5.7.6 Влаштування льодових переправ методом пошарового наморожування

Льодова переправа повинна забезпечувати безпечний, безперебійний та зручний рух транспорту з розрахунковими навантаженнями й швидкостями.

Вибір траси переправи проводиться з врахуванням наступних вимог:

• довжина переправи по льодовому покрову повинна бути найкоротша;

• наявність під'їзних шляхів або можливість їх підготовки з найменшими матеріальними та фінансовими витратами;

• відсутність снігових заносів;

• максимальне використання ділянок, де товщина льоду при незначному сніговому покрові завжди більша;

• відсутність різкої зміни глибини водопотоку;

• хороше з’єднання льоду із берегом (лід не повинен мати під собою повітряного прошарку);

• можливість дублювання переправи на близькій відстані від основної;

• середня товщина наморожуваного шару (Н_н.) – 75 см;

• загальна товщина монолітного крижаного покриву (Н_з.) без врахування фірна не менше 98 см.

Льодова переправа влаштовується у вигляді смуг шириною 30 м і тільки для одностороннього руху. Для стрічного руху транспорту влаштовуються суміжні (другі) смуги на відстані не менше 100 м одна від одної. Основні параметри поперечного профілю льодової переправи наступні:

• ширина проїжджої частини – 6 м;

• ширина узбіч – 1,5 м;

• ширина полотна переправи – 9 м;

• ширина смуги наморожування – 30 м.

Влаштування льодової переправи починається із визначення товщини природного крижаного покрову. Для визначення товщини природного крижаного покрову (Н_пр) від осі переправи на відстані в 20 м по обидві сторони від неї пробиваються лунки. Виміри проводяться мірними рейками та шпурами.

Відстань між лунками в залежності від конкретних умов приймається:

- у місцях, де лід має рівномірну товщину більш 25 м;

- на фарватері, в місцях великих глибин – 10 м;

- у крутих берегах і в місцях підмиву льоду знизу – 3 м;

У кожній точці виміру встановлюється контрольна маркірована вішка висотою 1,5 м.

Після визначення товщини природного льоду, для заданої вантажопідйомності, необхідна товщина намороженого льоду розраховується за формулою

Н_н = ( Н_з - Н_пр). (5.2)

Виходячи з часу промерзання водокрижаного шару, отриманого шляхом дощуванням, та з метою скорочення термінів влаштування переправи, вибирається оптимальна кількість шарів наморожування.

Для ефективної організації робіт механізованої ланки, в загальному випадку, доцільно проводити наморозування в декілька шарів товщиною (5–10) см.

Результати вимірів товщини льоду, глибини водоймища, технологічні рішення з наморожування для різних ділянок, кількість шарів заморожування таі їх товщина, заносяться в "Паспорт льодової переправи".

Перед наморожуванням слід розчистити полотно переправи від снігу й заносів, якщо їх висота перевищує 25 см. Розчищення ведеться бульдозерами на базі легких колісних тракторів ("Білорусь").

Товщина намороженого шару контролюється відповідно до встановлених мірних вішок.

Забороняється нанесення повторного шару наморожування на попередній, якщо він повністю не промерз. Стан намороженого шару перевіряється шляхом свердленням некрізних лунок.

При інтенсивних снігопадах і для прискорення промерзання шару, рекомендується проводити короткочасне дощування з метою промочування снігового покрову.

На мілководих ділянках водоймища (глибиною до 0,6 м), для яких рівень води в зимовий період не підніметься, наморожування шару льоду можна проводити за один раз товщиною 0,7 м, при цьому природний лід щільно ляже на ґрунт тобто утвориться так звана крижана гать . В такому випадку ширина крижаної гаті може бути менше ширини переправи в 2 рази.

Починати наморожування льоду методом дощуванням можна при температурі повітря мінус 15 С і товщині природного льоду 30см, при цьому наморожуючий агрегат повинен бути встановлений на щити безпеки. Щити безпеки виготовляються із дощок, розмір (4х0,6х0,15) м і розташовуються вздовж осі агрегату під кожне колесо. Агрегат переміщається на м'якому буксирі за допомогою тягача або ручної лебідки, спочатку по природному льоду, потім по намороженому при цьому дощувальний агрегат наносить шар позаду себе.

Відстань між позиціями дощування вибирається з врахуванням можливості виключення не наморожених ділянок. Зони, що перекриваються, повинні бути не менше 5 м. На кожній позиції для забору води видовбується лунка розміром на (10–15) см більше діаметру всмоктуючого патрубка. Після закінчення робіт лунки щільно забиваються коленим льодом, поливаються водою, після чого вони швидко замерзають і не погіршують міцність крижаного покрову.

Особливу увагу при влаштуванні льодової переправи необхідно приділити з’єднанню крижаного покрову з берегом. Якість зчеплення крижаного полотна переправи з берегом, що особливо важливе у весняний період, досягається за рахунок наморожування шару льоду завтовшки не менше 0,5 м на берегову зону. Розміри зони (10х30) м. На крутих з'їздах при неможливості вести земляні роботи з їхнього ущільненню допускається використання штучного льоду.

Наморожування з'їздів ведеться шарами не більш 1,5 м з обов'язковою витримкою їх до повного промерзання.

При зависанні льоду біля берега необхідно влаштовувати з'їзд палі у вигляді настилу із дерев'яних колод діаметром (20–30) см в даному випадку данні колоди використовуються в якості повздовжні настилу та опор.

Режим наморожування залежить від температури навколишнього повітря, швидкості руху вітру, висотою падіння крапель, ступенем подрібнення та швидкістю переміщення розпилюючої форсунки в об'ємі повітря.

Оптимальні значення температури повітря для роботи дощувальної установки є в межах від – 25C до – 40C та швидкість вітру від 0 до (2 – 3) м/сек.

При температурі повітря від – 15 С до – 20 °С в умовах безвітря потрібно зменшити кількість води у водно-крижаній суміші шляхом використання змінної насадки меншого діаметру, збільшення кута нахилу відвала і роботою на великих оборотах двигуна установки "Град-2". При низьких температурах, сильному вітрі або дощуванні на не розчищений сніг необхідно збільшити вміст води в суміші шляхом застосування насадок більшого діаметру, зменшити нахил стовбура або щоб двигун установки працював на малих й середніх оборотах.

Співвідношення льоду й води у випавшій суміші вздовж довжини факела розпилювання є нерівномірне.

У початковій частині випадають найдрібніші мерзлі градини, при замерзанні яких утворюється сніголід так званий фірн. У міру віддалення від агрегату випадають більшого розміру градини та частинки води, внаслідок чого, при замерзанні утворюється лід, покритий зверху шаром фірна.

В кінці факела переважає вода і при замерзанні утворюється монолітний лід. Для отримання на всій площі дощування монолітного льоду необхідно просочувати фірнові зони водою.

Для успішного ведення наморожування необхідно залучити в теплообмін з водою дуже велику кількість холодного повітря. Це забезпечується зсувом форсунки дощування, тобто поворотом стовбура факела дощування. При дощуванні без зміни сектора, температура повітря у факелі збільшується на (12 – 15) °С при цьому ефективності наморожування різко падає.