21.06.2017
Гидроизоляция в комнате, где будет устанавливаться ванна или душ, должна быть качественной, ведь именно здесь возможны постоянные...


21.06.2017
Мрамор появляется в результате соединения известняка и доломита под воздействием перекристаллизации различных осадочных пород в...


21.06.2017
Трактор - это техника, без которой сложно представить выполнение дорожно-строительных, землеройных и других работ. Именно поэтому...


20.06.2017
При монтаже пластиковых окон немаловажным пунктом является оформление ее откосов. Для отделки проемов используется материал, из...


20.06.2017
Первые недели жизни малышу требуется на сон не менее 18 часов в сутки. Поэтому очень важно правильно организовать место для сна....


20.06.2017
Утепление или же преобразование лоджии собственными силами, как и при работе профессионалов, всегда начинается с робот по ее...


Содержание пути в железнодорожных тоннелях

26.05.2016

Верхнее строение пути (ВСП) включает рельсы, скрепления со всеми комплектующими, прокладки и шпалы и балласт либо бетонное основание пути. Конструкции элементов ВСП в большинстве железнодорожных тоннелей принципиально не отличаются от соответствующих элементов пути на открытых участках. В качестве типовой конструкции пути для тоннелей вплоть до последнего времени применяли звеньевую путевую решетку с деревянными или железобетонными шпалами на щебеночном балласте, аналогичную используемой на наземных участках дороги.
Однако к конструкциям ВСП в тоннелях предъявляют повышенные требования в отношении устойчивости, прочности и продолжительности срока службы. Это оправдывается сокращением продолжительности пребывания в тоннелях ремонтных рабочих. Установлено, что увеличение массы 1 пог. м рельсов на 1 кг уменьшает расход времени на текущее содержание пути на 2,8 %. Примерно на 10 % сокращается время пребывания в тоннеле рабочих при применении рельсов длиной 25 м вместо 12,5 м.
Как правило, в тоннеле укладывают рельсы на один тип выше, чем на открытых участках дороги. Ii настоящее время в железнодорожных тоннелях России уложены термоупрочненные рельсы Р65 и Р75, сталь которых характеризуется высоким содержанием углерода, придающим им достаточные прочность, твердость и износоустойчивость, обеспечивающие при надлежащем уходе продолжительный срок службы. В тоннелях разрешается укладывать рельсы только первого сорта, имеющие соответствующую заводскую маркировку. Поврежденные рельсы подлежат замене в кратчайший срок. Остродефектные рельсы (имеющие любые трещины, выколы шейки, подошвы и головок, признаки расслоения металла в головке) должны заменяться немедленно. По таким рельсам до их замены можно пропускать отдельные поезда со скоростью не более 15 км/ч в зависимости от степени опасности дефекта. He допускается укладка в тоннелях и на подходах к ним рельсов разных типов и рельсовых рубок, а также эксплуатация поврежденных рельсов. Предпочтительной является укладка в тоннелях бесстыковою пути.
До середины 70-х годов XX века в железнодорожных тоннелях России применяли деревянные шпалы из хвойных пород, пропитанные маслянистыми антисептиками. В настоящее время широко распространены железобетонные шпалы. Число шпал, укладываемых в тоннелях, на один разряд эпюры выше, чем на открытых участках (2000 шт./км на дорогах I категории, не менее 1840 шт./км — на остальных).
В тоннелях применяют промежуточные скрепления трех типов: нераздельные, полураздельные и раздельные. Как показали наблюдения за работой промежуточных скреплении, наиболее эффективными являются промежуточные скрепления раздельного типа с применением упругих прокладок между подошвой рельса и подкладкой, а также между подкладкой в верхней постелью шпалы. Упругие прокладки в пути на деревянных шпалах ранее изготавливали из прессованной и пропитанной осины или тополя. Однако из-за ограниченного срока службы древесины и применения железобетонных шпал в настоящее время перешли на прокладки из резиновых смесей или полихлорвинилового пластиката.
В балластной конструкции пути применяют щебень из твердых торных пород (граниты, базальты и стекловидные известняки) с пределом прочности на сжатие не ниже 8000 Н/см2, как исключение — сортированный гравий. В тоннелях, где имеют место наледеобразование и промерзание балласта, допускается применение щебня только из морозостойких пород. Щебень должен иметь крупность от 25 до 70 мм, загрязненность не более 1 %. Для защиты балластной призмы от быстрого загрязнения рекомендуется в ее верхней части, до половины толщины шпалы, применять щебень мелких фракций от 15 до 25 мм. Толщина щебеночного балласта под шпалой в тоннелях и на подходах к ним (не менее 100 м) должна соответствовать классу пути и быть не менее 35 см. В тех случаях, когда габарит тоннеля не позволяет соблюсти указанную толщину балластного слоя, допускается толщина не менее 20 см. а в исключительных случаях, по согласованию с ОАО «РЖД», не менее 15 см. Во избежание утечки токов с рельсов необходимо, чтобы верх балластной призмы был на 3 см ниже верхней постели шпал.
Однако в тоннелях условия производства работ по устройству, ремонту и текущему содержанию пути на балласте значительно сложнее, чем на наземных участках. Выше также финансовые и трудовые затраты из-за сложности механизации ремонтных работ. Балластная призма в замкнутом пространстве тоннеля интенсивно засоряется сыпучими грузами с открытого подвижного состава, пылью истирающихся тормозных колодок и посыпочного песка из локомотивных песочниц (для улучшения сцепления колес с рельсами), а также из-за истирания щебня между шпалами и твердым основанием. Загрязнение балласта не только уменьшает упругость пути в тоннеле и увеличивает его расстройство, но и задерживает воду, наличие которой в загрязненном балласте может привести к грязевым выплескам, просадкам пути, а в зимний период — к пучинным явлениям. При этом вырезка загрязненного балласта в тоннеле, выполняемая вручную, является одной из самых трудоемких работ при эксплуатации тоннелей.
Стыки в конструкции пути повышают сопротивление протеканию обратного тягового тока на электрифицированных линиях и чем самым способствуют ero утечке из рельсовых цепей и балласт и грунт, повышая интенсивность электрохимической коррозии не только элементов пути, но и тоннельной обделки. Стыки являются источниками повышенных колебаний экипажа, ускорений их элементов и, как следствие, динамических воздействий, влияющих не только на путь, но и на обделку тоннеля.
Специфика условий эксплуатации пути в тоннелях привела к необходимости совершенствования существующих конструктивных решений и разработке новых. Прежде всего к новациям в этом направлении относятся ликвидация звеньевой конструкции рельсошпальной решетки на балластном основании и устройство бесстыкового пути на монолитном бетонном основании.
Содержание пути в железнодорожных тоннелях

При эксплуатации тоннелей с безбалластной конструкцией пути за счет удлинения рельсовых плетей уменьшается сопротивление движению и динамические воздействий на обратный свод. В качестве путевого применяют бетон класса но прочности не ниже В25. Поверхность бетонного основания должна быть ровной, без трещин и углублений, с уклоном в сторону водоотводною лотка не менее 3 %. Для установки противоугонов вдоль шпал со стороны ожидаемою угона устраивают приямки. Во избежание утечки тяговых и сигнальных токов металлические части ВСП не должны соприкасаться с путевым бетоном.
Современной конструкцией пут и на жестком бетонном основании в тоннелях является конструкция, в которой вместо шпал используют малогабаритные железобетонные рамы МГР-Т4М-1520 (рис. 4.6) по типовому проекту ОАО НИПИИ «Ленметрогипротранс». Для обеспечения упругой работы пути на жестком основании в данной конструкции используют упругие промежуточные скрепления КН-65, разработанные в Сибирском государственном университете путей сообщения (рис. 4.7).
Содержание пути в железнодорожных тоннелях

Малогабаритные путевые рамы в тоннеле устанавливают в проектное положение на временные опоры и закрепляют анкерами, заделываемые в обратном своде, после чего подрамное пространство заполняют путевым бетоном В40. Бесстыковой путь укладывают на рамы с использованием стандартных, применяемых на наземных магистралях, подрельсовых подкладок и других элементов. В настоящее время для уменьшения динамических воздействий на жесткое подрельсоное основание используют упругие демпферные прокладки (подбалластные маты) между путевым бетоном и обратным сводом (рис. 4,8). В местах сопряжения безбалластной конструкции пути в тоннеле с балластной на подходах к тоннелю должны укладываться участки переходного пути переменной жесткости на длине не менее 25 м с каждой стороны тоннеля. Отметим, что при усиленном ВСП плановые работы по содержанию пути носят, как правило, только предупредительный характер.
Текущее содержание и ремонт пути в тоннелях. В коротких хорошо проветриваемых сухих тоннелях условия работы пути мало отличаются от открытых участков. В протяженных и плохо вентилируемых тоннелях наблюдается интенсивный износ элементов ВСП. В первую очередь развивается химическая и электрохимическая коррозия стальных элементов скреплений и рельсов, чему способствуют скопление воды и повышенная влажность воздуха в тоннеле, температурные колебания, газообразные продукты сгорания топлива тепловозов. Применение подсыпочного песка на влажных рельсах усиливает истирающее действие колес при торможении и буксовании на подъемах.
В условиях влажного воздуха сернистая кислота, выделяющаяся из выхлопных газов, окисляется в серную кислоту, разъедающую металлические элементы. Рельсы и скрепления разъедаются кислотами по всей их поверхности, особенно сильно в пределах головки и местах контакта с подкладками, накладками и костылями, а также контакта с клеммами и закладными болтами в конструкциях BCП с раздельными скреплениями. Ходовые рельсы, используемые в качестве проводника обратных тяговых токов, являются одновременно мощным источником блуждающих токов, достигающих 60 % и более от нагрузки тяговой подстанции. На основании многочисленных наблюдений за работой рельсов в сырых тоннелях как в России, так и за рубежом установлено, что продолжительность срока их службы почти в два раза меньше, чем на открытых участках дороги. Все работы по текущему содержанию и ремонту пути в тоннелях осуществляют дистанции пути в строгом соответствии с «Инструкцией по содержанию искусственных сооружений» и «Инструкцией по содержанию железнодорожного пути».
Важной составляющей работ по текущему содержанию является работа но очистке пути от пыли и грязи, уменьшение запыленности и поддержание порядка внутри тоннеля. Очистке подлежат рельсовые скрепления, банкетки, крышки лотков, водоотводные штробы и канавки, путевой бетон ВСП. В Северо-Муйском тоннеле очистку бетонного ВСП, засоренного угольной пылью. песком и достаточно обводненного, производят уборочной машиной ФАТPA 2-17000. Рабочий поезд в составе уборочной машины и хоппер-дозатора движется но тоннелю с помощью тепловоза серии ТЭМ в технологические «окна» без снятия напряжения в контактной сети.
Наиболее трудоемки работы по ремонту рельсового скрепления пути на бетоном основании. Они связаны с заменой закладных болтов — основного элемента крепления металлических подкладок под рельсы. В процессе эксплуатации происходит изменение натяжного усилия болтов за счет температурного фактора, нагрузки от подвижного состава, хрупкости металла и других факторов, что приводит к разрыву болта вблизи головки. Изломанный болт выпадает, а гнездо его установки с оставшейся головкой забивается шламом. Для того чтобы установить новый болт, гнездо закладного болта очищают и продувают сжатым воздухом, после чего специальным устройством поворачивают головку внутри гнезда параллельно входному отверстию в шпале и в подкладке и извлекают. Пустое гнездо закладного болта до установки нового заглушают деревянной пробкой.
Закрепление положения пути. Правильное положение и геометрические параметры пути в тоннелях имеют исключительное значение для обеспечения безопасности движения поездов и работающих в тоннелях людей. Ширина колеи и уровень пути в тоннелях должны удовлетворять тем же требованиям, что и на перегоне, а отклонения оси рельсовой решетки в плане и профиле от проектного положения не должны вызывать нарушения габарита или увеличения негабаритности сооружения. Для контроля положения пути в стенах обделки тоннелей через 20 м на прямых и через 10 м на кривых участках пути устанавливают постоянные реперы и путевые сигнальные знаки, а на каждом портале железнодорожных и автодорожных тоннелей закладывают репер для нивелирования Ill класса. На прямых участках реперы устанавливают на правой стене по ходу километража, в кривых со стороны наружного рельса, в двухпутных тоннелях — с обеих сторон. Существует несколько конструкций путевых реперов. Наиболее простой из них является конструкция репера в виде «заершенного» штыря, заделываемого в обделку тоннеля на уровне головки рельса (рис. 4.9).
Содержание пути в железнодорожных тоннелях

Фиксированной точкой репера, заделываемого в стену, является керновая насечка на головке штыря. Применяют также реперы в виде вертикального штыря, замоноличенного в бетонный столбик, устанавливаемый у стены тоннеля на уровне с головкой рельса в виде закладной марки, заделываемый в обделку. Порядковый номер репера, расстояние до рабочей грани ближайшего рельса и превышение головки рельса над репером должны быть написаны на стене или табличках, укрепляемых над реперами. Проверочные промеры выполняют специальным шаблоном, укладываемым на штырь репера и головку рельса. Нивелирование на подходах к тоннелю ведут по головкам рельсов через 20 м, в тоннеле — по головкам рельсов и обрезам фундаментов через 10 м, дну водоотводного лотка — через 20...30 м. В тоннелях и на подходах к ним рельсовый путь должен быть надежно закреплен от угона.
Оценка состояния пути в тоннелях. Своевременное обнаружение и распознание причин возникновения дефектов в рельсах является важнейшей обязанностью эксплуатационного персонала. Оценку текущего состояния пути в тоннелях, как и на открытых участках дороги, производят поданным записи параметров рельсовой колеи вагоном-путеизмерителем и результатам натурного осмотра пути.
Аппаратура путеизмерительного вагона фиксирует отклонение от норм содержания рельсовой колеи по уровню и шаблону, вертикальным и горизонтальным толчкам, перекосам, просадкам и нарушениям рихтовки. Натурным осмотром определяют внешнее состояние пути: наличие негодных шпал, скреплений, недостатки балластной призмы, выплески, загрязненность рельсов и др. Фиксируемые путеизмерительным вагоном отступления от норм содержания пути, выходящие за пределы установленного допуска, оценивают штрафными баллами в зависимости от степени неисправности.
Числовые значения штрафных баллов для открытых участков дороги приводятся в утвержденных нормах оценки пути по показаниям путеизмерительных вагонов. С целью усиления внимания к содержанию пути в пределах тоннелей и на подходах к ним, а также на изолирующих стыках баллы по всем видам неисправностей удваивают. Протяжение подходов принимают: для тоннелей длиной до 100 м — по 200 м. более 100 м — по 500 м в каждую сторону. Состояние пути оценивают в зависимости от установленной скорости движения поездов. Чем ниже скорости движения, тем больше допуски по состоянию колеи.
Путь считают отличным, если по показаниям записи на ленте путеизмерительного вагона сумма баллов на 1 км длины тоннеля (с учетом подходов) находится в пределах от 0 до 40, хорошим — при 40...150, удовлетворительным, если сумма баллов при всех типах рельсов и при любим балласте не превышает 500, и неудовлетворительным при оценке более 500 баллов. Наряду с этим путь может быть признан отличным, хорошим или удовлетворительным лишь при отсутствии остродефектных рельсов, негодных стыковых скреплений, гнилых шпал и серьезных нарушений рихтовки, а также при надлежащем закреплении ею от угона и удовлетворительном содержании балластной призмы. С учетом высоких требований, предъявляемых к содержанию пути в тоннелях, ею качество следует проверять путеизмерительным вагоном и визуально не реже одною раза в месяц. Результаты проверки оформляют актом формы ПУ-24, а общую оценку состояния пути заносят в «Тоннельную книгу».
Путевые и указательные знаки. Для ориентирования путевых бригад, обслуживающих тоннель, и машинистов локомотивов устанавливают путевые и сигнальные знаки и указатели. Из-за стесненности габарита эти знаки обычно надписывают черной краской на белом фоне на стенах тоннели или оформляют в виде навесных эмалированных табличек.
В тоннелях устанавливают следующие постоянные путевые и сигнальные знаки и указатели: километровые, пикетные, начала, середины и конца кривых, порядковой нумерации колец, уклонно-указательные, предупредительные для машинистов о подаче свистка, начала толкания, конца толкания, отключения и включения тока, стрелы-указатели ближайших ниш, камер и кнопок включения заградительной сигнализации. Вид путевых и сигнальных знаков с указанием места их установки представлен на рис. 4.10.
Содержание пути в железнодорожных тоннелях