Асваенне новых народнагаспадарчых комплексаў выклікае неабходнасць будаваць і эксплуатаваць новыя жалезныя дарогі ў раёнах, блізкіх па прыродным умовам да зоны БАМа. Таму тыя рашэнні, якія прымаюцца на гэтай магістралі, могуць быць пры адпаведнай карэктыроўцы выкарыстаны і на аналагічных лініях.

Кліматычныя, тапаграфічныя, гідрагеалагічныя асаблівасці і прымяняюцца інжынерныя рашэнні на БАМе

Клімат у раёне трасы БАМа рэзка кантынентальны. Улетку тэмпература падымаецца да +35 'З, зімой дасягае - 55 - 60 'С. Сярэднямесячная тэмпература студзеня даходзіць да -32 'С. Марозны перыяд пачынаецца ў першай дэкадзе кастрычніка і заканчваецца ў другой дэкадзе красавіка. Зімы, як правіла, малоснежной, толькі на перавалах горных хрыбтоў, якія перасякае магістраль, снегу адкладаецца даволі шмат. Большасць ападкаў выпадае летам. Таму паводкі на рэках праходзяць у ліпені - жніўні.

Такія кліматычныя ўмовы шмат у чым вызначаюць рашэнні, прынятыя пры будаўніцтве БАМа. Так, напрыклад, на лініі выкладзеныя тэрмічнаму ўмацавання рэйкі даўжынёй 25 м. Для таго, каб ва ўмовах вялікай амплітуды ваганні тэмпературы не вырабляць сезонную рэгуляванне зазораў, для злучэння такіх рэек неабходныя шестидырные накладкі і высокатрывалыя балты. Ізалявальныя стыкі мэтазгодна ўсталёўваць клееболтовые, а замацаванне шляху ажыццяўляць па узмоцненай схеме.

Байкала-Амурская магістраль праходзіць у складаных тапаграфічных умовах, сярод горных хрыбтоў, на прижимах да рэк, што прымусіла ўкладваць лінію з стромкімі ўхіламі, крывымі малога радыусу, вялікім лікам штучных збудаванняў.

Горныя хрыбты маюць шмат асыпкамі і курумами. Курумы - гэта хаатычны нагрувашчванне на схілах гор буйных абломкаў скальных парод, асобных груд і камянёў. Курумы паступова спаўзаюць ўніз або часова спыняюцца ў стане няўстойлівага раўнавагі. Калі на курумах ўзвесці насып або падрэзаць іх выманнем, хуткасць спаўзання ўзрастае, аж да катастрафічных зрушэнняў. Таму аддаюць перавагу пракладваць лінію ў абыход курумов.

Летнія праліўныя дажджы могуць выклікаць селевыя патокі. Некаторыя раёны горных хрыбтоў лавиноопасны. Пагроза ўзнікнення лавін і селяў ўзрастае пры засваенні краю. Высечка лясоў, знішчэнне травянога покрыва і моху без правядзення укрепительных мерапрыемстваў могуць выклікаць эрозію глебы і, такім чынам, адукацыя яраў, сплывов, селяў, лавін. У такіх выпадках лінію будуюць не на схілах з магчымым адукацыяй лавін, а на бяспечных участках або выконваюць вялікія работы па абароне шляху ад лавін. Для прадухілення лавін высаджваюць дрэвы на лавиноопасном схіле. Для абароны шляху ад лавін ўжываюць: лавиноотбойные збудаванні (дамбы, сцены, равы), якія спыняюць лавіны або адводзяць іх у боку, іх уладкоўваюць у тым месцы, дзе лавіны ўжо губляюць сваю хуткасць; лавинонаправляющие збудаванні, якія размяшчаюць пад вострым кутом да кірунку руху лавін, каб накіраваць іх да збудаванняў, якія абараняюць шлях (напрыклад, да галерэях); лавинотормозящие збудаванні, якія ўладжвалі для таго, каб падзяліць лавіну на больш дробныя патокі, якія не маюць вялікі сілы, змяніць іх кірунак і ў канчатковым выніку знізіць хуткасць лавіны; лавинопропускные збудаванні - галерэі для пропуску лавін над шляхам, эстакады для пропуску лавін пад шляхам.

Халодны клімат, малоснежной зімы, наяўнасць расліннага покрыва ў выглядзе моху спрыяюць глыбокага прамярзання і захаванню многолетнемерзлых тоўшчаў грунта або вечнай мерзлаты. Глыбіня прамярзання можа быць розная - ад некалькіх метраў да дзясяткаў і нават сотняў метраў.

Верхні пласт грунта, оттаивающий летам і які дае жыццё расліннасці, называецца дзейным пластом. Калі тэмпература грунту на ніжняй мяжы дзейнага пласта складае - 0,1 - 1,5 'З, то такая мерзлата называецца высокатэмпературнай. Калі гэтая тэмпература ніжэй - 1,5 'З, то такая мерзлата называецца нізкатэмпературнай.

У раёнах распаўсюджвання вечнай мерзлаты сустракаюцца падземныя льды, термокарст, сильнольдистые грунты, мары, пучэня. Падземныя льды размяшчаюцца лінзамі таўшчынёй 5 м і больш. Сильнольдистые грунты маюць льдистость ад 40 да 70 %, магутнасць такіх пластоў дасягае 3 - 5 м, а ў асобных месцах - 10 м. Пры станоўчых тэмпературах магчыма працягу грунту, калі гэтыя пласты размяшчаюцца на схіле. Термокарст утвараецца пры парушэнні тэмпературнага рэжыму грунту з раставаннем падземнага лёду або адтаваннем сильнольдистых грунтоў. Пры гэтым ўзнікаюць правалы, возера, западины. Парушэнне тэмпературнага рэжыму часцей за ўсё адбываецца пры парушэнні мохового і расліннага покрыва і пры ўзвядзенні збудаванні, які ўцяпляе грунт.

Мары - гэта балоты з вечномерзлым падставай, якія ўяўляюць сабой сильнольдистый грунт, а часам пахаваны лёд. Глыбіня сезоннага адтавання гэтага падставы нязначная. Мары пакрытыя мохам, зрэдку на іх сустракаюцца асобныя лістоўніцы, карлікавыя бярозы, багун. Парушэнне мохового покрыва марэй вядзе да інтэнсіўнага протаиванию падставы балот. Такое протаивание прыводзіць да ссядання землянога палатна або да адукацыі ўздоўж яго падоўжных ложбин, у якіх застойваецца вада, што спрыяе далейшаму протаиванию падставы і новаму ссядання землянога палатна.

Пучэня грунтоў адбываецца пры прамярзанні дзейнага пласта. Ўзняцце грунту пры пучэня, магчыма, ад некалькіх міліметраў да 30 - 40 гл.

БАМ збудаваны, кіруючыся двума прынцыпамі: з захаваннем вечнай мерзлаты часцей за ўсё на участках, дзе мерзлата размяшчаецца суцэльнымі масівамі і мае нізкую тэмпературу; з улікам дэградацыі вечнай мерзлаты, калі траса праходзіць у раёнах астраўной, маламагутнай і высокатэмпературнай мерзлаты, захаваць якую ў гэтых умовах цяжка. Путейцам трэба ведаць, які з гэтых прынцыпаў ужыты на абслугоўваецца імі участку, пастаянна сачыць за будынкамі, якія пабудаваныя ў сувязі з выбарам гэтых прынцыпаў для забеспячэння ўстойлівасці збудаванні і захавання тэмпературнага рэжыму грунтоў.

У скальных, дрэнажавальныя (жвірова-галечных і пяшчаных), не насычаных лёдам грунтах у зоне вечнай мерзлаты ладзяць земляное палатно тыпавой канструкцыі, ва ўсіх астатніх выпадках - па індывідуальных праектах.

Пры ўзвядзенні землянога палатна ўлічваюць ўляганне, якую будуць даваць вечномерзлые грунты падставы пры іх адтаванні. Па прыкметах просадочности грунты дзеляцца на пяць груп: 1 - грунты непросадочные пры адтаванні; 2 - малопросадочные грунты, якія даюць пры адтаванні ўляганне не больш за 10 % магутнасці оттаивающего пласта; 3 - просадочные грунты, асадка якіх ад 10 да 40 %; 4 - моцна просадочные грунты з уляганнем больш за 40%; 4-б - грунты з уключэннем слаёў лёду таўшчынёй больш за 10 см.

Ападкі адбываюцца як у перыяд будаўніцтва, так і пры эксплуатацыі чыгункі. Асабліва рэзка яны выяўляюцца на участках высокатэмпературнай вечнай мерзлаты. Павышэнне тэмпературы адбываецца перш за ўсё за кошт ліквідацыі на трасе лесу і хмызняку. Паколькі захавання вечнай мерзлаты спрыяе торфомоховой покрыва, які мае нізкую цеплаправоднасць і вялікую вільгацяёмістасць, то выдаленне моху можа прывесці да протаиванию вечномерзлого грунту за 12 - 16 гадоў на глыбіню да 10 м з адукацыяй термокарстов. Таму варта прымаць усе меры да захавання торфомохового покрыва не толькі пад насыпам, але і паблізу яе як у перыяд будаўніцтва, так і пры эксплуатацыі.

Велічыня протаивания грунту падставы шмат у чым залежыць ад вышыні насыпы і матэрыялу, з якога яна збудавана. Напрыклад, пад насыпамі вышынёй 2,5 м верхняя мяжа вечнай мерзлаты змяняецца неістотна, а пры вышыні насыпу больш за 6 м адбываецца значная дэградацыя вечнай мерзлаты, прычым гэта з'ява доўжыцца працяглы час. Пры вышыні насыпу 4 - 5 м, збудаванай з крупнообломочных парод, верхняя мяжа вечнай мерзлаты не паніжаецца, а падымаецца да падэшве насыпы і нават можа ўвайсці ў яе цела.

Перыяд, калі адбудзецца максімальнае протаивание і ўсталюецца пастаянны тэмпературны рэжым, розны. Так, для насыпы, складзенай з дрэнажавальныя грунтоў, вышынёй 4 - 5 м гэты перыяд доўжыцца 5 - 6 гадоў, вышынёй больш за 4 м з скальных парод - 2 - 3 гады, вышынёй больш за 6 м з дрэнажавальныя грунтоў - нават 25 - 35 гадоў.

Прынята лічыць, што 50% разліковай ападкі падставы завяршаецца ў перыяд будаўніцтва, 25% - у перыяд часовай эксплуатацыі і 25% - падчас пастаяннай эксплуатацыі. Таму пры ўзвядзенні насыпу вышыня яе прымаецца з улікам запасу на велічыню, роўную 50% разліковай чаканай ападкі, а для таго, каб пасля можна было вырабляць подъемку пуці на баласт, прадугледжваецца пашырэнне асноўнай пляцоўкі.

Прасадкі падставы насыпы і дэфармацыі цела насыпы паказаны на мал. 18.1.

Оттаивающие грунты падставы могуць вытыркаюць ў бакі з-пад падэшвы адхонаў. У пазбяганне гэтага з двух бакоў насыпу адсыпаюць бермы (мал. 18.2).

Пры ўзвядзенні землянога палатна на марях выкарыстоўваюць толькі дренирующий або лепш за ўсё скальны грунт. Вышыня насыпы пры гэтым устанаўліваецца не менш за 4 м. Пераважнае час яе ўзвядзення - зіма. Калі зімой пабудаваць насып нельга, то ў цёплы час года яе прыходзіцца адсыпаць з тарца.

Калі траса перасякае ўчасткі з падземнымі льдамі і не ўяўляецца магчымасці абыйсці гэта месца, то насып будуецца з разлікам захавання тэмпературнага рэжыму грунтоў, пры якім не адбудзецца раставання лёду.

Ва ўмовах вечнай мерзлаты пераважней насыпы, так як у выемках ўскладняецца захаванне вечнай мерзлаты.

Пры будынку выемкі ў просадочных грунтах замяняюць такія грунты дренирующими ніжэй асноўнай пляцоўкі землянога палатна, а на адхонах ўкладваюць пласт моху або торфу для захавання вечнай мерзлаты (мал. 18.3). Калі паблізу будаўніцтва маецца скальны грунт, то замест дренирующего грунта ўжываюць скальны, які выкарыстоўваецца і для ўмацавання адхонаў выемкі (рыс. 18.4).

Вада, з'яўляючыся добрым правадыром цяпла, выклікае дэградацыю вечнай мерзлаты. Таму водаадводы майструюць яшчэ да пачатку асноўных земляных работ. Нагорные канавы, кюветы і іншыя водаадводы ўмацоўваюць. Для ўмацавання непрыдатныя малагабарытныя (0,5 х 0,5 м) жалезабетонныя пліткі. Лепшымі з'яўляюцца паўкруглыя жалезабетонныя латкі.

На трасе БАМа часта сустракаюцца наледзі, якія ўзнікаюць пры замярзанні паверхневых або изливающихся грунтавых вод. Пры гэтым наледзі паступова растуць па таўшчыні і распаўсюджваюцца па схіле. Рачныя наледзі бываюць плошчай да 2000 тыс. м2, аб'ёмам да 3000 тыс. м3. Грунтавыя наледзі дасягаюць плошчы 50 - 70 тыс. м2, вышыні звыш 3 м і аб'ёму звыш 100 тыс. м3.

У якасці противоналедных мерапрыемстваў пры невялікіх аб'ёмах наледзі могуць прымяняцца ўтрымлівальныя земляныя валы. Часта для пропуску наледзі прадугледжваюць павелічэнне адтуліны моста. Магчыма таксама прылада дрэнажу для перахопу грунтавых вод з адводам іх уцепленым калектарам.

У сейсмічных раёнах БАМа пры ўзвядзенні землянога палатна ўлічваюць, што ўздзеянне землятрусаў павялічваецца пры протаивании пад земляным палатном і будынкамі вечнай мерзлаты. Асыпкі, курумы, лавіны, селі і іншыя склоновые працэсы пры землятрусах актывізуюцца. Гэта павінна прымацца пад увагу і пры эксплуатацыі лініі.