СПОСОБ РЕМОНТА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

Предлагаемое изобретение относится к ремонту и усилению основной площадки железнодорожного земляного полотна на участках с балластными карманами, мешками и корытами.

Известны способы ремонта железнодорожного земляного полотна, заключающиеся в том, что производят осушение грунтов различными прорезями, выпусками, дренами; подъемку пути на балласт или замену грунтов; планировку основной площадки, сложенной глинистыми грунтами.

Известен способ ремонта железнодорожного земляного полотна инъектированием вяжущих материалов в балластные углубления с помощью специальных инъекторов, извлекаемых из тела земляного полотна после окончания работ [Справочник по земляному полотну эксплуатируемых железных дорог / под ред. А.Ф.Подпалого, М.А.Чернышева, В.П.Титова. - М.: Транспорт, 1978. - С.432-433].

Известный способ не способствует эффективному удалению влаги из тела земляного полотна; для нагнетания раствора требуются высокие давления (пустоты в насыпи заняты водой), что приводит к усугублению напряженного состояния, невозможно направленное распространения инъектируемого раствора в теле насыпи, вероятны прорывы раствора.

Известен способ ремонта железнодорожного земляного полотна при котором осуществляют отвод накопленной в земляном полотне воды посредством устройства дренажных скважин [Справочник по земляному полотну эксплуатируемых железных дорог / под ред. А.Ф.Подпалого, М.А.Чернышева, В.П.Титова. - М.: Транспорт, 1978. - С.254-255].

Недостатком известного способа является то, что влага удаляется самотеком, а это не гарантирует удаления всей влаги из земляного полотна. Другим серьезным недостатком является то, что при удалении влаги из земляного полотна остаются поры и трещины, заполненные воздухом, что приводит к усадке земляного полотна и просадке пути.

Технической задачей, решаемой предполагаемым изобретением, является повышение эффективности способа с одновременным упрочнением земляного полотна.

Это достигается за счет того, что в способе ремонта железнодорожного земляного полотна, включающем изготовление дренажных скважин, удаление накопленной воды из земляного полотна по дренажным скважинам после устройства в грунте дренажных скважин осуществляют погружение инъекторов, причем погружение производят с противоположной дренажным скважинам стороны земляного полотна или между ними, после чего осуществляют принудительное удаление воды из полостей земляного полотна за его пределы через дренажные скважины путем направленного нагнетания через инъекторы твердеющего раствора в сторону дренажных скважин.

В качестве инъектируемого материала можно использовать цементно-песчаный раствор, органические вяжущие. Такая операция позволяет одновременно вытеснить воду из полостей, пор и трещин земляного полотна с одновременной ее заменой цементно-песчаным раствором, органическими вяжущими, которые со временем схватываются и в еще большей степени упрочняют земляное полотно.

Целесообразно дренажные скважины изготовлять с двух сторон от железнодорожного пути, а нагнетание материала осуществлять в область земляного полотна, расположенную между дренажными скважинами. Такое сочетание операций позволяет повысить эффективность ремонта земляного полотна, т.к. уменьшается сопротивление при вытеснении воды из полостей и пор земляного полотна.

Сущность предлагаемого способа ремонта земляного полотна железнодорожных путей поясняется примером его использования и чертежами.

На фиг.1 показаны операции по изготовлению дренажной скважины, инъектированию материала и вытеснению воды из земляного полотна; на фиг.2 - операция по симметричному вытеснению воды из земляного полотна по двум дренажным скважинам.

Реализация предлагаемого способа ремонта железнодорожного земляного полотна осуществляется в следующей последовательности.

В земляном полотне 1 сооружают дренажную скважину 2 (фиг.1), используя буровой станок, пневмопробойник, или забивкой дренажной трубы в грунт пневмоударной машиной. Затем осуществляют погружение в земляное полотно 1 инъектора 3, причем инъектор погружают на другой стороне земляного полотна 1 относительно расположения дренажной скважины 2, а затем осуществляют вытеснение воды из земляного полотна 1 через дренажную скважину 2 путем нагнетания через инъектор 3 инъектируемого материала. Инъектирование материала осуществляют под давлением 0,5-1,5 МПа. Вода, находящаяся в этих порах и полостях, вытесняется от инъектора 3 в сторону дренажной скважины 2. По мере вытеснения воды из полостей и пор земляного полотна 1 ее место занимает инъектируемый материал. В качестве последнего можно использовать цементно-глинистый раствор, цементно-песчаный раствор либо органический вяжущий материал. При использовании песчаных или глинистых растворов с добавлением цемента со временем происходит их схватывание (затвердевание), при этом одновременно происходит сцепление инъектируемого раствора с материалом земляного полотна 1. При использовании органических вяжущих материалов (составов) также происходит замещение воды инъектируемым раствором, а спустя некоторое время происходит затвердевание органического состава. Затвердевший инъектированный материал повышает прочность земляного полотна 1, что исключит его усадку и просадку.

В зависимости от производственных условий можно выполнить в земляном полотне 1 одну (фиг.1) или две (фиг.2) дренажные скважины 2, 4.

В первом случае нагнетаемый через инъектор 3 материал будет вытеснять воду через одну дренажную скважину 2. Во втором случае инъектор 3 погружают между двумя дренажными скважинами 2, 4 (фиг.2), по которым и удаляют воду из земляной насыпи.

Пример. Осуществляли ремонт деформированной 25-метровой двухпутной железнодорожной насыпи, мощность балластных шлейфов, корыт, карманов достигала 5-метров. Фильтрация атмосферных вод через крупнообломочный материал в междупутье приводила к избыточному увлажнению грунтов земляного полотна, к накоплению избыточной влаги в его полостях (линзах, мешках, карманах и отдельных кавернах).

Для стабилизации деформаций было проведено осушение и упрочнение земляного полотна путем направленного нагнетания цементно-песчано-глинистого раствора в сторону глубинных дренажей. Перфорированные дренажи устанавливались через 1,25 м вдоль бровки откоса на высоте 2 м ниже бровки земляного полотна со сливным уклоном 0,05-0,15. Дренажи изготовлялись из стальных труб диаметром 57-104 мм, длиной 10-11 м. Для приема воды, поступающей из дренажных труб, и отвода ее за пределы насыпи изготовлен временный водоотводный лоток.

Параллельно с погружением дренажных труб осуществлялось направленное нагнетание цементно-песчано-глинистого раствора. Исходный состав компонентов на 1 м³ раствора: песок - 1000 кг, глина - 200 кг, цемент М400 - 200 кг, пластификатор - 1,5 кг. Инъекторы заглублялись на 0,5 м в полости земляного полотна, подлежащих упрочнению. Расстояние между отдельными инъекторами соответствовало расстоянию между дренажными трубами.

До начала проведения работ по удалению избыточной воды из полостей земляного полотна путем направленного нагнетания цементно-песчано-глинистого раствора было проведено испытание насыпи динамическим зондированием. Спустя месяц после окончания ремонта рассматриваемым способом вновь проведено динамическое испытание земляного полотна тем же оборудованием. Отмечено, что в результате проведенных работ динамическое сопротивление грунта насыпи возросло примерно в два раза. Полученные характеристики обеспечивают устойчивость земляного полотна.

После окончания работ за железнодорожной насыпью установлено наблюдение. При прохождении путеиспытательного поезда спустя два месяца после окончания ремонта деформаций земляного полотна не отмечено.

Использование предложенного способа ремонта железнодорожного земляного полотна позволяет значительно повысить качество и эффективность проводимых работ за счет отвода избыточной влаги под давлением нагнетаемого раствора, и заполнением им пустот и разуплотнении в земляном полотне.