работа струга в мокрых выемках производится таким образом, чтобы не допустить оползней откосов. После одного-двух заездов очистку кювета приостанавливают для спуска воды и просушки разжиженного грунта. После просушки грунта заканчивают очистку кювета до полного профиля.

Для срезки обочин на насыпях кюветная часть струга убирается внутрь крыла.

Грунт с обочин обычно срезается за один-два прохода, при этом он сваливается под откос.

Вслед за прочисткой кювета и срезкой обочин стругом убирают вручную грунт, остающийся у препятствий.

В последующие дни, очищенные кюветы укрепляют и устанавливают временно переставленные путевые знаки. Для этой цели выделяется бригада в составе 2 - 6 человек в зависимости от характера и объема работ. Эта же бригада убирает все препятствия, мешающие свободному проходу и работе струга.

Поперечные дренажные прорези устраивают вручную по утвержденному проекту. Работами руководит начальник дистанции пути или работник, им уполномоченный; место работ ограждается сигналами уменьшения скорости или остановки в зависимости от размеров прорезей.

Прорези сечением 0,55×1 м устраивают без применения пакета, поддерживающего шпалы, а при размерах 1x2 ми более применяют рельсовый пакет (рис. 121).

Рис. 121. Устройство глубокой прорези с применением рельсового пакета

Стенки прорезей крепят досками толщиной 40 мм, а доски прижимаются к грунту вертикальными стойками, между которыми плотно загоняют распорки толщиной 14 - 16 см.

После разбивки прорези и, если требуется, установки пакета выбирают балласт из шпальных ящиков, снимают противоугоны, раздвигают шпалы с подбивкой их. Затем приступают к земляным работам по устройству прорези вручную с откидыванием грунта и планировкой его в соответствии с проектом.

Грунт из прорези выбирают слоями на глубину не более ширины крепежной доски; первые стойки ставят при отрывке прорези по глубине на три крепежные доски. Далее постепенно добавляют доску за доской вниз, меняя стойки на более высокие. Дну прорези придают уклон в сторону откоса по проекту.

По окончании отрывки прорези до проектных размеров ее заполняют крупнозернистым песком или просеянным паровозным шлаком слоями толщиной примерно по 10 см с тщательной трамбовкой каждого слоя.

По мере засыпки прорези разбирают крепления, начиная снизу. Перед началом засыпки нижние три доски распирают отдельными распорками, меняя стойки на более короткие. Сначала снимают одну нижнюю доску с каждой стенки прорези. После засыпки прорези на ее высоту снимают следующую доску и ведут далее работы в таком же порядке до верха. Затем сдвигают шпалы на место, подбивают их, ставят противоугоны. После обкатки поездами путь выправляют, снимают рельсовый пакет, убирают грунт с обочины и откосов, отделывают выходы прорези на откосе.

На устройстве малых прорезей работают бригады в составе четырех человек, на больших прорезях - восьми человек.

Глубокие грязевые мешки с успехом дренируют с помощью машин горизонтального бурения, например, типа ДМ-1. По мере бурения через каждый метр горизонтальную скважину закрепляют обсадными трубами. По окончании бурения рабочие шнеки машины удаляют из обсадной трубы и в нее закладываются дренажные трубы. После закладки дренажных труб обсадная труба посекционно извлекается из скважины машиной.

Подкюветные дренажи устраиваются механизированным способом с помощью дренажной машины ЦНИИ.

Машина ЦНИИ (рис. 122) представляет собой самоходный (в рабочем положении) агрегат. Все механизмы и оборудование размещены на раме 1. В середине рамы имеется бар 2 с ковшовой цепью 3. На верхней части бара установлен поперечный ленточный транспортер 4, а рядом с ним на раме - продольный 5.

Рис. 122. Дренажная машина ЦНИИ

Вырытый грунт ковшами подается на поперечный транспортер, а затем на продольный, с которого отсыпается на откос выемки и частично в траншею для заполнения верхней части дренажа. Если грунт дренирующий, то он полностью укладывается в траншею, т. е. используется в качестве дренирующего заполнителя.

На конце бара закреплены бункера-крепи, предназначенные для укладки дренажных труб. Эти же бункера, как и бар, служат одновременно крепями, предупреждающими обрушение стен траншеи.

При помощи переднего бункера 6 на дно траншеи насыпается слой мелкого щебня (подсыпка) заданной высоты, который разравнивается передвижной заслонкой. Бункер 7 предназначен для укладки на подсыпку секций дренажной трубы. Бункер 8 служит для создания поверх трубы слоя дренажной обсыпки из мелкого щебня. Разравнивается этот слой также передвижной заслонкой. При помощи бункера 9 в траншею засыпается дренирующий заполнитель.

Машина во время работы передвигается по пути-копиру, располагаемому симметрично продольной оси дренажа. Рельсовые нити 10 укладываются на стойках-домкратах 11, при помощи которых пути-копиру придается необходимый уклон, равный уклону дна продольного дренажа.

На перегон машина перевозится на четырехосной платформе. На путь-копир ее ставят, передвигая по рельсовым рубкам.

В период работы машину обслуживают 11 рабочих во главе с неосвобожденным бригадиром. Обязанности между ними распределены следующим образом: 1 человек (бригадир) подает дренажные трубы в траншеи; 1 человек устанавливает трубы на дно траншеи; 5 человек подносят на носилках щебень, засыпают его в бункер и трамбуют; 2 человека следят за состоянием пути-копира, снимают домкраты после прохода машины и переносят их вперед по ходу работ; 1 человек разравнивает грунт, засыпанный в траншеи; 1 сигналист оповещает бригаду о приближении поезда.

Производительность машины составляет 50 ног. м в смену, рабочая скорость ее равна 10, 20 и 30 м/ч, глубина заложения дренажа 1,6 - 3,1 м.

Увеличение толщины балластного слоя, а также устрой накладных отепляющих подушек из шлака или другого дренирующего материала являются хорошим средством для ликвидации пучин. При этих работах применяются хопперы-дозаторы, балластеры, балластоуплотнительные машины и механизмы.

Там где эти способы ликвидации пучин по местным условиям не приемлемы, делаются врезные шлаковые или асбестовые отепляющие подушки.

В зависимости от местных условий способы производства работ по устройству шлаковых подушек могут быть разные.

На неэлектрифицированных участках обеспечивают необходимый фронт работ для устройства длинной подушки временной сдвижкой пути на кювет.

На электрифицированных линиях поезда пропускают или по временному обходу, или на двухпутных линиях по временной однопутной вставке.

Подушки короткого протяжения устраивают с применением рельсовых пакетов.

Если не представляется возможным обеспечить пропуск поездов одним из указанных способов, то работы производят в "окно".

Путейцы Златоустовского отделения Южно-Уральской дороги успешно использовали на устройстве шлаковых подушек щебнеочистительную машину ЩОМ-Д в "окно" продолжительностью 4 ч на участке протяженностью 500 пог. м.

Технология работы при этом заключалась в следующем.

В подготовительный период на перегоне снимались противоугонные распорки, подготавливались места зарядки и разрядки машины ЩОМ-Д, заменялись негодные и длинные шпалы, убирались за пределы габарита путевые знаки, регулировались зазоры.

Перед началом "окна" на станции, ограничивающей участок работы, сосредоточивались машины ЩОМ-Д и хозяйственный поезд со шлаком. Количество шлака принималось из расчета 2 м³ на 1 пог. м пути. С получением разрешения на закрытие перегона первой отправлялась на перегон машина ЩОМ-Д, вторым хозяйственный поезд со шлаком.

По прибытии ЩОМ-Д к концу участка работ производилась ее зарядка, а затем вырезка балласта на глубину до 25 см. После первой вырезки балласта и перезарядки ЩОМ-Д производилась вторичная вырезка до опускания пути на 40 - 50 см. В местах зарядки и разрядки ЩОМ-Д устраивались отводы. На вырезку балласта и пучинистого грунта на участке протяжением 500 пог. м затрачивалось не более 2 ч.

После вырезки балласта выгружался шлак из полувагонов или хопперов-дозаторов.

По окончании выгрузки шлака хозяйственный поезд возвращался на станцию, а щебнеочистительная машина дозировала и поднимала путь. После первой подъемки путь обкатывался тепловозом, а затем дозировка, подъемка и обкатка пути повторялись. Все эти работы заканчивались через 3 ч 30 мин после начала "окна". В оставшееся время "окна" производилась выправка пути по уровню и в плане для обеспечения пропуска поездов со скоростью 15 км/ч.

После открытия перегона путь выправлялся, оставшийся шлак убирался и путь подготавливался для выгрузки балласта.

В последующие дни осуществлялись уборка вырезанного грязного балласта и пучинистого грунта, восстановление водоотводных сооружений, подъемка на балласт со всеми выправочными и отделочными работами.

Электрохимическое и химическое закрепление грунтов находит применение для ликвидации пучин. В отличие от других методов борьбы с пучинами при этом методе не требуется предоставления "окон" и ограничений скоростей движения поездов в момент производства работ.

В тело земляного полотна на глубину до 1,5 м через 1 - 1,5 м забиваются электроды, изготовленные из дымогарных труб диаметром 45 мм. На каждом электроде в нижней части (на высоту до 70 см) просверливаются по 40 - 50 отверстий диаметром 5 мм. Соединенные между собой в каждом ряду последовательно электроды подключаются к источнику питания. Скапливающаяся в процессе пропускания тока в катодных электродах вода периодически откачивается насосом. Через анодные электроды в грунт вводится 30%-ный раствор хлористого кальция. В результате электрохимического закрепления значительно изменяется химический состав грунта, улучшаются его физико-механические свойства, ликвидируются пучины.

В последнее время применяются химические способы закрепления грунтов земляного полотна, заключающиеся в том, что в пределах горба пучины грунт обрабатывается специальными химическими структурообразующими или гидрофобизирующими веществами (кремнийорганическая жидкость, мылонафт, лигносульфонат и др.). Способ обработки состоит в том, что химические реагенты через трубы, забитые в скважины, вводятся в грунт. В результате этого грунты изменяют свои природные свойства, приобретают водопроницаемость, морозостойкость, повышенную механическую прочность и превращаются из пучинистых в непучинистые.

Укрепление основной площадки земляного полотна цементом применяют в местах, где она деформируется из-за потери несущей способности грунтов вследствие их переувлажнения.

Работы по цементации основной площадки делятся на подготовительные, основные и заключительные.

В подготовительный период производятся регулировка зазоров, смена негодных шпал, перестановка путевых и сигнальных знаков.

Основные работы выполняются в "окно" с применением путеукладчиков Платова, струга-снегоочистителя, хопперов-дозаторов, цементосмесителей Д-370 или Д-391, автогрейдера, цементораспределителя, шагающего уплотнителя ЦНИИ, машины ШПМ-1200. Продолжительность "окна" зависит от протяженности фронта работ.

В период "окна" работы выполняются в такой последовательности: снимается старая путевая решетка одним или двумя путеразборщиками Платова; стругом с соседнего пути срезается балласт; автоцементораспределителем распределяется цемент по всей ширине укрепляемой площадки (из расчета 10% цемента к весу сухого грунта); цементосмесителем Д-370 или Д-391 перемешивается цемент с грунтом на глубину 18 - 20 см. По мере перемешивания автогрейдером и шагающим уплотнителем профилируется и уплотняется основная площадка.

Затем по соседнему пути выпускается хозяйственный поезд, состоящий из локомотива, четырехосных полувагонов и струга и производится выгрузка песчаного балласта с планировкой его.

Закончив выгрузку балласта и планировку, поезд уходит на станцию, а в это время путеукладчики приступают к укладке звеньев.

Характер работ вслед за укладкой звеньев, отделочных работ соответствует характеру работ по капитальному ремонту пути.