Сооружение земляного полотна в сложных условиях (стр. 13 )

В районах с суровым климатом и большой глубиной промерзания (в районах с ВМГ) из всех перечисленных способов разработки мерзлых грунтов наиболее эффективны две схемы: буровзрывные работы–экска­ва­торная погрузка–автотранспорт–разравнивание грунта на отвалах бульдозерами; рыхление грунта мощными тракторными рыхлителями, оборудованными бульдозерными отвалами, – погрузка фронтальными погрузчиками–транспортировка и другие операции, как в первой схеме.

Сложные условия производства в районах с суровым климатом и ВМГ вызывают необходимость применения строительной техники в специальном северном исполнении (использование индекса С или ХЛ). Такая техника может сохранять высокую производительность при тем­пе­ратурах ниже минус 40 °С.

Таблица 5.5

Использование в общем объеме работ мерзлых грунтов

Вид работ	%
Механическая разработка и подготовка	55,5
В том числе:
рыхление клин-молотом	7,3
механизированным инструментом и сменным оборудованием к экскаваторам (кроме молотов)	0,1
траншейными экскаваторами	13,5
бульдозерами-рыхлителями	12,3
навесными рыхлителями активного действия на тракторах	2,2
молотами на гидравлических экскаваторах	2,9
рабочими органами захватно-клещевого типа на гидравлических экскаваторах	5
блочным способом с применением землерезных машин	2
экскаваторами с ковшами активного действия	1
Рыхление взрывом	30,4
Оттаивание и химическое размораживание	1,1
Предохранение от промерзания	2,2
Прочие способы	10,8

Общими особенностями строительных и дорожных машин в северном исполнении являются:

· оборудование двигателей специальными предпусковыми подогревателями, обеспечивающими готовность машины к работе под нагрузкой не более чем через 45 мин после их включения, и утеплительными устройствами для обеспечения оптимального теплового режима двигателя при температурах воздуха до минус 60 °С;

· применение в системах охлаждения двигателя низкозамерзающих охлаждающих жидкостей;

· применение в узлах трансмиссии и ходовой части низкозамерзающих масел и смазок;

· усовершенствование конструкции кабин за счет улучшения их теплоизоляции, улучшение объема фронта работ и передвижения, увеличения площади для обеспечения свободной работы машиниста в зимней одежде и необходимого воздухообмена, введение системы защиты от обледенения стекол и установки нагревательных устройств, позволяющих поддерживать температуру +100С на уровне сиденья машиниста;

· повышение (по сравнению с обычным использованием) износостойкости элементов рабочего оборудования (ножи бульдозеров и автогрейдеров, рыхлителей и передних стенок ковшей экскаваторов) и ходовой части;

· изготовление базовых узлов и ответственных деталей валов, шестерен, редукторов, трансмиссий из качественных легированных сталей и дополнительная их термическая обработка;

· применение в конструкциях резинотехнических изделий, изготовленных из морозостойких резин, работающих при температурах до минус 60 °С;

· наличие в пневматических системах специальных устройств для осушения воздуха, предотвращающих попадание в эти системы влаги и замерзание в них конденсата.

В настоящее время в ССКЗ находит применение следующая техника (табл. 5.6):

а) бульдозеры и рыхлители: ДЗ-54С и ДП-5С; ДЗ-55С и ДП-16С; бульдозерно-рыхлительный агрегат ДЗ-126; импортные бульдозеры, оборудованные рыхлителями: Д-155А; Д-355А фирмы «Комацу»; Д8К; Д9Н фирмы «Катерпиллар»; ТД-25С фирмы «Интернейшнл Харвестер»; Д6С фирмы «Катерпиллар Мицубиси». Импортные бульдозеры, выпускаемые разными фирмами, не имеют значительных принципиальных различий, их мощность колеблется от 240 до 310 кВт;

б) грунтоуплотняющие машины: Д-471Б (с повышенной хладостойкостью); навесное оборудование (трамбующие плиты) на тракторе в северном исполнении Т-130АС.

Таблица 5.6

Паспорт-табель механизированной колонны для северной зоны

Машины	М-2	М-3	М-4	М-5	М-7	М-8	М-9	М-подготови­тельный	М-планиро­вочный	Итого
Объемы, тыс. м3 Число модулей	220 1	340x3 3	240 1	180 1	110 1	180 1	290 1	1	1	2240
Машины для разработки грунта
Экскаваторы, м3: 0,4 0,65 1,0 1,6 2,5 Скрепер 9 м3	2/2	2/6	1/1	4/4				1		1 2 6 1 4
Бульдозер 100 кН » 250 кН	1/1	1/3	1/1	2	2/2	2/2				8 2
Погрузчик 2 м3 Канавокопатель							2/2	1		2 1

Окончание табл. 5.6

Машины	М-2	М-3	М-4	М-5	М-7	М-8	М-9	М-подготови­тельный	М-планиро­вочный	Итого
Машины для уплотнения грунта
Каток полуприцепной вибрационный	1/1	1/3	1/1	1/1	0,5	0,5	1/1			7 1
Машина поливомоечная	2	2
Машины для планировки
Автогрейдер средний тяжелый Экскаватор-планировщик									2 2 2	2 2 2
Транспортные машины
Автомобили-самосвалы 12 т То же свыше 12 т Трейлер 60 т	8/8	12/36	7/7				10/10	2		54 7 2
Машины для подготовительных работ
Корчеватель Кусторез								1 2		1 2
Рыхлитель: 100 кН 250 кН	1/1	1/3	1/1	1/1			1/1	1		1 7
Трактор-толкач 250 кН				1/1						1

5.4. Освоение трассы железной дороги
в условиях залегания вечномерзлых грунтов

Требования охраны природы. Строительство в районах ВМГ связано с изменением гидрогеологических, мерзотно-геоморфологических условий и температурного режима мерзлых грунтов не только непосредственно под сооружением, но и за его пределами.

Характер изменения природного равновесия может прогнозироваться. Уже на стадии проведения изысканий могут быть даны рекомендации по возможному сохранению мерзлотной обстановки или сведению к минимальным величинам неизбежных нарушений природного равновесия.

В возникновении мерзлотно-геоморфологических образований, являющихся, как правило, следствием такого нарушения природного равновесия, большое значение имеет изменение температурного режима грунтов. Так в деятельном слое и мерзлой толще при изменении температуры происходит непрерывное изменение соотношения твердой и жидкой составляющих грунта. Это приводит к перемещению (миграции) влаги, которая как при промерзании, так и при оттаивании движется к массивам с более низкой температурой.

Поскольку одновременно с изменением температуры меняется состав скелета грунта, то в совокупности с процессом миграции влаги происходят различные криогенные пучения, развиваются термокарстовые, оползневые и другие явления.

Изменение водно-теплового режима чаще всего при освоении территорий связано с нарушением состояния мохоторфяного надпочвенного покрова, теплопроводность которого на порядок меньше теплопроводности минерального водонасыщенного грунта. Имеет значение и изменение влажности торфа, поскольку коэффициент его теплопроводности прямо пропорционален влажности.

Малейшее нарушение мохоторфяного покрова при движении по его поверхности транспортных средств, дорожно-строительных машин, при вырубке леса и кустарника, корчевке пней и т. д. приводят к снижению теплозащиты мерзлого основания.

Нарушение травяной растительности при проходе, например, гусеничных машин обнажает поверхность торфа, что приводит к уменьшению альбедо в 1,5…2 раза и повышению температуры в грунте за счет солнечной радиации примерно на 2 °С. Через год в колеях проходившего по тундре транспорта образуются широкие траншеи глубиной иногда до 1,5 м, заполненные водой. Это в свою очередь ведет к разрушению вечной мерзлоты, особенно резко проявляющемуся в высокотемпературных ВМГ.

В грунтах высокой льдонасыщенности нарушение мохорастительного покрова приводит к проявлению марей. Вытаивание жильных льдов, ледяных прослоек является причиной термокарста.

С этой же целью не допускается устройство притрассовых резервов. Лес должен вырубаться только в пределах полосы, непосредственно занятой земляным полотном. При необходимости устройства водоотводных и нагорных канав их выполняют без заглубления, путем ограждения валиками из глинистого грунта. После зимнего промораживания поверхность валиков защищают от быстрого оттаивания и размыва одерновкой.