Справочная энциклопедия дорожника (том I) Строительство и реконструкция автомобильных дорог. Под ред. Васильева А.П
Подождите немного. Документ загружается.
отвала негабаритов на горизонтальных поверхностях и склонах крутизной до 1:3 применяют бульдозеры.
При слоистом залегании легковыветривающихся размягчаемых пород, перемежающихся со слоями
глинистых грунтов, разработку ведут на всю толщину забоя с учетом того, чтобы в разрабатываемых грунтах
содержалось 30-40 % (по массе) глинистого мелкозема. В противном случае разработку ведут отдельными
слоями.
Укладка и уплотнение крупнообломочных грунтов. Крупнообломочные грунты каркасной и
несовершенно-каркасной структуры из прочных водостойких пород следует уплотнять, как правило,
вибрационным способом. Крупнообломочные грунты, содержащие более 30 % глинистого заполнителя,
уплотняют при влажности, не превышающей допустимых значений для тяжелых супесей и легких суглинков, а
при содержании глинистого заполнителя менее 30 % - при влажности, не превышающей допустимых значений
для легких и пылеватых супесей.
Уплотнение крупнообломочных грунтов, прочность которых составляет менее 5,0 МПа (50 кг/см
2
), следует
осуществлять в два этапа: на первом - решетчатыми катками; на втором - катками на пневматических шинах
массой не менее 25-30 т. При использовании размягчаемых крупнообломочных грунтов работы должны
производиться в сухую погоду с минимальными разрывами во времени между отдельными технологическими
операциями.
Способы и технические средства уплотнения легко выветривающихся неводостойких крупнообломочных
грунтов назначают из условия обеспечения разрушения агрегатов до заполнения пор мелкоземом. Для
повышения эффективности разрушения агрегатов производят их периодическое увлажнение.
Хорошие результаты дает технологическая схема уплотнения в два этапа: на первом (непосредственно после
разравнивания и увлажнения) - решетчатыми катками, которые осуществляют дополнительное дробление
грунта, на втором - тяжелыми катками на пневматических шинах. Требуемая степень уплотнения грунтов
достигается после 10-12 проходов по одному следу катков на пневматических шинах массой 25-30 т. Для
крупнообломочных грунтов малой прочности эффективно уплотнение трамбованием.
При невозможности обеспечения разрушения агрегатов неводостойких пород следует предусматривать их
защиту в насыпи от воздействия погодно-климатических факторов. При устройстве защитных слоев из
глинистых или суглинистых грунтов последние досыпаются на заданную толщину послойно вровень со слоем
обломочного грунта и уплотняются совместно с ним.
При устройстве защитного слоя толщиной 15-20 см из грунтов, укрепленных органическими вяжущими,
грунт предварительно смешивается с вяжущими материалами в стационарных или передвижных установках и
вывозится автомобилями-самосвалами к месту укладки. Для распределения смеси на поверхности откосов
рекомендуются бульдозеры или экскаваторы-планировщики. В качестве уплотняющих средств могут быть
применены площадочные вибраторы или виброрейки, перемещаемые по откосу сверху-вниз или снизу-вверх.
Контроль качества работ при сооружении земляного полотна на косогорах, устойчивых и оползневых
склонах помимо общих требований, предусмотренных СНиП 3.06.03-85, включает: контроль за
восстановлением, закреплением и разбивкой земляного полотна на отмеченных элементах рельефа; контроль
качества нарезки уступов (с соблюдением проектных геометрических параметров), за соблюдением технологии
разработки косогоров и склонов при устройстве земляного полотна в полке и последовательностью комплекса
противооползневых мероприятий (водоотвода, дренажных и удерживающих конструкций).
Организация работ по строительству автомобильных дорог при наличии оползней включает два
самостоятельных вопроса: сооружение земляного полотна и строительство комплекса противооползневых
конструкций, установленных проектом. Последовательность этих работ определяется конкретными условиями
территории, расположением земляного полотна, составом и типами противооползневых конструкций и должна
быть оговорена в проектной и расчетной документации. В практике встречается несколько вариантов
организации последовательности выполнения земляных работ и устройства противооползневых конструкций:
строительство комплекса противооползневых конструкций до сооружения земляного полотна; выполнение
противооползневых конструкций в процессе его сооружения; строительство противооползневых конструкций
после возведения насыпей или разработки выемок.
Как правило, первая схема наиболее целесообразна при строительстве дороги на оползневых склонах, когда
сооружение земляного полотна возможно только под непосредственной защитой поддерживающих сооружений
или после проведения мероприятий по регулированию поверхностного и подземного стока. Вторая схема
применяется при расположении земляного полотна в глубоких выемках и высоких насыпях. Например, по мере
разработки каждого яруса выемки осуществляют укрепление откосов и сооружение дренажных конструкций.
Третья схема используется во многих случаях при строительстве дорог в горных условиях, когда в частности
после устройства земляного полотна в полке сооружают верховые подпорные стенки или анкерные
конструкции.
Безусловно, многообразие сложных условий строительства автомобильных дорог в оползневых или
потенциально оползневых районах требует творческого применения указанных схем с последующей
разработкой до конкретных технологических и организационных решений в проектах производства работ. В
данном разделе рассматриваются только общие вопросы организации строительства в оползневых районах и не
освещается специфика строительства конкретных видов противооползневых конструкций, которая отражена в
других главах.
Помимо особенностей, связанных с последовательностью выполнения земляных работ и строительства
противооползневых конструкций, необходимо отметить, что технология производства земляных работ во
многом зависит от принципов проектирования (по отношению к рельефу) автомобильных дорог. Различают
следующие виды индивидуальных технологических схем организации производства земляных работ:
разработку глубоких выемок и сооружение высоких насыпей; сооружение насыпей на склонах с пересечением
оползневых участков; устройство земляного полотна в полках. Одним из наиболее сложных случаев
производства работ является их проведение на аварийных объектах, когда оползнями разрушены участки
эксплуатируемых дорог.
Установленный неоднократными обследованиями факт нарушения устойчивости естественных склонов и
откосов земляного полотна в процессе строительства автомобильных дорог в различных регионах нашей
страны убедительно показывает, что влияние технологических факторов может иметь существенное, а в
некоторых случаях превалирующее значение.
К технологическим факторам в данном случае относятся: способ и время разработки выемок или
сооружения насыпей, способ и время строительства противооползневых конструкций. Указанные факторы
можно объединить в общую технологическую систему строительства индивидуальных конструкций земляного
полотна, которая будет оказывать при ее реализации те или иные воздействия на устойчивость откосов
земляного полотна и прилегающих к нему склонов, особенно оползневых.
Анализ строительства автомобильных дорог в оползневых районах показал, что воздействие
технологической системы на устойчивость склонов и откосов проявляется в следующем.
Неудачно выбранное направление ведения работ при разработке глубоких выемок может привести к
развитию в откосах оползней. Степень интенсивности производства земляных работ влияет на параметры
устойчивости откосов в процессе строительства. Так при коротком фронте ведения работ и высокой скорости
разработки выемки в откосах (при рабочей глубине разработки) не успевают возникать деформации,
приводящие к оползням, что позволяет придавать откосам рабочих ярусов более крутые углы. Сооружение же
высоких насыпей и насыпей на склонах (в том числе и на оползневых) напротив требует более медленного
режима отсыпки грунта, обусловленного необходимостью тщательного уплотнения грунта, а также
постепенной передачей нагрузки от веса насыпи на склоновое основание, что обеспечивает его устойчивость и
дальнейшую стабильность.
Существенное влияние на развитие оползней в склонах и откосах оказывают порядок и сроки выполнения
их проектной конфигурации. Наиболее распространенная ошибка в этом плане связана с устройством берм,
ярусов, дренажных конструкций и укрепительных работ на откосах не в процессе разработки выемок и
сооружения насыпей, а после их завершения. Особое значение имеет технологическая последовательность
сооружения насыпей на склонах. В проектах производства работ должен быть заложен такой принцип ведения
работ, который бы гарантировал устойчивость наклонного основания при сооружении земляного полотна. В
частности, например, во многих случаях устойчивость насыпей на склонах была нарушена из-за неправильного
способа производства работ: вместо последовательного сооружения насыпи с низовой стороны склона работы
выполнялись с верховой стороны, что приводило к развитию неуплотненных зон в откосных частях,
перенапряжению склонового основания, развитию оползней как в склонах, так и в откосах насыпей.
Весьма важное значение приобретают технологические факторы при ведении земляных работ на
оползневых склонах или в их среде. Правильная расстановка землеройно-транспортной техники, определение
необходимого темпа, выдерживание требуемой глубины разработки или крутизны откоса обеспечивают не
только возможность выполнения проектных решений, но и их дальнейшую надежность при эксплуатации
участка дороги, а также степень сохранности в стабильном состоянии самого оползневого склона.
6.3. Планировка земляного полотна насыпей и выемок, конусов и откосов
Планировка площадей. Состав и виды работ по планировке грунтовых поверхностей по заданным
отметкам устанавливается проектом в зависимости от назначения планируемых площадей в общих
геометрических параметрах автомобильных дорог и аэродромов, их инфраструктуры.
При планировке грунтовых площадей для конструктивных элементов, непосредственно работающих под
нагрузками (грунтовые покрытия аэродромов, грунтовые элементы дорожного комплекса, грунтовые части
летного поля), в состав планировочных работ включают следующие технологические операции: выравнивание
бульдозером с допустимым отклонением от проектных отметок ±10 см (предварительный этап планировки),
уплотнение катками с одновременным выравниванием автогрейдером (окончательная планировка). При
необходимости устройства дерново-травяных покрытий по спланированной поверхности нанесение и
обработка почвенного слоя производится с учетом агротехнических требований к запланированному
посадочному материалу.
При планировке грунтовых поверхностей для целей благоустройства, улучшения стока
(рекультивированные выработки, территории между сооружениями, резервные площади) в состав работ
включаются: выравнивание бульдозером или грейдером с нанесением при необходимости почвенного слоя
заданной толщины, предусмотренной проектом.
Планировочные работы при сооружении земляного полотна включают: планировку основания перед
началом отсыпки; планировку отсыпаемых слоев до уплотнения и после уплотнения с приданием поперечных
уклонов; планировку обочин, конусов и откосов.
На предварительном этапе планировки применяются бульдозеры класса тяги 100-150 кН. Рабочие
отметки предварительной планировки должны назначаться с учетом запаса объемов грунта на осадку при
уплотнении, величина которого назначается по результатам пробного уплотнения. На участках, где грунты по
трудности разработки не соответствуют бульдозерным работам, предварительно осуществляют рыхление
грунта при помощи рыхлителей.
Окончательная планировка производится после завершения всех земляных работ и устройства
коммуникаций. Планировка выполняется грейдерами или длиннобазовыми планировщиками в едином потоке с
уплотнением катками. Допускаемые отклонения от проектных отметок устанавливаются в соответствии с
требованиями СНиП 3.06.03-85 в зависимости от назначения планируемых поверхностей и площадок.
Планировка откосов. Основным действенным мероприятием, направленным на обеспечение местной
устойчивости склонов и откосов, является укрепление их поверхности. Выбранные конструкции должны
предотвратить или не допустить (а в некоторых случаях обеспечивать последовательно совместный эффект)
развитие деформаций локального скольжения, оплывин, сплывов, эрозии.
Тип конструкции укрепления необходимо выбирать прежде всего в зависимости от общих задач, которые
решаются для реализации намеченного принципа обеспечения устойчивости геотехнической системы
«земляное полотно - элемент рельефа». Выбор конструкции обусловлен рабочей отметкой земляного полотна,
крутизной склона или откоса, показателями физико-механических свойств грунтов, наиболее опасными
погодно-климатическими воздействиями, а также гидрологическим режимом подтопления в случае
подтопляемых склонов и откосов.
Все конструкции укрепления откосов и склонов в зависимости от их функции по защите грунта от внешних
силовых и погодно-климатических воздействий могут быть разделены на три группы:
биологические типы, предназначенные для зашиты откосов и склонов от эрозии, сплывов, оплывин в
районах с благоприятными грунтовыми и климатическими условиями;
несущие конструкции, предназначенные для компенсации сдвигающих усилий, возникающих в грунте
поверхностных слоев откосов и склонов, а также силовых воздействий паводковых и поверхностных вод;
защитные и изолирующие конструкции, которые должны изолировать поверхностные слои грунта склона
или откоса от температурных воздействий, впитывания атмосферных осадков, отводить грунтовые воды.
Для защиты склонов и откосов неподтапливаемых насыпей, сухих (нескальных) выемок в благоприятных
климатических и грунтовых условиях, а также подтапливаемых насыпей при скорости течения менее 0,6 м/сек
и в отсутствии волн в качестве основного типа укрепления рекомендуются конструкции первой группы.
Дерновый покров следует использовать для укрепления откосов только при его наличии в непосредственной
близости от строительного объекта и в случае экономической целесообразности.
Для укрепления склонов и откосов неподтапливаемых насыпей, сложенных глинистыми грунтами, легко
выветривающимися скальными породами, грунтами особых разновидностей, переувлажненными грунтами,
откосов подтапливаемых насыпей, а также выемок и склонов с водоносными горизонтами можно применять
конструкции трех групп. Их комбинируют между собой в зависимости от инженерно-геологических условий
строительства на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом времени действия защиты.
Основной принцип использования всех конструкций укрепления - обеспечить устойчивость и стабильность
грунта в пределах активной зоны путем регулирования интенсивности ее образования и конечного значения
при помощи защитных или изолирующих конструкций, несущих типов конструкций, компенсирующих
уменьшение прочности грунта в пределах активной зоны; комбинацией этих способов.
Каждый из указанных типов конструкций имеет свою область применения в зависимости от типа склона,
его предыстории, откоса земляного полотна и эффекта зашиты. Когда речь идет об укреплении откосов,
особенно высоких насыпей, глубоких выемок или выемок, образованных в результате подрезки склона, то на их
поверхности необходимо в кратчайшие сроки создать травяной покров, используя комплексные и
комбинированные решения, например, решетчатые конструкции с гидропосевом трав при одновременной
высадке кустарников, синтетические сетчатые материалы и др.
Решетчатые конструкции являются весьма действенным типом укрепления, обеспечивающим немедленный
эффект зашиты. При этом следует иметь в виду, что выбор конструкций и технологии их строительства должен
быть направлен на создание условий, препятствующих эрозии и выветриванию.
Окончательная планировка поверхности земляного полотна на отметках рабочего слоя (низа дорожной
одежды) с приданием поперечных уклонов и доуплотнением поверхностного слоя, а также планировка и
укрепление откосов насыпей производится после полного выполнения проектного очертания насыпи или
выемки.
В зависимости от рабочей отметки планировка ведется путем срезки грунта бульдозером класса тяги 100 кН
или автогрейдером тяжелого типа с откосником и удлинителем отвала, откосопланировщиком или
экскаватором с двухотвальным скребком (планировочной рамой, ковшом). Выбор машин для планировки и
уплотнения поверхности производится согласно табл. 6.2. Планировку подсыпкой на взрыхленную поверхность
производят как исключение на малых площадях и при условии последующего уплотнения этих мест.
При планировке с одновременной срезкой грунта и перемещением его вниз на первом этапе выравнивают
надоткосные площадки, оформляют бермы в соответствии с разбивкой. Сопряжение поверхности откоса с
верхней площадкой земляного полотна выполняют на заключительном этапе.
Планировку откосов насыпей или выемок до 1,5 м осуществляют 2-4 проходами тяжелого автогрейдера или
бульдозера с откосниками и удлинителями отвала. Срезаемый с откоса грунт используется для рекультивации
боковых резервов или его собирают в штабели для перемещения в обочины насыпи, на съездах и других целей.
При этом срезаемый грунт не должен мешать водоотводу.
Т а б л и ц а 6 . 2
Машины
Высота
откоса, м
Крутизна
откоса
Производительность в
смену, м
2
Потребность в машинах на
1000 м
2
откоса, маш.-смен
Планировка откосов
Бульдозер универсальный 1-3,5 1:1,5 (1:2) 7000 0,14
Бульдозер универсальный
класса тяги 100 кН
6-12 1:2 (1:3) 8900-10000 0,10
Автогрейдер тяжелого типа с
откосником и удлинителем
отвала
3,5 1:1,5 (1:2) 5000 0,20
Экскаватор-планировщик
до 12 1:1,5 2400 0,42
6-10 1:1,5 3200 0,31
Уплотнение грунта
Виброкаток или виброплита,
навешенные на стрелу
экскаватора
до 6 1:1,5 (1:3) 4250-5000 0,20
То же 12 1:1,5 (1:2) 5000-5300 0,20
Планировку откосов насыпей или выемок до 6 м осуществляют откосопланировщиком с нижней стоянки, а
откосов до 12 м с верхней и нижней стоянок. Ширина планируемого участка откоса с одной стоянки должна
быть не более 2 м, а перекрытие - 0,5 м. Планировка откосов от 6 м до 12 м ведется с использованием
экскаватора-планировщика. Планировка откосов высотой более 12 м выполняется в процессе устройства
каждого яруса.
Пологие откосы (крутизной 1:2 и положе) планируют с помощью бульдозеров, перемещающихся по откосу
сверху вниз с принудительно опущенным отвалом (при гидравлическом управлении) или задним ходом снизу-
вверх с отвалом, свободно опущенным на грунт (при канатном управлении). При этом его отвал не должен
наполняться грунтом более чем на 2/3 высоты.
Для обеспечения уплотнения откосной части насыпей высотой более 6 м рекомендуется в процессе ее
сооружения увеличивать ширину уплотняемых технологических слоев на 0,3-0,5 м с каждой стороны с
последующей в процессе планировки срезкой лишнего грунта с откоса и перемещением его на последующие
захватки.
6.4. Укрепление конусов и откосов земляных сооружений
Организация укрепления откосов насыпей, конусов и выемок должна обеспечивать возможность
механизации работ и минимальные затраты труда. Рекомендуется выполнять укрепительные работы с
использованием отряда машин (табл. 6.3). Показатели трудоемкости типовых конструкций укрепления откосов
приведены в табл. 6.4.
Т а б л и ц а 6 . 3
Машины Выполняемые операции
Потребность в
машинах на 1000 м
2
откоса, маш.-смен
Экскаватор-планировщик либо бульдозер
класса тяги 100 кН
предварительная планировка откоса 0,4
распределение растительного слоя 0,3
рытье траншеи под упорную призму (при
укреплении сборной решеткой)
0,1
Машина для гидропосева трав гидропосев трав 0,2
Автомобильный кран грузоподъемностью 6
т
Погрузка и выгрузка. Установка
элементов решетки и железобетонных
блоков. Подача на откос материалов для
заполнения ячеек
2,9
Автомобильный транспорт (бортовые
машины - для железобетонных изделий,
самосвалы - для грунта и строительных
материалов)
Транспортировка материалов
(растительного или укрепленного грунта,
щебня), железобетонных блоков,
элементов решетки
10
Для создания на откосах травяного покрова, который является основным способом укрепления грунтовых
поверхностей, рекомендуется применять метод гидропосева, посев по растительному грунту вручную или
механизированным способом, а также укладку дерновых лент.
Основные технологические процессы устройства укрепления откосов гидропосевом включают: заготовку
(при необходимости) почвенного грунта; его распределение и планировку на поверхности откосов;
приготовление рабочей смеси из семян трав и вяжущего удобрения; нанесение ее на откос; полив после
нанесения смеси и в последующие периоды.
Т а б л и ц а 6 . 4
Конструкции
Трудовые затраты на 1000 м
2
укрепления, чел./дн
Травяной покров гидропосевом семян по слою растительного грунта
толщиной 10 см
8
То же, по синтетической геосетке 10
Сборная решетка (в том числе и геосинтетическая) с заполнением ячеек
растительным грунтом и посевом трав
70
То же, с заполнением ячеек цементогрунтом 90
То же. с заполнением ячеек щебнем 90
Рабочую смесь (мульчу) для гидропосева приготавливают на специально организованной базе, где должны
иметься складские помещения для хранения семян и удобрений, емкости для хранения пленкообразующих
материалов, вибросита с ячейками 10×10 мм для просеивания опилок или установка для измельчения соломы,
весы для семян и удобрений, грузоподъемные средства для заправки рабочей смесью гидросеялки. Заправка
смесью гидросеялки осуществляется при включенной системе перемешивания.
Почвенный грунт распределяют на установленную проектом толщину сразу после планировки поверхности
откосов, как правило, с помощью машин и оборудования, используемых при планировочных работах.
Применяется также схема работ, по которой почвенный (растительный) грунт завозится на обочину и
распределяется сверху вниз.
Сухие откосы перед распределением почвенного грунта необходимо предварительно увлажнять с
использованием поливомоечных машин.
В случае предполагаемых размывов откосов земляного полотна в период формирования дернового покрова
перед распределением растительного грунта на поверхность откосов рекомендуется укладывать мешковину или
сетки из геосинтетических материалов. Укладку рулонов сетки осуществляют путем их раскатки сверху вниз по
откосу с перекрытием на 10-20 см и закреплением их колышками в пределах обочин. Закрепление концов
полотен в грунте выполняют путем нарезки автогрейдером на расстоянии 0,3-0,5 м от бровки откосов канавки
глубиной 0,2-0,3 м, укладки концов полотен в канавку и заполнения ее грунтом при повторном проходе
автогрейдера либо другими способами, оговариваемыми в проекте.
Гидропосев трав машиной типа ДЭ-16 (или другого типа) производят двумя проходами машины вдоль
подошвы откоса или бермы.
Скорость движения машины подбирают опытным путем в зависимости от длины образующей откоса. На
откосах высотой 10-12 м смесь распределяют при кратковременных остановках машины через 20-25 м; на
откосах высотой 12-24 м - с верхней и нижней стоянок машины, поворачивая гидромонитор в горизонтальной
плоскости по дуге 80° - 100°; а в вертикальной плоскости - в пределах ±40° от горизонтали, обеспечивая
гидропосев по всей длине откоса на ширину 10-12 м. Следует избегать стекания смеси с откоса и образования
ручьевых размывов. Места заправок машины смесью целесообразно располагать на середине укрепляемого
участка с радиусом действия машины не более 10 км.
При необходимости зашиты от проникновения через поверхность откосов атмосферных осадков гидропосев,
осуществляемый без использования в составе наносимой смеси пленкообразующих, рекомендуется
осуществлять по защитному слою, предварительно уложенному на поверхность откоса, например, по
геотекстильному материалу в виде сеток, или последующим нанесением вяжущего.
Основные технологические процессы укрепления откосов искусственными материалами включают:
приготовление рабочих смесей (цементобетон, грунт, обработанный вяжущим, мелкозернистая сухая бетонная
смесь и т.п.); вывозку на откосы рабочих смесей, щебня, железобетонных блоков для упорной призмы,
пластиковых георешеток, сборных бетонных, железобетонных и асфальтобетонных плит, элементов
решетчатых конструкций, биоматов; укладку и уплотнение рабочих смесей или щебня; монтаж блоков плит,
георешеток и сборных решетчатых конструкций; заполнение ячеек, пластиковых георешеток, решетчатых
конструкций рабочими смесями, растительным грунтом, щебнем, гидропосевом трав и т.п.
До начала укрепления откосов земляных сооружений бетонными плитами или сборными решетчатыми
конструкциями индустриального изготовления у подошвы откоса устраивают монолитный или сборный
бетонный упор. Сборный упор устраивают, укладывая блоки принятого размера в траншею на щебеночное
основание.
Бетонные блоки упорной призмы заранее распределяют вдоль траншеи краном соответствующей
грузоподъемности на расстоянии 1,5 м от нее. Щебень для устройства основания под блоки выгружают из
транспортных средств на расстоянии 1,0-1,5 м от бровки траншеи через каждые 12-13 м.
Щебень распределяют в траншее вручную слоем 11-12 см и планируют по визирной рейке, контролируя
шаблоном толщину слоя, а затем уплотняют послойно ручными трамбовками типа ИЗ-4502.
Установку блоков на каждом участке протяженностью 10-15 м следует окончательно выверять в плане по
шнуру и в профиле с помощью визирок, помещенных с обоих концов блока.
Швы в стыках между блоками заполняют цементопесчаным раствором состава 1:2. Через каждые 10-15 м
необходимо устраивать швы расширения, в которые закладывают строганые доски толщиной 15-20 мм.
Монтажные петли на блоках отгибают или срезают.
После установки сборных железобетонных блоков пазухи упорной призмы засыпают щебнем фракции 40-70
мм слоями толщиной 10 см с послойным его уплотнением ручными трамбовками.
При устройстве упорной призмы придерживаются следующих допусков относительно проектных размеров:
глубина траншеи ±10 %, ширина ее ±5 см; толщина слоя щебеночной подготовки ±10 %; положение блоков в
плане после установки, превышение одного блока над другим на стыках и величина зазора между блоками ±5
мм.
После установки бетонного упора на него необходимо нанести размеры сборных элементов укладываемой
конструкции и перенести их на поверхность откоса по образующим, перпендикулярным к опорной линии с
обозначением осевых линий разбивочными колышками. Для решетчатых конструкций с диагональным
расположением элементов разбивку осуществляют по диагонали ячеек. Элементы конструкций следует
укладывать снизу-вверх. Сменная захватка должна соответствовать участку откоса, укрепленного на полную
высоту.
При монтаже решетчатых конструкций треугольной конфигурации элементы наращивают рядами.
Необходимое удлинение верхних рядов на криволинейных участках (конусах путепроводов) компенсируют
путем увеличения зазоров в стыках. Ромбическую конструкцию монтируют в диагональном направлении
снизу-вверх.
После укладки элементов решетчатых конструкций их объединяют в узлах покрытыми битумом
металлическими штырями диаметром не менее 10 мм и длиной не менее 0,5 м или скобами, которые
забиваются вручную. Для железобетонных сваек предварительно бурят отверстия заданного диаметра и
глубины мотобуром типа Д-10 или другим буровым инструментом. Стыки необходимо омоноличивать
цементным раствором (состав 1:2) после окончания монтажных работ. Бетонные поверхности в стыках
смачивают предварительно водой, затем уплотняют штыковкой и поверхности заглаживают мастерком. После
монтажа решетчатых конструкций ячейки необходимо заполнить предусмотренным проектом материалом,
который подают автомобильным краном.
Почвенный грунт, щебень и цементогрунт на откосах высотой до 6 м и крутизной 1:1,5 следует сдвигать с
обочины и разравнивать откосопланировщиком, затем досыпать нужный материал или выбрать лишний
вручную. Толщина слоя из цементогрунта и щебня в ячейке должна на 2-3 см превышать высоту сборного
элемента (запас на уплотнение). После планировки цементогрунт и щебень необходимо уплотнить ручными
трамбовками или виброплощадками.
При гидропосеве трав непосредственно на грунт откоса сборные элементы решетчатой конструкции должны
быть утоплены в предварительно разрыхленную поверхность откоса на глубину, равную 0,9-1,0 толщины
элемента.
Плиты укладывают на прослойку из геотекстильного нетканого материала или щебеночное основание в
зависимости от особенностей конструкции, обусловленной проектом, которое устраивают путем распределения
и уплотнения на поверхности откоса слоя щебня, предварительно заготовленного у бровок насыпей и выемок.
С помощью бульдозеров щебень сталкивают вниз и равномерно распределяют.
Уплотняют слой щебня катками, площадочными вибраторами или механическими трамбовками. Укладка
щебня при отрицательных температурах разрешается только на откосе из несмерзшихся несвязных грунтов.
При этом щебень необходимо укладывать в сыпучем состоянии.
Для подъема плит автомобильные краны оборудуют траверсами с попарно разноплечими монтажными
тросами или цепями со стальными крюками.
Монтаж плит ведут рядами снизу-вверх по поверхности откоса в определённой последовательности. Краном
плиту снимают с автомобиля или берут из штабеля и стрелой грубо наводят на место укладки. Затем опускают
ее вниз таким образом, чтобы подошва оказалась на 3-5 см ниже верха уложенных смежных плит. Движением
стрелы плиту направляют так, чтобы ее поперечная грань соприкасалась с поперечной гранью уложенной
плиты. Движением стрелы «на себя» уменьшают до минимума зазор в продольном шве между укладываемой и
уложенной плитами. Затем плиту опускают на прослойку из геотекстиля или щебеночное основание так, чтобы
она коснулась их одновременно всей подошвой.
При использовании геотекстильных материалов взамен щебеночного основания или устройства обратного
фильтра из зернистого материала под бетонными плитами на подтопляемых откосах полотна из геотекстильных
материалов укладывают параллельно бровке откоса снизу-вверх, причем нижнее полотно геотекстиля
укладывают под бетонные блоки упорной призмы с выводом конца полотна за пределы блока на 0,2 м. Полотна
геотекстиля на поверхности откоса укладывают с закреплением его кромок деревянными или металлическими
штырями. При укладке геотекстиля под решетчатыми покрытиями на участках временного подтопления
смежные полотна соединяют битумной мастикой, сваркой или сшивкой.
Укрепление откосов монолитными бетонными покрытиями проводят по щебеночной или песчаной
подготовке. Для подачи бетонной смеси на поверхность откоса используют краны, оборудованные бункерами с
затворами. Распределяют смесь по поверхности откоса откосопланировщиками, работающими с верхней и
нижней стоянок.
Смеси уплотняют двумя-тремя проходами виброрейки, продвигаемой по направляющим, выставленным с
помощью геодезических приборов.
Рабочие смеси для укрепления откосов методом пневмонабрызга приготавливают из цемента, песка, щебня
или гравия. Сухие смеси должны быть использованы в течение 2-4 часов с момента их приготовления. Смеси
выгружают из автомобилей-самосвалов в накопительные бункеры или на металлические листы (во избежание
попадания грунта или скальной породы) с последующей перегрузкой в бункеры бетоншприцмашины,
обеспечивающей их смешение с водой, подаваемой от насосной станции, укладку и уплотнение. Добавки-
ускорители схватывания и твердения цемента в рабочие смеси для пневмонабрызга следует вводить вместе с
водой затворения.
В связи с линейным характером укрепительных работ на объектах дорожного строительства комплект
машин и механизмов для пневмонабрызга рекомендуется размещать на автоприцепе, предусмотрев
возможность получения электроэнергии и воздуха от электростанций и передвижных компрессорных
установок.
Основные операции на поверхности скального или грунтового откоса рабочие выполняют, находясь в
специальной подвесной люльке на выносной стреле шарнирных автогидроподъемников. Рабочий управляет
соплом, шарнирно закрепленным в люльке.
Процесс пневмонабрызга необходимо начинать с увлажнения через сетку подготовленной скальной
поверхности с помощью воздушно-водяной струи. Расстояние от среза сопла до укрепляемой поверхности
должно составлять 0,9-1,1 м, а струю бетона следует направлять перпендикулярно к поверхности откоса. Для
равномерного распределения слоя защитного покрытия оператор в процессе набрызга должен перемещать
сопло одновременно вкруговую и в горизонтальном направлении. Толщина образуемого слоя обратно
пропорциональна скорости таких перемещений. В первую очередь заполняют углубления на поверхности и
выравнивают «рваный» профиль выемки.
Укрепление поверхности откосов из скальных легко выветривающихся, выветрелых пород,
крупнообломочных размягчаемых пород (например, аргиллитов, алевролитов, сланцев и т. п.) необходимо
осуществлять по металлической монтажной сетке, сортамент которой устанавливается проектом. Монтажная
сетка крепится за пределами бровки откоса несущими анкерами, а на поверхности откоса - монтажными
штырями.
После нанесения материала монтажная сетка должна быть утоплена в набрызг-материале. Толщина слоя
облицовки над сеткой - не менее 20 мм. Пневмонабрызг следует осуществлять по возможности непрерывно.
Песчаные откосы и придорожные полосы в районах песчаных пустынь укрепляют розливом жидких
вяжущих материалов в следующем порядке: приготовление на стационарной базе жидких вяжущих
материалов; доставка вяжущих материалов к месту работ; приготовление рабочего состава; распределение
рабочего состава (медленно распадающаяся битумная эмульсия) по закрепляемой поверхности.
Агрегат для розлива эмульсии состоит из тягача, размещенного на нем разбрызгивателя в виде
дождевального аппарата и мотопомпы (пожарного автомобиля со сменными шлангами длиной до 250 м и
брандспойтом), приемной цистерны вместимостью 10-15 м
3
, установленной на пневмоколесной тележке,
сцепленной с тягачом. Площадь розлива с одной стоянки составляет около 3 га.
ГЛАВА 7. Возведение земляного полотна в горных условиях
7.1. Особенности возведения земляного полотна в горной местности
Для горного рельефа характерны чередование хребтов или горных массивов с долинами и межгорными
впадинами, резкие колебания высотных отметок не менее чем на 500 м, наличие горных склонов различной
крутизны.
В отличие от земляного полотна в равнинной местности земляное полотно горных дорог часто размешается
на склонах; высокие насыпи чередуются с глубокими выемками и полувыемками; конструкция земляного
полотна нередко предусматривает строительство крупных и сложных специальных сооружений; постройку
земляного полотна в скальных грунтах ведут взрывным способом. Стоимость этих работ достигает 55-60 %
общей стоимости дороги. Общие особенности производства работ при строительстве автомобильных дорог в
горной местности состоят в следующих отличиях.
Важнейшие для строительства факторы могут резко изменяться на очень коротких отрезках склонов. Под
воздействием денудационных процессов, снежных лавин, селей, обвалов, оползней, сейсмических и других
явлений участки земляного полотна горных дорог могут разрушаться. Поэтому на наиболее трудных участках
горных дорог строят противообвальные, противооползневые, противоселевые и противолавинные сооружения.
При возведении земляного полотна, как правило, снижается устойчивость подсекаемой или нагружаемой
части склона. Наиболее вероятно нарушение устойчивости склонов в оползневых районах, при производстве
взрывных работ, при разработке котлованов. В горных условиях возможны резкая перемена погоды; ливни,
вызывающие разрушение откосов строящихся насыпей и выемок, катастрофическое повышение уровня горных
потоков и сходы селей; оттепели, способствующие образованию снежных лавин. Строительство горных дорог
ведется в районах со слаборазвитой сетью железных и автомобильных дорог, что затрудняет создание
производственной базы строительства и развития фронта работ. При строительстве земляного полотна в
скальных породах и в рыхло-обломочных грунтах необходимо выполнять массовые взрывные работы.
Т а б л и ц а 7 . 1
Классификация горных пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова
п/п
Степень
крепости
породы
Породы
Коэффициент
крепости пород, f
I В высшей
степени
крепкие
Наиболее крепкие, плотные и вязкие кварциты и базальты.
Исключительные по крепости другие породы 20 и более
II
Очень крепкие
Очень крепкие гранитовые породы. Кварцевый порфир, очень
крепкий сланец. Менее крепкие, нежели указанные выше кварциты.
Самые крепкие песчаники и известняки
15
III
Крепкие
Гранит (плотный) и гранитовые породы. Очень крепкие песчаники
и известняки. Кварцевые рудные жилы. Крепкий конгломерат.
Очень крепкие железные руды
10
IIIа
Тоже
Известняки (крепкие). Некрепкий гранит. Крепкие песчаники.
Крепкий мрамор, доломит, колчеданы
8
IV Довольно
крепкие
Обыкновенный песчаник. Железные руды
6
IVa Тоже Песчанистые сланцы. Сланцевые песчаники 5
V Средней
крепости
Крепкий глинистый сланец. Некрепкий песчаник и известняк,
мягкий конгломерат
4
Va Тоже Разнообразные сланцы (некрепкие), плотный мергель 3
VI Довольно
мягкие
Мягкий сланец. Очень мягкий известняк, мел, каменная соль, гипс.
Мерзлый грунт, антрацит. Обыкновенный мергель. Разрушенный
песчаник, сцементированная галька
2
VIa Тоже Щебенистый грунт. Разрушенный сланец, слежавшийся сланец,
слежавшиеся галька и щебень, крепкий каменный уголь.
Отвердевшая глина
1,5
VII Мягкие Глина (плотная). Мягкий каменный уголь. Крепкие наносы,
глинистый грунт
1,0
VII
a
Тоже Легкая песчанистая глина, лесс, гравий
0,8
VIII Землистые Растительная земля. Торф, легкий суглинок, сырой песок 0,6
IX Сыпучие Песок, осыпи, мелкий гравий, насыпная земля, добытый уголь 0,5
X Плывучие Плывуны, болотистый грунт, разжиженный лесс и другие
разжиженные породы, грунты
0,3
Для ориентировочной оценки горных пород, выбора бурильных машин и методов взрывных работ
используют классификацию горных пород по коэффициенту крепости f (табл. 7.1). Принято, что порода с
прочностью на раздавливание при одноосном сжатии 9,8 10
6
н/м
2
имеет коэффициент крепости, равный
единице.
7.2. Буровые и взрывные работы. Техника безопасности
Буровые работы. При строительстве дорог в горных условиях для создания полувыемок или выемок
взрывным способом предварительно производят буровые работы. Бурением создают взрывные выработки (рис.
7.1) для размещения заряда взрывчатых веществ (ВВ) внутри взрываемой среды. ВВ - химические соединения
или механические смеси, которые под действием внешнего импульса (нагревание, удар, искры огня) способны
взрываться.
Рис. 7.1. Взрывные выработки:
1 - рукав; 2 - шурф; 3 - котловая скважина; 4 - скважины; 5 - шпур; 6 - зарядные камеры; 7 - рассечка; 8 -
штольня
Взрывные выработки подразделяют на шпуры, скважины, котловые шпуры и скважины, рукава, зарядные
камеры. Вспомогательными выработками являются вертикальные шурфы сечением 1,0×1,2 м и горизонтальные
штольни и рассечки сечением 1,0×1,6 м. Шпуры и скважины бывают вертикальные, наклонные и
горизонтальные.
Процесс бурения состоит в разрушении породы и удалении буровой крошки из шпура или скважины.
Наиболее распространенными разновидностями механического способа бурения являются шарошечный,
пневмоударный и перфораторный. При шарошечном бурении разрушения породы достигают за счет ее окола
зубцами конусообразной шарошки, перекатывающейся вокруг оси шарошечного долота под действием
приложенного к нему осевого давления.
При ударно-шарошечном бурении над шарошечным долотом устанавливают пневмоударник, который
наносит удары по долоту с частотой 1000-2000 в минуту, увеличивая в 1,3-1,6 раза скорость бурения по
сравнению с обычным шарошечным. Перфоратор разрушает породу главным образом за счет удара, энергия
которого определяется скоростью движения поршня. Число ударов достигает 1500-3000 в минуту. При
разрушении породы вращательное движение бура играет второстепенную роль. Буровую мелочь (муку) из
скважин и шпуров удаляют промывкой водой или продувкой сжатым воздухом.
Основной на буровых работах является машина шарошечного бурения на базе гусеничного трактора,
которая бурит скважины на глубину до 30 м диаметром до 140-150 мм в скальных грунтах, а в нескальных - до
350 мм. Производительность бурения в смену в некрепких скальных породах 40-80 м, в крепких скальных 15-25
м, в нескальных - 120 м. В стесненных условиях применяют станки пневмоударного бурения, позволяющие
бурить вертикальные и наклонные скважины диаметром 105 мм. Производительность бурения 15-35 м/смену в
зависимости от крепости породы. Глубина бурения до 25-35 м.
Шпуры бурят пневматическими бурильными молотками (перфораторами), работающими с компрессорной
станцией производительностью 10 м
3
/мин. Буровые работы начинают с прокладки тропы и полки. Для
обработки откосов, устранения нависей и заколов применяют откосные скважины.
Взрывные работы. Взрыв - быстрое самораспространяющееся химическое превращение ВВ в сильно
нагретые (2000-4000 ºС) газы, которые, мгновенно расширяясь, производят работу разрушения, метания и
сотрясения.
Различают инициирующие, бризантные и метательные ВВ.
Инициирующие ВВ - гремучая ртуть, азид свинца, тринитрорезерцинат свинца (ТНРС) - обладают самой
высокой чувствительностью к внешним воздействиям. Они взрываются от небольшого пламени, удара или
трения с большой скоростью и вызывают инициирование (возбуждение взрыва) зарядов других ВВ. Их
применяют в изготавливаемых на заводах капсюлях-детонаторах и электродетонаторах, с которыми
необходимо обращаться осторожно.
Бризантные ВВ (дробящие) производят работу разрушения, дробления. В обычных условиях они не
взрываются от удара, трения и действия огня, вследствие чего удобны для ведения взрывных работ. Самое
широкое применение находят аммиачно-селитровые ВВ (аммониты, аммоналы, динамоны, игданиты,
гранулиты и зерногранулиты), так как они наиболее безопасны, имеют достаточную мощность и невысокую
стоимость. Основной недостаток этих ВВ - гигроскопичность. Однако выпускают специальные сорта
гидрофобных аммонитов. Аммониты применяют в порошкообразном и прессованном виде. Например,
скальные аммониты в виде прессованных шашек и патронов имеют высокую водоустойчивость. Находят
применение и нитросоединения. Тол, его сплавы с гексогеном, 62 %-ный динамит применяют для ведения
взрывных работ. Тетрил применяют в детонаторах, а также в шашках в качестве боевиков, тэн - в детонаторах и
детонирующем шнуре, гексоген находит применение как составная часть скальных аммонитов и в детонаторах.
Из метательных ВВ (дымный и бездымный порох) при взрывных работах находит применение черный
(дымный) порох, составляющий сердцевину огнепроводного шнура. Основная форма превращения пороха в
газообразные вещества - взрывчатое горение.
Применяют следующие способы взрывания: огневой, детонирующим шнуром, электрический и
электроогневой. В стадии освоения находится способ электрогидравлического взрывания.
Огневой способ применяют для взрывания одиночных зарядов для ограниченного числа разновременно
взрываемых зарядов в данной группе, когда взрыв одного из них не может повредить другой заряд.
Средствами взрывания (СВ) служат капсюли-детонаторы в бумажной (рис. 7.2, а) или металлической гильзе
(рис. 7.2, б) и огнепроводный шнур (ОШ), служащий для возбуждения взрыва капсюлей-детонаторов.
Огнепроводный шнур состоит из сердцевины и нитяных оплеток, покрытых или пропитанных
водонепроницаемыми составами. Скорость горения огнепроводного шнура на воздухе примерно равна 1 см/с.
Поджигание огнепроводного шнура, срезанного по косой линии, производят тлеющим фитилем или спичкой
подрывника, которая не гаснет от ветра.
Взрыв каждого заряда происходит от зажигательной трубки (рис. 7.2, е), представляющей отрезок
огнепроводного шнура (не менее 1 м) с закрепленным на одном его конце капсюлем-детонатором, который
располагают в заряде или боевике заряда. Если в капсюль-детонатор может попасть вода, место соединения его
с ОШ покрывают изоляционной лентой.
Огневому способу взрывания присущи существенные недостатки: пониженные безопасность работ и
эффективность использования ВВ при взрыве нескольких зарядов; применение ручного труда. Однако огневой
способ взрывания находит применение в связи с его простотой.
Электрический способ взрывания применяют для одновременного взрыва нескольких зарядов или для
производства взрыва в точно установленное время. Этот способ более безопасен, но требует довольно сложного
оборудования. Для осуществления электрического способа взрывания необходимы электродетонаторы,
провода, источники тока, проверочные и измерительные электроприборы.
Электродетонаторы представлены на рис. 7.2 в, г, д. Показанный на рис. 7.2 в, электродетонатор (ЭД) -
мгновенного действия, поскольку огонь от воспламенительной головки 8, которая загорается от мостика
накаливания 12, непосредственно соприкасается с инициирующим ВВ - гремучей ртутью, помещенной в
чашечку 2. На рис. 7.2 г, д показаны электродетонаторы замедленного действия (ЭДЗД) с интервалом
замедления от 2 до 50 мс. В тех случаях, когда электровзрывание недопустимо (например, имеются
блуждающие токи), для короткозамедленного взрывания применяют детонирующий шнур и пиротехническое
реле (рис. 7.2, з). При электроогневом способе взрывания применяют электрозажигательные трубки (рис. 7.2,
ж).
Наиболее удобными и распространенными источниками тока являются конденсаторные подрывные
машинки. Они удобны при переноске, просты и надежны в эксплуатации. Так, с помощью подрывной машинки
КПМ-1 можно взорвать до 100 шт. последовательно соединенных в сеть ЭД при общем сопротивлении сети 350
Ом, параллельно соединенных ЭД до 5 шт. при общем сопротивлении сети 25 Ом. Напряжение на зажимах
машинки 150 В.
Электровзрывной сетью называют электродетонаторы и провода, соединяющие их между собой и с
источником тока. Применяют сети последовательные, параллельные и смешанные. Электровзрывные сети
всегда должны быть двухпроводными. При ответственных взрывах электровзрывную сеть дополнительно
дублируют сетью из детонирующего шнура.
Взрывание зарядов ВВ детонирующим шнуром (или бескапсюльное взрывание) осуществляют взрывом
введенного в заряд боевика отрезка детонирующего шнура (ДШ), оканчивающегося узлом. Взрывание ДШ
производят капсюлем-детонатором зажигательной трубки или электродетонатором, который плотно с ним
соединяется. ДШ взрывается со скоростью 6500 м/с. В настоящее время взрывание детонирующим шнуром
получило широкое распространение в силу того, что значительно уменьшается опасность работ из-за
отсутствия детонатора в заряде, упрощаются работы по подготовке к взрыву, более полно взрываются
удлиненные заряды, так как ДШ пропускается через весь заряд, возникает возможность ведения взрывов в
увлажненных местах без дополнительных работ по изоляции ДШ.