Освоєння нових народногосподарських комплексів викликає необхідність будувати і експлуатувати нові залізні дороги в районах, близьких за природними умовами до зони Баму. Тому ті рішення, які приймаються на цій магістралі, можуть бути при відповідному коригуванню використані і на аналогічних лініях.

Кліматичні, топографічні, гідрогеологічні особливості і застосовуються інженерні рішення на Бамі

Клімат в районі траси Баму різко континентальний. Влітку температура піднімається до +35 'З, взимку досягає 55 - 60 'Пн. Середньомісячна температура січня доходить до -32 'Пн. Морозний період починається в першій декаді жовтня і закінчується в другій декаді квітня. Зими, як правило, малосніжні, тільки на перевалах гірських хребтів, які перетинає магістраль, снігу відкладається досить багато. Більшість опадів випадає влітку. Тому паводки на річках проходять в липні - серпні.

Такі кліматичні умови багато в чому визначають рішення, прийняті при будівництві Баму. Так, наприклад, на лінії покладені термічно зміцнені рейки довжиною 25 м. Для того щоб в умовах великої амплітуди коливання температури не проводити сезонну регулювання зазорів, для з'єднання таких рейок необхідні шестидырные накладки і високоміцні болти. Ізолюючі стики доцільно встановлювати клееболтовые, а закріплення шляху здійснювати за посиленою схемою.

Байкало-Амурська магістраль проходить в складних топографічних умовах, серед гірських хребтів, на прижимах до річок, що змусило укладати лінію з крутими схилами, криві малого радіуса, великою кількістю штучних споруд.

Гірські хребти рясніють осипами і курумами. Курумы - це хаотичне нагромадження на схилах гір великих уламків скельних порід, окремих брил та каміння. Курумы поступово сповзають вниз або тимчасово зупиняються в стані нестійкої рівноваги. Якщо на курумах звести насип або підрізати їх виїмкою, швидкість сповзання зростає, аж до катастрофічних зсувів. Тому краще прокладати лінію в обхід курумов.

Літні зливові дощі можуть викликати селеві потоки. Деякі райони гірських хребтів лавиноопасны. Загроза виникнення лавин і селів зростає при освоєнні краю. Вирубування лісів, знищення трав'яного покриву і моху без проведення укріплювальних заходів можуть викликати ерозію ґрунту і, отже, утворення ярів, сплывов, селів, лавин. У таких випадках лінію будують не на схилах з можливим утворенням лавин, а на безпечних ділянках або виконують великі роботи по захисту від лавин. Для запобігання лавин висаджують дерева на лавиноопасном схилі.Для захисту від лавин застосовують: лавиноотбойные споруди (дамби, стіни, рови), які зупиняють лавини або відводять їх в сторони, їх влаштовують у тому місці, де лавини вже втрачають свою швидкість; лавинонаправляющие споруди, які розташовують під гострим кутом до напрямку руху лавин, щоб направити їх до споруд, що захищає шлях (наприклад, до галерей); лавинотормозящие споруди, що влаштовуються для того, щоб розділити лавину на більш дрібні потоки, не мають великої сили, змінити їх напрямок і в кінцевому підсумку знизити швидкість лавини;лавинопропускные споруди - галереї для пропуску лавин над шляхом, естакади для пропуску лавин під шляхом.

Холодний клімат, малосніжні зими, наявність рослинного покриву у вигляді моху сприяють глибокому промерзанню і збереженню багаторічномерзлих товщ грунту або вічної мерзлоти. Глибина промерзання може бути різна - від декількох метрів до десятків і навіть сотень метрів.

Верхній шар грунту, оттаивающий влітку і дає життя рослинності, називається діяльним шаром. Якщо температура ґрунту на нижній межі діяльного шару становить - 0,1 - 1,5 'С, то така мерзлота називається високотемпературної. Якщо ця температура нижче - 1,5 'С, то така мерзлота називається низькотемпературної.

В районах поширення вічної мерзлоти зустрічаються підземні льоди, термокарст, сильнольдистые грунти, марі, здимання. Підземні льоди розташовуються лінзами товщиною 5 м і більше. Сильнольдистые грунти мають льдистость від 40 до 70 %, потужність таких шарів досягає 3 - 5 м, а в окремих місцях - 10 м. При позитивних температурах можливо протягом грунту, якщо ці шари розташовуються на схилі. Термокарст утворюється при порушенні температурного режиму грунту з таненням підземного льоду або відтаванням сильнольдистых грунтів. При цьому виникають провали, озера, западини.Порушення температурного режиму частіше всього відбувається при порушенні мохового і рослинного покриву і при зведенні споруди, утеплювального грунт.

Марі - це болота з вечномерзлым підставою, які являють собою сильнольдистый грунт, а іноді похований лід. Глибина сезонного відтавання цього підстави незначна. Марі покриті мохом, зрідка на них зустрічаються окремі модрини, карликові берези, багно.Порушення мохового покриву марей веде до інтенсивного протаиванию підстави боліт. Таке протаивание призводить до осідання земляного полотна або до утворення вздовж нього поздовжніх улоговин, в яких застоюється вода, що сприяє подальшому протаиванию підстави і новому осідання земляного полотна.

Здимання грунтів відбувається при промерзанні діяльного шару. Підняття грунту при обдиманні можливо від кількох міліметрів до 30 - 40 см.

БАМ споруджений, керуючись двома принципами: з збереженням вічної мерзлоти найчастіше на ділянках, де мерзлота розташовується суцільними масивами і має низьку температуру; з урахуванням деградації вічної мерзлоти, якщо траса проходить в районах острівний, малопотужної і високотемпературної мерзлоти, зберегти яку в цих умовах важко.По колії треба знати, який з цих принципів застосований на обслуговуваній ними ділянці, постійно стежити за спорудами, які побудовані у зв'язку з вибором цих принципів для забезпечення стійкості споруди і збереження температурного режиму ґрунтів.

У скельних, дренуючих (гравійно-галькових і піщаних), не насичених кригою грунтах в зоні вічної мерзлоти влаштовують земляне полотно типової конструкції, у всіх інших випадках - за індивідуальними проектами.

При спорудженні земляного полотна враховують осідання, яку будуть давати вечномерзлые грунти підстави при їх відтаванні. За ознаками просідання ґрунти поділяються на п'ять груп: 1 - грунти непросадочные при відтаванні; 2 - малопросадочные ґрунти, що дають при відтаванні осадку не більш 10 % потужності оттаивающего шару; 3 - просадочні грунти, осадка яких від 10 до 40 %; 4 - сильно просідаючі грунти з осадкою більше 40%; 4-б - грунти з включенням шарів льоду товщиною більше 10 див.

Опади відбуваються як у період будівництва, так і при експлуатації залізниці. Особливо різко вони виявляються на ділянках високотемпературної вічної мерзлоти. Підвищення температури відбувається насамперед за рахунок ліквідації на трасі лісу і чагарнику.Оскільки збереження вічної мерзлоти сприяє торфомоховой покрив, що має низьку теплопровідність і велику вологоємкість, то видалення моху може призвести до протаиванию вечномерзлого грунту за 12 - 16 років на глибину до 10 м з утворенням термокарстов.Тому слід вживати всі заходи до збереження торфомохового покриву не тільки під насипом, але і поблизу неї як у період будівництва, так і при експлуатації.

Величина просідання грунту підстави багато в чому залежить від висоти насипу і матеріалу, з якого вона побудована. Наприклад, під насипами заввишки 2,5 м верхня межа вічної мерзлоти змінюється несуттєво, а при висоті насипу більше 6 м відбувається значна деградація вічної мерзлоти, причому це явище триває тривалий час. При висоті насипу 4 - 5 м, зведеної з великоуламкових порід, верхня межа вічної мерзлоти не падає, а піднімається до підошви насипу і навіть може увійти в її тіло.

Період, коли відбудеться максимальне протаивание і встановиться постійний температурний режим, різний. Так, для насипу, складеної з дренуючих ґрунтів, висотою 4 - 5 м цей період триває 5 - 6 років, висотою більше 4 м з скельних порід - 2 - 3 роки, висотою більше 6 м з дренуючих ґрунтів - навіть 25 - 35 років.

Прийнято вважати, що 50% розрахункової опади підстави завершується в період будівництва, 25% - в період тимчасової експлуатації і 25% - під час постійної експлуатації. Тому при зведенні насипу висота її приймається з урахуванням запасу на величину, рівну 50% очікуваної розрахункової опади, а для того, щоб згодом можна було виробляти витягу колії на баласт, передбачається розширення основної площадки.

Осідання основи насипу і деформації тіла насипу показано на рис. 18.1.

Оттаивающие грунти підстави можуть випирати в сторони з-під підошви укосів. Щоб уникнути цього з двох сторін насипу отсыпают берми (рис. 18.2).

При зведенні земляного полотна на марях використовують тільки дренуючий або скельний грунт. Висота насипу при цьому встановлюється не менше 4 м. Переважний час її зведення - зима. Якщо взимку побудувати насип не можна, то в теплу пору року її доводиться відсипати з торця.

Якщо траса перетинає ділянки з підземними льодами і не представляється можливості обійти це місце, то насип споруджується з розрахунком збереження температурного режиму ґрунтів, при якому не станеться танення льоду.

В умовах вічної мерзлоти краще насипу, так як у виїмках ускладнюється збереження вічної мерзлоти.

При спорудженні виїмки в просадних грунтах замінюють такі грунти дренірующіе нижче основної площадки земляного полотна, а на укосах укладають шар моху або торфу для збереження вічної мерзлоти (рис. 18.3). Якщо поблизу будівництва є скельний грунт, то замість дренуючого грунту застосовують скельний, який використовується і. для зміцнення укосів виїмки (рис. 18.4).

Вода, будучи хорошим провідником тепла, викликає деградацію вічної мерзлоти. Тому водовідводи споруджують ще до початку основних земляних робіт. Нагірні канави, кювети та інші водовідводи укріплюють. Для зміцнення непридатні малогабаритні (0,5 х 0,5 м) залізобетонні плитки. Кращими є напівкруглі залізобетонні лотки.

На трасі Баму часто зустрічаються полою, які виникають при замерзанні поверхневих або виливаються ґрунтових вод. При цьому полою поступово зростають по товщині і поширюються по схилу. Річкові льоду бувають площею до 2000 тис. м2, об'ємом до 3000 тис. м3.Грунтові полою досягають площі 50 - 70 тис. м2, висоти понад 3 м і обсягу понад 100 тис. м3.

Як противоналедных заходів при невеликих обсягах полою можуть застосовуватися утримуючі земляні вали. Часто для пропуску льоду передбачають збільшення отвору моста. Можливо також пристрій дренажу для перехоплення ґрунтових вод з відведенням їх утепленим колектором.

В сейсмічних районах Баму при спорудженні земляного полотна враховують, що вплив землетрусів збільшується при протаивании під земляним полотном і спорудами вічної мерзлоти. Осипи, курумы, лавини, сіли та інші схилові процеси при землетрусах активізуються. Це повинно прийматися до уваги і при експлуатації лінії.