денияхсообщаютсяданныеобожидаемомвременииместевозникновения опасного явления, его интенсивности и продолжительности.

4.2. Защита пути от снежных заносов на перегонах и станциях

Для защиты пути от снежных заносов применяют различные средства, классифицируемые по воздействию их на снеговетровой поток, по характеру их связи с поверхностью земли и по устройству.

По воздействию на снеговетровой поток средства защиты раз-

деляют на две основные группы: снегозадерживающие и снеговыду-

вающие. К первой группе относятся защитные лесонасаждения, постоянные заборы и щиты; ко второй группе — наклонные надоткосные щиты, имеющие в нижней части большой просвет.

Снеговыдувающие средства защиты удовлетворительно работаюттолькоприлобовомветреидостаточно высокой егоскорости. В условиях переменного снеговетрового режима, характеризующегосяизменениемскоростиинаправленияветра, ониработаютплохои потому широкого практического применения не получили.

По характеру расположения на поверхности земли снегозащит-

ные средства делятся на стационарные и маневренные.

Стационарные средствапредставляютсобойзащитные лесные насаждения вдоль железнодорожного пути и постоянные снеговые заборы. Они имеют постоянное ориентирование относительно пути и не всегда наилучшим образом взаимодействуют с ветровым потоком, направление которого часто меняется.

К маневренным средствам защиты относятся переносныерешетчатыещиты, снегозадерживающиестенкиитраншеи, устраиваемыенаснежномпокрове. Этисредствазащитыдаютвозможность маневрировать их пространственным расположением в зависимости от изменений условий снегозаносимости пути на протяжении зимы.

Средства и способы защиты пути от снежных заносов выбираются по табл. 4.1 с учетом местных условий (количества приносимого снега за зиму).

379

Естественные леса и специальные лесонасаждения, протяжение которых из года в год увеличивается, имеют наибольший удельный вес из всех средств снегозащиты.

Лесные насаждения на полосах земельного отвода железных дорог в зависимости от основного защитного их назначения разделяют на следующие виды: снегозадерживающие, ветроослабляющие, оградительные, пескозащитные, почвоукрепительные, противоабразионные, водоемозащитные и озеленительные.

Естественный лес является самым надежным видом защиты пути от снежных заносов. В лесной местности на путь попадает снег только при снегопадах и общих метелях. Интенсивность накопления такого снега невелика. Из-за большого защитного значения леса для железных дорог вырубка прилегающей к полосе отвода части лесов шириной до 500 м запрещена.

В качестве защитных лесонасаждений применяют насаждения главным образом из лиственных пород, реже из елей. В зависимости от характера заносимости и почвенных условий типы лиственных многорядных насаждений весьма разнообразны.

Принцип работы защитных насаждений состоит в следующем. Встречая на своем пути сопротивление деревьев и кустарников, ветертеряетскоростьиспособностьпереноситьснег. Частицыснега выпадают из воздушного потока и образуют в посадках снежные отложения. При правильном выращивании и подборе пород лесозащитные насаждения вступают в самостоятельную работу очень быстро. В двух-трехлетнем возрасте насаждения уже задерживают до40—60 % метелевогоснега, авчетырех-пятилетнемвозрастевсту- пают в самостоятельную работу.

Защитные лесонасаждения представляют собой систему полос различной ширины с разрывами между ними. Число полос, их ширина, величина разрывов между полосами, расстояние между отдельными деревьями в ряду каждой полосы зависят от зоны прохождения железной дороги, степени снегозаносимости участка, породы деревьев.

Снегозащитные лесополосы располагают параллельно дороге на расстоянии не ближе 20 м от оси пути, при этом между бровкой выемки в месте ее наибольшей глубины и опушкой полосы должно быть не менее 5 м.

380

Полная ширина лесонасаждений В, м (от крайнего ряда путевой опушки до крайнего ряда полевой опушки), с каждой стороны пути

где w — расчетная снегосборность защиты, соответствующая расчетному переносу снега, м3/м;

hр— расчетная рабочая высота посадок, зависящая от лесорастительных условий и вида деревьев, м.

На черноземе и серых лесных почвах hр принимается 3 м; на тяжелых суглинках, подзолистых и смытых, а также слабосолонцовыхюжныхпочвах— 2,5 м. Всухостепныхрайонахстемно-каш- тановыми почвами и солонцеватыми южными черноземами hр =2 м. На почвах каштано-солонцеватого комплекса и бурых почвах сухой степи и полупустыни, где защитные насаждения создаются преимущественно из кустарников, рабочую высоту подсадок принимают от 1 до 1,5 м.

При отсутствии данных о средней рабочей высоте живой защиты ширина ее может быть определена по формуле

где k — коэффициент, принимаемый равным — для районов с сильными метелями — 6; для районов с метелями средней силы — 5; для районов со слабыми метелями — 4.

Наиболее надежной защитой пути от снега является полосная живая защита — лесонасаждения. Однако по климатическим и почвеннымусловиямневездепредставляетсявозможнымосуществить лесопосадки. В этих местах, а также до вступления в строй лесозащитных насаждений, применяются постоянные заборы и переносные щиты.

Основные параметры средств защиты (ширина полосной защиты, ее рабочая высота, снегосборность, расчетная высота забора) определяются расчетом.

Типовые схемы снегозадерживающих лесозащитных насаждений приведены на рис. 4.1.

Строительные нормы и правила Российской Федерации (СНиП 32-01-95. Железныедорогиколеи1520 мм) устанавливают, чтосне-

381

а)

б)

в)

г)

— главная порода — сопутствующая порода— кустарник

Рис. 4.1. Типовые схемы снегозадерживающих лесозащитных насаждений для участков: а — особо сильнозаносимых; б — сильнозаносимых;

в — среднезаносимых; г) слабозаносимых

гозадерживающие лесонасаждения должны обеспечивать задержание расчетного годового объема снегопереноса с вероятностью превышения: наорошаемыхилиосушенныхземлях, пашне, земельных участках, занятых многолетними плодовыми насаждениями и виноградниками, — 1:10 (10 %), анаостальныхземлях— 1:15 (7 %).

Все виды создаваемых придорожных насаждений должны отвечать следующим основным требованиям:

382

♦использование наиболее ценных в защитном и хозяйственном отношении, биологически устойчивых и долговечных древесных и кустарниковых пород;

♦вступление в эксплуатацию в установленные действующими нормативами сроки;

♦воспрепятствование выходу из снегозадерживающих, ветроослабляющихиоградительныхнасажденийкрупныхдикихживотных и безнадзорного скота на железнодорожный путь;

♦схемысмешенияиразмещениядеревьевикустарниковдолжны способствовать полной механизации лесокультурных и лесохозяйственных работ на всех этапах выращивания и содержания насаждений;

♦более высокая защитная, природоохранная и экономическая эффективность по сравнению с другими видами защит.

Постоянные решетчатые снегозащитные заборы в зависимости от их высоты и площади просветов подразделяются на четыре конструктивных типа. В свою очередь, тип по конструкции обшивки делитсянатриварианта: сгоризонтальной, вертикальнойиликомбинированной обшивкой.

Укомбинированныхзаборовнижнюючастьобшиваютвертикально отходами с лесозаводов или заполняют осенью переносными щитами. Померезаработкизаборовэтищитынасильнозаносимыхучастках во вторую половину зимы снимают и переставляют в сторону поля. Верхнюючастьзабораобшиваютдоскамигоризонтально. При такой конструкции заборов значительно сокращается потребность стандартного пиломатериала. Кроме того, вертикальная обшивка в нижней части забора по сравнению с горизонтальной подвергается меньшим разрушениям при осадке снежных валов.

Т аб л иц а 4.2. Характеристика снегозадерживащих заборов

383

Тип снегосдерживающих заборов выбирают в зависимости от ихснегосборности. Характеристикизаборовприведенывтабл. 4.2.

Потехнико-экономическимпричинамвысотуснегозащитногоза- бора не рекомендуется принимать более 5,5 м. В тех случаях, когда необходимавысотазабораболее5,5 м, предусматриваютустройство двухрядных заборов с соответствующей поверхностью (табл. 4.3).

Т а б л и ц а 4.3. Конструкции заборов

Строительные нормы и правила Российской Федерации (СНиП 32-01-95. Железные дороги колеи 1520 мм) устанавливают, что защита с помощью постоянных заборов должна обеспечивать задержание расчетного годового объема с вероятностью превышения: на линиях скоростных и особогрузонапряженных, I, II и III категорий

— 1:15 (7 %), в сильнозаносимых местностях малонаселенных райо-

нов — 1:20 (5 %), на линиях IV категории — 1:10 (10 %).

Расчет основных параметров средств защиты пути от снега на перегоне. Для предотвращения снежных отложений на пути (при метелях) необходимо, чтобы проектируемая снегозащита полностью задерживала весь расход снеговетрового потока. Тогда количество снега q, которое должно быть задержано 1см2 защиты в течение одной метели, составит

где t — продолжительность метели (ветра), мин (табл. 4.4);

i — расходснеговетровогопотока(интенсивностьпереносаснега), г/см2·мин.

384

Интенсивность снеговетрового потока i определяется по формуле

гдес— коэффициентпропорциональности, представляющийсобой количество переносимого снега энергией ветра при скорости

1м/с и принимаемый равным 0,013;

v— скорость ветра, м/с.

Если в расчетную зиму (с наибольшим числом метельных дней) былоn метелей, токоличество снегаQ, котороедолжнобыть

задержано защитой, составит

n

Q = ∑ t ji j . (4.5)

j=1

Определив количество снега, которое должно быть задержано снегозащитой, находят площадь поперечного сечения вала w, м2, образующегося у этой защиты (рис. 4.2):

где d — плотность снега, принимаемая равной 0,3 г/см3. Линия снегозащиты располагается параллельно ограждаемому

пути, направление которого может быть по отношению к снеговетровому потоку под различным углом атаки (рис. 4.3).

385

В этом случае

Расчетнаяплощадьснежноговалаw, м2, образовавшегосяупроектируемой защиты, определяется по формуле

Наблюдения показали, что при углах атаки менее 15° снег продувается вдоль защит и почти не задерживается. Поэтому углами атакименее15° приопределениирасчетнойплощадиснежноговала обычно пренебрегают.

Пример. Для линии Д-Ж (см. рис. 4.3) необходимо определить параметры постоянных снегозащитных заборов. Общая продолжительность метеливминутахдлякаждогонаправления(румба) ветраприведенавтабл. 4.4. Скорость и направление ветра приведены в столбцах 1 и 2 табл. 4.5.

Таблица 4 . 4 . Общая продолжительность ветра

386

Таблица 4 . 5 . Определение площади поперечного сечения снежного вала

Расчетыпроводятсявследующейпоследовательности: определяетсярасчетнаяплощадьпоперечногосеченияснежноговала, строитсярозаперено-

387

совснегаиустанавливаютсяосновныепараметры снегозащиты: высота снегозащитного забора и ширина полосной живой защиты для участка линии Д-Ж.

1. Расчетплощадипоперечногосечения снежного вала w выполняют в форме табл. 4.5. (значения продолжительности ветрапорумбамсм. втабл. 4.4).

2. По данным столбца 7 табл. 4.5 строят розу переносов снега (рис. 4.4).

3. По заданному углу между направ-

лениями участка Д-Ж и Север-Юг, рав- Рис. 4.4. Роза переноса снега ному 30°, определяют углы атаки для

каждого румба (рис. 4.3).

4. По установленным углам атаки в табл. 4.6 рассчитывают площади снежного вала для каждой стороны пути. При этом в столбце 1 проставляются румбы, для которых в столбец 2 переносят из табл. 4.5 (столбец 6) значения площади поперечного сечения снежного вала. В столбцы 3 и 6 заносят углы атаки с рис. 4.3, а в столбцах 5 и 8 определяют расчетные площадиснежноговаласоответственнодлявосточнойизападнойсторонпути.

Таблица 4 . 6 . Определение расчетной площади снегового вала по румбам

388

Окончание табл. 4.6

5. По итогам табл. 4.6 (столбцы 5 и 8) определяют ширину проектируемой лесозащитной полосы (для района с метелями средней силы):

для восточной стороны B = k w = 5 653,6 =127,5 м;

для западной стороны B = k w = 5 30,9 = 27,5 м.

6. Высота снегозащитного забора для восточной стороны Н = 0,33 w = 0,33 653,6 = 8,4 мполучиласьболее 5,5 м, поэтомупо

технико-экономическим соображениям целесообразно предусмотреть двухрядные заборы (табл. 4.3), высота которых составит:

Расстояние между заборами устанавливается равным 22—24-кратной высоте забора.

Деревянными решетчатыми переносными щитами ограждается около 20 % протяжения заносимых участков пути на перегонах и станциях. Различают три типа конструкции щитов.

ЩитытипаI размером2х1,5 мсплощадьюпросветовоколо50 % общейплощадиприменяютглавнымобразомнадорогахюжнойполосы европейской части страны, где бывают метели с влажным сне-

389

Рис. 4.5. Переносные щиты:

а — типа II; б — с разреженной нижней частью

гом; типа II размером 2х2 м с площадью просветов около 40 % — в северных и центральных районах; типа III размером 2х1,5 м с площадью просветов 37 % предназначены в основном для дорог Сибири, где для задержания сухого и очень подвижного снега при больших скоростях ветра требуется более густая обрешетка.

Снегосборность щитовых ограждений Qщ, м3/м, может быть установлена по формуле

где Н — высота щита, м;

К — коэффициент, учитывающий нижний просвет hпр между щитопланками и поверхностью земли.

Наибольшее распространение на дорогах сети получили щиты типа II (рис. 4.5, а). При заработке 2/3 высоты этот щит имеет снегосборность в среднем 20 м3 снега на 1 м. Наилучшие результаты по задержанию снега дают щиты из щитопланки шириной 120—130 мм. Щиты типов I и II, имеющие высоту 1,5 м, задерживают за зиму до 15—17 м3 снега на 1 м.

Получилираспространениещитыс разреженной нижней частью (рис. 4.5, б).

Увеличение просветности в таких щитах обеспечивается укорочением (через одну) вертикальных планок наполовину. В этих щи-

390

а)

б)

Рис. 4.6. Щитовая линия у переезда:

а — при направлении господствующих ветров поперек пути;

б— при направлении господствующих ветров под углом к пути

тах создается продувание не за счет просвета между щитопланками и поверхностью земли, а за счет большей разреженности в нижней части щита.

Однорядную щитовую линию выставляют на расстоянии 50 м от бровки откоса выемки или земляного полотна в нулевых местах. При наличии кавальера, расположенного от бровки откоса на расстоянии более 30 м, щиты выставляют на кавальере, а при меньшем расстоянии — на 20—30 м от кавальера в сторону поля. Если имеется нагорная канава, линия защиты должна размещатьсястакимрасчетом, чтобыснежныйвалнеотлагалсянадней.

При двухрядной щитовой линии полевой ряд размещают параллельно путевому на расстоянии 60—70 м. Щитовая

391

линия должна перекрывать все протяжение выемок и нулевых мест и заканчиваться за их границами на расстоянии не ближе 10 м при насыпи высотой 2 м и не ближе 20 м, если высота насыпи менее 2 м. При косом направлении господствующих метелевых ветров щитовые линии в конце ограждаемого участка должны иметь угол поворота к пути, равный 45°, и отводы в сторону поля.

Колья для щитов (длиной примерно 3 м) на заносимых местах I и II категорий устанавливают в грунт до наступления заморозков в заранее заготовленные ручным или механическим буром отверстия глубиной 40—60 см.

ЩитыназаносимыхместахIII категорииустанавливаютбезкольев непосредственно в снег по мере надобности.

Заносимые переезды ограждают с отводом дороги в сторону и с перекрытием переезда установкой второго ряда щитов на расстоянии 12—17 м от основной линии щитового ограждения, как показано на рис. 4.6.

Решетчатые щиты типа II высотой 2 м с просветом у поверхности земли 25 см могут собрать снега примерно 35 м3 на 1 м; образующийся при этом вал за щитом и отложение снега перед щитом и по низу щитовой линии могут приостановить дальнейшую работу щитов, и снеговетровой поток будет переносить снег над ними. В этом случае требуется перестановка щитов.

Первую перестановку щитов производят в сторону поля на расстояние 20 м, а следующие перестановки — в сторону пути на верхснеговоговала(рис. 4.7). Передперестановкойпрорываютвснегу канавку глубиной 20 см и щиты ставят вплотную к ее стенке, расположенной со стороны пути; при засыпке канавки снег утрамбовывают. Для большей устойчивости переставленные щиты в местах их соединения обсыпают с обеих сторон снегом на высоту до 30 см.

392

С-З С-В

ЗВ

Рис. 4.8. Расстановка междупарковой снегозащиты на станции: 1 — защитные лесонасаждения; 2 — снегозащитные заборы и щиты

Для того чтобы вытащить щит, его отрывают от снега с полевой стороны. Откопанный щит вынимают при помощи кола, просунутого сквозь щит под верхнюю планку.

За щитовыми ограждениями ведут постоянный надзор, вовремя поправляют перекосившиеся или упавшие щиты. Весной при первых сильных оттепелях щиты, стоящие на снеговых валах, часто падают. Упавшие щиты, если период метелей еще не миновал, немедленно ставят вновь в снег или относят и устанавливают к кольям.

По окончании периода метелей щиты снимают и сортируют на исправные, требующие ремонта и негодные. Годные щиты хранят в штабелях по 52 шт., а колья — по 100 шт. Ремонтируют щиты в течение летнего периода.

Защитаузловижелезнодорожныхстанцийотснегаможетбыть контурной и внутристанционной.

Контурная защита задерживает снег, переносимый на станцию с прилегающих площадей. Она может быть в виде лесонасаждений, постоянных снегозадерживающих заборов, переносных щитов и не должна иметь разрывов. Внутристанционная защита препятствует переносу снега, лежащего на территории станции. Ее располагают на широких междупутьях и на свободных площадях между парками (рис. 4.8).

Строительные нормы и правила Российской Федерации (СНиП 32-01-95. Железные дороги колеи 1520 мм) устанавливают, что при ограждении станций и узлов контурные и внутристанционные за-

393