книги из ГПНТБ / Строительство лесовозных дорог

Д а л ь н о с т ь

перемещения грунта б у л ь д о з е р а м и

дл я засыпки

подкорневых

ям при определении стоимости работ

принимается

80 м [38].

ОСУШИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

В основных лесозаготовительных р а й о н а х страны, особенно

северных, дорожно - строительный сезон в теплый

период

года

весьма короток. Его продолжительность ограничивается

скоро­

менения

дл я возведения

насыпей

местных

грунтов

(в том числе

и

глинистых) .

О д н а к о их в л а ж н о с т ь

часто

п р е в ы ш а е т

допусти­

мую, и

они

могут

быть

использованы

дл я с о о р у ж е н и я

з е м л я ­

ного полотна только после предварительного осушения.

В л а ж ­

ность грунта

о к а з ы в а е т

влияние

не только

на качество

насыпи,

но

и на устойчивость

работы м а ш и н

и

их

производительность.

М а к с и м а л ь н а я

в л а ж н о с т ь , при которой

допускается

сооружение

земляного

полотна

по условиям

возможности

применения зем-

леройно - транспортных и смесительных

машин,

р а в н а

[57]: дл я

п ы л е в а т ы х

песков

и

легких

супесей

1,7—1,5

от

оптимальной

в л а ж н о с т и

W0

или 1,0—0,9

от

предела

текучести WT, дл я пы­

леватых

и

т я ж е л ы х

супесей

и

легких

суглинков

1,6—1,4

W0

(0,9—0,8

WT), дл я т я ж е л ы х

и

пылеватых

суглинков

и

глин

1,5—1,4

W0

(0,7 WT). При сочетании

д о р о ж н ы х

и

мелиоратив ­

ных р а б о т

и

устройстве

к а н а л о в

э к с к а в а т о р а м и

работы

м о ж н о

выполнять

при больших

значениях

влажности .

Н е о б х о д и м у ю в л а ж н о с т ь

грунта, при которой

обеспечивается

удовлетворительная работа м а ш и н

и его уплотнение

до

требуе­

мой плотности, м о ж н о получить естественным осушением

грунта,

с м е ш и в а н и е м п е р е у в л а ж н е н н ы х

грунтов

с грунтами или другими

инертными

м а т е р и а л а м и

пониженной

влажности,

введением

активных

д о б а в о к

(негашеной

извести

или ц е м е н т а ) ,

которые

у л у ч ш а ю т

не

только

испарение

и с в я з ы в а н и е

части

избы ­

точной

воды, но и физико - механические

свойства

грунтов

(повы­

шение предела прочности, водоустойчивости, снижение

лип­

кости, набухаемости и др . ) .

Д л я

естественного

просыхания

грунта наиболее

э ф ф е к т и в н ы

з а б л а г о в р е м е н н а я

прорубка

просеки, снятие

в

резервах

мохо-

растительного

слоя,

обеспечение

н а д е ж н о г о

отвода

воды

от

земляного

полотна

системой

водоотводных

и

осушительных

к а н а л о в . Так, если

при сохранении

растительного

слоя

в л а ж ­

ность грунта

на просеке

п р е в ы ш а е т

оптимальную

на

55—60%

и в этих условиях затруднена работа землеройных машин,

то

после расчистки дорожной полосы в летний период

в л а ж н о с т ь

грунта

в резерве с н и ж а е т с я

на 10% и более и п р е в ы ш а е т

опти­

мальные

значения

всего на 30—35%. Пр и этой

в л а ж н о с т и

плот-

ность легкого суглинка

м о ж е т быть доведена до 0,95

от

опти­

мального .

Омским

ф и л и а л о м

С о ю з д о р Н И И

установлено,

что

при устройстве

нагорных

и водоотводных

к а н а в

и снятии

расти­

тельного слоя

с п л о щ а д и

резервов

за год до р а з р а б о т к и

грунта

в л а ж н о с т ь

его до глубины

1 м с н и ж а е т с я

на 0,2—0,25 от

опти­

мальной .

В л а ж н о с т ь

грунта

в

значительной мере зависит от количе­

ства

и частоты

выпадения

осадков . При значительных

осадках

грунт

п е р е у в л а ж н я е т с я

и

проведение

земляных

работ

затруд ­

няется. У супесей и легких

суглинков

в л а ж н о с т ь

верхнего

слоя

превышает допустимую при выпадении 5 мм осадков

интенсив­

ностью

1 мм/ч,

т я ж е л ы е

суглинки

и

глины

п е р е у в л а ж н я ю т с я

после

выпадения

более

8 мм

осадков. Тем

не

менее

следует

иметь в виду, что около

40%

территории

I

д о р о ж н о - к л и м а т и ч е -

ской

зоны,

х а р а к т е р и з у ю щ е й с я

наиболее

трудными

условиями

строительства,

имеет

недостаточное

у в л а ж н е н и е

за

счет

осад­

ков в безморозный

период и в этой

зоне при обеспеченном

водо­

отводе

в л а ж н о с т ь

грунта

м о ж е т

быть понижена способом

радиа ­

ционного осушения.

П р о с ы х а н и е грунта в теплый период

происходит

интенсивно

за счет поверхностного испарения влаги. Пр и этом

образуется

тонкий

поверхностный

слой ( к о р к а ) ,

н и ж е л е ж а щ и е слои

просы­

хают

значительно

медленнее,

та к как д в и ж е н и е

влаги,

происхо­

д я щ е е

под действием

сил

поверхностного

н а т я ж е н и я

воды и

д и ф ф у з и и

водяного

пара,

невелико.

Н а и б о л ь ш е е

просыхание

происходит в первые 2—3 дня после выпадения

осадков, по­

этому

дл я ускорения

процесса

просыхания

небходимо

р а з р у ш е ­

ние поверхностного слоя. О д н а к о технически

это трудно

выпол­

нимо,

поэтому

о ж и д а ю т ,

пока

грунт

просохнет

до

допустимой

в л а ж н о с т и

на

глубину

15—25 см (табл . 1), при которой

стано­

вится

целесообразным

снятие

верхнего

слоя

с

подачей

его

в н а с ь

ш

ь -

Сроки

просыхания

грунта

Таблица

1

Влажность после

Время на просуши­

Вид

грунта

выпадения

осадков

вание слоя толщи­

в долях от опти­

ной 0,2 м до допусти­

мальной

мой влажности, сутки

Суглинок

легкий . . .

1,3—1,5

1

То же

1,5—2,0

2—6

Суглинок

тяжелый . .

1,4—1,8

7—9

Глина

1,8—2,0

9—10

Таким образом, с целью увеличения рабочего времени ма­

шин

р а з р а б о т к у грунта

в

боковых

резервах

следует

выполнять

послойно.

Производительность

дорожно - строительной

техники

м о ж н о повысить за счет

увеличения продолжительности

работы

машин в сутки.

Д л я

устройства

водоотводных

и осушительных

к а н а в

при­

меняют

д в у х о т в а л ы і ы е

(прицепные

КМ-800,

КМ-1200,

ЛК - 2А,

навесные

КОР - 700,

агрегата

К Б К - 2 А

и др.)

и одноотвальные

навесные

(НОК - 800,

ЛК - 8 )

канавокопатели

(рис. 10), одноков­

шовые э к с к а в а т о р ы

(ТЭ-ЗМ,

Э-652)

и специальные

землеройные

м а ш и н ы

(ЭР-7А, ЭР - 25

и др . ) . Э к с п л у а т а ц и я

этих

машин

тре­

бует перед отрывкой

к а н а в

подготовки

трассы — корчевки

пней,

у д а л е н и я

кустарника, в а л е ж н и к а ,

валунов .

К р о м е

того,

необхо­

д и м а нивелировка трассы

канав, расстановка по их оси

вешек

с отметками

необходимой

глубины

отрывки

канав .

РАЗБИВКА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Р а з б и в к у

з е м л я н ы х

работ

проводят

с

учетом

поперечного

профиля

земляного полотна и принятого способа

производства

работ. В состав разбивочных работ входят:

установка

высотников и

повторителей;

Рис. 11. Схема установки высотников и повторителей

обозначение

границ

насыпей,

выемок,

боковых

резервов

и

к а в а л ь е р о в

и положения

откосов;

установка через 20—30 м к о л ы ш к о в

в наиболее х а р а к т е р н ы х

местах

выемок (по оси дороги,

на д линиями н а р у ж н ы х

бровок

канав)

и резервов с

у к а з а н и е м

глубины р а з р а б о т к и

грунта;

р а з б и в к а

трассы

водоотводных

сооружений

с отметками

на

к о л ы ш к а х их глубины;

р а з м е т к а линии хода некоторых землеройных машин

(авто­

грейдера, канавокопателей и др . ) .

Высотники у с т а н а в л и в а ю т

в

местах

переломов

продольного

проектного

профиля

дороги,

а

т а к ж е

на

биссектрисах

верти­

кальных кривых. И х положение

(высоту)

определяют

с по­

мощью

нивелира, п р и в я з ы в а я с ь

к б л и ж а й ш е м у

реперу. В

местах

перелома поверхности грунта

(черной л и н и и ) ,

а т а к ж е

в

проме ­

жуточных точках через 20—30 м высотники

у с т а н а в л и в а ю т с по­

мощью

визирок.

Н а и б о л е е

х а р а к т е р н ы е

высотники,

особенно

нивелировочные,

з а к р е п л я ю т

за

зоной

работы

машин,

устанав ­

л и в а я

повторители (рис. 11).

П ри р а з б и в к е невысоких насыпей

(до 2 м)

высотники

в виде

вех с прибитой к ним

горизонтальной планкой,

верх

которой

соответствует отметке

насыпи,

у с т а н а в л и в а ю т

по

оси

дороги

на

пикетах и необходимых п р о м е ж у т о ч н ы х точках. П р и более

вы­

соких насыпях высотники

у с т а н а в л и в а ю т

большей

частью

во время проведения

работ,

по

обеим б р о в к а м

земляного

полотна .

Рис.

12. Схема разбивки земляного полотна:

а — выемок; б — насыпей;

Я — высота

насыпи

(глубина

выемки);

В — ширина

земляного

полотна;

1 : п — уклон

местности;

1 ; m — крутизна

откосов

насыпи

(выемки);

I : к — заложение

откосов

резерва;

d — ширина

резерва;

с—расстоя­

ние от подошвы насыпи до

бровки

резерва

П р и р а з б и в к е

насыпей

необходимо предусмотреть з а п а с

по

высоте на осадку (табл . 2) .

П р и проведении работ

бульдозерами,

э к с к а в а т о р а м и

и дру ­

гими

м а ш и н а м и

поперечного

перемещения

грунта,

а

т а к ж е

при

подвозке

грунта

в насыпь

а в т о с а м о с в а л а м и

или

другими

ма­

ш и н а м и положение подошвы откоса насыпей и

к а в а л ь е р о в ,

бровок выемок и

других точек

(рис.

12)

отмечают

к о л ы ш к а м и .

П р и использовании машин,

д в и ж у щ и х с я

вдоль

насыпи

(скрепе­

ров, грейдеров и

грейдеров - элеваторов, универсальных бульдо­

зеров,

к а н а в о к о п а т е л е й ) ,

у с т а н а в л и в а т ь

разбивочные

знаки

Таблица 2

Запас

на осадку насыпей до 4 м

Запас на осадку, %, при возведении

насыпей

Грунт земляного

полотна

бульдозера­

из привозно­

ми, скрепе­

грейдерами

го

грунта

рами

Песчаный

1,5

4

3

Супесчаный

и суглинистый . . .

.

2,0

12

8

Глинистый

и пылеватый

3,0

15

12

у подошвы откосов нецелесообразно, та к

к а к они

будут

сбиты

при первых

ж е

проходах . В

этих

случаях

положение

подошвы

насыпи или бровки выемки фиксируют

бороздой,

отрываемой

грейдером

или

канавокопателем .

У подошвы откосов насыпей и бровок

выемок у с т а н а в л и в а ю т

откосники

(рис. 12, а),

о б о з н а ч а ю щ и е

н а п р а в л е н и е

откосов.

К р о м е того,

дл я

контроля

правильности

з а л о ж е н и я

откосов

используют

переносные

ш а б л о н ы

(для

основных

углов

зало ­

ж е н и я ) с уровнем

и отвесом.

П е р е д

н а ч а л о м работ обозначают

линии

первого

хода

дл я

грейдеров

и

автогрейдеров,

универсальных

бульдозеров

или

оси канав, траншей при использовании

дл я

устройства

з е м л я ­

ного полотна

канавокопателей,

многоковшовых

экскаваторов .

Р а з м е т к у

осуществляют

в соответствии

с

положением

рабочего

органа по отношению к оси

м а ш и н ы

и

р а з м е р а м и

земляного

полотна.

В ходе работы и особенно

на заключительной стадии

следует

возных

дорог в равнинных

условиях

(недренирующие

грунты

и заболоченность

до 20%)

составляет

20—30% общей

строи­

тельной

стоимости

гравийной дороги [7]. С увеличением

заболо ­

м о му

о б е р т ы в а ю щ е м у

профилю — в виде небольших

насыпей

высотой 0,7—1,2 м с небольшими

удельными

о б ъ е м а м и работ

(5—12

т ы с мп на 1 км)

и только

при пересечениях

оврагов,

пойм рек и других п р е г р а д объем

возрастает

до 20—30 тыс. м3

на 1 км.

З е м л я н о е полотно я в л я е т с я одним из в а ж н е й ш и х

элементов

ботоспособность

и срок

с л у ж б ы

д о р о ж н ы х

о д е ж д .

Прочность и устойчивость земляного полотна з а в и с я т в пер­

вую

очередь

от

свойств

грунтов

и

степени

их

уплотнения,

эффективности отвода поверхностных и п о н и ж е н и я уровня

грун­

товых вод, от возвышения

насыпей

на д уровнем

стояния

воды,

выбора

крутизны

откосов насыпей

и выемок и др .

Пригодность грунтов дл я сооружения земляного

полотна

определяется

их

физико - механическими

свойствами .

К а м е н ь , гравелистые, щебенистые

грунты

и

пески

(кроме

пылеватых)

применяют

дл я возведения

насыпей

без

ограниче­

ния. Н а с ы п и

высотой до 8—10 м м о ж н о

возводить

из

глинистых

грунтов

(супесей,

суглинков,

глин)

при

влажности,

не

превы-

Таблица

3

Наименьшее возвышение низа дорожной одежды над расчетным

уровнем

грунтовых

или длительно стоящих (более 20 суток)

поверхностных

вод и над поверхностью

земли

при необеспеченном

отводе

поверхностных вод

Наименьшее

возвышение низа

дорожной

одежды, м

Грунты земляного полотна

над уровнем

воды

над

поверхностью земли

II

I I I

V

III

IV

V

IV

II

зона

зона

зона

зона

зона

зона

зона

зона

Пески крупные

Не

нормируется

Пески средние и мелкие, су­

песи

легкие

0,7

0,6

0,5

0,4

0,5

0,4

0,3

0,2

Пески пылеватые, супеси тя­

1,2

желые

0,8

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

Супеси

пылеватые,

тяжелые

пылеватые;

суглинки

лег­

кие,

легкие

пылеватые и

1,9 *

1,4*

тяжелые пылеватые

. . . .

1,7*

1,3 *

0,8

0,6

0,5

0,4

Суглинки

тяжелые,

глины

пылеватые,

песчанистые и

жирные

1,9*

1,4 *

1,1

1,1

0,7

0,6

0,4

0,4

П р и м е ч а н и я :

1.

Высокие

насыпи

из

грунтов, отмеченных

звездоч­

кой, допускается возводить в исключительных

случаях,

с

технико-эконо­

мическим

обоснованием.

2.

Д л я веток

летнего

действия

и лесохозяйственных

дорог

допускается

значение

возвышений

принимать

с

коэффициентом

0,7 — 0,8.

3.

Приведенные

значения

являются

минимальными

и

их следует

при­

нимать

только

при

высокой

стоимости

земляных работ

или в других

ис­

ключительных

случаях.

ш а ю щ е й

оптимальную

при

стандартном

уплотнении

более чем

на 10%-

Л е г к и е пылеватые

суглинки

и т я ж е л ы е

пылеватые

супеси в

сырых местах

I I и

I I I климатических зон

на дорогах

крытии

и

1 м

при

асфальтобетонном

покрытии

во

I I

зоне;

в I I I зоне

соответственно

ниже — 1 и 0,8

м.

Д л я

отсыпки

насыпи

з а п р е щ а е т с я

применять:

илистые

грунты

(ил, мелкий песок с примесью торфа или

ила,

ж и р н ы е

глины с

примесью

и л а ) ;

засоленные

грунты, с о д е р ж а щ и е

легко­

растворимые соли в количестве более 8%

при хлоридном

и

бо­

лее

5%

при с у л ь ф а т н о м

засолении;

т о р ф ;

ж и р н ы е

глины,

мело­

вые

и т а л ь к о в ы е грунты

и

трепелы

при

наличии грунтовых

вод

на глубине менее

1 ж и на

поймах рек.

Высоту насыпей принимают в соответствии с п р и м е н я е м ы м и

грунтами

и уровнем

грунтовых и поверхностных

вод (табл .

3).

Д л я

з а щ и т ы земляного

полотна

дорог

зимнего

и круглогодо­

вого

действия

от

снежных заносов

необходимо:

оставлять

с обеих

сторон дороги полосы леса шириной не менее

60

м;

исключить отсыпку к а в а л ь е р о в вдоль выемок глубиной д о 2

м;

проектировать

земляное

полотно в

виде

насыпей

высотой

более

магистралей,

веток

и хозяйственных

дорог.

Проектирование

земляного

полотна

производится

по

типо­

вым

поперечным

п р о ф и л я м ,

р а з р а б о т а н н ы м

применительно

к грунтовым

и климатическим

условиям (приложение I ) . Основ­

ные р а з м е р ы

земляного

полотна регламентируются

«Техниче­

скими

у к а з а н и я м и

по

проектированию лесозаготовительных

предприятий»

Гипролестранса

и С Н и П .

СПОСОБЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Строительство лесовозных

дорог

происходит

в с а м ы х

разно ­

образных грунтовых

и климатических

условиях .

Д о р о г и

строят

грунтами и

по болотам,

летом и зимой. Все это предопределяет

выбор способа проведения з е м л я н ы х работ и

м а ш и н д л я р а з р а ­

ботки и перемещения грунта .

Р а з л и ч а ю т три основных

способа

р а з р а б о т к и

грунтов при

сооружении

земляного полотна: машинный,

гидромеханический

и взрывной.

М а ш и н н ы й

с п о с о б

п р е д у с м а т р и в а е т

непосредственное

взаимодействие рабочего органа или оборудования

землеройных

машин с грунтом, в процессе которого он в

той или иной сте­

пени р а з р ы х л я е т с я и перемещается в н у ж н о м

направлении . М а ­

шинный способ

является

основным

при строительстве лесовоз­

ных дорог.

Н а

р а з р а б о т к е

и перемещении

грунта

используют

р а з н о о б р а з н ы е машины, р а з л и ч а ю щ и е с я

по принципу

действия,

мощности

двигателя, типу

д в и ж и т е л я

и

другим

п р и з н а к а м .

Н а р а з р а б о т к е грунта

широко применяют бульдозеры, одно­

ковшовые

э к с к а в а т о р ы ,

п л у ж н ы е к а н а в о к о п а т е л и ,

грейдеры,

р е ж е применяют роторные

и цепные

многоковшовые

экскава ­

торы, грейдеры - элеваторы,

скреперы,

роторные

и

фрезерные

тируют

скреперами,

а в т о м о б и л я м и - с а м о с в а л а м и ,

д у м п е р а м и ,

т р а к т о р н ы м и т е л е ж к а м и .

Погрузку грунта

выполняют одноков­

шовыми э к с к а в а т о р а м и ,

б у л ь д о з е р а м и с

э с т а к а д ы , т р а к т о р н ы м и

погрузчиками .

В

небольших м а с ш т а б а х

применяют

на

р а з р а ­

ботке грунта с одновременной погрузкой

в

транспортные

сред­

ства роторные

и

цепные

э к с к а в а т о р ы .

Р а б о т ы по

расчистке

д о р о ж н о й

полосы

(удалению кустарника,

корчеванию

пней,

рыхления грунта используют рыхлители .

О б л а с т ь применения

к а ж д о й

м а ш и н ы зависит от группы

грунтов (табл . 4), особенностей конструкции

земляного

полотна

и

машины,

ее

проходимости,

маневренности,

производитель ­

ности,

универсальности

(способности

выполнять

различные

виды

работ)

и других

факторов .

В

зависимости

от в л а ж н о с т и

группа грунтов м о ж е т меняться

по

трудности

р а з р а б о т к и .

Д л я

непосредственного

определения

группы

грунтов

м о ж н о воспользоваться

рекомендацией

Гипро-

л е с т р а н с а [28], в соответствии

с которой группа грунтов по

труд­

ности

р а з р а б о т к и

принимается

в

зависимости

от

количества

ударов

у д а р н и к о м

Союздорнии:

Для

талых

грунтов

Группа грунтов

I

I I

I I I

I V

Число

ударов

ударника

1—4

5—8

9—15

16—35

Для

мерзлых

грунтов

Группа

грунтов

V

V I

V I I

V I I I

Число

ударов ударника . .

35—70

70—140

140—250

250—550

П р и г и д р о м е х а н и ч е с к о м

с п о с о б е

грунт

р а з р а б а т ы ­

вается

под действием

воды или рабочего

органа в водной

среде,

которая

т а к ж е

используется

дл я

н а п р а в л е н н о г о

п е р е м е щ е н и я

грунта. Пр и этом способе используют гидромониторы,

насосные

станции,

землесосные

установки

и

плавучие

землесосные

сна­

ряды .

Гидромонитор, состоящий из трубы (ствола) со специальной

насадкой,

узлов

сочленения

и у п р а в л е н и я ,

н а п р а в л я е т

посту­

п а ю щ у ю от напорной станции

по

напорному

трубопроводу

струю воды под давлением 2,5—12 кг/см2

на грунт, за

счет

чего

он

р а з р у ш а е т с я .

Пр и р а з р а б о т к е

выемок

о б р а з у ю щ а я с я

водно-

грунтовая

смесь

(пульпа)

самотеком

н а п р а в л я е т с я в отвал . При

800

I

I

I

I

I

с

корнями толщиной до 30 мм

900—

I

I

I

I

—

1000

—

I

I

—

то

же более 30 мм

900—

I I

1000

—

—

—

Щебень всех размеров

1900

I I

I I I

Галька и гравий размером, мм:

до

80

1750

I

I I

I I

I I

I I

более 80, с примесью валунов

1950

I I

I I I

I I

—

—

Песок

естественной влажности:

1600

I

I I

I I

I I

I I

то же более 10 %

1700

I

I I

I I

I I

I I