книги из ГПНТБ / Механизация лугомелиоративных работ

Глубина ложбин 0,4—0,45 м, внутренние откосы име­ ют заложение 1 :5 —1:8, позволяющее беспрепятствен­ но переезжать тракторам и другим машинам. Ложбины засевают и обрабатывают наравне с осушенным участ­ ком. Поэтому специального ухода за ложбинами по уда­ лению сорной растительности не требуется. Нарезают ложбины машиной ЛН-40 (рис. 47), иногда грейдером Д-20Б. Ложбиноделатель ЛН-40 — навесной на трактор Т-ЮОМБГС.

Ложбиноделатель ЛН-40

Осушительные ложбины нарезают за 2—3 прохода ложбиноделателя или за 10—16 проходов грейдера

Рис. 47. Ложбиноделатель ЛН-40:

/ — нож; 2 — рабочий орган; 3 — бермоочиститель; / — ферма; 5 — по­ перечный брус; 6 — рама.

220

Рис. 48. Схема роторного ложбиноделателя (вверху) и попереч­ ное сечение ложбины (внизу):

/ — фреза; 2 — лопатка; 3 — рама; 4 — конический редуктор; « — плане­ тарный редуктор; 7 — кожух; 8 — выброшенный грунт.

Д-20Б. Вынутый ложбиноделателем грунт разравнивают небольшим слоем универсальным бульдозером или грейдером.

На целинных землях трассы должны быть очищены от валунов и пней, а при наличии больших неровностей их планируют бульдозером или грейдером. В случае задернелости участка поверхность трасс по ширине 6—8 м обрабатывают фрезами или тяжелой дисковой бороной. Затем участок размечают и ставят визирные вешки.

Работает ложбиноделатель от коллектора, доделок по сочленению с коллектором не требуется. Ложбины в зависимости от назначения участка можно ежегодно пе­ репахивать совместно со всем участком и нарезать вновь перед посевом сельскохозяйственных культур или остав­ лять на 2—3 года без перепашки (на лугах), как и ос­ новной участок.

Прошел экспериментальную проверку роторный лож­ биноделатель, созданный Всесоюзным институтом гидротехники и мелиорации им. А. И. Костикова. Эта машина (рис. 48) предназначена для прокладки лож­ бин, отводящих атмосферные и паводковые воды с тя­ желых почв в зонах избыточного увлажнения.

Рабочий орган машины состоит из двух симметрично расположенных фрез под углом 8°30' к горизонту. Фре­

221

зы представляют собой сварные диски коробчатого се­ чения с наружным и внутренним конусами. Каждая фре­ за оборудована шестью лопатками с режущими зубья­ ми, кромки которых наплавлены износостойким спла­ вом. Фрезы с планетарными редукторами подвешены к навесной сварной раме. На ней установлены цилиндри­ ческий раздаточный и два конических редуктора. Сза­ ди к раме прикреплен кожух для подчистки дна и отко­ сов ложбины. На кожухе опорный каток, удерживаю­ щий рабочий орган на заданной глубине. Каток подни­ мают и опускают гидроцилиндром, соединенным с рамой.

Между фрезами на внутренней стороне рамы вер­ тикальный черенковый нож для разрезания дернового пласта. Фреза вращается от ВОМ трактора через кар­ данный вал и редукторы. Фрезы, конические редукторы унифицированы с подобными узлами каиалокопателя КФН-1200А.

Трассу перед работой активного ложбиноделателя подготавливают так же, как и для пассивного, за исклю­ чением предварительной разделки дернины.

Перед началом работы тракторист подъезжает к от­ крытому коллектору или осушителю, погружает рабочий орган машины на соответствующую глубину и включает ВОМ. После того как фреза наберет нужную скорость, тракторист включает одну из передних передач и маши­ на начинает работать. По мере внедрения фрезы в грунт опорный каток опускают на дно ложбины так, чтобы кромки зачистного кожуха перемещались точно по по­ верхности откосов, не углубляясь в почву и не оставляя в ложбине рыхлой земли.

Образуемая при работе ложбина имеет ширину поверху до 5500 мм, глубину 400 мм при заложении от­ косов 1 : 6,5. Выброшенный из ложбины грунт распреде­ ляется тонким слоем (80—100 мм у бровки с постепен­ ным уменьшением к периферии), что не препятствует притоку воды в ложбину. Машиной можно за один про­

ход прокладывать ложбины в сильно задернелых тяже­ лых грунтах.

Бороздодел БН-300 конструкции ЦНИИМЭСХпро­ шел государственные испытания с положительной оцен­ кой, предназначен для выборочного бороздования — от­ вода поверхностных вод с переувлажняемых почв Агрегатируют с тракторами МТЗ-50, Т-74, МТЗ-5ЛС.

222

Бороздодел может работать на полях, засоренных камнями диаметром не более 15 см. При движении аг­ регата лемех подрезает и приподнимает грунт, подавая его к вращающимся метателям. Они разбрасывают грунт тонким слоем по обе стороны борозды. Одновре­ менно бермы борозды прикатывают опорными катками.

Бороздодел оборудуют лемехами двух типов, что по­ зволяет прокладывать борозды с заложением от 1

Ложбины и борозды обычно прокладывают осенью, что­ бы в весенний период быстро отводить поверхностные воды с полей и создать благоприятные условия для раз­ вития культурных растений, трав на лугах и паст­ бищах.

Ложбины и борозды нарезают с учетом рельефа по­ ля так, чтобы весной на полях не образовались блюдца. При систематическом бороздовании полей после нарез­ ки борозд делают по краю поля более глубокие бороз­ ды для отвода избыточной поверхностной воды в осуши­ тельную систему. Для нарезки таких борозд целесооб­ разно использовать бороздоделы БН-300.

Ложбиноделатель навешивают на трактор так, чтобы продольные оси орудия и трактора совпадали, а задние концы отвалов располагались над поверхностью на вы­ соте 500—520 мм. Носок вертикального ножа должен касаться почвы. Нижние продольные тяги задней навес­ ки трактора закрепляют в средних отверстиях передних кронштейнов рамы.

Правильно запроектированный и хорошо построен­ ный керамический дренаж может исправно работать от 50 до 100 лет. Долговечность пластмассового дрена­ жа пока не подтверждена опытом. Можно предпола­ гать, что при благоприятных условиях грунта и хоро­ шем качестве строительства такой дренаж может ис­ правно работать 10—15 лет и более.

223

Решающее значение в работе дренажа имеет надле­ жащее качество используемых материалов. Нарушение технических правил проекта и строительства, несоблю­ дение необходимого уклона дренажных линий, небреж­ ное формирование стыков дрен (с большими зазорами, чем в механических условиях), нарушение требований заделки сопряжений дрены с коллектором приводят к преждевременному выходу из строя всей осушительной сети.

Разрушение устьев коллекторов и дрен. Этот вид де­ формации наиболее серьезный, он вызывает полную потерю работоспособности всей системы данного кол­ лектора. Причины возникновения этой деформации — чаще недоброкачественные изыскания, проектирование и небрежное выполнение строительных работ. Иногда вместо прочного сооружения проект намечает удешев­ ленное сооружение. Для устранения неисправности не­ обходимо тщательно изучить грунтовые условия, соста­ вить новый проект строительства и построить надежное устье.

Заиление устьев коллекторов в открытом водоприем­ нике. Так же как и в предыдущем случае, при несвое­ временном устранении неисправности, заиление обус­ ловливает полную или частичную утрату работоспособ­ ности системы. Заиление возникает от неправильного назначения высоты устья относительно положения рас­ четного горизонта водоприемника, недоучета взвешен­ ных наносов в водоприемнике и уменьшения уклона дна устьевого участка. В связи с этим скорость воды в тру­ бах снижается при выпадении наносов.

Для предупреждения заиления дно коллектора сле­ дует располагать на 0,2—0,3 м выше расчетного бытово­ го горизонта воды в водоприемнике и на 0,5 м выше его дна. Уклон устьевого участка нужно по возможности увеличивать к устью.

Если наносы откладываются в устье в результате вы­ носа верхних участков, необходимо вскрыть коллектор и переложить трубы с защитой стыков противофильтрационными материалами. Иногда в заилении устьевого участка бывают соединения гидроокиси железа. В этом случае устранение причин требует применения химиче­ ских стабилизаторов грунта.

Подпор и затопление устья коллектора со сторны водоприемника почти всегда вызывает наносы на устье­

224

вом участке коллектора с потерей работоспособности дренажа. Обычно подпор возникает вследствие ошибоч­ но запроектированного устья с расчетными горизонтами водоприемника. Ошибка проекта может привести к не­ обходимости переустройства дренажа с работами по по­ нижению и урегулированию водоприемника. Если же затопление устья вызвано стихийными явлениями при­

илистыми отложениями очень широко распространено в минеральных и торфяных грунтах. В пылеватых песках, болотном лессе, оглеенных супесях и суглинках, в ни­ зинных торфах (со средней и высокой степенью разло­ жения) заиление отмечается чаще, чем в других раз­ новидностях грунтов.

Заиление связано с развитием грунта, поступающего в дренажную полость вместе с дренируемыми грунто­ выми водами; в другом случае основную роль играют железобактерии, активно развивающиеся в грунтах и грунтовой воде при содержании в них закисных соеди­ нений железа от 10% и выше.

Существенное значение имеют размеры зазоров сты­ ка керамических труб, искусственная защита стыков со­ ответствующими материалами и правильный подбор диаметра дрен. Чем меньше ширина оставляемого зазо­ ра стыка дренажных труб, тем меньше опасность по­ ступления илистых частиц в трубы. Ширина стыкового зазора в любом случае не должна превышать 1— 2 мм.

Заиление дренажных полостей гидроокисным желе­ зом наблюдается в минеральных и торфяных грунтах: на минеральных заболоченных — в подзолистых и глеевых почвах суглинистого механического состава, а на торфяниках — везде, где в грунтовых водах содержится закисное железо.

Наиболее интенсивный вынос железа грунтовыми водами происходит в торфяных грунтах в первые годы после постройки дренажа. Железо в грунтовых водах находится в различных формах химических соединений. Попадая в дрены, т. е. в зону хорошей аэрации, эти сое­ динения окисляются, переходят в плохо растворимые формы и выпадают при малых скоростях в трубах в ви­ де хлопьевидного осадка.

Однако химическое окисление закисного железа Иг­ рает подчиненную роль, а главная принадлежит железо­ бактериям. В результате их деятельности в дренах от­ кладывается до 95% осадка.

Основная масса железистого осадка выпадает из раствора ранней весной при температуре грунтовой во­ ды 1—5°, соответствующей оптимуму развития железо­ бактерий заболоченных и болотных почв. К лету про­ цесс затухает (несмотря на активную аэрацию) и сно­ ва активизируется лишь к осени.

Дренажные полости гидроокисью железа заиливают­

меньше 0,35 м/с и зазоры стыков труб больше 2 мм. При этом обкладка стыков моховым очесом не предохраняет трубы от заиления.

Основные меры предупреждения заиления дренажа гидроокисным железом следующие;

выполнение уклонов дрен не менее 0,005, чтобы ско­ рость течения воды была не менее 0,35 м/с и размеры зазоров стыков дренажных труб не превышали 2 мм. При этих условиях стыки труб в плохо и средне разло­ жившихся торфах можно оставлять без защиты, а в сильно разложившихся торфах необходимо защищать стыки стеклотканью, минеральной и стеклянной ватой и другими инертными и устойчивыми материалами в отношении агрессивного воздействия растворов грунто­ вых вод. Соблюдение этих требований обязательно при содержании в грунтовых водах закисного железа от

10 до 20 мг/л.

При содержании закисного железа больше 20 мг/л необходима круговая обсыпка зазора стыка гравием или чистым песком с дополнительным применением различ­ ных стабилизаторов (ингибиторов) в расчете на 100 м длины дрены:

медного огарка 70 кг (что снижает интенсивность выпадения железа в 12—20 раз);

фосфоритной муки 75 кг (снижает концентрацию раствора железа с 40 до 6,2 мг/л), не представляющей

опасности для работоспособности и долговечности дре­ нажа;

извести 60 кг (связывает железо и снижает концен­ трацию раствора до 2,6 мг/л);

226

смеси гипса с известью в соотношении 2 : 1 с общим расходом материала 65—70 кг.

Полная стоимость затрат на различные стабилиза­ торы, включая стоимость материалов, рабочей силы, транспортных расходов, составляет на 1 га осушаемой площади по медному огарку 5 руб. 70 коп., по фосфор­ ной муке 11 руб. 50 коп., по извести 15 руб. 30 коп., по смеси гипса с известью 8 руб.

Указанные стабилизаторы вносят в траншею после укладки дренажных труб по покровному слою засыпки грунта.

Во всех случаях, когда возникает опасность поступ­ ления на осушаемую территорию грунтовых вод, со­ держащих закисные формы железа, нужно устраивать защиту со стороны ожидаемого поступления нагорными и ловчими каналами и выпускать воды в ближайший водоприемник.

Закупорка дренажных полостей плывуном. Устройст­ во дренажа в истинных плывунах (злостных) представ­ ляет значительные трудности, особенно когда такие плывуны занимают значительные площади, что нередко бывает на поймах. В таких случаях желательно исклю­ чить постройку дренажных систем, оградив территорию контурными дренами для перехвата грунтовых вод, пи­ тающих плывуны. В истинных плывунах строить дре­ наж целесообразно только после стока избыточных вод и уплотнения песков.

Все дренажные линии в истинных плывунах следует выполнять по возможности в сухое время года. При этом необходимо обеспечивать сток дренируемых грунтовых вод в водоприемник. Во избежание заноса последнего на выходе дренажного коллектора целесообразно уст­ раивать временный отстойник или отстойный смотровой колодец.

Излом линии продольного профиля дрены с обра­ зованием ломаного профиля дна возникает в результа­ те неравномерности осадки грунтов основания дрены. Для предупреждения этого явления дощатые трубы в торфяных грунтах необходимо делать непрерывной дли­ ны с перевязкой стыков досок вразбежку. Муфтовые соединения не спасают такие трубы от перегибов и про­ садок. Керамические трубы в торфяных грунтах следует укладывать только после завершения просадки и обяза­ тельно на стеллажах,

Изменение уклона дрен сопровождается выходом их из рабочего состояния и необходимостью переустройства

дренажа.

При осушении минеральных просадочных грунтов во избежание излома продольного профиля керамические трубы следует укладывать по стеллажам.

Просадка грунта по длине дрены с образованием луж на поверхности и вымочка травостоя возникает как

следствие недоброкачественного выполнения работ по

с подготовкой постели под трубопроводы из гравия и песка.

Дренажные полости зарастают корнями растений.

Это наблюдается обычно в теплой части Нечерноземной зоны (Калининградская область, Западная Украина, Прибалтика), что связано с благоприятным тепловым и пищевым режимами осушаемых болот. На торфяных почвах дренажные полости зарастают реже, чем на ми­ неральных. Пробки из корней образуются в дренах, уло­ женных на глубину до 1,2 м.

Разрушение керамических дренажных труб — явле­ ние довольно редкое. Возникает лишь в тех случаях, когда трубы не соответствуют ГОСТу или дренаж зало­ жен выше линии промерзания. Керамические трубы раз­ рушаются в траншее, если они плохо обожжены, если в них есть продольные сквозные трещины или в исходном сырье было много известковых включений.

Для предупреждения этого необходимо трубы тща­ тельно проверять перед их укладкой в траншею и со­ блюдать условия проекта по глубине заложения.

О состоянии и работе дренажных систем судят по результатам внешнего осмотра устья и других соору­ жений, по величине стока через устья и колодцы, мест­ ным выклиниванием вод, состоянию растительности, появлению луж на трассе и т. п. Такая проверка наибо­ лее эффективна во влажные периоды. Неисправные ча­ сти систем ремонтируют, а возможные причины после­ дующих повреждений устраняют.

228

Работы по эксплуатации и ремонту дренажа:

1. Периодический осмотр. В первую очередь прове­ ряют дренажные устья, колодцы, фильтры и открытые водоприемники. Этот осмотр организуют 1—2 раза в год, из них один раз — при подготовке дренажа к про­ пуску весенних вод. При осмотре составляют дефектные ведомости, по которым в дальнейшем выполняют необ­ ходимый ремонт.

2. Текущий ремонт 1—2 раза в год по потребности. Ремонт отдельных узлов: устьев, колодцев, соединений и дрен; очистка колодцев и отдельных дрен, перекладка фильтров и т. п. Состав текущего ремонта и время вы­ полнения определяют в соответствии с внутрихозяйст­ венным планом.

3. Капитальный и капитально-восстановительный ре­ монты, иногда с реконструкцией систем, выполняют по специальным проектам и сметам, в которых'определены состав и объем работ.

Основные отличия капитального ремонта: больший, чем при текущем ремонте, объем работ (20% перво­ начальной стоимости строительства и более) и особый порядок финансирования — из фонда амортизации.

В объеме каждого вида ремонта: отыскание дрен и мест повреждений, ремонт дренажных трубопроводов и дренажных сооружений.

Определение повреждений дренажных систем (при наличии достоверных планов) сводится к уточнению месторасположения дрен и сооружений, их осмотру и выявлению неисправностей. Если планов нет, ремонтноэксплуатационные работы начинают с нахождения дре­ нажных систем на местности, используя при этом на­ званные выше способы, а также некоторые средства ме­ ханизации.

На больших объектах иногда используют аэрофото­ съемки (вдоль трассы дренажа более густая раститель­ ность), но чаще применяют простые средства. Дрены можно отыскать щупом, рытьем отдельных шурфов и траншей. Щуп (рис. 49) делают из стального прутка диаметром 8—10 мм с пластинкой и утолщением на конце, которое уменьшает боковое трение при погруже­ нии щупа в грунт. Щупом находят дрены по плотности обратной засыпки траншеи (она меньше, чем плотность окружающего траншею нетронутого грунта) и по сопри­ косновению с трубкой. Расстояние между точками по­

229