книги из ГПНТБ / Строительство лесовозных дорог

Сооружение

земляного полотна

грейдерами-элеваторами

Г р е й д е р - э л е в а т ор

является одной из высокопроизводитель ­

ных

м а ш и н и м о ж е т

быть

использован как

на возведении насы ­

пей,

т а к и р а з р а б о т к е

выемок .

Д л я

возведения

насыпей

из

боковых

резервов

высотой

до

1,25

м

д о р о ж н ы й о т р я д

состоит

из

грейдера - элеватора

Д - 4 3 7 А К

( в е д у щ а я

м а ш и н а )

с трактором Т-100, автогрейдера

Д-144А,

бульдозера Д-687А па тракторе Т-100.

С о о р у ж е н и е

з е м л я н о г о полотна осуществляется

з а х в а т к а м и

длиной

2—3 км

(в зависимости

от грунтовых

условий

и р е л ь е ф а

местности) .

П р и выполнении подготовительных работ (корчевке пней,

снятии

растительного

слоя)

особое

внимание

у д е л я ю т

удалению

крупных к а м н е й (более

10 см) и

корней.

Р а з р а б о т к у

грунта

ведут

по

круговой

схеме,

послойно

сре­

з а я

грунт в левом и

п р а в о м

резервах . Р а з р а в н и в а н и е

и

уплот­

нение

грунта

выполняют

обычным

порядком .

П о

окончании

отсыпки

грунта

на участке

з е м л я н о е

полотно в

местах

разво ­

рота грейдера - элеватора возводят

б у л ь д о з е р а м и

из

боковых

резервов .

Р а з р а б о т к у

выемок м о ж н о выполнять в основном

с

погруз­

кой грунта в транспортные средства. Выброс

р а з р а б а т ы в а е м о г о

грунта

в

отвал

ограничивается дальностью

перемещения

грунта

о т в а л ь н ы м транспортером .

цепной

ковшовый к а н а в о к о п а т е л ь

на

базе э к с к а в а т о р а

ЭТУ-354,

роторный

э к с к а в а т о р

типа

Э Р - 7 А

с

откосниками

могут

быть

использованы

не

только

д л я устройства

водоотводных

к а н а в ,

но и к а к землеройные

м а ш и н ы д л я

возведения

земляного по­

лотна.

Все эти

м а ш и н ы

о т в а л и в а ю т

грунт из

к а н а в ы

в

одну

сторону, что позволяет полностью использовать его

д л я

возве­

дения

насыпей.

Особенно

эффективно

применение

п л у ж н о г о к а н а в о к о п а т е л я

Н О К - 8 0 0

на

б а з е т р а к т о р а

Д Э Т - 2 5 0

и

роторного

э к с к а в а т о р а

удельную

энергоемкость

р а з р а б о т к и

грунта (табл . 6).

П р и

производстве

работ

в о з м о ж н о

использование

несколь­

ких технологических

схем. П о первой

схеме насыпь возводят из

грунта,

вынутого только

из

отрытых

по

обеим сторонам

насыпи

к а н а в при

проходах

машин

в п р я м о м

и обратном направлениях

( р и с . 3 1 ) .

Удельные

показатели

Тип

машины

энергоем­

металлоем­

производи­

тельность

кость,

кость,

труда 1 рабо­

я.с-ч/м3

кг • ч/м*

чего, лУч

Одноковшовые экскаваторы

(типа

1,0

220

49

Э-302)

0,965

Цепные

многоковшовые

экскавато­

ры

поперечного

копания

(типа

0,7

390

ЭМ-201)

28

0,84

Цепные

траншейные

экскаваторы

0,39

90

65

(типа

ЭТУ-354)

0,475

Роторные траншейные

экскаваторы

0,167

48

(типа

ЭР-7А)

670

0,197

Машины

послойного

резания

(стру­

ги,

грейдеры-элеваторы

типа

0,3—0,23

Д-505)

27

700

0,234

Канавокопатели

плужные

КМ-800,

0,25—0,167

1125

НОК-800

11

0,132

П р и м е ч а н и е . В числителе

приведены

данные Ц Н И И М Э ,

в знаме­

нателе—ВНИИземмаш.

Из

условия

равенства

земляных

масс

25 К = 5 Н

находим

со­

отношение

основных

р а з м е р о в

земляного

полотна:

2(b +

nH)H

= (a +

mh)n,

(15)

где

SK

п л о щ а д ь поперечного

сечения

канавы,

м2;

Я

п л о щ а д ь поперечного

сечения

насыпи,

м2;

- глубина

канавы,

м;

h

- высота

насыпи,

м;

Ь — ширина

к а н а в ы

по дну, м;

а — ширина

верха

насыпи,

м;

m — з а л о ж е н и е

откосов

насыпи;

п — з а л о ж е н и е

откосов

к а н а в ы .

Отсюда

находим

необходимую

глубину к а н а в ы

при

з а д а н

ных

остальных

р а з м е р а х

Я :

- 26 + У~4Ь2 +

8а (ah +

mft2 )

(16)

4ft

или

возможную

высоту

насыпи

при

м а к с и м а л ь н о й

глубине

ка­

навы

.

,

А =

— а + У а? + Am (2ЬН +

2пН2)

(17)

2т

В связи с тем, что объем

в ы н и м а е м о г о

из к а н а в

грунта срав ­

нительно

невелик (1,8 м3 на

1 пог. м к а н а в о к о п а т е л е м

Н О К - 8 0 0

и 2,8 м3

на 1

пог.

м к а н а в о к о п а т е л е м

на б а з е

э к с к а в а т о р а

ЭТУ - 354),

эта

схема

м о ж е т

применяться

при сооружении

зем­

ляного полотна

м а г и с т р а л ь н ы х дорог I I I категории,

лесохозяй -

ственных

дорог

и веток в равнинной местности с

шириной

по­

лотна 5—5,5 м и высотой 0,3—0,5 м.

Увеличить

высоту насыпи (на 10—15 см), улучшить

условия

безопасности

д в и ж е н и я ,

повысить устойчивость

земляного по­

лотна за

счет

у д а л е н и я

водоотводных

к а н а в от тела

насыпи

позволяет

в т о р а я схема

(рис. 32). П о этой схеме,

помимо грунта

из канав,

в насыпь у к л а д ы в а е т с я грунт,

срезанный с

внутрен-

них откосов к а н а в . В этом

случае

соотношение п о к а з а т е л е й

бу­

дет несколько иное:

высота насыпи

h-

— а + Va?

+ 4от [(га + m) Я 2 + 2ЬН]

(18)

2т

необходимая глубина к а н а в ы

Н = — 26 +

+ 4 (от + га) (mh2 + ah) .

(19)

2 (m +

п)

з а л о ж е н и е откосов

насыпи

m

ah —(п

H* + 2b H)

(20)

H2

—h2

Т а к и м образом, зная высоту сооружаемого земляного по­

лотна,

м о ж н о определить необходимую

глубину

к а н а в ы

или ж е

з а л о ж е н и е

откосов.

Так,

одноотвальным

к а н а в о к о п а т е л е м

Н О К - 8 0 0 устраивают

к а н а в ы с одинарными откосами п=\,

ши­

риной

по дну fr = 0,3 м, необхо­

Проход HOK-800

димой

высотой

земляного

по­

лотна

/і = 0,42

м, з а л о ж е н и е м

то

_ ,щ

откосов

т = 3; тогда Я = 0,8

м.

Подобным

ж е

образом

могут

проходы грейдера

Д-20Вили биЩ

быть

найдены

другие

пара­

метры

земляного

полотна.

дозераД-Ш-А^

»^ягг5вь. !

Если ведущей машиной явля ­

ется канавокопатель

НОК - 800,

в комплект

отряда

включают

прицепной грейдер Д - 2 0 Б с

трактором Т-100 (автогрейдер

типа Д - 144А), катки

(Д - 703) .

Навесным

съемным

оборудо­

ванием трактора ДЭТ - 250, по­

мимо

канавокопателя,

с л у ж а т

бульдозер Д-572 и корчеватель

К-2,6. Поэтому трактор целесо­

образно использовать и на под­

готовительных

работах .

В н а ч а л е

на

трактор

наве­

шивают

корчеватель и

выпол­

Рис. 33.

Последовательность

соору­

няют

корчевку

пней

с

одно­

жения

земляного

полотна

одноот­

временным

снятием

расти­

вальным

канавокопателем

и

грей­

тельного слоя.

После

расчистки

дером

участка

длиной

1—2

км

и

канавокопатель и устраивают к а н а в ы глубиной 0,6—0,8 м,

в за­

висимости от высоты насыпи и условий

водоотвода. Пр и

рытье

канав бермоочиститель

устанавливается

в рабочее

положение,

при котором он смещает

вынутый

из к а н а в ы

грунт

от

бровки

в сторону полотна дороги

на 0,3—0,5 м. П о этой берме в

после­

д у ю щ е м н а п р а в л я ю т левые колеса

грейдера при уборке

грунта .

Производительность

к а н а в о к о п а т е л я

довольно высокая,

и он

недолго з а н я т на отрывке

канав .

П о э т о м у по

окончании

этой

копателя к о р ч е в а т е л ь ) , и

м а ш и н а

н а п р а в л я е т с я д л я расчистки

следующего участка. О б щ е е время

на п р о к л а д к у

к а н а в

на 1 км

дороги с учетом м о н т а ж а

и д е м о н т а ж а составляет

2—4

ч.

ного бульдозера . Та к ж е срезают

грейдером внутренние

откосы

канав ы д о крутизны

1:2,5—1:3

(рис. 33). Пр и возведении на­

сыпей по этой

схеме

на 1 км

укладываю т около 2500 м3

грунта,

из них 1600 м3

из кана в и

900

м3 за счет срезки внутренних

откосов.

• • ••

•

а — первый

проход канавокопателя HOK-800;

б — проходы

бульдозера

Д-493А

(грейде­

ра Д-20Б); в —проходы

грейдера

Д-20Б (бульдозера

Д-493А); г — второй

проход

HOK-800;

д — проходы

бульдозера

Д-493А

(грейдера

Д-20Б); е — проходы бульдозера

Д-493А

(Д-384); ж — срезка откосов грейдером Д-20Б

(бульдозером

Д-493А);

3 — отделка зем­

ляного полотна

грейдером Д-20Б

(бульдозером Д-493А)

Основной

недостаток

описанных

схем — малый

объем

раз ­

р а б а т ы в а е м о г о

грунта.

Поэтому

при

д о р о ж н о м

строительстве

д л я

возведения

насыпей

магистральных

дорог

I

и

I I

категорий

с шириной

земляного

полотна

Ю л и

высотой

насыпи 1 м

была

р а з р а б о т а н а

третья

схема.

Ее

отличительная

особенность

за­

ключается

в

том, что

с к а ж д о й

стороны

дороги

у с т р а и в а ю т

на

некотором

расстоянии

одна от другой две канавы, а грунт из

к а н а в н а п р а в л я е т с я

в

возводимую

насыпь

(до

10 000

м3/км).

В

комплект

о т р я д а

в к л ю ч а ю т трактор ДЭТ - 250 с комплек­

том

навесного

оборудования

(бульдозер

Д-572,

корчеватель

К-2,6, к а н а в о к о п а т е л ь

Н О К - 8 0 0 ) ,

автогрейдер

Д-144А (прицеп­

ной

грейдер

Д - 2 0 Б

с

трактором

Т-100),

пневмошинный

каток

Д - 703 . В комплект ж е л а т е л ь н о

дополнительно

включить

универ ­

сальный бульдозер Д-493А на тракторе Т-100.

Основные

р а з м е р ы

земляного

полотна

(положение

оси

ка­

пав,

их глубину,

з а л о ж е н и е

внутренних

откосов)

у с т а н а в л и в а ю т

и з а к р е п л я ю т

на местности

в зависимости

от

высоты

и

ширины

насыпи. П р и м е р н а я

последовательность выполнения

работ

при­

ведена на

рис. 34.

вальных

канавокопателей

с н и ж а е т т р у д о з а т р а т ы

и стоимость

р а з р а б о т к и грунта

не

только з а счет их

высокой

призводитель -

ности, но

т а к ж е и

за

счет

уменьшения

ширины

корчуемой по­

ния

производительности

вспомогательных

машин

(грейдера,

б у л ь д о з е р а ) при

срезании внутренних

откосов

к а н а в и

р а з р а ­

ботке

перемычки

м е ж д у

к а н а в а м и

по

сравнению

с

разработкой

целикового

грунта.

ВОЗВЕДЕНИЕ НАСЫПЕЙ ИЗ ПЕРЕУВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ,

ОБРАБОТАННЫХ ВЯЖУЩИМИ

МАТЕРИАЛАМИ

Если

естественной

сушкой

грунта

не

у д а л о с ь

снизить

его

в л а ж н о с т ь

до

допустимых Wa0II

значений,

при которых

обеспе­

чивается

э ф ф е к т и в н а я

работа

грунтоуплотнительных

м а ш и н ,

целесообразно

грунты

о б р а б а т ы в а т ь

негашеной

известью

или

цементом.

Н а и б о л е е эффективна

обработка

активными

д о б а в к а м и

пы­

л е в а т ы х

песков,

супесей, легких

суглинков.

П е р е у в л а ж н е н н ы е

ж и р н ы е

глины

с

числом

пластичности

более

27

и сильно

гуму-

сированные

грунты

о б р а б а т ы в а т ь д о б а в к а м и извести или

цемента

нецелесообразно,

и

их

включение

в з е м л я н о е

полотно

не

допу­

скается.

Д л я

обработки

грунтов применяют

молотую

негашеную

известь

(лучше

гидрофобизированную)

с

с о д е р ж а н и е м

С а О и

M g O

более

50—60%,

а

т а к ж е различные

виды

цементов,

осо­

бенно

с

повышенным

содержанием С а О

(марки

300).

П р и

по­

ниженной

активности

расход

извести

и

цемента

возрастает

в 1,1 —1,5

раза, а при активности извести

менее 25—30% и м а р к е

цемента

ниже 50

применение

их

нецелесообразно .

Л у ч ш и е

ре­

з у л ь т а т ы по осушению и улучшению

физико - механических

свойств

грунтов

дает

н е г а ш е н а я

известь,

особенно

при

обра ­

ботке грунтов с кислой реакцией

( р Н ^ б )

или грунтов с боль­

шой емкостью поглощения, и ей следует

о т д а в а т ь

предпочтение

перед цементами .

Р а с х о д

извести в

расчете

на

чистый

С а О

и M g O

и цемент

м а р к и 300 д л я получения

грунтов

с прочностными п о к а з а т е л я м и ,

подобными

п о к а з а т е л я м

грунтов

оптимальной

влажности,

при­

веден в

т а б л . 7.

Отклонения

с о д е р ж а н и я

в я ж у щ и х м а т е р и а л о в

от д а н н ы х

т а б л и ц ы после п е р е м е ш и в а н и я

и

уплотнения

смеси

д о л ж н ы

быть не более

0,5%.

Таблица

7

Добавки вяжущих материалов

Добавка

молотой нега­

Добавка

портланд­

шеной извести

(CaO + MgO), %

цемента марки 300, %

Наименование грунта

влажность грунта

в долях от

оптимальной

1,2

1,4

1,6

1,8

1,2

1,4

1,6

1,8

менее 0,1 м в сутки)

. . . —

0,5

1,0

2,0

—

1,5

1,5

2,5

Суглинки легкие

—

0,5

1,5

—

0,5

1,5

3,0

—

»

тяжелые и

пылева­

1,5

3,0

—

1,0

3,0

5,0

—

тые

0,5

Глины

песчанистые

и

пыле-

1,5

2,5

•—

-—•

3,0

5,0

—

О б р а б о т к а грунта

известью

или цементом

идет

в

следую ­

щей

последовательности . Н а подготовленное

бульдозером

или

скрепером

основание

(при

работе

с н и ж а ю т

д а в л е н и е

в

шинах

до 3 атм, а

з а г р у з к у кузова

на 30—40%) отсыпают и

р а з р а в н и ­

вают

слой грунта толщиной (в плотном теле)

0,15—0,2

м;

одним - двумя проходами по одному следу фрезы типа

Д - 530

грунт

т щ а т е л ь н о р а з р ы х л я ю т ;

специальным

распределителем

(типа

Д - 343Б, Д-688)

в соответствии с н о р м а м и

вносят

известь

или цемент и смешивают добавки

с грунтом

с п о м о щ ь ю

фрезы

Д - 530

д в у м я - ч е т ы р ь м я

проходами .

Д л я внесения

д о б а в о к и

их

тах ниже,

чем

при использовании фрезы .

О б р а б о т а н н ы й

грунт

р а з р а в н и в а ю т

и профилируют автогрейдером Д - 426

и

уплот­

няют к а т к а м и

на пневматических ш и н а х

типа Д - 627, Д-551 д о

плотности

не

менее 0,95 (примерно пять

проходов

по

одному

с л е д у ) .

Внесение

извести или цемента, перемешивание с грунтом

и уплотнение

выполняют

без перерыва, как

правило, при поло­

ж и т е л ь н ы х температурах

и только

в сухую

погоду.

З а л о ж е н и е

откосов земляного

полотна

при его сооружении

бенно цементом,

н а з н а ч а ю т не менее

1 : 2.

Особое внимание при р а б о т а х с

известью и цементом сле­

дует о б р а щ а т ь

на соблюдение

правил

техники

безопасности.

С

целью уменьшения контакта

рабочих

с этими

м а т е р и а л а м и

все

погрузочно - разгрузочные и

транспортные операции д о л ж н ы

водства

з е м л я н ы х

работ

и

подбор

дорожно - строительных

ма­

шин.

В

зависимости

от

прочности

и

сопротивления

разрыхлению

горных пород

д л я

их

р а з р а б о т к и

используют механический

или

взрывной

способ

с последующей

уборкой

взорванного скаль ­

ного

грунта

и доработкой

м а ш и н а м и .

Сильнотрещиноватые,

тонкослоистые

и выветрившиеся

скальные грунты

целесообразно

р а з р а б а т ы в а т ь

м о щ н ы м и

т р а к т о р а м и

(130—250 л.

с),

оборудо­

ванными

спереди

универсальными

бульдозерными

о т в а л а м и

рами, взрывают . Этот способ является при горных р а з р а б о т к а х

основным (50—70% объема

з е м л я н ы х

р а б о т ) .

Взрывание выполняют шпуровыми, с к в а ж и н н ы м и или камер ­

ными з а р я д а м и . К а м е р н ы е з а р я д ы применяют

дл я рыхления не­

крепких

скальных грунтов

( V — V I I I

групп) . Прочные скальные

грунты

дл я уменьшения количества негабарита

(больших г л ы б ) ,

р а з р а б а т ы в а ю т при глубине

рыхления до 5 м шпуровыми, а при

большей глубине — с к в а ж и н н ы м и з а р я д а м и .

проектных отметок может быть легко выполнена

рваным кам ­

нем и щебнем при помощи бульдозеров.

При устройстве насыпей и полунасыпей - полувыемок на косо­

горах при помощи шпуровых з а р я д о в мелкого

з а л о ж е н и я

д е л а ю т уступы. Д и а м е т р

шпуров

принимают

45—50 мм. З а р я д ы

р а с п о л а г а ю т так, чтобы

полка уступа имела

уклон в

нагорную

сторону.

Так ж е шпуровыми з а р я д а м и

устраивают

основание

полувы­

метр до 60—70 мм.

М е л к и е шпуры

бурят

ручными

инструмен­

т а м и (например, бурильным

молотком

Б М Р - 1 7

производитель­

ностью

90

мм/мин),

глубокие — самоходными

установками .

Взорванный

грунт

у б и р а ю т

бульдозером

с универсальным от­

в а л о м при д в и ж е н и и на подъем .

Н а и б о л е е

с л о ж н о

устраивать

глубокие

полувыемки

на

кру­

тых косогорах. Ш п у р о в ы м и

з а р я д а м и

с н а ч а л а

р а з р а б а т ы в а ю т

п л о щ а д к у

шириной

3,5 м. С этой

п л о щ а д к и при

помощи

само ­

ходных

бурильных

установок

типа

БТС - 2

или

БТС-150

бурят

с к в а ж и н ы

д и а м е т р о м

150 мм

с сеткой 2,5—3,5 м. Грунты

раз ­

рыхляют в з р ы в а м и

с к в а ж и н н ы х з а р я д о в

с

разработкой

взорван ­

ного грунта бульдозерами поперечно - диагональными

проходами,

начиная от подошвы уступа. Пр и

этом

в о з м о ж н о

продольное

перемещение грунта в п р и л е г а ю щ у ю

насыпь.

Производительность БТС - 2 при бурении

с к в а ж и н д и а м е т р о м

150 мм на глубину 5 м в грунтах

V — V I I

категорий

равна

40—

50 пог.

м

в

смену

и

обеспечивает

объем

взорванного

грунта

450—500

м3.

Д л я р а з р а б о т к и

такого количества

грунта

требу­

ется примерно два бульдозера

на тракторе

Т-100.

Во

всех

случаях,

где это

возможно,

предпочтение

следует

о т д а в а т ь б у л ь д о з е р а м ,

та к как их производительность

на скаль ­

Э к с к а в а т о р ы используют при р а з р а б о т к е

выемок,

когда

взор­

ванный

грунт п о г р у ж а ю т в

автосамосвалы .

Ч а щ е

всего

этот

грунт используют дл я отсыпки

насыпей.

П р и

сбрасывании взорванного грунта в отвал размер

кусков

зовании грунта в дело с погрузкой

э к с к а в а т о р а м и — объемом

ковша э к с к а в а т о р а и конструктивным расположением

отсыпае­

мого слоя насыпи. В нижние слои

насыпей

у к л а д ы в а ю т

более

крупные камни,

в в е р х н и е — м е л к и е

(менее

80—90

мм).

Такой

способ отсыпки

позволяет заполнить

пространство

м е ж д у

круп­

ными к а м н я м и и предотвратить просыпание

м а т е р и а л о в

д о р о ж ­

ных покрытий. Откосы в ы к л а д ы в а ю т

крупными к а м н я м и .

Высоту насыпей, отсыпаемых р а з р ы х л е н н ы м грунтом, прини­

мают с з а п а с о м

(до 5%) на

осадку. На уплотнении

грунтов ис­

пользуют т я ж е л ы е

моторные

катки

или трамбовочные

м а ш и н ы

( Д - 4 7 1 Б ) .

Крупные куски

породы дробят шпуровыми и н а к л а д н ы м и за­

р я д а м и . Буровзрывные работы проводят п а р а л л е л ь н о с

уборкой

В з р ы в н ые работы выполняют специализированные

организа ­

ции,

которые

постоянно

следят за

состоянием горных склонов

и безопасностью

проведения работ.

Если на трассе дороги встречаются карстовые воронки, в пер­

вую

очередь

з а д е л ы в а ю т

источники или отводят в сторону, за­

тем

глинистым

грунтом

или глинистым

раствором

заполняют

все

щели и

трещины в

воронках и

при

отсутствии

источников.

глубиной болота, свойствами с л а г а ю щ и х болото грунтов.

Р а з л и ч а ю т

три типа болот: болота, полностью

заполненные

торфом

устойчивой

консистенции,

подстилаемые

достаточно

плотными

минеральными

грунтами

( I т и п ) ;

болота с торфом

неустойчивой

консистенции, подстилаемые

органическими

или

полуорганическими

илами

(сапропелями)

— I I

тип;

болота,

за­

(сплавинные

болота)

— I I I тип.

В зависимости от категории дороги и типа

болота насыпи

возводят

без

выторфовывания,

с

отсыпкой

грунта

непосредст­

венно

на

поверхность

болота

или

на елани,

с

полным

или

частичным

выторфовыванием,

с

посадкой

на

минеральное

дно.

З е м л я н о е

полотно

дорог

с

переходными и низшими покры­

тиями

на

болотах

I

типа

возводят без выторфовывания

или

с частичным

выторфовыванием .

биной

до 4 ж, а

с

облегченными усовершенствованными покры­

тиями

при глубине до 2 м.

Н а

болотах

I I

и I I I типов насыпи возводят с посадкой на

ственных и лесохозяйственных

дорог д о л ж н а

быть не менее 0,6 м

при

полном

выторфовывании

и

0,8 м при

сохранении торфа .

Проверяется

т а к ж е соответствие

высоты насыпи требованиям

табл .

3.