Příčné řezy železničních
tratí – širá trať
Pomůcka pro studenty (nejen) K137
ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra železničních staveb
Marek Pýcha
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
1. Úvod
Vážení studenti,
dostává se Vám do ruky pomůcka pro vypracování příčných řezů železničních tratí,
prozatím pouze na širé trati, časem možná rozšířená i o část věnující se stanicím. Při
užívání této pomůcky je třeba mít na paměti dvě věci:
1) Přes veškerou snahu autora i korektorů může (a pravděpodobně bude) tento
text obsahovat chyby. V případě, že tuto chybu objevíte, neváhejte ji prosím
autorovi oznámit buď osobně anebo prostřednictvím emailu.1
2) Text, který držíte v rukou (či si jej prohlížíte na monitoru) si neklade za cíl být
nějakou „absolutní pravdou“, či „biblí příčných řezů železničního stavitelství“.
Je koncipován jen a pouze jako učební pomůcka. Z tohoto prohlášení přímo
plyne, že pouhým prostým obkreslením obrázků z tohoto textu nelze splnit
úlohy, které Vám budou zadány během výuky kolejových staveb na katedře
137. Vaším úkolem v úlohách příčných řezů je použít typizované postupy
železničního stavitelství a správně je aplikovat (tj. umístit je vhodně ke
konkrétní situaci a v detailech je pozměnit) tak, aby výsledný příčný řez
splňoval všechny požadavky na únosnost, stabilitu, odolnost proti erozi,
klimatickým podmínkám apod., snadnou proveditelnost, požadavky
ekonomické a další, které na něj kladou současné platné normové předpisy.
Přizpůsobení jednotlivých typizovaných postupů (např. správná volba typu
příkopu, konkrétní stanovení sklonů a jištění svahů zářezu, ochrana náspu
proti promrzání atd.) musí být vždy důkladně promyšleno a v tom je úloha
projektanta (či budoucích projektantů, jak je tomu ve Vašem případě)
nenahraditelná.
Mějte tedy vždy na paměti přátelskou radu, že úkoly ze železničních staveb máte
vypracovávat s touto pomůckou, nikoli pouze podle ní.
1
Marek Pýcha, kancelář TH:B-617a, email: [email protected]
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
1/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obsah
1. Úvod .................................................................................................................... 1 2. Seznam obrázků ................................................................................................. 4 3. Základní názvosloví ............................................................................................. 6 4. Kolejové lože ....................................................................................................... 6 4.1. Kolejové lože při užití stykované koleje ......................................................... 7 4.2. Kolejové lože při užití bezstykové koleje ....................................................... 8 5. Pláň tělesa železničního spodku ......................................................................... 8 5.1. Pláň tělesa železničního spodku na jednokolejné trati .................................. 9 5.2. Pláň tělesa železničního spodku na dvoukolejné trati ................................. 10 6. Těleso železničního spodku .............................................................................. 12 6.1. Požadavky na těleso železničního spodku .................................................. 12 6.2. Typy pražcového podloží ............................................................................. 14 6.2.1. Konstrukce pražcového podloží typ 1 ................................................... 14 6.2.2. Konstrukce pražcového podloží typ 2 ................................................... 14 6.2.3. Konstrukce pražcového podloží typ 3 ................................................... 16 6.2.4. Konstrukce pražcového podloží typ 4 ................................................... 17 6.2.5. Konstrukce pražcového podloží typ 5 ................................................... 18 6.2.6. Konstrukce pražcového podloží typ 6 ................................................... 20 6.3. Sklony svahů náspu a zářezu ...................................................................... 22 6.4. Zářez ........................................................................................................... 24 6.4.1. Zářez v zeminách.................................................................................. 24 6.4.2. Zářez v horninách nezvětrávajících ...................................................... 25 6.4.3. Zářez v horninách snadno zvětrávajících .............................................. 26 6.5. Násep .......................................................................................................... 27 6.5.1. Těleso náspu ze zemin nesoudržných (propustných, nenamrzavých) .. 28 6.5.2. Těleso náspu ze zemin soudržných (nepropustných, namrzavých) ...... 28 6.5.3. Násep na svahu vysokých sklonů ......................................................... 29 6.6. Konsolidační vrstva ..................................................................................... 30 6.6.1. Konsolidační vrstva zlepšující únosnost ............................................... 31 6.6.2. Konsolidační vrstva s drenážní funkcí ................................................... 32 6.6.3. Důležitá poznámka ke konsolidační vrstvě ........................................... 33 6.7. Vliv zemního tělesa na okolní krajinu – zásah do přirozeného vodního režimu
krajiny (vodonosná vrstva) .................................................................................... 33 6.8. Ochrana svahů tělesa železničního spodku proti erozi................................ 35 6.8.1. Vegetační ochrana ................................................................................ 35 Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
2/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
6.8.2. Technická ochrana................................................................................ 39 6.8.3. Kombinovaná ochrana .......................................................................... 39 7. Odvodnění ......................................................................................................... 40 7.1. Otevřená odvodňovací zařízení ................................................................... 40 7.1.1. Příkopy .................................................................................................. 40 7.1.2. Zpevněný příkop v horninách ................................................................ 43 7.1.3. Náhorní příkop ...................................................................................... 43 7.1.4. Příkopové žlaby .................................................................................... 44 7.1.5. Ostatní otevřená odvodňovací zařízení ................................................ 44 7.1.6. Tvary a rozměry prefabrikovaných (betonových) prvků pro železniční
stavitelství.......................................................................................................... 44 7.2. Krytá odvodňovací zařízení ......................................................................... 45 7.2.1. Drenáž (dříve trativod) .......................................................................... 45 7.2.2. Odvodňovací žebro ............................................................................... 47 7.2.3. Ostatní krytá odvodňovací zařízení....................................................... 48 8. Stavby železničního spodku .............................................................................. 48 8.1. Stěny se statickou funkcí ............................................................................. 48 8.2. Stěny s ochrannou funkcí ............................................................................ 51 9. Geosyntetika ..................................................................................................... 52 9.1. Druhy geosyntetik ........................................................................................ 52 9.2. Funkce geosyntetik...................................................................................... 53 9.3. Přehled a značení geosyntetik .................................................................... 54 10. Prostorové nároky projíždějících vozidel ........................................................ 55 10.1. Průjezdné průřezy .................................................................................... 55 10.1.1. Průjezdný průřez Z-GC ...................................................................... 56 10.1.2. Průjezdný průřez Z-GČD ................................................................... 57 10.1.3. Nástavec průjezdných průřezů na elektrizovaných tratích ................. 58 10.1.4. Rozšíření průjezdných průřezů v obloucích malých poloměrů........... 58 10.2. Volný schůdný a manipulační prostor ...................................................... 59 11. Poznámka na závěr ........................................................................................ 60 12. Literatura......................................................................................................... 60 Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
3/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
2. Seznam obrázků
Obr. 1 - Hlavní části železničního tělesa..................................................................... 6 Obr. 2 - Hlavní části tělesa železničního spodku ........................................................ 6 Obr. 3 - Kolejové lože stykované koleje v přímé ......................................................... 7 Obr. 4 - Kolejové lože stykované koleje v oblouku ..................................................... 7 Obr. 5 - Kolejové lože bezstykové koleje v oblouku o poloměru R ≥ 600m ................ 8 Obr. 6 - Kolejové lože stykované koleje v oblouku o poloměrech menších než 600 m8 Obr. 7 - Pláň vodorovná, kolej bez převýšení ............................................................. 9 Obr. 8 - Pláň vodorovná, kolej s převýšením .............................................................. 9 Obr. 9 - Pláň jednostranně skloněná, kolej s převýšením ......................................... 10 Obr. 10 - Pláň oboustranně skloněná, kolej bez převýšení ...................................... 10 Obr. 11 - Pláň vodorovná, kolej bez převýšení ......................................................... 10 Obr. 12 - Pláň vodorovná, kolej s převýšením .......................................................... 11 Obr. 13 - Pláň skloněná, kolej bez převýšení ........................................................... 11 Obr. 14 - Pláň skloněná, kolej s převýšením ............................................................ 11 Obr. 15 - Pražcové podloží typ 1 .............................................................................. 14 Obr. 16 - Typ 2, pláň tělesa žel. spodku vodorovná, zemní pláň oboustranně
skloněná ................................................................................................................... 15 Obr. 17 - Typ 2, pláň tělesa žel. spodku skloněná a zemní pláň v oboustranném
sklonu ....................................................................................................................... 15 Obr. 18 - Typ 2, pláň tělesa žel. spodku vodorovná, zemní pláň v jednostranném
sklonu přes celou šířku tělesa železničního spodku ................................................. 15 Obr. 19 - Typ 2, pláň tělesa žel. spodku vodorovná, zemní pláň jednostranně
skloněná pouze na části spodku ............................................................................... 16 Obr. 20 - Typ 2, pláň tělesa žel. spodku vodorovná, zemní pláň jednostranně
skloněná odvodněná podélnou drenáží .................................................................... 16 Obr. 21 - Typ 3, zemní pláň oboustranně skloněná .................................................. 17 Obr. 22 - Typ 3, zemní pláň jednostranně skloněná ................................................. 17 Obr. 23 - Konstrukce pražcového podloží typ 4 ........................................................ 18 Obr. 24 - Konstrukce pražcového podloží typ 5 na zvětrávajících horninách ........... 19 Obr. 25 - Konstrukce pražcového podloží typ 5 na nezvětrávajících horninách ....... 20 Obr. 26 - Typ 6, zvětšení únosnosti zemní pláně pomocí vrstvy zlepšené zeminy
zřizované zemní frézou............................................................................................. 21 Obr. 27 - Typ 6, stabilizace z dovezeného materiálu ................................................ 22 Obr. 28 - Odstupňování sklonů svahu v náspu ......................................................... 24 Obr. 29 - Odstupňování sklonů svahu v zářezu ........................................................ 24 Obr. 30 - Příklad řešení zářezu................................................................................. 25 Obr. 31 - Porovnání plochy výkopu pro různé varianty řešení odvodnění ................ 25 Obr. 32 - Příklad řešení zářezu v horninách nezvětrávajících .................................. 26 Obr. 33 - Příklad řešení zářezu v horninách zvětrávajících ...................................... 27 Obr. 34 - Příklad náspu z nesoudržných zemin na podloží příznivých vlastností ..... 28 Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
4/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 35 - Příklad náspu s jádrem ze soudržných zemin na podloží příznivých
vlastností .................................................................................................................. 29 Obr. 36 - Základní rozměry svahových stupňů ......................................................... 30 Obr. 37 - Konsolidační vrstva zlepšující únosnost podloží a) násep z nesoudržných
zemin, b) jádro náspu ze soudržných zemin............................................................. 32 Obr. 38 - Konsolidační vrstva s drenážní funkcí a) násep z nesoudržné zeminy, b)
jádro náspu ze soudržné zeminy .............................................................................. 33 Obr. 39 - Příklad odvodnění vodonosné vrstvy u zářezu .......................................... 35 Obr. 40 - Vegetační ochrana na svazích zářezu a) příkop nezpevněný, b) příkop
zpevněný .................................................................................................................. 38 Obr. 41 - Vegetační ochrana na svazích náspu a) pražcové podloží bez konstrukční
vrstvy, b) pražcové podloží s konstrukční vrstvou .................................................... 38 Obr. 42 - Ochrana svahu náspu před účinkem proudící vody záhozem z lomového
kamene ..................................................................................................................... 39 Obr. 43 - Ochrana svahů travními rohožemi a) zářez, b) násep ............................... 40 Obr. 44 - Základní rozměry zpevněných příkopů a) hloubka příkopu od pláně tělesa
železničního spodku, b) hloubka příkopu od zemní pláně (a) i b) musí být splněny
zároveň).................................................................................................................... 42 Obr. 45 - Základní rozměry nezpevněných příkopů a) hloubka příkopu od pláně
tělesa železničního spodku, b) hloubka příkopu od zemní pláně (a) i b) musí být
splněny zároveň) ...................................................................................................... 42 Obr. 46 - Umístění příkopů u paty náspu a) zpevněný příkop, b) nezpevněný příkop
................................................................................................................................. 43 Obr. 47 – Zpevněný příkop v horninách ................................................................... 43 Obr. 48 - Příklad odvodnění pomocí příkopového žlabu ........................................... 44 Obr. 49 – Standardní rozměry některých základních prefabrikovaných odvodňovacích
prvků. ........................................................................................................................ 45 Obr. 50 - Způsoby provedení drenáží a) prostá drenáž, b) drenáž se zásypem
obaleným geotextilie, c) drenáž s rýhou vyloženou geotextilií .................................. 46 Obr. 51 - Monolitická opěrná stěna (a) a monolitická zárubní stěna (b) ................... 49 Obr. 52 - Zárubní gabionová stěna ........................................................................... 50 Obr. 53 - Opěrná stěna z gabionových košů s tahovými sítěmi pro stabilizaci vyšších
konstrukcí ................................................................................................................. 51 Obr. 54 - Ochranná stěna ze stříkaného betonu....................................................... 51 Obr. 55 - Značení geosyntetik ve stavebních výkresech .......................................... 54 Obr. 56 - Průjezdný průřez Z-GC.............................................................................. 56 Obr. 57 - Průjezdný průřez Z-GČD ........................................................................... 57 Obr. 58 - Nástavec průjezdných profilů pro elektrizované tratě ................................ 58 Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
5/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
3. Základní názvosloví
Základní názvosloví je zřejmé z Obr. 1 a Obr. 2.
Obr. 1 - Hlavní části železničního tělesa
Obr. 2 - Hlavní části tělesa železničního spodku
4. Kolejové lože
Kolejové lože se vyznačuje svojí šířkou, tloušťkou, sklonem svých svahů, frakcí
použitého kameniva a tvarem.




Sklon svahů kolejového lože je vždy 1:1,25.
Tloušťka kolejového lože t se měří ve svislici mezi ložnou plochou pražce pod
nepřevýšenou kolejnicí a plání tělesa železničního spodku. Minimální tloušťka
kolejového lože udává Tab. 1.
Kolejové lože je tvořeno kamenivem předepsaných vlastností frakce 32,5/63.
Materiálem kolejového lože je drcené kamenivo předepsaných vlastností.
Mějte na paměti, že kamenivo do kolejového lože není totéž co štěrk. Na
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
6/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
rozdíl od „obyčejného“ štěrku frakce 32,5/63 musí materiál kolejového lože
splnit ještě další požadavky, které jsou přesně definované v předpisu [1].
Druh dráhy
celostátní a
regionální
Druh kolejí
Druh pražců
Tloušťka
kolejového lože
t
[mm]
traťové
hlavní staniční
předjízdné
beton
350
dřevo
300
beton
250
dřevo
200
beton
250
dřevo
200
ocel
350
ocel Y
300
ostatní staniční
vlečky
všechny
celostátní,
regionální,
vlečky
všechny
Tab. 1 - Minimální tloušťka kolejového lože dle druhu dráhy, druhu kolejí a druhu použitých pražců
4.1.
Kolejové lože při užití stykované koleje
Šířku a tvar kolejového lože pro stykovanou kolej lze vyčíst z Obr. 3 a Obr. 4.
Obr. 3 - Kolejové lože stykované koleje v přímé
Obr. 4 - Kolejové lože stykované koleje v oblouku
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
7/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
4.2.
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Kolejové lože při užití bezstykové koleje
Šířka a tvar kolejového lože u bezstykové kolej v přímé jsou shodné s kolejí
stykovanou a jsou zobrazeni na Obr. 3.
U bezstykové koleje v oblouku o poloměru R ≥ 600 m pokračuje kolejové lože na
vnější straně ve sklonu daném převýšením až do požadované vzdálenosti 1700 mm
od osy koleje, jak je patrno na Obr. 5.
Obr. 5 - Kolejové lože bezstykové koleje v oblouku o poloměru R ≥ 600m
U bezstykové koleje v oblouku o poloměru 600 m > R ≥ 500 m pokračuje kolejové
lože na vnější straně ve sklonu daném převýšením a navíc dochází k rozšíření
kolejového lože na vnější straně o 50 mm (na Obr. 6 plnou čarou).
U bezstykové koleje v oblouku o poloměru R < 500 m se na vnější straně
rozšiřuje šířka kolejového lože o 50 mm a navíc dochází k jeho nadvýšení o 100 mm
(na Obr. 6 čárkovanou čarou).
Obr. 6 - Kolejové lože stykované koleje v oblouku o poloměrech menších než 600 m
5. Pláň tělesa železničního spodku
Tvar pláně tělesa železničního spodku je určen svou šířkou, sklonem a obecně i
typem pražcového podloží (např. pro typ 1 splyne pláň tělesa železničního spodku se
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
8/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
zemní plání, viz dále) a místem na trati, kde je pláň tělesa železničního spodku
zřízena (např. širá trať na jednokolejné / dvojkolejné trati, stanice, atd.).
5.1.
Pláň tělesa železničního spodku na jednokolejné trati
Vodorovná pláň tělesa železničního spodku pro kolej bez převýšení má šířku
3 000 mm od osy, jak je vidět na Obr. 7.
Obr. 7 - Pláň vodorovná, kolej bez převýšení
Vodorovná pláň tělesa železničního spodku pro kolej s převýšením se rozšiřuje na
vnější straně dle převýšení koleje (D) v místě řezu a to:


pro 20 mm ≤ D ≤ 79 mm na šířku 3 100 mm od osy koleje,
pro 80 mm ≤ D ≤ 150 mm na šířku 3 200 mm od osy koleje.
Příklad takového uspořádání lze nalézt na Obr. 8.
Obr. 8 - Pláň vodorovná, kolej s převýšením
Skloněná pláň tělesa železničního spodku je (až na naprosté výjimky) ukloněna ve
sklonu 5%. Její šířka je vždy 3 100 m nezávisle na tom, je-li na ní vedena kolej
s anebo bez převýšení. Z hlediska směru úklonu rozlišujeme pláň jednostranně
skloněnou (Obr. 9) a oboustranně skloněnou (Obr. 10). Jednostranně skloněnou pláň
tělesa železničního spodku s výhodou použijeme, pokud je kolej v místě řezu
převýšena. Směr sklonu pláně navrhujeme shodně s převýšením tak, aby došlo
k úspoře materiálu kolejového lože a případně i k úspoře materiálu konstrukční vrstvy
(viz části 6.2.2, 6.2.3 a 6.2.6). Příklad správně ukloněné pláně je na Obr. 9.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
9/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 9 - Pláň jednostranně skloněná, kolej s převýšením
Obr. 10 - Pláň oboustranně skloněná, kolej bez převýšení
Vodorovná pláň tělesa železničního spodku se jednodušeji zřizuje, ovšem není zcela
zajištěno odtékání srážkové vody. Proto se toto řešení doporučuje jen tehdy, pokud
těleso železničního spodku má velmi dobré vlastnosti z hlediska vodního režimu
(zemina velmi dobře propustná, silně odolná vůči namrzání). Pokud těleso
železničního spodku tyto vlastnosti nemá nebo o nich máme jakékoli pochybnosti,
navrhujeme z hlediska odtoku srážkové vody bezpečnější pláň skloněnou.
5.2.
Pláň tělesa železničního spodku na dvoukolejné trati
Šířka pláně tělesa železničního spodku na dvojkolejné (a vícekolejné) trati je určena
jako součet osových vzdáleností jednotlivých kolejí (na širé trati normálního rozchodu
obvykle 4 000 mm) a šířky krajních polí (krajním polem je v tomto textu myšlena
vzdálenosti hrany pláně tělesa železničního spodku od osy krajní koleje).
Pro vodorovnou pláň tělesa železničního spodku a kolej bez převýšení je šířka
krajního pole 3 000 mm (viz Obr. 11).
Obr. 11 - Pláň vodorovná, kolej bez převýšení
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
10/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Pro vodorovnou pláň tělesa železničního spodku a kolej s převýšením se rozšiřuje
vnější krajní pole v závislosti na převýšení (viz Obr. 12) takto:


pro 20 mm ≤ D ≤ 79 mm na hodnotu 3 100 mm,
pro 80 mm ≤ D ≤ 150 mm na hodnotu 3 200 mm.
Obr. 12 - Pláň vodorovná, kolej s převýšením
U skloněné pláně tělesa železničního spodku a koleje bez převýšení je šířka
krajního pole 3 200 mm (Obr. 13). Pláň je stejně jako u jednokolejné trati ukloněna
(až na naprosté výjimky) ve sklonu 5%.
Obr. 13 - Pláň skloněná, kolej bez převýšení
Je-li pláň tělesa železničního spodku skloněná a kolej v daném místě převýšená,
rozšiřuje se vnější pole podle převýšení o 100 mm, resp. o 200 mm. Způsob je
znázorněn na Obr. 14. Na témže obrázku je také naznačeno místo, kde může
docházet k problémům s maximální tloušťkou kolejového lože (viz část 4). Z obrázku
lze také vyčíst, jakým způsobem je realizováno kolejové lože mezi kolejemi na
vícekolejné trati.
Obr. 14 - Pláň skloněná, kolej s převýšením
Jednostranně skloněnou pláň na vícekolejné trati samozřejmě zřídit lze, ale její
použití na širé trati většinou vede na nadměrnou spotřebu materiálu a proto se
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
11/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
s tímto způsobem provedení pláně příliš nesetkáme. Nicméně tento způsob má své
opodstatnění například u obloukového zhlaví.
Ze stejných důvodů, které byly uvedeny v části 5.1, preferujeme za obvyklých
podmínek pláň tělesa železničního spodku skloněnou.
6. Těleso železničního spodku
Těleso železničního spodku musí zajistit dostatečně únosný a prostorově stabilní
podklad pro železniční svršek. Těleso železničního spodku je tvořeno zemním
tělesem, konstrukčními vrstvami a odvodněním.
Tvar zemního tělesa závisí na vzájemné výškové poloze pláně tělesa železničního
spodku a původního terénu. Z hlediska této polohy rozlišujeme násep (je-li pláň
umístěna nad terénem), zářez (je-li pláň umístěna pod terénem) a odřez (pokud část
pláně leží pod terénem a část nad terénem).
6.1.
Požadavky na těleso železničního spodku
Požadavky na těleso železničního spodku jsou zejména:



prostorová stálost – těleso železničního spodku musí zajistit dobrou oporu pro
těleso železničního svršku tak, aby byly dodrženy všechny GPK,2
únosnost – při průjezdu železničního vozidla nesmí v žádném bodě tělesa
železničního spodku nastat nevratné přetváření,
ochrana proti promrzání – za žádných klimatických podmínek po celou dobu
životnosti tělesa železničního spodku nesmí dojít k promrznutí pláně tělesa
železničního spodku a tím ke zhoršení vlastností celého tělesa nebo jeho části
(prostorová poloha, únosnost, atd.).
Těleso železničního spodku se navrhuje a posuzuje na únosnost a na odolnost
proti promrzání. Výklad přesného postupu návrhu a posouzení obou kategorií není
součástí tohoto textu (blíže viz [2]). Informace uváděné dále tedy slouží pouze
k nastínění základních principů, používaných pro konstrukci tělesa železničního
spodku. Při skutečném navrhování jsou jednotlivé požadavky a konstrukční detaily
vždy uzpůsobeny konkrétní situaci.
V Tab. 2 (na další stránce) je ke každému požadavku na těleso železničního spodku
ze seznamu výše přiřazeno odpovídající technické opatření, které je do tělesa
železničního spodku vkládáno, aby byly všechny požadavky splněny.
Poznámka k Tab. 2: Mnoho technických opatření je v liniových stavbách realizováno
vrstvením několika různých druhů zemin či jiných zrnitých materiálů na sebe. Je třeba
si uvědomit, že sebelépe zvolené konstrukční vrstvy selžou, pokud nebude splněno
2
Geometrické parametry koleje
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
12/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
filtrační kritérium (dle TNŽ 73 6949), tedy pokud se jedna vrstva zeminy bude
moci zatlačit do vrstvy druhé. Pro zabránění tomuto nechtěnému a velmi často
opomíjenému jevu je třeba mezi dotyčné vrstvy vložit geosyntetikum s filtrační
(a případně i separační) funkcí.
požadavek na těleso
železničního spodku
souvisí s
stabilita svahů
náspu / zářezu
prostorová stálost
celková stabilita
násypu
ochrana proti
zvětrávání
únosnost
únosnost pláně tělesa
žel. spodku / únosnost
zemní pláně
odvod dešťové
(povrchové) vody
ochrana proti namrzání
odvod vsaku
dešťových vod
vodní režim v zemním
tělese
technické opatření
volba sklonu svahů
dle užité zeminy
omezení výšky násypů /
zářezů
tvorba laviček
propojení nového násypu
s původním terénem při
vysokém sklonu původního
terénu (svahové stupně)
zlepšení únosnosti
původního terénu pod
násypem
(konsolidační vrstva
zlepšující únosnost)
zabránění vzedmutí podloží
náspu - „plavání“ náspu
(drenážní konsolidační
vrstva)
vegetační ochrana svahů
náspů / zářezů
technické prostředky
k ochraně svahů u hornin
(gabiony, kotvy+sítě, tížné
a zárubní zdi)
typy pražcového podloží –
užití konstrukčních vrstev
vysoká propustnost
kolejového lože
úklon a dobré zhutnění
pláně tělesa žel. spodku
ochrana svahů proti vodní
erozi – vegetační ochrana
boční příkopy, rigoly,
drenáže
sklon zemní pláně a její
svedení do příkopu /
drenáže
drenážní konsolidační
vrstva (patřičně
odvodněná) u náspů
z propustných zemin
ochrana jádra násypu proti
namrzání
přerušení vzlínání vody do
zemního tělesa
(drenážní konsolidační
vrstva)
viz část
6.3 na str. 22
6.3 na str. 22
6.4.3 na str. 26
6.5.3 na str. 29
6.6.1 na str. 31
6.6.2 na str. 32
6.8.1 na str. 35
6.4.3 na str. 26
8.2 na str. 51
6.2 na str. 14
4 na str. 6
5 na str. 8
6.8.1 na str. 35
7 na str. 40
6.2 na str. 14
a 7 na str. 40
6.6.2 na str. 32
6.5.2 na str. 28
6.6.2 na str. 32
Tab. 2 - Technická opatření přijímaná k zajištění požadavků na těleso železničního spodku
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
13/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
6.2.
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Typy pražcového podloží
Jak bylo řečeno výše, těleso železničního spodku musí být dostatečně únosné, aby
při průjezdu kolejových vozidel nedocházelo k jeho trvalé deformaci. Tato vlastnost
se prokazuje výpočtem. Jeho postup je uveden v předpisu [2] a v tomto textu ho
neuvádíme. Je zřejmé, že rozhodujícím faktorem pro únosnost tělesa železničního
spodku bude únosnost zeminy (zemin), kterými je těleso tvořeno. Pokud tato
únosnost není dostatečná, vkládají se do tělesa konstrukční vrstvy, které mají
únosnost zlepšit. Podle použitých konstrukčních vrstev rozeznáváme šest typů
pražcového podloží.
6.2.1. Konstrukce pražcového podloží typ 1
Pokud hloubíme zářez v dostatečně únosné zemině (případně sypeme násyp
z dostatečně únosné zeminy), která má navíc velmi dobrou odolnost proti promrzání,
mohou být splněny všechny podmínky na těleso železničního spodku kladené.
V takovém případě pak nemusíme do pražcového podloží vkládat žádné konstrukční
vrstvy a zemní pláň splyne s plání tělesa železničního spodku. Příklad konstrukce
pražcového podloží typu 1 je uveden na Obr. 15.
Obr. 15 - Pražcové podloží typ 1
6.2.2. Konstrukce pražcového podloží typ 2
Pokud původní zemina v místě výstavby železničního tělesa nesplňuje alespoň jeden
z dvojice požadavků únosnost / nenamrzavost, je třeba mezi zemní pláň a konstrukci
kolejového lože vložit konstrukční vrstvu. Tato vrstva je v drtivé většině případů
tvořena štěrkodrtí3 frakce 0/32 a její tloušťka hp se pohybuje v rozmezí
150 - 400 mm, přičemž minimální tloušťka je právě 150 mm. Konstrukční vrstva
musí být nenamrzavá. Různé příklady konstrukce pražcového podloží typu 2
naleznete na Obr. 16 až Obr. 20. Hodnota hp v obrázcích značí tloušťku konstrukční
vrstvy a kóty označují místo, kde se tloušťka konstrukční vrstvy v jednotlivých
variacích pražcového podloží typu 2 měří.
3
Štěrkodrť je směs jemného a hrubého drceného kameniva. Naproti tomu stěrkopísek, je směs
jemného a hrubého těženého kameniva.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
14/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 16 - Typ 2, pláň tělesa žel. spodku vodorovná, zemní pláň oboustranně skloněná
Obr. 17 - Typ 2, pláň tělesa žel. spodku skloněná a zemní pláň v oboustranném sklonu
Obr. 18 - Typ 2, pláň tělesa žel. spodku vodorovná, zemní pláň v jednostranném sklonu přes celou šířku
tělesa železničního spodku
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
15/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 19 - Typ 2, pláň tělesa žel. spodku vodorovná, zemní pláň jednostranně skloněná pouze na části
spodku
Obr. 20 - Typ 2, pláň tělesa žel. spodku vodorovná, zemní pláň jednostranně skloněná odvodněná
podélnou drenáží
Způsob odvodnění konstrukční vrstvy, prezentovaný na Obr. 20, představuje
jakousi nouzovou variantu řešení pražcového podloží typu 2. Tato varianta se
nabízí jako řešení v případě, že tloušťka konstrukční vrstvy musí být značná a její
odvodnění do příkopu (pravidla viz dále) by si vyžádalo výstavbu velmi hlubokého
příkopu. Ovšem je třeba si uvědomit, že v této situaci vedle sebe budujeme dva
souběžné podélné odvodňovací prvky (příkop a drenáž). Oba dva prvky je třeba po
určité délce buď vyústit na povrch anebo zaústit do vsakovací nádrže. Vzhledem
k nízké poloze drenáže může být její vyústění na povrch problematické a její zaústění
do nádrže si vyžádá značnou hloubku nádrže a tím i značné stavební náklady
(nehledě na skutečnost, že kvůli vysoké hladině podzemní vody nemusí být vůbec
možné vsakovací nádrž zřídit). Vždy je dobré zamyslet se nad tím, zda v dané situaci
neexistuje vhodnější řešení odvodnění konstrukční vrstvy, např. použitím
příkopového prefabrikátu nebo užitím vhodné výztužné geotextilie (geomřížky či
geokompozitu), čímž dojde k redukci potřebné tloušťky konstrukční vrstvy a bude
umožněno její bezproblémové odvodnění do příkopu.
6.2.3. Konstrukce pražcového podloží typ 3
Jestliže mezi konstrukční vrstvu z podloží typu 2 a zemní pláň přidáme jakékoli
geosyntetikum (eventuálně i antivibrační rohož), vznikne typ 3.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
16/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Přidání geosyntetika je realizováno zejména z těchto důvodů



zvýšení únosnosti podloží s možností snížení potřebné tloušťky konstrukční
vrstvy (výztužná geotextilie, geomřížka, geomembrána),
separace konstrukční vrstvy od zeminy zemní pláně (filtrační a separační
geotextilie),
ochrana konstrukční vrstvy před účinky promrzání (filtrační geotextilie).
Jednotlivé druhy geosyntetik, jejich vlastnosti, použití a značení jsou rozebrány
v samostatné kapitole 9 na str. 52.
Příklady konstrukce pražcového podloží typu 3 lze nalézt na Obr. 21 a Obr. 22.
Obr. 21 - Typ 3, zemní pláň oboustranně skloněná
Obr. 22 - Typ 3, zemní pláň jednostranně skloněná
6.2.4. Konstrukce pražcového podloží typ 4
Typ 4 představuje příklad užití betonových prefabrikátů v pražcovém podloží.
Pražcové podloží typ 4 se sestává z podsypové vrstvy písku (umístěné na zemní
pláň) a z prefabrikované betonové desky, umístěné pod kolejové lože.
V současnosti se tento typ navrhuje jen velmi výjimečně. Místa na trati, která by
si zasloužila podobné tuhé vyztužení, které poskytuje železobetonová prefabrikovaná
deska, se v dnešní době snažíme ošetřit spíše použitím složitějších i vícevrstvých
geokompozitů (viz typ 3). Informaci o tomto typu pražcového podloží zde uvádíme
jen pro kompletní informaci, aby studenti počítali s tím, že při rekonstrukcích
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
17/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
některých tratí mohou na železobetonové prvky v pražcovém podloží narazit. Příklad
pražcového podloží typu 4 lze nalézt na Obr. 23.
Obr. 23 - Konstrukce pražcového podloží typ 4
6.2.5. Konstrukce pražcového podloží typ 5
Pražcové podloží typu 5 představuje varianty řešení podloží pro vedení trati
v horninách. V drtivé většině případů bude zářez budován v horninách, které jsou
navětralé, rozpukané, namrzavé a často i všechno najednou. Takové horniny je
třeba před stavbou železničního svršku opatřit ochranou proti zatékání srážkové
vody do horninového podloží a tím zabránit jejich dalšímu zvětrávání. Tato opatření
jsou realizována nejčastěji zřízením jakéhosi „krytu horniny“ pomocí vrstvy
z asfaltového betonu, z asfaltem obalovaného kameniva nebo z minerální
směsi4. Tento kryt je pokládán na vyrovnávací vrstvu z písku nebo štěrkodrti
tloušťky od 50 do 100 mm. Pokládka je realizována pomocí finišeru ve dvou
vrstvách tloušťky 40 až 60 mm. Po zatuhnutí je na kryt nasypána ochranná vrstva
ze štěrkodrti tloušťky minimálně 150 mm, která chrání kryt při průjezdu strojní
čističky kolejového lože a při ostatních pracích na železnici, vykonávaných
mechanizací. Zemní pláň při vedení trati v horninách se volí ve sklonu 3 %5. Příklad
konstrukce pražcového podloží typu 5 je uveden na Obr. 24.
4
Minerální směsí se v této pomůcce nezabýváme, neboť s sebou nese určitá specifika, jejichž výklad
přesahuje rámec tohoto textu. Použití minerálních směsí stanovuje předpis [2].
5
Po horninách (resp. po asfaltovém krytu apod.) voda odtéká lépe než po zeminách, proto je
předepsaný sklon menší.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
18/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 24 - Konstrukce pražcového podloží typ 5 na zvětrávajících horninách
Pokud bude zářez budován v horninách, které nejsou navětralé, a jsou dobře
odolné proti další erozi i promrzání, šlo by teoreticky nasypat kolejové lože přímo
na odtěžený povrch horniny – zemní pláň. Praktická realizace této myšlenky naráží
na skutečnost, že hornina s tak dobrým povrchem, který jí zaručuje odolnost proti
erozi i mrazu, bude velmi „kvalitní“ a tudíž bude spadat do vysoké třídy těžitelnosti.
Vytvoření zářezu v této hornině si tak pravděpodobně vyžádá použití těžké
mechanizace případně trhacích prací. Při tomto způsobu výstavby lze samozřejmě
zajistit jen omezenou rovinatost zemní pláně. Po provedení výlomů se budou na
zemní pláni dozajista vyskytovat i nadvýlomy různých velikostí. V těchto
nadvýlomech se bude zadržovat srážková voda, která by v případě velkého
nadvýlomu mohla po zmrznutí nadzvednout kolejové lože a tím narušit geometrickou
polohu koleje. Proto je třeba nadvýlomy proti hromadění srážkové vody zabezpečit
např. plombou z mrazuvzdorného betonu.
Při budování zářezu v nezvětralých horninách tedy vytvoříme zemní pláň ve sklonu
3 % s co možná největší rovinatostí. Malé nadvýlomy (do několika cm hloubky)
můžeme ponechat, větší nadvýlomy opatříme plombami z mrazuvzdorného
betonu (např. C 12/15 – XF2). Zemní pláň zakryjeme ochrannou vrstvou ze
štěrkodrti tloušťky alespoň 150 mm, která umožňuje průjezd strojní čističky
kolejového lože, a na této vrstvě zřídíme kolejové lože. Příklad takového řešení je
uveden na Obr. 25.
K řešení prezentovanému na Obr. 25 uveďme dvě poznámky:
a) Nestane se často, aby byl zářez veden v hornině tak kvalitní, že nebude
potřebovat žádnou ochranu proti erozi. Zde prezentované řešení tedy
rozhodně není časté.
b) V případě, že dojde při stavbě zemní pláně k vytvoření tak velkých nadvýlomů,
že by jejich zaplombování vedlo k extrémní spotřebě betonu, je třeba tuto
situaci řešit individuálně.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
19/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 25 - Konstrukce pražcového podloží typ 5 na nezvětrávajících horninách
6.2.6. Konstrukce pražcového podloží typ 6
Konstrukce pražcového podloží typu 6 se uplatní v situaci, kdy není možno
dosáhnout požadované únosnosti zemní pláně při použití konstrukce pražcového
podloží typu 2 nebo 3, případně pokud by zřízení těchto typů vyžadovalo značné
náklady (např. by vedlo na enormní tloušťku konstrukční vrstvy). V takovém případě
je třeba únosnost zemní pláně dostatečně zvýšit.
Zvýšení únosnosti provádíme v zásadě dvěma způsoby
a) zřízením vrstvy zlepšením zeminy,
b) zřízením stabilizované vrstvy (stabilizací).
Zlepšení zemin je úprava zemin promísením s jinou zeminou (lepších vlastností, pro
doplnění chybějící frakce zrnitosti apod.) nebo pojivem (vápno, cement, struska,
popílek, chemická pojiva apod.) s cílem zlepšit fyzikálně-mechanické vlastnosti
původní zeminy a umožnit či usnadnit tak její použití v podloží zemního tělesa nebo
výjimečně v zemním tělese.
Složení směsi pro zřízení vrstvy zlepšených zemin je nutno navrhnout na základě
zkoušky poměru únosnosti CBR. Jako vstup tohoto návrhu slouží vlastnosti
jednotlivých složek navrhované směsi, získané laboratorními zkouškami
v akreditované laboratoři.
Zlepšení zemin se provádí na místě. V průběhu výstavby je původní zemní pláň
očištěna a její povrch rozrušen. Na takto připravenou zemní pláň je navezen materiál
k promísení (zemina či pojiva), který se následně pomocí zemní frézy promísí
s původní zeminou zemní pláně. Vzniklá vrstva zlepšené zeminy se pak uhutní na
požadovanou míru a prokáže se její únosnost předepsanými zkouškami.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
20/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Tloušťka vrstvy zlepšené zeminy hst musí být alespoň 300 mm po zhutnění.
Vrstva zlepšené zeminy může být provedena v celé šířce zemní pláně, minimálně
však do vzdálenosti 2,5 m od osy koleje.
Při zřizování vrstvy zlepšené zeminy je třeba dodržet i další požadavky
technologického postupu. Z nejdůležitějších jmenujme




způsob pokládání a mísení, zejména při pokládání v pásech či ve více
vrstvách,
dobu zpracování,
dobu ošetřování pro zajištění optimální vlhkosti,
dobu zrání,
a mnohé další. Rozbor těchto požadavků přesahuje účel tohoto textu, ale výraznou
měrou rozhoduje o funkčnosti vrstvy zlepšené zeminy. Z tohoto důvodu je při
skutečné realizace nutné tyto požadavky nastudovat v platných předpisech (viz [2]).
Příklad užití zlepšených zemin v konstrukci pražcového podloží je zobrazen na Obr.
26.
Obr. 26 - Typ 6, zvětšení únosnosti zemní pláně pomocí vrstvy zlepšené zeminy zřizované zemní frézou
Stabilizace je způsob úpravy zemin, směsi zemin nebo jiného zrnitého materiálu
pomocí pojiva nebo chemického stabilizátoru. Cílem stabilizace je zvýšit tlakovou
pevnost výsledné směsi a její odolnost. Složkami stabilizační směsi mohou být jak
vhodné zeminy (zlepšení čáry zrnitosti, zeminy s vyšší pevností apod.), tak pojiva
(vápno, cement, struska, popílek, chemická pojiva apod.).
Složení směsi pro zřízení vrstvy stabilizace je nutno předem navrhnout. Jako
vstup tohoto návrhu slouží vlastnosti jednotlivých složek navrhované směsi, získané
laboratorními zkouškami v akreditované laboratoři. Výsledné vlastnosti již
hotové směsi je nutno prokázat laboratorními zkouškami dle předpisu [2].
Mísení směsi pro stabilizaci probíhá v mísícím centru, kde je dodržena vysoká
přesnost dávkování a je zajištěno důkladné promísení všech složek směsi. Na stavbu
je pak směs dopravována mísícími nebo nákladními vozy. Během přepravy je třeba
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
21/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
směs chránit před vysýcháním a je nutné zabránit oddělení pojiva od materiálu.
Dovezená směs je rozprostřena v požadované tloušťce na zemní pláň nejlépe
pomocí finišeru. Zemní pláň je před pokládkou potřeba zbavit hrubých nečistot a
urovnat do požadovaného sklonu, eventuálně přehutnit.
Tloušťka stabilizované vrstvy hst musí být alespoň 250 mm po zhutnění. Vrstva
stabilizace může být provedena v celé šířce zemní pláně, minimálně však do
vzdálenosti 2,5 m od osy koleje.
Při zřizování stabilizované vrstvy je třeba dodržet i další požadavky technologického
postupu. Z nejdůležitějších jmenujme




dobu zpracování,
zajištění optimální vlhkosti směsi/stabilizované vrstvy po celou dobu od
začátku mísení až po konce zrání,
dobu a způsob ošetřování již položené vrstvy (zabránění odpařování vody ze
směsi),
dobu zrání,
a mnohé další. Rozbor těchto požadavků přesahuje účel tohoto textu, ale výraznou
měrou rozhoduje o funkčnosti vrstvy zlepšené zeminy. Z tohoto důvodu je při
skutečné realizace nutné tyto požadavky nastudovat v platných předpisech (viz [2]).
Příklad užití stabilizace je zobrazen na Obr. 27.
Obr. 27 - Typ 6, stabilizace z dovezeného materiálu
6.3.
Sklony svahů náspu a zářezu
Předtím, než se dostaneme k popisu zemního tělesa náspu a zářezu, uvedeme
informaci společnou pro obě varianty vedení trati vůči terénu.
Posluchačům železničních staveb jsou již určitě známy zákonitosti mechaniky zemin
a dovedou si představit způsob zabezpečení zemních svahů proti usmyknutí.
Rozhodujícím parametrem v tomto zabezpečení je sklon svahu. Pakliže zvolíme
správný sklon svahu, není třeba stabilitu svahu zajišťovat žádnými dalšími
technickými prostředky a jedná se tak o nejlevnější variantu zabezpečení stability
svahů. Konkrétní volba sklonu svahu závisí na druhu zeminy, ze které (ve které) je
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
22/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
násyp (zářez) budován, zvoleném stupni bezpečnosti svahu, místních geologických
podmínkách a výšce (hloubce) násypu (zářezu).
Z hlediska geotechnického návrhu svahů náspu a zářezu lze svahy rozdělit na nízké
a vysoké. Tato hranice byla v železničním stavitelství určena výškou náspu resp.
hloubkou zářezu 6,0 m. Je třeba mít na paměti, že se jedná o hodnotu smluvní.
Pokud je třeba navrhnout svah o výšce (hloubce) menší než 6,0 m, je třeba nejprve
posoudit, zda pro návrh svahu platí standardní podmínky (zda např. svah neprotíná
zvodnělou vrstvu, zda nezasahuje do vrstvy hornin, zda nebyla zemina v místě
stavby již jednou konsolidována apod.). Pokud standardní podmínky platí, lze pro
nízké svahy (výška menší než 6,0 m) použít doporučených sklonů uvedených níže v
Tab. 3.
Sklon svahů
Zářez
Násep
horniny
zeminy
Materiál
nesoudržné
soudržné
štěrk,
štěrkopísek,
písek,
hlinitý písek
Svahové sutě
hlína, jíl
bez vegetační či technické ochrany
1:1,25 ~ 1:1,75
od 1:1,75
1:2 ~ 1:2,5
1:1,25 ~ 5:11
při zřízení vegetační ochrany
1:1,25
při použití technické ochrany
1:1 a vyšších
-
Pozn.:
1
Podle náchylnosti horniny ke zvětrávání. Současně platí, že u horniny
náchylné ke zvětrávání musí být zabráněno její další erozi.
Tab. 3 - Sklony svahů projektovaných za běžných podmínek
Pokud je výška (resp. hloubka) násypu (resp. zářezu) vyšší než 6,0 m, je třeba
k takovému svahu přistupovat jako k vysokému a tudíž z hlediska návrhu
náročnějšímu. Pro účely studie či prvotních částí projektové dokumentace lze vysoký
svah navrhnout pomocí tzv. odstupňování sklonů vysokých svahů. Toto
odstupňování probíhá tak, že první sklon (označen 1:n1) se určí podle druhu zeminy
(viz výčet výše). Každý další sklon svahu se pak zřizuje o 0,25 ~ 0,50 pozvolnější.
Tímto způsobem vznikne přirozené přitížení paty náspu (zářezu), které vyrovnává
zvětšení tíhy smykového klínu způsobené nárůstem výšky náspu (zářezu). Postup
odstupňování je patrný z Obr. 28 a Obr. 29. Je ovšem třeba mít na paměti, že
výsledkem tohoto postupu je pouze hrubý návrh tvaru vysokého náspu (resp.
hlubokého zářezu). Pro zajištění požadované úrovně bezpečnosti je nutné
v projektu svah navrhnout a následně posoudit podle platných geotechnických
norem.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
23/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 28 - Odstupňování sklonů svahu v náspu
Obr. 29 - Odstupňování sklonů svahu v zářezu
Ke změně sklonu svahů dochází (mimo důvody popsané výše) ještě v jednom
případě. S tímto případem se setkáváme hlavně u zářezů ve vícevrstvých
pokryvných útvarech. Pokud narazíme na rozhraní dvou rozdílných vrstev zemin,
musíme změnit sklon svahu tak, aby odpovídal geotechnickým vlastnostem vždy té
vrstvě zeminy (ev. horniny) ve které je svah právě veden.
6.4.
Zářez
6.4.1. Zářez v zeminách
Celková podoba zářezu v zeminách je vlastně jakási skládačka jednotlivých
správně zvolených částí. Únosnost zemní pláně je ošetřena správnou volbou typu
pražcového podloží (uplatní se zde typy 1, 2, 3, a 6, viz část 6.2). Odvodnění zemní
pláně, ev. případných konstrukčních vrstev, je zajištěno správnou volbou
odvodňovacího prostředku (příkop, prefabrikovaná příkopová tvárnice apod., viz
část 7), stabilita zářezu je pak zajištěna správnou volbou sklonů svahů zářezu,
případně jinými technickými opatřeními (geosyntetika, zárubní zdi). Nedílnou
součástí terénních úprav je i aplikace následné ochrany svahů (např. vegetační, ale i
jiná). Příklad zářezu v zeminách lze nalézt na Obr. 30.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
24/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 30 - Příklad řešení zářezu
Na Obr. 31 je znázorněna varianta řešení zářezu s odvodněním pomocí příkopové
zídky z prefabrikátů typu UCH. Na obrázku jsou současně vyznačeny obrysy výkopu
pro zářez se zemními příkopy (čárkovaná čára) a pro zářez s příkopovými
prefabrikáty typu UCB (tečkovaná čára). Je zřejmé, že užitím příkopové zídky
z prefabrikátů dojde ke snížení plochy výkopu až o polovinu, ale tato skutečnost je
vykoupena vysokou náročností celé konstrukce odvodnění. Realizace odvodnění
z prefabrikátů (které má být trvale funkční) obecně vyžaduje řádově náročnější
technologickou kázeň na pracovišti.
Obr. 31 - Porovnání plochy výkopu pro různé varianty řešení odvodnění
Detail konstrukce odvodnění s užitím prefabrikátu UCH viz Obr. 48 v části 7.1.3 na
str. 44.
6.4.2. Zářez v horninách nezvětrávajících
Zářez v horninách se liší podle toho, jedná-li se o horninu zvětralou či nezvětralou a
hrozí-li její další zvětrávání. Pokud má hornina dobré vlastnosti a nehrozí její další
zvětrávání, použije se typ pražcového podloží 1 (uveden na Obr. 15), dešťová voda
se odvodní do podélného rigolu (viz Obr. 47 na str. 43) a svahy zářezu se vybudují
strmé a ponechají bez ochrany. Příklad takového řešení lze nalézt na Obr. 32.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
25/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 32 - Příklad řešení zářezu v horninách nezvětrávajících
Pravá strana obrázku představuje situaci, kdy je hloubka zářezu menší než
4,0 ~ 6,0 m. Pokud je hloubka větší, je třeba strmou stěnu odstupňovat po 4,0 až 6,0
m zřízením laviček šířky alespoň 1,5 m,6 skloněných v 5% úklonu směrem k trati, pro
umožnění odtoku dešťové vody. Okraj laviček má být opatřen zábranou proti padání
případných zvětralin. Lavičku je také třeba zřídit na hraně horninového zářezu
v místě, kde hornina přechází v pokryvný útvar. I tato lavička by měla být opatřena
zábranou. Sklon pokryvné vrstvy se upraví podle druhu zeminy, kterou je tvořen (viz
část 6.3).
6.4.3. Zářez v horninách snadno zvětrávajících
Jestliže je třeba vést trať v zářezu ze snadno zvětrávajících hornin, použije se
konstrukce pražcového podloží typ 5 (viz Obr. 24), která zabraňuje proniknutí
srážkové vody do horninového tělesa a tím zabraňuje jeho namrznutí a následné
degradaci. Stěny zářezu není nadále možné ponechat bez ochrany a je třeba použít
vhodné technické prostředky, aby bylo zabráněno jejich další erozi. Obvykle
používané technické prostředky jsou např.:


sklon svahů 1:1,25 a následná vegetační ochrana,
pokrytí svahů sítěmi, zahřebíkování a zřízení ochranného prostoru před
rigolem pro zachycení zvětralin, které propadnou oky sítí,
6
Skutečná šířka laviček může být i mnohonásobně větší. Některé realizované lavičky v oblastech
s vysokým rizikem sesuvů mají šířku i 17,0 ~ 20,0 m.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
26/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať

Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
zřízení ochranné stavby (obkladní zeď monolitická, z prefabrikovaných ŽB
dílců, trvalá ochrana ze stříkaného betonu, použití gabionů, případně
recyklovaného materiálu).
Příklad řešení zářezu v horninách snadno zvětrávajících je prezentován na Obr. 33.
Obr. 33 - Příklad řešení zářezu v horninách zvětrávajících
Na pravé straně obrázku je prezentována varianta pozvolného svahu s následnou
vegetační ochranou. Tato varianta je nejjednodušší, environmentálně a esteticky
nejpřijatelnější, ale žádá si poměrně velkou plochu výkopu. Na levé straně je
prezentováno opatření technického rázu. Jelikož toto opatření dovoluje vyšší strmost
svahů zářezu, používáme jej hlavně u hlubších zářezů. Plocha výkopu se tím
zmenší, ovšem realizace technického opatření s sebou nese zvýšené finanční
náklady.
Poznámka ke stezce: Skutečnost, že je na Obr. 33 explicitně vyznačena stezka
šířky minimálně 400 mm a na ostatních obrázcích explicitně vyznačena není,
neznamená, že by se stezka zřizovala pouze u zářezu v horninách snadno
zvětrávajících. Právě naopak, stezka šířky alespoň 0,4 m musí být zřízena
v každém řezu po celé délce trati.
6.5.
Násep
Násep se buduje v okamžiku, kdy niveleta pláně tělesa železničního spodku leží nad
niveletou původního terénu. Stejně jako zářez, i násep tvoří jednotlivé vhodně
poskládané konstrukční části. Základem je správně zvolený typ pražcového podloží
(viz část 6.2), dále je třeba ošetřit těleso náspu proti erozi a namrzání, těleso náspu
správně založit, zabránit vzlínání podpovrchové vody do tělesa náspu a v neposlední
řadě je třeba násep správně odvodnit.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
27/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Z hlediska materiálu, ze kterého je nasypáno těleso náspu, rozlišujeme náspy
s tělesem ze zemin nesoudržných (propustných, nenamrzavých) a zemin soudržných
(nepropustných, namrzavých). Je zřejmé, že ideálním materiálem pro stavbu náspu
je zemina propustná, nenamrzavá a dobře zhutnitelná. Zároveň platí, že se snažíme
minimalizovat převoz zemin ze stavby a na stavbu a tím i minimalizovat finanční
náklady stavby. Snažíme se tedy násyp stavět ze zeminy, kterou jsme v sousedním
úseku stavby vytěžili. Odborně řečeno, snažíme se o vyrovnanou hmotnici. Žel, ne
vždy je nám dopřáno hloubit zářez (a tím získat zeminu pro následný násep)
v zemině propustné a nenamrzavé. Nicméně při použití náležitých technických
opatření lze stavět těleso náspu i ze zemin méně vhodných (zeminy soudržné,
nepropustné a mírně namrzavé).
Z hlediska odvodnění povrchových vod tvoří násep vlastně sypanou hráz povrchové
dešťové vodě. Proto musí být na straně přivrácené ke svahu vždy opatřen
odvodňovacím příkopem (podrobnosti viz část 7.1). Pata náspu musí být od
příkopu oddělena lavičkou šířky alespoň 1,0 m, ve sklonu alespoň 5 %. Rostlý
terén lavičky chrání patu náspu před promáčením vodou. Lavička také umožňuje
chůzi pracovníků při kontrole a čištění příkopu.
6.5.1. Těleso náspu ze zemin nesoudržných (propustných, nenamrzavých)
Sypání náspu ze zemin nesoudržných představuje nejjednodušší konstrukci tělesa
náspu. Jedinou konstrukční úpravou svahu po nasypání a zhutnění jeho vrstev je
zřízení vegetační ochrany. Příklad náspu z nesoudržné zeminy je uveden na Obr. 34.
Obr. 34 - Příklad náspu z nesoudržných zemin na podloží příznivých vlastností
Na obrázku je uveden násep výšky menší než 6,0 m. Pokud by bylo třeba vytvořit
násep vyšší, došlo by k odstupňování sklonu jeho svahů po výšce, jak bylo uvedeno
v kapitole 6.3 na str. 22.
6.5.2. Těleso náspu ze zemin soudržných (nepropustných, namrzavých)
Pokud není k dispozici dostatečné množství zemin nesoudržných a bylo by je třeba
ve velkém množství na stavbu dovážet, lze tzv. jádro násypu zřídit ze zemin
soudržných, jsou-li tyto ochráněny před účinky vody a před namrzáním. Ochrana
jádra náspu sestává z těchto prvků:
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
28/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať



Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Typ pražcového podloží – v konstrukci pražcového podloží musí být
navržena konstrukční vrstva dostatečné tloušťky. V úvahu tedy připadá typ 2,
3 a 6.
Ochranná vrstva proti promrzání – ochranná vrstva je tvořena
nenamrzavými zeminami tloušťky alespoň 600 mm. Zemina je nasypána po
celé délce svahu po obou stranách.
Konsolidační vrstva s drenážní funkcí – pokud je násyp založen na
soudržných zeminách a vodní režim v podloží není příznivý, mohlo by
docházet ke vzlínání podzemní vody do jádra náspu a tím ho činit náchylnější
k namrzání. Vzlínání vody je možno přerušit vložením konsolidační vrstvy, což
je ve své podstatě jen dostatečně pórovitá vrstva, neboť jak známo, vzduchem
voda nemůže vzlínat. Podrobnosti o návrhu konsolidační vrstvy viz část 6.6.2.
Příklad náspu s jádrem ze soudržných zemin lze nalézt na Obr. 35. Všimněme si, že
oproti Obr. 34 je tloušťka konstrukční vrstvy výrazně větší. To souvisí se skutečností,
že soudržné zeminy bývají méně únosné a že konstrukční vrstva větší tloušťky také
slouží jako ochrana jádra náspu proti namrzání. Při vyšším náspu by opět bylo nutné
upravit sklony svahů.
Obr. 35 - Příklad náspu s jádrem ze soudržných zemin na podloží příznivých vlastností
Poznámka k Obr. 35: Pravděpodobnost, že bychom stavěli násep ze soudržné
zeminy na podloží dobrých vlastností, je samozřejmě velmi nízká7. V obrázku je tato
možnost prezentována ze dvou důvodů. Prvním je skutečnost, aby obrázek
neobsahoval příliš podrobností a nestal se tudíž nepřehledným. Druhým důvodem je
pedagogická snaha, aby si čtenář uvědomil, že konsolidační vrstva a ochrana proti
namrzání jsou dva rozdílné konstrukční prvky a je možno je použít i samostatně (byť
případ použití pouze ochranné vrstvy bez vrstvy konsolidační je spíše vzácný).
6.5.3. Násep na svahu vysokých sklonů
Je-li těleso náspu třeba založit na svahu, jehož přirozený sklon je větší než 1:6, hrozí
usmyknutí základu náspu a jeho následné posunutí případně rozpad na části. Aby se
7
Protože podloží dobrých vlastností většinou znamená zeminu dobrých vlastností, které je v blízkosti
stavby dostatek, a tedy bychom velmi pravděpodobně sypali celý násyp ze stejných zemin, jako je
podloží.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
29/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
zabránilo tomuto jevu, je třeba základ náspu s rostlým terénem dostatečně
„provázat.“ Toho se docílí zřízením tzv. svahových stupňů, což jsou jakési schody,
které vytvářejí vodorovné plošky, o které se může násyp opřít (jde vlastně o cílené
zdrsnění potenciální smykové plochy tělesa náspu).
Svahové stupně se zřizují v délce 1,0 ~ 3,0 m dle dispozice terénu, ovšem nikdy ne
menší než 1,0 m. Výška svahových stupňů nesmí překročit 0,75 m. Povrch
svahových stupňů se zřizuje ukloněný ve sklonu 1 ~ 2 % směrem ke hraně stupně
pro zajištění odtoku srážkové vody během výstavby. Svahové stupně se musí
zakládat v konsolidované zemině (tzn. v rostlém terénu, případně hutněném tělese
náspu viz dále). Pokud se v místě zřizování náspů vyskytuje nekonsolidovaná vrstva
(např. rozhrnutý štěrk po čištění kol. lože na svahu náspu), je třeba tuto nejprve
odtěžit. Dotýká-li se svahový stupeň povrchu, je mezi jeho svislou a vodorovnou
hranou ponecháno zkosení šířky 0,5 m ve sklonu původního terénu. Pokud je
svahový stupeň zakládán pod úrovní původního terénu, ponechává se hrana bez
zkosení. Vše výše popsané je názorně zobrazeno na Obr. 36.
Obr. 36 - Základní rozměry svahových stupňů
Mějte prosím na paměti, že i sklon svahů již existujícího náspu je svah se
sklonem větším než 1:6. Proto je třeba při rozšiřování tělesa náspu (např. při
zdvojkolejnění tratě) taktéž provázat starý násep s novým zřízením svahových
stupňů.
6.6.
Konsolidační vrstva
Na začátku této kapitoly, která se věnuje tělesu zemního spodku, jsme uvedli některé
vlastnosti, které by mělo těleso železničního spodku splňovat. Mezi nimi byl i
požadavek, aby těleso železničního spodku přeneslo zatížení železničního svršku až
do podloží. Z tohoto požadavku plynou pro násep dvě skutečnosti. Zaprvé musí být
celý násep a jeho povrch dostatečně únosný. Tato vlastnost se zajišťuje správnou
volbou druhu zeminy, ze které je násyp stavěn a typu konstrukce pražcového
podloží, který slouží k lokálnímu zpevnění v místě pláně tělesa železničního spodku.
O těchto problémech a jejich řešeních jsme se již v textu zmínili. Zadruhé je třeba,
aby byl celý násep dobře založen, tedy aby se podloží náspu pod přitížením od
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
30/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
náspu příliš nedeformovalo a aby tyto deformace (nějaké tam vždy vzniknou) byly
pokud možno rovnoměrné. Jestliže není únosnost podloží dostatečná, je třeba ji
zvýšit zřízením tzv. konsolidační vrstvy8, která požadovanou únosnost podloží
náspu zajistí.
Krom požadavku na únosnost podloží náspu je také třeba ošetřit vzlínání podzemní
vody do tělesa náspu při nepříznivém vodním režimu podloží a odvod povrchové
vody, která se vsákla do tělesa náspu z propustných zemin, založeném na
nepropustném podloží. I tyto problémy lze ošetřit vložením správně konstruované
vrstvy zemin mezi těleso náspu a podloží. Tímto způsobem vzniká konsolidační
vrstva s drenážní funkcí.
Konsolidační vrstvu tedy zřizujeme ze dvou důvodů:


zvýšení únosnosti málo únosného podloží – konsolidační vrstva zlepšující
únosnost,
zabránění vzlínání vody z podloží do tělesa náspu a odvod vsáknuté vody při
náspu ze zemin propustných, který je založen na podloží nepropustném –
konsolidační vrstva s drenážní funkcí.
Konsolidační vrstva může plnit každou funkci zvlášť anebo může plnit obě funkce
dohromady. Je zřejmé, že konstrukce obou typů konsolidačních vrstev je velmi
odlišná.
Tloušťka konsolidační vrstvy je vždy alespoň 300 mm.
6.6.1. Konsolidační vrstva zlepšující únosnost
Jak bylo naznačeno výše, funkcí tohoto typu konsolidační vrstvy je zlepšit únosnost
podloží náspu, je-li nedostačující, a zajistit rovnoměrné sedání náspu jako tuhého
celku. Tato vrstva bývá většinou tvořena nasypávkou ze zeminy vhodných vlastností.
Pokud je potřeba podloží výrazně zlepšit, lze užít i zlepšených zemin či stabilizačních
směsí podobně, jako je tomu u konstrukce pražcového podloží typu 6, případně užít
celou škálu geosyntetik. Příklad řešení náspu s konstrukční vrstvou lze nalézt na
Obr. 37.
8
Výraz konsolidační vrstva pochází z geotechniky a tato vrstva byla primárně zřizována pro dosažení
rovnoměrného sedání u velmi vysokých náspů.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
31/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 37 - Konsolidační vrstva zlepšující únosnost podloží a) násep z nesoudržných zemin, b) jádro náspu
ze soudržných zemin.
6.6.2. Konsolidační vrstva s drenážní funkcí
Pokud je v podloží náspu nepříznivý vodní režim, tzn., že hrozí vzlínání podzemní
vody z podloží do tělesa náspu, je třeba mezi náspem a podložím zřídit dostatečně
pórovitou vrstvu, která by tomuto vzlínání zabránila. Stejně tak je třeba odvézt
případné vsaky srážkové vody, které pronikly do tělesa náspu, tvořeného
propustnými zeminami, ale nemohou se dále vsáknout do podloží náspu, je-li toto
tvořeno zeminami nepropustnými.
Podobně jako u parozábrany v pozemních stavbách víme, že nejlepší způsob, jak
zastavit prostup vlhkosti konstrukcí, je vrstvička vzduchu. Konsolidační vrstva
s drenážní funkcí je tedy většinou řešena jako nasypávka z dostatečně pórovitého
materiálu (např. štěrkodrť 4/32, 4/63, 32/125, případně další materiály vhodných
vlastností) s možností doplnění geosyntetiky s filtrační funkcí. Nezbytnou podmínkou
pro správné fungování konsolidační vrstvy s drenážní funkcí je nezaplnění pórů
mezi zrny frakce, ze které je tvořena, po celou dobu životnosti vrstvy. Jestliže
dojde vlivem zatížení náspu ke vtlačení jemných částic podloží (např. jílů) do pórů
štěrkodrti konsolidační vrstvy, její drenážní funkce se sníží anebo zmizí docela.
Abychom zabránili těmto jevům, je třeba konsolidační vrstvu oddělit filtrační
(případně i separační) geotextilií ze všech stran, ze kterých není splněno filtrační
kritérium. Příklad řešení lze nalézt na Obr. 38.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
32/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 38 - Konsolidační vrstva s drenážní funkcí a) násep z nesoudržné zeminy, b) jádro náspu ze
soudržné zeminy
6.6.3. Důležitá poznámka ke konsolidační vrstvě
Konsolidační vrstva představuje složitý konstrukční prvek náspu. Správný návrh
konsolidační vrstvy vyžaduje opatrný a promyšlený přístup a samotný návrh spadá
pod geotechnickou odbornost. Zde prezentované postupy je tedy možno (obdobně
jako odstupňování sklonů svahů) použít pro hrubý návrh tvaru železničního tělesa
např. na úrovni studie. V pozdější fázi musí být projekt doplněn o samostatný
návrh a posouzení nutnosti a rozsahu konsolidační vrstvy dle platných
geotechnických norem. Vzhledem k technické náročnosti konsolidační vrstvy se ji
snažíme navrhovat jen v nejnutnějších případech. Při skutečném navrhování tedy
není konsolidační vrstva až tak častým jevem, jak by se z výuky železničního
stavitelství mohlo zdát. Rozhodně není žádoucí její automatický návrh pod
každým tělesem náspu.
6.7.
Vliv zemního tělesa na okolní krajinu – zásah do přirozeného
vodního režimu krajiny (vodonosná vrstva)
V průběhu času, který uplynul od předpokládaného vzniku planety Země (dle
současných poznatků miliardy let), se v každé části naší planety vytvořila funkční
krajina. V každé krajině se vytvořil nějaký režim proudění povrchové i podzemní
vody, nějaký režim eroze a nějaký životní cyklus fauny a flóry. Do těchto procesů
člověk svou činností chtě nechtě zasahuje. Obzvláště u liniových staveb může být
tento zásah markantní a celkovému dopadu stavby na okolní prostředí je potřeba
věnovat patřičnou pozornost.
Krom celkového vlivu stavby a jeho provozu na okolní prostředí EIA (který se u každé
stavby posuzuje zvlášť) musí odpovědný projektant řešit i méně vzletné „detaily,“
které mají ovšem stěžejní podíl na celkové funkčnosti liniové stavby. Zásadní
problém, který musí každý projektant řešit, je přetnutí přirozeného vodního režimu
krajiny. Tento akt, kterému se při projektování liniových staveb lze jen velmi těžko
vyhnout, se projevuje dvojím způsobem
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
33/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať


Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
u zářezů přetnutím vodonosné vrstvy zemního (skalního) podloží čímž dojde k
vytvoření umělého pramene,
u náspů stlačením vrstev podloží, změnou propustnosti jednotlivých vrstev
podloží a tím k hromadění podzemní vody v podloží náspu, což může vést
k „plavání“ celého náspu.
Řešení spočívá v časném předvídání těchto jevů a přizpůsobení projektu tak, aby se
veškeré negativní vlivy podařilo eliminovat. Součástí každého projektu tak má být
hydrogeologický posudek, který stanoví riziková místa liniové stavby a navrhne
odpovídající řešení. Příklady některých opatření jsou ukázány dále.


U zářezů je možné ve svahu zřídit dostatečně propustné drenážní žebro, které
svede prosakující podpovrchovou vodu do odvodňovacího systému (příkop,
drenáž, atd.). Při této aplikaci je samozřejmě nutné odvodňovací systém
adekvátně nadimenzovat, aby byl schopen všechnu vodu bezpečně odvést.
Příklad takového detailu je možné nalézt na Obr. 39.
U náspů, u kterých hrozí nebezpečí plavání, je třeba vložit mezi původní terén
a tělesno náspu konsolidační vrstvu. V tomto případě musí mít konsolidační
vrstva funkci drenážní. Může být tvořena například štěrkodrtí frakce 4/32
(nebo 32/125 ev. 80/250) a musí být bezpodmínečně
o odvodněna – musí být ukloněna ve sklonu alespoň 3% a voda do ní
prosakující musí být svedena do podélné drenáže (patní drén),
o separována – musí být zabráněno zanesení volných mezer ve
štěrkodrti částečkami frakce 0/4. Tuto skutečnost lze zajistit obalením
konsolidační vrstvy ze všech stran separační geotextilií. S výhodou lze
v takovém případě využít i geosyntetik s drenážní funkcí (např.: geosíť
či georohož). Oba dva druhy geosyntetik lze samozřejmě spojit
v jednom geokompozitu.
Je třeba mít vždy na paměti, že změnou přirozeného režimu proudění podpovrchové
vody dojde k dlouhodobému ovlivnění okolní krajiny. Okolí stavby může být ovlivněno
oběma směry (voda se v krajině může začít hromadit, ale voda v krajině může začít i
ubývat). Tato skutečnost bude mít vliv na faunu a flóru žijící resp. rostoucí okolo
stavby, což může vyústit v závažné zemědělské či lesnické problémy. Vlhkost má
ovšem podstatný vliv i na pevnostní charakteristiky zemin a hornin. Změna
přirozeného vodního režimu tedy může ovlivnit charakteristiky okolních zemin
a hornin, což v extrémních případech může vést až k dosažení mezního
návrhového stavu liniové stavby.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
34/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 39 - Příklad odvodnění vodonosné vrstvy u zářezu
6.8.
Ochrana svahů tělesa železničního spodku proti erozi.
Svahy náspů a zářezů je třeba vždy chránit proti erozi. Pokud bychom svahy
ponechali bez ochrany, došlo by k brzkému zanesení odvodňovacích prvků a
vymíláním svahů by mohlo dojít k překročení návrhových stavů a tím ke
vzniku Mimořádné události. Z hlediska použitých prostředků lze ochranu svahů tělesa
železničního spodku dělit na ochranu



vegetační (biologickou),
technickou,
kombinovanou.
Další text pojednává o ochraně svahů tvořených zeminami. O ochraně svahů
z hornin jsme již mluvili v částech 6.4.2 a 6.4.3 na str. 25 a 26.
6.8.1. Vegetační ochrana
Vegetační ochrana představuje nejjednodušší, nejlevnější a ekologicky a
krajinotvorně nejpřijatelnější variantu ochrany svahů náspů a zářezů. Vegetační
ochranu lze zřídit těmito způsoby:


rozprostřením ornice a osetím, případně vysázením dřevin: vrstva ornice
se rozprostře na zhruba upravený rostlý nebo sypaný terén v tloušťce 0,10 ~
0,15 m, následuje osev příslušnými semeny či vysázení dřevin,
smísením jalové zeminy s ornicí a osetím: povrch svahů se naruší a smísí
s ornicí zhruba v poměru 1:1, povrch se oseje travním semenem,
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
35/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať



Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
hydroosevem: metoda spojující mulčování9 s osetím, umožňující vegetační
ochranu na méně přístupných svazích a současně umožňující mechanizaci
těchto prací,
drnováním: obložení svahů drny, vhodné pro zabezpečení malých ploch,
případně ploch s prudkým prouděním vody, kde by travnímu semenu nemusel
být dopřán čas k zakořenění (vtoky do propustků, odstranění následků výmolu
ap.), jedná se o mimořádné opatření,
pleteninami a plůtky: svah je vyztužen tradičními ploty z vrbových prutů,
jedná se o opatření mimořádně pracné, nákladné a tudíž je naprosto
výjimečně použitelné (zejména ke stabilizaci svahů po vzniku erozních rýh a
brázd).
Vegetační ochrana se zřizuje ve všech případech (vyjma níže vyjmenovaných) od
úrovně zemní pláně po povrch původního terénu u náspů a od povrchu původního
terénu do vzdálenosti 0,5 m od dna nezpevněného příkopu nebo až k hraně
zpevněného příkopu u zářezů.
Vegetační ochrana se nezřizuje




na svahu příkopu přilehlém ke koleji při hloubce příkopu menším než 1,00 m
od zemní pláně,
na lavičkách mezi patou náspu a hranou příkopu,
na stezkách,
na svazích konstrukční vrstvy.
Tab. 4 poskytuje orientační přehled vhodnosti jednotlivých typů vegetační ochrany
v závislosti na druhu zeminy a sklonu svahu, který má chránit.
9
Mulčování (nastýlání) je pokrývání povrchu zeminy látkami organického původu (sláma / řezanka,
dřevitá vlna, hobliny, lesní stelivo, znehodnocené seno, rašelina, atd.). Mulčováním se vytváří kyprá
vrstva na jalové zemině, případně se jím chrání kořenový systém rostlin po vysázení.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
36/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Druh zeminy svahu
Sklon
svahu
1:1,5 až 1:2
Písky, hlinité písky,
písčité štěrky, štěrkovité
písky apod.
1:2 a plošší
strmější než
1:2
Hlinité a jílovité zeminy
1:2 až 1:2,5
1:2,5 a plošší
Zemina s alkalickou
půdní reakcí
bez ohledu
na sklon
1:2 a plošší
Spraše
bez ohledu
na sklon
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Vhodná ochrana
osetí
osetí do směsi jalové zeminy a ornice
hydroosev
osetí
osetí do směsi jalové zeminy a ornice
rozprostření ornice v tl. 0,10 až 0,15 m a osetí
hydroosev
osetí
osetí do směsi jalové zeminy a ornice 1
hydroosev
osetí
osetí do směsi jalové zeminy a ornice
rozprostření ornice v tl. 0,10 až 0,15 m a osetí 2
hydroosev
osetí
osetí do směsi jalové zeminy a ornice
rozprostření ornice v tl. 0,10 až 0,15 m a osetí
hydroosev
osetí
osetí do směsi jalové zeminy a ornice
hydroosev
rozprostření ornice v tl. 0,10 až 0,15 m a osetí a
ochranný postřik
hydroosev
osetí do směsi jalové zeminy a ornice
položení předpěstovaných travních koberců
hydroosev
drnování
pleteniny 3
Úžlabí, erozní rýhy,
brázdy ve všech
bez ohledu
zeminách, opevnění u
na sklon
prkenné plůtky
čel propustků apod.
Pozn.:
1
Vhodné pro nízké svahy o malé výměře.
2
Vhodné pouze pro krátké a suché svahy.
3
U zvlhlých a mokrých svahů, popřípadě i sesunutých svahů menších rozměrů.
Tab. 4 - Vhodnost použití jednotlivých druhů vegetační ochrany
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
37/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Příklad vegetační ochrany svahů zářezu lze nalézt na Obr. 40.
Obr. 40 - Vegetační ochrana na svazích zářezu a) příkop nezpevněný, b) příkop zpevněný
Na Obr. 41 je zobrazen rozdíl v aplikaci vegetační ochrany u konstrukce pražcového
podloží bez a s konstrukční vrstvou.
Obr. 41 - Vegetační ochrana na svazích náspu a) pražcové podloží bez konstrukční vrstvy, b) pražcové
podloží s konstrukční vrstvou
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
38/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
6.8.2. Technická ochrana
Technická ochrana představuje opatření ke stabilizaci svahů náspu nebo zářezu,
které je realizováno technickými prostředky. Používá se především na styku svahů
s proudící vodou. Některé způsoby technické ochrany jsou vyjmenovány níže:





dlažba,
rovnanina z kamenů,
obklady z kamenů,
geosyntetika,
gabiony apod.
Na Obr. 42 lze nalézt příklad ochrany svahů náspu záhozem z lomového kamene. U
jakékoli technické ochrany před proudící vodou nesmíme zapomenout
ochranný prvek dostatečně zahloubit pod úroveň dna, aby nedošlo k jeho
podemletí.
Obr. 42 - Ochrana svahu náspu před účinkem proudící vody záhozem z lomového kamene
Informace o geosyntetikách lze nalézt v části 9 (str. 52) a informace o gabionech
v části 8.1 (str. 48) věnované stavbám železničního spodku.
6.8.3. Kombinovaná ochrana
Kombinovaná ochrana představuje spojení předchozích dvou přístupů, kdy jsou
například velmi strmé svahy ochráněny geosyntetikem, pod které jsou vložena travní
semena. Geosyntetikum zde plní ochrannou funkci travních semen před vodou a
větrem do doby, než tato trvale zakoření. Některé možnosti kombinované ochrany
jsou vypsány níže:
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
39/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať





Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
travní rohože,
vegetační tvárnice,
geotextilie ve spojení s hydroosevem,
biodegradační rohože,
protierozní síťovina apod.
Na Obr. 43 lze nalézt příklad použití travní rohože.
Obr. 43 - Ochrana svahů travními rohožemi a) zářez, b) násep
7. Odvodnění
Pro správnou funkčnost tělesa železničního spodku je naprosto nezbytné zajistit
odvod všech druhů vod, které by železniční spodek mohly ohrozit. Jedná se zejména
o vodu srážkovou, která stéká po povrchu, vodu podpovrchovou či podzemní a
srážkovou vodu, která se do tělesa železničního spodku vsákla. Všeobecně platí, že
přítomnost vody v tělese železničního spodku způsobuje jeho nestabilitu a zhoršuje
odolnost proti promrzání.
Odvodnění železničního spodku musí být trvale funkční po celou dobu
životnosti tratě a musí být odolné vůči vnějším vlivům. Nefunkční odvodnění je
velmi častou příčinou problémů v konstrukci železničních tratí, jejichž odstranění stojí
správce trati nemalé finanční prostředky.
Odvodňovací zařízení dělíme na otevřená a krytá.
7.1.
Otevřená odvodňovací zařízení
Otevřená odvodňovací zařízení slouží převážně k odvodu vody z povrchu tělesa
železničního spodku. Některé nejběžnější typy otevřených odvodňovacích zařízení
jsou uvedeny níže.
7.1.1. Příkopy
Příkopy odvádějí vodu ze zemní pláně a z přilehlých svahů náspů a zářezů. Příkopy
představují nejlevnější, nejsnáze realizovatelnou, nejlépe udržovatelnou a podle
zásady, co je jednoduché, to funguje, také nejvíce funkční typ odvodnění. Drobnou
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
40/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
nevýhodou může být větší prostorová náročnost u zářezů, ale ta je většinou
dostatečně vykompenzována výše jmenovanými výhodami.
Z hlediska umístění a funkce rozeznáváme následující typy příkopů




drážní příkopy – odvádí povrchovou vodu ze zemní pláně a přilehlých svahů,
náhorní příkopy – jsou umístěny nad hranou zářezu, odvádějí vodu
z přilehlého okolí,
příkopy u koruny zdi – jsou umístěny v úrovni koruny zdi, odvádějí vodu
z přilehlého svahu nad zdí,
rigol – speciální typ příkopu hloubky do 0,3 m, většinou zpevněného, slouží
k doplňkovému odvodnění, pokud je hlavní odvodnění realizováno jinak, než
příkopem.
Z hlediska zpevnění rozlišujeme příkopy nezpevněné (hloubené přímo v podloží) a
zpevněné (ochráněné technickým prvkem, např. příkopovou tvárnicí).
Konstrukční zásady příkopů:







u novostaveb je doporučeno vždy zřizovat zpevněný příkop,
zpevněný příkop se musí zřídit, pokud je podélný sklon příkopu menší než
4 ‰ a větší než 25 ‰,
hloubka příkopu měřená od pláně tělesa železničního spodku (PTŽS) musí být
alespoň 0,5 m u vodorovné PTŽS a alespoň 0,35 m při skloněné PTŽS,
zároveň musí být hloubka příkopu alespoň 0,15 m pod úrovní zemní pláně
u nezpevněných příkopů, resp. horní hrana příkopové tvárnice musí ležet pod
hranou zemní pláně u zpevněných příkopů,
nezpevněné příkopy mají tvar lichoběžníku s šířkou dna alespoň 0,4 m a
sklonem svahů 1:1,5 na straně ke koleji a 1:n na straně od koleje, kde n je
sklon svahu zářezu a stanoví se podle druhu zeminy, ve které je zářez
budován,
při rekonstrukcích se připouští i kruhový či eliptický tvar nezpevněného
příkopu, hloubka takového příkopu je alespoň 1,0 m, šířka pak mezi 1,5 ~ 2,0
m (často dle tvaru a rozměrů lžíce rypadla, kterým je příkop rekonstruován).
Je-li na nějaký prvek kladeno více požadavků (např. současný požadavek na
hloubku od PTŽS a hloubku pod zemní plání), musí být odvodnění
konstruováno tak, aby splňovalo všechny tyto požadavky.
Na Obr. 44 jsou uvedeny základní rozměry a sklony zpevněných příkopů, na Obr. 45
pak totéž pro nezpevněné příkopy. Požadavky pod písmenem a) a písmenem b)
musí být splněny současně.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
41/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 44 - Základní rozměry zpevněných příkopů a) hloubka příkopu od pláně tělesa železničního spodku,
b) hloubka příkopu od zemní pláně (a) i b) musí být splněny zároveň)
Obr. 45 - Základní rozměry nezpevněných příkopů a) hloubka příkopu od pláně tělesa železničního
spodku, b) hloubka příkopu od zemní pláně (a) i b) musí být splněny zároveň)
Na Obr. 46 je zobrazena konstrukce příkopů u paty náspu.10
10
Pozn. k obrázku Obr. 46: Původní terén je v tomto obrázku nakreslen pouze schematicky, bez
sejmutí ornice a dalších náležitostí.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
42/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 46 - Umístění příkopů u paty náspu a) zpevněný příkop, b) nezpevněný příkop
7.1.2. Zpevněný příkop v horninách
Ačkoli zpevněný příkop vedený v horninách formálně patří do kapitoly příkopy, pro
lepší orientaci čtenáře v textu se autor rozhodl umístit jej do samostatné části.
Příkop hloubený v horninách se navrhuje zpravidla zpevněný. Požadavky na
hloubku a šířku příkopu zůstávají v platnosti (hloubka alespoň 0,5 m, šířka alespoň
0,4 m). Nejčastěji je příkop v horninách realizován monoliticky anebo v kombinaci
monolitických a prefabrikovaných prvků (např. různé typy obrubníků či nástupištní
tvárnice apod.). Ukázka zpevněného příkopu vedeného v horninách je na Obr. 47.
Obr. 47 – Zpevněný příkop v horninách
7.1.3. Náhorní příkop
Náhorní příkop se umisťuje nad zářez a slouží k zachycení vody z povodí nad
zářezem. Hloubka náhorního příkopu je alespoň 0,5 m a hrana příkopu je
umístěna ve vzdálenosti alespoň 1,0 m od hrany zářezu.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
43/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
7.1.4. Příkopové žlaby
Příkopový žlab je betonový, většinou prefabrikovaný, prvek, který je po částech
ukládán v místě příkopu. Výhodou použití příkopových žlabů je fakt, že mohou být
zakryté a stát se tak součástí stezky, případně mohou částečně plnit funkci zárubní
zídky a tím mohou redukovat plochu výkopu (tato skutečnost byla demonstrována na
Obr. 31 na str. 25). Nevýhody příkopových žlabů jsou dvě. První spočívá ve
skutečnosti, že odvodnění se v konečném důsledku uskutečňuje pouze
odvodňovacími otvory ve stěnách prefabrikátu, které jsou zhruba jenom dvě až tři na
jeden metr délky. Při byť jen částečném ucpání těchto otvorů (což v praxi není řídký
jev) je funkčnost odvodnění značně omezena. Druhá nevýhoda pak vyplývá z první a
je jí značná pracnost při realizaci tohoto typu odvodnění. V současných podmínkách
se bohužel často nedaří tento typ odvodnění realizovat v patřičné kvalitě v důsledku
čehož je funkčnost odvodnění pomocí příkopových žlabů často velmi nízká. Použití
příkopových žlabů proto doporučujeme pouze do velmi stísněných poměrů.
Příklad uložení příkopového žlabu lze nalézt na Obr. 48.
Obr. 48 - Příklad odvodnění pomocí příkopového žlabu
7.1.5. Ostatní otevřená odvodňovací zařízení
Mezi ostatní otevřená odvodňovací zařízení patří např. skluzy, kaskády, horské a
prahové vpusti, lapače splavenin, odpařovací a vsakovací příkopy apod. V tomto
textu se jim nebudeme věnovat. Informace lze získat v literatuře [2] a [3].
7.1.6. Tvary a rozměry prefabrikovaných (betonových) prvků pro železniční
stavitelství
Tvary a rozměry prefabrikovaných betonových prvků používaných v železničním
stavitelství (příkopové tvárnice, příkopové žlaby, nástupištní a staniční prefabrikáty,
prefabrikáty obkladních a zárubních zdí apod.) je nejlépe hledat u jednotlivých
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
44/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
výrobců, např. na [6]. Na Obr. 49 jsou uvedeny standardní rozměry některých
základních betonových prefabrikovaných odvodňovacích prvků.
Obr. 49 – Standardní rozměry některých základních prefabrikovaných odvodňovacích prvků.
7.2.
Krytá odvodňovací zařízení
7.2.1. Drenáž (dříve trativod)
Drenáž (dřívějším pojmenováním u železničních staveb trativod) je tvořena zemní
rýhou a drenážním potrubím. Účelem drenáže je odvézt prosakující srážkovou a
podzemní vodu z tělesa železničního spodku a jeho okolí. Z hlediska polohy drenáže
vůči ose koleje dělíme drenáže na


podélné – osa drenáže je rovnoběžná s osou koleje, představují nejtypičtější
způsob vedení drenáže,
příčné – osa drenáže je vedena zpravidla kolmo k ose koleje, používá se
pouze tam, kde je potřeba převést drenáž na druhou stranu koleje. V takovém
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
45/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať

Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
případě musí být drenáž v místě křížení s kolejí správně vyztužena
(podrobnosti viz [2] a [3]),
náhorní – slouží k odvedení podzemních vod z vodonosné vrstvy nad
železničním zářezem.
Z hlediska konstrukce drenáže rozlišujeme následující:



Drenáž prostou: Drenáž prostá je tvořena pouze drenážní rýhou, vyplněnou
vhodným propustným materiálem a drenážní trubkou uloženou na podsypu,
ideálně ze stejného materiálu jako výplň drenážní rýhy. Jde o nejjednodušší
typ drenáže, ale jeho provedení je podmíněno splněním filtračního kritéria
mezi zeminou zemního tělesa a zásypem trativodní rýhy.11 Příklad prosté
drenáže je uveden na Obr. 50, písmeno a).
Drenáž se zásypem obaleným geotextilií: Není-li splněno filtrační kritérium a
nelze-li tudíž zřídit drenáž prostou, vyřeší se problém s mísením zemin
obalením zásypu drenážní rýhy vhodným geosyntetikem (nejčastěji geotextilií)
s filtrační ev. separační funkcí. Příklad drenáže se zásypem obaleným
geotextilií je uveden na Obr. 50, písmeno b).
Drenáž s rýhou vyloženou geotextilií: Princip tohoto typu drenáže je shodný
s předcházejícím typem. Používá se tam, kde je třeba použít separační
geotextilii i v okolí drenážní rýhy (např. na rozhraní konstrukční vrstvy a zemní
pláně). V tomto případě nedochází k přerušení geotextilie na hraně drenážní
rýhy, ale geotextilie se plynule zahne do rýhy a následně se z ní opět vyvede.
Příklad drenáže s rýhou vyloženou geotextilií je uveden na Obr. 50,
písmeno c).
Obr. 50 - Způsoby provedení drenáží a) prostá drenáž, b) drenáž se zásypem obaleným geotextilie, c)
drenáž s rýhou vyloženou geotextilií
11
Rozuměj, nesmí dojít k tomu, aby se zrna zeminy zemního tělesa vtlačovala do pórů zásypu
drenážní rýhy, tím snižovala propustnost zásypu a tím v konečném důsledku snižovala odvodňovací
schopnost drenáže.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
46/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
U drenáží uvedených na Obr. 50 lze jako jednotnou výplň použít např.
štěrkopísek (ŠP), štěrkodrť (ŠD), vysokopecní strusku nebo jiné vhodné materiály.
Vhodnost jednotlivých materiálů vymezuje předpis [2], příloha 19.
Konstrukční zásady platné pro všechny druhy drenáží:




Pro drenážní trubky12 je možno použít trubky betonové, plastové, případně
kameninové. Vnitřní průměr drenážních trubek je alespoň 0,09 m pro plastové
trubky, 0,15 m pro ostatní druhy trubek. U plastových trubek musí být vnitřní
povrch hladký, profilovaný se nepřipouští.
Šířka drenážní rýhy musí být minimálně 0,4 m, vzdálenost mezi stěnami rýhy
a drenážní trubkou musí být alespoň 0,15 m z obou stran.
U podélných drenáží musí být bližší stěna drenážní rýhy vzdálena od osy
koleje alespoň 1,6 m.
Dno drenážní rýhy musí být alespoň:
o 1,20 m pod niveletou TKP, je-li drenáž umístěna mezi kolejemi,
o 1,35 m pod niveletou TKP, je-li drenáž umístěna pod stezkou při
nezapuštěném kolejovém loži,
o 0,3 m pod okrajem zemní pláně,
o 0,65 m pod dnem příkopu, je-li drenáž umístěna pod příkopem,
přičemž všechny relevantní podmínky musí být splněny společně.





Drenážní trubky z PVC musí být uloženy alespoň 1,2 m pod povrchem, není-li
prokázána jejich nenamrzavost.
Do drenážní rýhy se klade jen jedna trubka. Jsou preferovány trubky se
svařovanými či pryžovými spárami. Není-li tomu tak, mají být spáry trubek
chráněny proti odplavování jemných částic výplně obalením separační
geotextilií.
Drenáž je v pravidelných rozestupech přerušena revizními šachtami.
Vzdálenost šachet se pohybuje v rozmezí 30 až 50 m. Drenáž mezi dvěma
šachtami je vždy vedena přímo.
Sklon podélných drenáží má být alespoň 5 ‰ u plastových drenážních trubek
a 10 ‰ u trubek z ostatních materiálů.
Jako výplň drenážní rýhy se použije vhodný propustný materiál (např.
štěrkodrť 4/32, podrobnosti v [2] – příloha č. 19).
7.2.2. Odvodňovací žebro
O užití odvodňovacího žebra již byla řeč v části 6.7, věnující se tělesu železničního
spodku. Konstrukce odvodňovacího žebra je znázorněna na Obr. 39 (str. 38).
12
Drenážní trubka se od obyčejné trubky liší tím, že je dostatečně perforovaná. Kdybychom použili
obyčejnou trubku, nemohla by do ní natéct žádná voda.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
47/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
7.2.3. Ostatní krytá odvodňovací zařízení
Mezi ostatní krytá odvodňovací zařízení patří např. svahová drenážní žebra,
drenážní výusti, svodná potrubí, hlavní sběrače, všechny druhy šachet, odvodňovací
vrty, vsakovací jímky, vsakovací žebra, vsakovací potrubí, geodrény, odvodňovací
štoly apod. V tomto textu se jim nebudeme věnovat. Informace lze získat v literatuře
[2] a [3].
8. Stavby železničního spodku
Stavby železničního spodku zahrnují poměrně široký okruh staveb od propustků a
podchodů po základy stožárů trakčního vedení. V tomto textu se budeme věnovat jen
vybraným stavbám železničního spodku a to sice pouze stěnám.
Stěny dělíme podle funkce na


stěny se statickou funkcí (opěrné a zárubní),
stěny s ochrannou funkcí (torkretové aj.).
8.1.
Stěny se statickou funkcí
Stěny se statickou funkcí slouží jako součást svahu zářezu nebo náspu. Jsou
schopny přenést tíhu zeminy za nimi umístěnou a tak pomáhají ke zmenšení plochy
výkopu resp. náspu. Z hlediska umístění rozlišujeme


opěrné zdi: konstrukce zajišťující stabilitu zemního tělesa v náspu,
zárubní zdi: konstrukce zajišťující stabilitu zemního tělesa v zářezu.
Rozměry opěrných a zárubních stěn musí být stanoveny statickým výpočtem na
základě geologického průzkumu a místních podmínek. Opěrné a zárubní stěny musí
být u paty odvodněny a u stěn z betonu a železobetonu musí být řešena jejich lícová
a rubová ochrana proti působení vody či jiného agresivního prostředí. Příklad opěrné
resp. zárubní stěny z monolitického betonu / železobetonu je uveden na Obr. 51 a)
resp. Obr. 51 b).
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
48/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 51 - Monolitická opěrná stěna (a) a monolitická zárubní stěna (b)
Kromě monolitických a prefabrikovaných betonových stěn je v současnosti hodně
oblíben (obzvláště pro svou estetickou hodnotu) těžený kámen. Kamenné zdi tvořené
tradičním zděním jsou nicméně na dnešní dobu poměrně drahou záležitostí a tak
namísto nich nastupují systémy ze skládaného kamene – gabionové stěny.
Gabionové stěny jsou tvořené koši z ocelového drátu, které jsou vyplněny skládaným
drceným kamenem13. Nejběžnější základní modulové rozměry košů jsou uvedeny
v Tab. 5. Pomocí skládání košů různé velikosti ve více řadách na sebe lze dosáhnout
i značných výšek opěrných a zárubních gabionových stěn. Jednotlivé koše lze také
částečně ohnout, případně nastřihnout a vložit do sebe, čímž lze v omezené míře
vytvořit hladký oblouk či ostrý zlom gabionové stěny.
Modulové rozměry gabionových košů [mm]
500x1000 1200x1000 2000x1000
500x500
1200x500
700x1000 1500x1000 2500x1000
700x500
1500x500
1000x1000 1800x1000 3000x1000 1000x500
1800x500
2000x500
2500x500
3000x500
Tab. 5 - Modulové rozměry gabionových košů
Oka sítí pro výrobu gabionových košů mají obvykle rozměry 100x100 mm,
100x50 mm nebo 50x50 mm.
Na Obr. 52 je ukázka zárubní gabionové stěny založené na betonovém monolitickém
základu. Je třeba vždy zvážit, zda by nad stěnou neměl být navíc ještě zřízen
náhorní příkop.
13
Kámen vítězí pro svou vizuální hodnotu, ale jsou možné i jiné materiály, např. recyklovaná betonová
drť velké frakce.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
49/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 52 - Zárubní gabionová stěna
Na Obr. 53 je ukázka opěrné gabionové zdi. V tomto obrázku jsou zobrazeny dva
konstrukční prvky, které mohou být použit i každý zvlášť.
Prvním prvkem jsou tahové sítě, které (jsou-li správně provedeny) přispívají ke
stabilitě stěny a mohou tak výrazně zmenšit rozměry použitých gabionových košů.
Návrh těchto sítí (délka, únosnost, materiál, provázání s tělesem náspu) vychází ze
statického výpočtu.
Druhým prvkem je založení stěny na vrstvě štěrkodrti tloušťky alespoň 0,2 m. Tento
způsob založení gabionové stěny je ovšem podmíněn příznivými základovými
poměry (zemina velmi dobře propustná, nenamrzavá).
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
50/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Obr. 53 - Opěrná stěna z gabionových košů s tahovými sítěmi pro stabilizaci vyšších konstrukcí
8.2.
Stěny s ochrannou funkcí
K ochraně svahu zářezu ze snadno zvětrávajících hornin je možno použít
ochranných stěn. Tyto stěny nemají statickou funkci, pouze chrání povrch svahu
zářezu před vodní a větrnou erozí. Příklad ochranné stěny ze stříkaného betonu je
na Obr. 54.
Obr. 54 - Ochranná stěna ze stříkaného betonu
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
51/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
9. Geosyntetika
Úkolem této kapitoly je přiblížit posluchačům železničního stavitelství názvosloví
výrobků a funkcí, užívaných ve spojitosti s geosyntetiky tak, aby studenti byly schopni
rozlišovat mezi jednotlivými druhy a funkcemi a také aby je byli schopni smysluplně
zakreslit do stavebních výkresů a opatřit správnými grafickými značkami. Informace
v této kapitole jsou převzaty z publikace [5].
9.1.
Druhy geosyntetik
Z hlediska terminologie rozlišujeme následující geosyntetika:








14
Geotextilie (GTX): Plošný, propustný, polymerní (syntetický nebo přírodní)
textilní materiál, používaný na styku se zeminou nebo jinými materiály.
o Netkaná geotextilie (GTX-N): Geotextilie vyrobená z urovnaných nebo
nahodile orientovaných vláken, nekonečných vláken nebo jiných prvků
propojených mechanicky, tepelně či chemicky.
o Pletená geotextilie (GTX-K): Geotextilie vyrobená proplétáním oček
z jedné nebo více přízí, nekonečných vláken nebo jiných prvků.
o Tkaná geotextilie (GTX-W): Geotextilie vyrobená provazováním
(obvykle v pravém úhlu) dvou nebo více soustav nití z nekonečných
vláken, pásů nebo jiných prvků.
Geomřížka (GGR): Plošná polymerní konstrukce sestávající z pravidelné
otevřené síťoviny z pevně spojených tahových prvků, které je možné spojovat
vytlačováním, pojením nebo spékáním a jejíž otvory jsou větší než její
součásti.
Geosíť (GNT): Geosyntetikum sestávající z rovnoběžných soustav žeber,
uložených přes sebe a pevně spojených obdobnými soustavami v různých
úhlech.
Georohož
(GMA):
Trojrozměrná
propustná
konstrukce
vyrobená
z polymerních nekonečných vláken či jiných prvků (syntetických nebo
přírodních), pojená mechanicky, tepelně nebo chemicky.
Geobuňka (GCE): Trojrozměrná, propustná, polymerní (syntetická nebo
přírodní), voštinová14 nebo podobná, buněčná konstrukce, vyrobená ze
vzájemně propojených proužků geosyntetik.
Geoproužek (GST): Polymerní materiál ve tvaru proužku o šířce max. 200
mm, používaný v kontaktu se zeminou nebo jiným materiálem.
Georozpěrka (GSP): Trojrozměrná polymerní konstrukce určená pro
vytváření vzduchového prostoru v zemině nebo jiných materiálech.
Geosyntetická izolace (GBR): Geosyntetický materiál s nízkou propustností,
jehož účelem je snížení nebo zadržování toku kapaliny.
o Polymerní geosyntetická izolace (GBR-P): Průmyslově vyráběná
konstrukce geosyntetických materiálů v podobě plošného prvku,
Voština je název pro prostorový prvek, který svou geometrií připomíná včelí plástev.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
52/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať

Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
používaná v kontaktu se zeminami, která působí jako fólie a jejíž
izolační vlastnosti zajišťují polymery.
o Jílová geosyntetická izolace (GBR-C): Průmyslově vyráběná
konstrukce geosyntetických materiálů v podobě fólie, používaná
v kontaktu se zeminami, která působí jako fólie a jejíž izolační vlastnosti
zajišťuje jílová (bentonitová) vrstva.
o Živičná geosyntetická izolace (GBR-B): Průmyslově vyráběná
konstrukce geosyntetických materiálů v podobě fólie, používaná
v kontaktu se zeminami, která působí jako fólie a jejíž izolační vlastnosti
zajišťuje živičná vrstva.
Geokompozit (GCO): Vyrobený sdružený materiál, jehož alespoň jednu
složku tvoří některé z výše jmenovaných geosyntetik.
9.2.
Funkce geosyntetik
Z hlediska funkcí geosyntetik rozlišujeme funkce






Filtrační [F]: Zadržování zeminy nebo jiných částic, které jsou vystaveny
působení hydrodynamických sil při současném umožnění průtoku kapalin
geotextilií.
Izolační (těsnící) [B]: Omezení migrace kapalin.
Oddělovací (separační) [S]: Zabránění smísení sousedních odlišných zemin
nebo zásypových materiálů, nesplňují-li tyto filtrační kritérium.
Odvodňovací [D]: Shromažďování a odvod podzemní vody nebo jiných
kapalin v rovině geotextilie.
Ochranná [P]: Prevence nebo omezení místního poškození chráněného
prvku nebo materiálu.
Ochrana proti povrchové erozi [E]: Prevence nebo omezení pohybů zeminy
nebo jiných částic po povrchu (např. svahů) vlivem větrné nebo vodní eroze.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
53/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
9.3.
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Přehled a značení geosyntetik
V následující Tab. 6 je uveden přehled geosyntetik ve vztahu k funkcím, které mohou
plnit.
●
●
●
●
●
Vyztužování
(R)
Ochrana
(P)
Netkaná geotextilie
(GTX-N)
Tkaná geotextilie
(GTX-W)
Geomřížka
(GGR)
Geosíť
(GNT)
Georohož
(GMA)
Geobuňka
(GCE)
Geosyntetická
izolace (GBR)
Geokompozit
(GCO)
Ochrana proti
povrchové
erozi
(E)
Odvodňování
(D)
Typ výrobku
Izolace
(B)
●
Filtrace
(F)
Oddělování
(S)
Obvyklé funkce jednotlivých druhů geosyntetik
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Tab. 6 - Přehled druhů geosyntetik ve vztahu k jejich funkci
Na následujícím obrázku je uvedeno grafické značení jednotlivých druhů geosyntetik.
Obr. 55 - Značení geosyntetik ve stavebních výkresech
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
54/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
10.
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Prostorové nároky projíždějících vozidel
Je zcela zřejmé, že jakákoli železniční stavba by byla bez účelu, pokud by po ní
nemohlo projet železniční vozidlo a tím naplnit účel dopravních staveb, totiž
realizovat přepravu. Pro průjezd železničního vozidla musí být nad kolejí a
v dostatečné vzdálenosti od kolejí ponechán prostor, do kterého nesmí zasahovat
žádné pevné stavby či jejich součásti. Tomuto prostoru se říká průjezdný průřez.
Současně je třeba pamatovat na skutečnosti, že na širé trati se nepohybují jen drážní
vozidla, ale i drážní zaměstnanci. Pro jejich pohyb je na tělese dráhy taktéž vymezen
příslušný prostor, který se nazývá volný schůdný a manipulační prostor.
10.1.
Průjezdné průřezy
Podle dokumentu [4] je průjezdný průřez (PP) definován jako: „obrys obrazce vozidla
v rovině kolmé k ose koleje, jehož osa je kolmá ke spojnici temene kolejnicových
pásů (TKP) a prochází středem koleje a který vymezuje vzdálenosti vně ležících
staveb, zařízení a předmětů od osy koleje a od spojnic TKP, kromě případů, kdy
z funkčních důvodů musí dojít ke styku těchto zařízení s drážním vozidlem.“
Zjednodušeně lze říci, že průjezdný průřez dostaneme tak, že uvážíme rozměry
největšího drážního vozidla, které by na dráze za dobu její životnosti mohlo být
provozováno, přičteme k němu kvazistatickou hodnotu dynamické výchylky (tzn.
jakési „průměrné kývání za jízdy“) a přidáme dostatečné bezpečnostní přirážky (např.
kvůli rukám a hlavám cestujících, které s velkou oblibou navzdory zákazům vystrkují
z okének). Tomuto prostoru říkáme průjezdný průřez a nesmíme do něj umístit žádné
překážky (jinak by logicky došlo ke kolizi a tím ke vzniku mimořádné události).
Průjezdných průřezů existuje celosvětově mnoho typů. V tomto textu se budeme
věnovat pouze dvěma, v ČR nejužívanějším, a to sice PP typu Z-GC a typu Z-GČD.
Průjezdný průřez se naklání shodně s převýšením koleje.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
55/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
10.1.1.
Průjezdný průřez Z-GC
Průjezdný průřez Z-GC je zobrazen na Obr. 56.
Obr. 56 - Průjezdný průřez Z-GC
Levá strana obrázku platí pro:




traťové koleje (i na zastávkách),
hlavní koleje ve stanicích a výhybnách,
hlavní koleje v manipulačních kolejištích vleček,
pro dopravní koleje pojížděné vlaky pro přepravu cestujících.
Rozšíření A-B platí pro zařízení a stavby na vnější straně krajních kolejí.
Rozšíření C-D platí pro zařízení mezi kolejemi.
Pravá strana obrázku platí pro:



ostatní koleje ve stanicích a výhybnách,
ostatní koleje v manipulačních kolejištích vleček,
rozšíření E-F platí pro všechny stavby a zařízení.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
56/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
10.1.2.
Průjezdný průřez Z-GČD
Průjezdný průřez Z-GČD je zobrazen na Obr. 57.
Obr. 57 - Průjezdný průřez Z-GČD
Levá strana obrázku platí pro:




traťové koleje (i na zastávkách),
hlavní koleje ve stanicích a výhybnách,
hlavní koleje v manipulačních kolejištích vleček,
pro dopravní koleje pojížděné vlaky pro přepravu cestujících
Rozšíření A-B platí pro zařízení a stavby na vnější straně krajních kolejí.
Rozšíření C-D platí pro zařízení mezi kolejemi.
Pravá strana obrázku platí pro:



ostatní koleje ve stanicích a výhybnách,
ostatní koleje v manipulačních kolejištích vleček,
rozšíření E-F platí pro všechny stavby a zařízení.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
57/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
10.1.3.
Nástavec průjezdných průřezů na elektrizovaných tratích
Na elektrizovaných tratích je třeba průjezdný průřez rozšířit i o plochu, kterou zabere
elektrický vodič a sběrač hnacího vozidla. Tvar nástavce na PP je zobrazen na Obr.
58.
Obr. 58 - Nástavec průjezdných profilů pro elektrizované tratě
Výška nástavce se určí jako součet:




výšky trolejového vodiče (základní 5500 mm),
výšky sestavy trakčního vedení (určeno v ČSN 34 1530),
izolační vzdálenosti části trakčního vedení od konstrukcí staveb (určeno v [1]),
a zdvihu trolejového vedení (dle ČSN EN 50119).
Pro účely cvičení z předmětů železničního stavitelství bude pravděpodobně bohatě
postačovat, pokud bude výška trolejového vedení nad TKP rozumně zvolena
v rozmezí 6000 ~ 7000 mm. Pro důležitější práce (projekty, bakalářské a diplomové
práce) ovšem doporučujeme dohledat v příslušných normových dokumentech platné
rozměry.
10.1.4.
Rozšíření průjezdných průřezů v obloucích malých poloměrů
V obloucích malých poloměrů (R ≤ 250 m) je třeba rozšířit obě strany průjezdných
průřezů podle Tab. 7.
Poloměr oblouku
[m]
150 ≤ R ≤ 250
Zvětšení poloviční šířky
v nástavci PP na
průjezdného průřezu
elektrizovaných
na vnitřní straně
na vnější straně
tratích na obou
oblouku
oblouku
stranách
[mm]
[mm]
[mm]
50000
185
60000
225
2500
Pozn.:
Poloměr R se dosazuje v [m].
Vypočtená hodnota se zaokrouhlí na 5 mm nahoru.
Tab. 7 - Rozšíření průjezdného průřezu v obloucích malých poloměrů
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
58/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
10.2.
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Volný schůdný a manipulační prostor
Volný schůdný a manipulační prostor (VSMP) je plocha, která slouží k bezpečnému
a bezproblémovému pohybu drážních zaměstnanců. Šířka VSMP na širé trati je 3000
mm od osy koleje, výška pak 3050 mm od TKP přilehlé kolejnice15. Spodní část
VSMP je vymezena povrchem stezky, nástupiště, rampy či jiným pochozím
povrchem.
V obloucích o poloměru rovném či menším než 250 m se šířka VSMP rozšiřuje podle
Tab. 7 z části 10.1.4.
V koleji s převýšením se zvětšuje VSMP na vnitřní stranu o hodnotu
∆
2,04 ∙ ,
kde D je převýšení v [mm]. Vypočtená hodnota se zaokrouhlí na 5 mm nahoru.
15
Tzn., že je-li kolej vedena v oblouku, pak je vnitřní VSMP položen níže než vnější. Rozdíl výšky
VSMP musí být logicky roven převýšení.
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
59/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Příčné řezy železničních tratí
Širá trať
11.
Učební pomůcka pro
studenty (nejen) K137
Poznámka na závěr
Drazí a vážení studenti,
obrázky prezentované v tomto textu mají sloužit pouze jako ilustrace vykládané
problematiky.
Zde nakreslené obrázky v žádném případě
nepředstavují vzorové výkresy a nemůže k nim
být tak přistupováno!
Skutečný výkres samozřejmě obsahuje daleko více informací (výškové a šířkové
kóty, popisy prvků a materiálů, detaily atp.), které se do ilustrací v této pomůcce
vzhledem k prostorovým možnostem nedostaly. Pokud hledáte skutečně vzorové
výkresy, budete bohužel muset použít jinou pomůcku anebo literaturu [3], která je
k tomu účelu přímo stvořena.
Hodně úspěchů při Vašem železničním studiu přeje
Marek Pýcha
Za cenné připomínky a korekturu děkuji následujícím spolupracovníkům
z Katedry železničních staveb Fakulty stavební ČVUT v Praze:
Martinu Lidmilovi,
Petru Břešťovskému,
Petru Kučerovi.
12.
Literatura
[1]
[2]
[3]
[4]
Předpis SŽDC S3: Železniční svršek, platný od 1. 10. 2008
Předpis SŽDC S4: Železniční spodek, platný od 1. 10. 2008
Vzorové listy železničního spodku ČD Ž, platné od 29. 8. 2001
Norma ČSN 73 6320: Průjezdné průřezy na drahách celostátních, drahách
regionálních a vlečkách normálního rozchodu, červen 1997
[5] Geosyntetika: funkce, popis, terminologie, symboly; IGS-CZ, říjen 2010
[6] Katalog prefabrikátů pro železniční stavby na www.zpsv.cz
Katedra železničních staveb,
Fakulta stavební, ČVUT v Praze
60/60
poslední aktualizace 3.4.2013
Download

Pomůcka pro tvorbu příčných řezů