Укрепление откосов земляного полотна

Откосы земляного полотна укрепляют с целью предохранения их от различных эрозионных процессов, обусловленных действием воды, льда, ветра и других природных факторов, а также механических повреждений. Укрепление откосов сводится к устройству разнообразных покрытий.

Конструкции таких покрытий и области их применения изучаются в курсе железнодорожного пути, так как связаны с устройством земляного полотна. В рамках настоящего курса интерес представляют конструкции, сооружаемые механизированными способами: железобетонные плиты различных типов, железобетонные гибкие покрытия из отдельных маломерных элементов, связанных выступающими металлическими частями арматуры наподобие кольчуги, сборные бетонные и асфальтобетонные плиты и т. д.

Укладку таких конструкций на подготовленные поверхности укрепляемых откосов производят кранами с транспортных средств. Она мало чем отличается в технологическом отношении от монтажных работ. Подготовка основания под укрепительные конструкции часто сопряжена с ровной укладкой сплошь или под швами плит нескольких слоев разнозернистых материалов (так называемого обратного фильтра) и представляет самостоятельную и довольно сложную работу, которая механизирована недостаточно.

Тем не менее применение сборных конструкций индустриального изготовления позволяет по сравнению с использованием традиционных способов укрепления земляного полотна (мощения, одерновки, устройства различных устилочных покрытий, плетней и т. д.), осуществляемых практически вручную, резко снизить трудоемкость укрепительных работ и ускорить их выполнение.

Мощные укрепления земляного полотна обычно имеют локальное распространение и применяются на участках подмыва речными водами, волноприбоем и т. д. Однако открытые грунтовые поверхности откосов насыпей и выемок требуют защиты от атмосферных воздействий. Такие массовые укрепительные работы осуществляются посевом многолетних трав по растительному грунту и гидропосевом.

Этими способами создают искусственный дерновый покров, который надежно защищает откосы от размыва и выветривания. Откосы, сложенные обычно строительными грунтами, редко содержат органические питательные вещества, необходимые для быстрого произрастания растительности. Со временем почвообразовательные процессы повышают плодородие поверхностных слоев грунта и превращают его в почву, но в естественных условиях для этого требуется длительное время, за которое откос успеет приобрести многочисленные повреждения.

Чтобы ускорить образование дернины, поверхность откоса покрывают слоем растительного грунта толщиной 10...15 см. Грунт заготавливают до начала работ. Для этой цели используют растительный слой земли, снимаемый с основания железнодорожного земляного полотна. Часто приходится организовывать также самостоятельные заготовки растительного грунта для покрытия откосов.

Растительный грунт готовят бульдозером после удаления дернового покрова, собирают в бурты, грузят экскаватором в автомобили-самосвалы и доставляют к месту работ. Грунт разгружают на откос и разравнивают бульдозером с откосниками, драглайном с планировочной рамой вместо ковша, планировочным экскаватором с телескопической стрелой.

Слой растительного грунта должен быть ровным, не иметь бугров и «лысин», так как при неоднородном произрастании трав нельзя предотвратить эрозионные процессы и вся работа по укреплению откосов травосеянием может оказаться напрасной либо потребуется делать вторичный посев.

По растительному слою многолетние травы высевают с помощью откосных сеялок, которые навешивают на экскаватор с оборудованием драглайна, находящийся на верхней стоянке. При движении по откосу вниз под действием собственного веса сеялка разрыхляет растительный грунт для посева, а когда тяговым канатом драглайна ее перемещают вверх по откосу, производится посев семян с внесением удобрений и прикатка засеянной площади.

После этого экскаватор перемещают в продольном направлении на 1,7 м и засевают следующую полосу откоса. Работу подобного рода можно выполнять при высоте откоса не менее 3 м. При меньшей высоте невозможно перемещать по откосу сеялку, имеющую довольно большую базу. Экскаватор-драглайн со сменным оборудованием при высоте откоса до 8 м обрабатывает около 1100 м² поверхности откоса в смену. Такую же производительность дает комплект машин при высоте откоса более 8 м, если, кроме драглайна, в него входит отдельный экскаватор-планировщик.

Нормы высева, видовой состав семян и сроки укрепительных работ приведены в специальной литературе. Наиболее благоприятные условия произрастания семян создаются, если посев произведен в весенний период, когда интервал среднесуточных температур составляет +5... 10 °С. Осенью почва также достаточно пропитана влагой и злаковые травы можно высевать в те же периоды, что и озимые культуры, типичные для данного района.

В этом случае всходы появятся весной будущего года, а до них подсевают семена многолетних бобовых культур, которые в дернине должны произрастать вместе со злаковыми. Первая половина лета, характеризуемая интервалом среднесуточных температур от + 10... + 15 °С, также может быть использована для посева, но успех работ по укреплению откосов травосеянием очень зависит от характера погоды. В засушливые периоды засеянные откосы необходимо поливать.

Укрепление откосов посевом по растительному грунту — специфическая и сложная работа, требующая хорошего знания не только технологической, но и агробиологической обстановки. Она требует привлечения большого количества машин и притом в летний период, наиболее благоприятный для развертывания основных земляных работ.

Не всегда, особенно в северных районах, удается удовлетворительно решить вопрос заготовки и доставки на место работ растительного грунта. Все эти недостатки устраняются при использовании метода укрепления откосов гидропосевом.

На откос гидравлической струей наносят смесь из семян, минеральных удобрений, воды, наполнителя или мульчи и пленкообразующих материалов, защищающих покрытие от смыва дождями и выветривания до образования растительного покрова, а также способствующих сохранению в покрытии влаги и тепла.

В качестве мульчирующих материалов применяют опилки, резаную солому, в качестве пленкообразующих — водные эмульсии латексов (промежуточного продукта производства синтетического каучука) или битумов. Для заготовки смеси используют сравнительно простое комплектное оборудование.

Гидросеялка для нанесения смеси на откосы представляет собой автоцистерну, в которой установлена лопастная мешалка, оборудованная насосом и гидрометателем. Насос и мешалка имеют привод от двигателя автомобиля. Гидрометателем управляет оператор с площадки гидросеялки. Посев производят с верхней или нижней стоянки машины. Площадь засева определяется вместимостью цистерны гидросеялки, которую заправляют на базе, оборудованной устройствами для заготовки смеси.

Производительность гидросеялки зависит в основном от числа заправок машины в смену, так как наибольшие затраты времени приходятся па саму заправку и перемещение машины от базы к месту работы и обратно. Чтобы снизить эти затраты, можно вести работы по укреплению откосов с уложенного пути.

В этом случае формируют специальный проезд, состоящий из платформы с гидросеялкой и сменным запасом материалов, цистерны с водой и локомотива. На платформе устанавливают также мотопомпу для заправки гидросеялки водой и пленкообразующей эмульсией.

Гидропосев ведут при движении поезда со скоростью 6...7 км/ч за два-три прохода по участку (захватке). Производительность укрепления откосов при этом достигает 6 тыс. м² в смену, что в 1,5 раза превышает производительность гидропосева при использовании автоцистерн и среднем расстоянии до базы 5 км. С одной стоянки поезда гидропосевом укрепляют откосы высотой до 12 м, а при работе с верхней и нижней стоянок — высотой до 24 м.

Для гидропосева не существует ограничений и при малой высоте откоса. Его можно использовать даже для укрепления откосов ВОДООТВОДНЫХ канав. Однако на больших площадях условия для работы более благоприятны, чем на малых. Поэтому с увеличением высоты откоса производительность гидросеялки даже несколько увеличивается, в то время как производительность посева по растительному грунту снижается.