Способы защиты земляного полотна от обледенения и промерзания

Наледи тАУ сложное природное явление, довольно широко распространенное в Восточной части России.

Зимой почти сразу после первых морозов многочисленные ручьи и ключи, текущие по склонам долин и распадков и имеющие, как правило, северную экспозицию, начинают замерзать и образовывать наледи тАУ сначала малозаметные и почти не беспокоящие строителей, но постепенно растущие, приобретающие внушительные размеры и имеющие значительные объемы откладываемого льда.

Наледи серьезно затрудняют работы, оказывая различные воздействия на строящиеся или эксплуатируемые объекты, особенно железнодорожные пути, притрассовые автомобильные дороги, водопропускные трубы и малые мосты.

Факторы наледеобразования, независимо от степени их проявления и характера их воздействия, можно разделить на природные (естественные) и искусственные (сопутствующие), вызываемые полезной деятельностью человека.

В настоящее время существует огромное количество различных средств противоналедной борьбы. По характеру все ее средства делятся на пассивные, ослабляющие наледное воздействие, но не оказывающие влияния на факторы наледеобразования, и активные тАУ ликвидирующие наледеобразовательные процессы или устраняющие воздействие наледей на сооружения.

К пассивным противоналедным устройствам относятся постоянные и временные дощатые и шпальные заборы, сезонные мерзлотные пояса, снеговые валы, отепление постоянно действующих водотоков, подогрев наледных вод, механизированное и ручное рыхление и скалывание льда, а также пропуск наледных вод через железнодорожный путь по освобождаемым от балласта шпальным ящикам или по ледовым канавам под пролетными строениями мостов и в водопропускных трубах. Несмотря на значительные затраты, пассивные способы борьбы с наледями обычно не дают желаемого результата, не обеспечивая также безопасности движение по железным дорогам.

Защитныепротивоналедныемероприятия

Защитные средства противоналедной борьбы различаются на сезонные и постоянные. К сезонным защитным мероприятиям относятся: устройство сезонных обходов на притрассовых автоВндорогах и зимниках; устройство настилов на наледях, покрываюВнщих проезжую часть притрассовых автомобильных дорог; засыпка наледных мест на временных автодорогах щебнем и скальным грунтом; отвод наледных вод но канавам во льду и пропуск их через шпальные ящики железнодорожного пути и проезжую часть притрассовых автодорог; выколка и удаление наледного льда из отверстий водопропускных сооружений и кюветов вручВнную и механизированным способом с использованием бульдозеров и рыхлителей; резка наледного льда механическими пилами и баровыми механизмами; взрывание наледного льда, а также его таяние.

К постоянным защитным мероприятиям относятся:

п
Рис. 1. Поднятие насыпей земляного полотна на высоту а1,5 м для защиты от наледного подтопления:
1 тАФ очертание насыпи после реконструкции; 2 тАФ верх наледи до реконструкции; 3 тАФ очерВнтание насыпи до реконструкции

однятие отметки бровки земляного полотна на высоту, искВнлючающую наледное воздействие даже в самые суровые зимы (рис.1);
у
Рис. 2. Уширение выемки для размещения в ней средств противоналедной
борьбы:
1 -- очертание выемки до реконструкции; 2 тАФ очертание выемки после реконструкции; 3тАФ верх наледи после уширения выемки и строительства противоналедного забора; 4 тАФ верх наледи до реконструкции дороги; 5 тАФ забор; б тАФ выходы наледных вод

ширение выемок на наледных участках с целью размещения в них заграждающих протнвоналедных устройств временного и постоянного типа (рис. 2);
перенос отдельных участков дорог с устройством постоянных обходов;
строительство дополнительных водопропускных труб;
замена водопропускных труб и малых мостов на свайно-эстакадные мосты;
замена отдельных водопропускных труб па фильтрующие прорези;
замена водопропускных труб и малых мостов на специальные противоналедные водопропускные сооружения с необходимыми отверстиями для свободного пропуска наледей;
установка на проезжей части дорог водоотводящих бордюрВнных камней и водопоглощающих устройств.

Постоянные защитные мероприятия, несмотря на довольно значительные капитальные затраты, могут полностью ликвидиВнровать наледное воздействие на дорожные сооружения или свести его к допустимому минимуму, проявляющемуся только в отдельные, наиболее суровые зимы. Иногда подобный эфВнфект может быть обеспечен превращением выемки в насыпь (рис. 3).

Рис. 3. Превращение выемки в наВнсыпь (с уширением выемки для разВнмещения средств противоналедной борьбы):

1 тАФ уровень верха наледи до реконструкВнции; 2 тАФ очертание выемки после реконВнструкции; 3 тАФ уровень яерха наледи посВнле уширения выемки; 4 тАФ очертание выВнемки после постройки дороги; 5 тАФ выхоВнды наледных вод

одоотводящие бордюрные камни и водопоглощающие устройВнства позволяют в некоторых случаях успешно осуществлять противоналедную борьбу.

Водоотводящие бордюрные камни представляют собой своеобВнразные сборные лотки из железобетона, имеющие водоприемные отверстия, которые могут не только поглощать, но и отводить наледную воду.

Некоторые модификации таких устройств имеют откидные крышки и нагревательные элементы, являясь одновременно средствами снегоборьбы. Наиболее целесообразно применять эти устройства в населенных пунктах или на горных дорогах, имеющих требуемые уклоны.

Водопоглощающие устройства предназначены в основном для защиты от наледей, возникающих при таянии снега (стоковых), на больших площадях, имеющих асфальтобетонное или бетонВнное покрытие. Их выполняют в виде блоков из фильтрующего Морозостойкого бетона либо пластбетона (рис. 4). При необхоВндимости они могут иметь вверху сменный блок-фильтр, под коВнторым помещается нагревательный элемент, обеспечивающий успешное функционирование этого устройства в самых суровых климатических условиях.

Рнс. 4. Водопоглощающее устройство

пециальныепротивоналедно-водопропускныесооружения

К специальным водопропускным сооружениям, предназначенВнным одновременно для безналедного пропуска постоянно и периВнодически действующих водотоков, относятся специальные свайно-тоннельные водопропускные сооружения, противоналедные мосты-трубы, эстакадные засыпные мосты с лотковыми пролетВнными строениями, эстакадные мосты с подземными водовмещающими и водопропускными каналами.

Свайно-тоннельные водопропускные сооружения представляВнют собой конструкцию, расположенную в нижней части насыпи земляного полотна в виде тоннельной полости или щели необхоВндимой толщины, образованной рядами свай с плитами-насадкаВнми и заборными стенками-плитами, служащей для беспрепятстВнвенного пропуска водотока с постоянно действующей наледью.

Применение этих сооружений в качестве противоналедного средства основано на минимальном нарушении местных инжеВннерно-геологических, гидрологических и гидрогеологических усВнловий, являющихся обычно мощными факторами наледеобразования.

Рис. 5. Протнвоналедный мост-труба:

1 тАФ уровень подруслового потока; 2тАФ граВнница аллювия

ротивоналедные мосты-трубы (рис. 5), как предыдущие конструкции, минимально нарушают природные условия и являВнются их аналогами. Они состоят из свай, насадок, плит перекрыВнтия, стеновых плит и лоткового элемента с утеплителем.

Эстакадные засыпные мосты с лотковым пролетным строениВнем, рекомендуемые в качестве эффективных противоналедно-водопропускных сооружений, сохраняют все преимущества легких свайно-эстакадных мостов и устраняют их значительный недостаток тАФ легкую выпучиваемость опор. Конструкция таких засыпных мостов представляет собой лотковое пролетное строеВнние из сборных элементов, установленное через насадки на опоры из свай-оболочек.

Лотковое пролетное строение состоит из плит перекрытия, имеющих по краям вертикальные стенки, образующие лоток, заВнсыпаемый скальным или дренирующим грунтом, по верху котоВнрого укладывают верхнее строение железнодорожного пути или устраивают проезжую часть автомобильной дороги. Во избежаВнние высыпания грунтов насыпи в русло водотока с наружной стороны свайных опор устанавливают плитное ограждение, котоВнрое у входной и выходной части русла разводится в стороны, ликвидируя конусы насыпи.

В случае необходимости конструкция таких сооружений моВнжет быть и многопролетной. Эстакадные мосты с лотковыми пролетными строениями являются эффективными защитными противоналедными средствами, позволяющими русловым налеВндям беспрепятственно проходить через них.

Эстакадныемосты с подземными водовмещающими каналами

Рис. 6. Эстакадный мост с подземным водовмещающим каналом:

1 тАФ поверхность наледи до постройки водовмещающего канала; 2 тАФ подземный водовмещающий канал

редставляют собой почти обычную конструкцию мостов, главной особенностью которой является наличие под мощением русВнла специального водовмещающего канала, служащего для проВнпуска как подрусловых, так и русловых потоков без их промерВнзания, и, следовательно, образования наледей (рис. 6).

В качестве каналов могут быть использованы продольные траншеи, засыпанные крупноглыбовым скальным грунтом, а такВнже железобетонные трубы больших диаметров. Кроме того, можно применять остатки срубленных призматических свай, остающиеся после постройки эстакадных мостов, для устройства подземных проходных лотков с теплоизоляцией, которые должны начинатьВнся и заканчиваться каменной фильтрующей кладкой или отепВнленной засыпкой из скального грунта в виде своеобразных входВнных и выпускных оголовков выше и ниже мостового перехода.

Осушительныеустройстваисооружения

В соответствий с применяемой терминологией все осушительВнные устройства и сооружения, используемые в качестве средств противоналедной борьбы, разделяют на дренажные и каптажные.

К дренажным противоналедным устройствам относится отВнкрытый дренаж в виде осушительных канав и лотков, а также закрытые дренажи-преградители с водонепроницаемыми экраВннами и перфорированными трубами с засыпным фильтром, с трубофильтрами из фильтрационного бетона, из дренажных экранВнных плит из фильтрационного бетона, из сборных шпунтовых дренажных элементов из фильтрационного бетона, из сборных экранных электроосмотических элементов криогенной конструкВнции.

Открытый дренаж в виде осушительных канав и лотков (рис. 7) рекомендуется применять на сильно заросших таежной растительностью бортах речных долин и горных склонов с налиВнчием заболоченных террас, подстилаемых элювиально-делювиВнальными отложениями.

Как правило, борьба с такими наледями очень затруднена, так как даже хорошо выполненные противоналедные дренажи закрытого типа не всегда могут поглотить все горизонты подземВнных вод или необходимо устраивать несколько ярусов, в то вреВнмя как открытые канавы и лотки легко справляются с этой заВндачей.

Кроме того, открытые дренажи являются особенно эффективВнными в условиях смешанного питания наледей поверхностными и подземными водами, то выходящими на поверхность из глыбово-россыпных отложений склонов, то вновь поглощаемыми ими.

Для успешного применения таких средств противоналедной борьбы можно также рекомендовать использовать на водоотВнводных участках сборные железобетонные лотковые элементы в виде полуколец с откидными крышками со слоями эффективноВнго утеплителя, например пенопластового (рис. 8).

Рис. 8. Конструкция водоотводной канавы и лотка из железобетонных полуВнколец с утеплителем:

1 тАФ откидывающаяся крышка с теплоизоляцией; 2 тАФ снег; 3 тАФ железобетонное полукольцо;

4 тАФ слой пенопласта; 5 тАФ шарнир

Рис. 7. Открытый дренаж в виде осушительных канав и лотков: 1тАФ поверхность наледи до устройства открытых дренажных канав; 2 тАФ осушительныеканавы

акрытые дренажи с водонепроницаемыми экранами (рис. 9) традиционно применяют для борьбы с наледями грунтовых вод. Они представляют собой перфорированные керамические, асбоВнцементные или фанерные трубы со слоем фильтра и дренирующей засыпки, укладываемые в траншеи глубиной 2тАФ 4 м. Основной особенностью этих дренажей является наличие со стороны защиВнщаемого сооружения водонепроницаемого экрана из' мятой глиВнны или дощатых шпунтовых щитов с наклеенными на них слоями гидроизоляции из рубероида или мешковины на битумной мастиВнке.

Качественное устройство правильно запроектированных противоналедных дренажных сооружений такой конструкции почти полностью гарантирует ликвидацию наледного образования, одВннако требует применения ручного труда. Кроме того, в сложных грунтовых условиях, когда необходимо усиленное крепление стенок траншей, обеспечить качественное выполнение работ затрудВннительно, а доставка дренирующего грунта, перфорированных труб и других материалов на косогорные участки требует предВнварительного устройства временных подъездов, осуществление которых уже само по себе может вызвать появление новых налеВндей.

Несмотря на большую труВндоемкость устройства таких дренажных сооружений и высоВнкую стоимость, их долговечность на участках вечной мерзлоты бывает невелика.

Рис. 9. Закрытый дренаж с водонепроницаемыми экраном, перфорированными

трубами с засыпным фильтром:

1 тАФ поверхность наледи до устройства дренажа; 2 тАФ перфорированные трубы

Рис. 10. Длинномерные дренажные блоки длиной в 6 м для устройства дренажа

акрытые дренажи с трубаВнми из фильтрационного бетона (трубофильтрами) (рис. 10) представляют собой долговечВнную и надежную конструкцию, не требующую устройства крепВнления стенок траншей и позвоВнляющую полностью механизироВнвать работы благодаря примеВннению специальных дренажеров-укладчиков.

Закрытые дренажи из экранных плит фильтрационного бетоВнна (рис. 11) позволяют полностью механизировать работы по устройству дренажей, в том числе дренажей-преградителей, главВнной особенностью которых является наличие на сборных секциях водонепроницаемого экрана со стороны ограждаемого сооруВнжения.

При устройстве таких противоналедных сооружений можно с успехом применять легкие баровые дренажные машины констВнрукции Е. В. Шушакова (рис. 12), с помощью которых не только отрывают траншеи глубиной до 5 м и шириной до 0,5 м в мерзВнлом грунте на косогорных участках, но и устанавливают в них дренажные секции.

Рис. 12. Дренажная баровая машина для устройства дренажных сооружений в обычных, мерзлых и скальных грунтах

Рис. 11. Конструкция противоналедного дренажа, выполненного из плит фильВнтрационного бетона:

1 тАФ экран изплотного бетона с оклеенной гидроизоляцией со стороны ограждаемого объекта; 2 тАФ уровень наледи до устройства дренажа

акрытые дренажи из сборных шпунтовых элементов (рис. 13) разработаны недавно и еще не нашли широкого применения, одВннако в определенных грунтовых условиях они могут дать больВншой экономический эффект за счет исключения земляных и полВнной механизации других работ но их устройству.

Учитывая, что устройство противоналедных дренажно-шпунтовых сооружений связано с необходимостью использования спеВнциальных механизмов тАФ вибропогружателей, электростанций и кранов тАФ рекомендуется применять сборные шпунтовые дренаВнжи в основном при новом строительстве.

Закрытые дренажи, основанВнные на новых принципах техниВнческой мелиорации грунтов, предВнставляют собой индустриальные конструкции сборных дренажей, использующие, кроме гравитаВнционного перемещения воды в грунтах, и другие способы их осушения: вакуумный, капиллярВнный, электроосмотический, криоВнгенный и др.

Закрытый дренаж электроосмотической конструкции (рис. 14) основан на принципе перемещения воды от положительного элекВнтрода к отрицательному и рекомендуется для т

Рис. 13. Закрытый дренаж изсборВнных (шпунтовых) элементов:

1 тАФ острие дренажного элемента изЖеВнлезобетона; 2 тАФ овоидальиый водоотводный канал; 3 тАФ стенка из железобетона; 4 тАФ шпунт н гребень на торцовых стенВнках, служащие для соединения отдельных секций; 5 тАФ стержни дли крепления вибВнропогружателей; 6 тАФ рама фильтрующей части; 7 тАФ фильтру кип л я (многослойная) часть, заменяемая после заиливания из крупнопористого бетой я и песчаного пластбетонного фильтра

онкодисперсных грунтов, в которых почти вся вода находится в физически связанной форме, не подчиняется гравитационным силам и не оттеВнкает в дренажи, чем в основном и объясняется наблюдаемая маВнлая эффективность обычных дренажных устройств.

В случае применения электроосмотического дренажа положеВнние резко меняется тАФ особый импульсный электрический ток напряжением всего в несколько вольт, получаемый от аккумуВнляторной батареи или через понижающий трансформатор и преВнобразователь от осветительной или силовой сети, превращает физически связанную воду в гравитационную, которая начинает поступать в дренажные элементы и отводиться за пределы огражВндаемого участка. Положительным электродом служит голый стальной провод, во избежание коррозии покрываемый графитовой смазкой, который укладываВнют и л глубине 0,5тАФ0,8 м над осушаемым участком, а отрицаВнтельным тАФ арматура сборных дренажных элементов, выполняеВнмых в виде блоков, плит или длинномерных элементов.

Закрытый дренаж криогенной конструкции (рис. 15) основан па принципе перемещения подВнземных вод к фронту промерзаВнния и рекомендуется для участВнков с распространением тонко-дисперсных грунтов. Он состоит из блоков, выполненных из плотВнного морозостойкого бетона с фильтрующими вставками (из морозостойкого бетона или плаВнстобетона), в нижней части коВнторых имеется водоотводный канал в виде железобетонного лотка со щелями в стенках.

Рис. 14. Закрытый противоналедный дренаж электроосмотической конВнструкции:

1 тАФ положительный электрод (провод); 2 тАФ поверхность откоса; 3 тАФ засыпной фильтр из песка; 4 тАФ монтажные петли, служащие для прикрепления соединитеВнлей; 5 тАФ водоотводной канал; б тАФ сборВнные дренажные элементы с отрицательВнным электродом; 7 тАФ арматура дренажВнных элементов, служащая отрицательВнным электродом

роме того, разработана конВнструкция двухъярусного криогенВнного дренажа, верхняя часть коВнторого работает как криогенная (в зимнее время), а нижняя часть тАФ попеременно (как криогенная тАФ зимой и как обычная гравитационная тАФ летом).

Рис. 15. Закрытый дренаж криогенВнной конструкции:

1 тАФ выходы ключей; 2 тАФ криогенный двухъярусный дренаж: 3 тАФ линзы льда под основной площадкой земляного поВнлотна, приводящие к образованию бугВнров пучения до устройства дренажа

сновной принцип работы таких дренажей заключается в том, что с наступлением устойчивого понижения температуры воздуха в зимнее время начинается ускоренное промерзание грунВнта, сопровождаемое явлением миграции воды, содержащейся в нем, к фронту промерзания.

К каптажно-осушительным противоналедным устройствам относятся каптажные противоналедные устройства, пластово-откосные каптажные устройства засыпного типа или сборного типа из плит фильтрационного бетона.

Рис. 16. Каптажное противоналедное устройство с пропуском наледных вод по коллектору под земляным полотном:

1 тАФ направление потока подземных вод;2 тАФ водоотводные канавы; 3 тАФ водоприемный люк с электроподогревателными элементами (решеткой); 4 тАФ верхний водоприемно-смотровой колодец; 5 тАФ верхний водоотводный коллектор: 6 - У-образный каптаж; 7 тАФ нижний водоприемно-смотровой колодец; 8 тАФ электрораспределительное силовое устройство; 9 тАФ нижний водоотводный коллектор; 10 тАФ выпуск каптированных вол

аптажные противоналедные устройства (рис. 16) представВнляют собой весьма эффективное средство протнвоналедной борьВнбы. Общим признаком разнообразных конструкций этих устройств является наличие на пути подземных вод, питающих наледи, каптажной стенки из камня, каменной выкладки на мху или засыпВнки из крупного галечника с валунником. Хорошо зарекомендоВнвала себя У-образная (в плане) каптажная стенка, устраиваемая в широких траншеях, отрываемых в грунтах, со слоями вертиВнкального или наклонного фильтра со стороны потока подземных вод и водонепроницаемого экрана со стороны сооружения.

Каптированные грунтовые воды подрусловых аллювиальных отложений легко транспортируются за пределы ограждаемого участка железной дороги по водоотводному коллектору, укладыВнваемому под земляным полотном или пропускаемому в отверстии самой водопропускной трубы, если уклон местности позволяет это сделать (рис. 17).

Пластово-откосные каптажные устройства из сборных плит представляют собой слой фильтра из песчано-гравийной смеси, насыпаемой на спланированную поверхность откоса выемки земляного полотна с многочисленными рассеянными выходами горизонтов подземных вод, на который укладывают сборные плиты из фильтрационного бетона.

Рис. 17. Каптажное противоналедное устройство с пропуском наледных вод по коллектору, укрепляемому на кронштейнах внутри отверстия водопропускной трубы:

1 тАФ уровень наледей до сооружения каптажного устройства: 2 тАФ У-образное каптажное устройство; 3 тАФ выходы ключей; 4 тАФ водоприемно-смотровой колодец; 5 тАФ водоотводная канава; 6 тАФ водоотводный коллектор; 7 тАФ водопропускная труба; 8 тАФ выпуск каптироВнванных вод

нижней части откоса устраивают дренажную траншею, в которую укладывают длинномерные дренажные элементы, приВннимающие подземные воды и отводящие их за пределы огражВндаемого участка.

Регуляционныепротивоналедныемероприятия

К таким регуляционным противоналедным мероприятиям отВнносятся: углубление и спрямление русел рек, устройство каменно-земляных дамб для создания подпора с целью ликвидации перекатов и мелководий концентрация водных потоков сужениВнем русел, устройством водоотводных каналов и лотков, устройстВнвом искусственных подрусловых каналов для концентрированноВнго пропуска подземных вод аллювиальных отложений.

Все эти мероприятия, за исключением последнего, просты, одВннако противоналедный эффект от них может быть достаточно высок. Поэтому при строительстве и эксплуатации дорог на СеВнвере их следует повсеместно применять для ликвидации или знаВнчительного уменьшения русловых наледей.

Что касается устройства подрусловых каналов для концентВнрированного пропуска подземных (грунтовых) вод в аллювиальВнных отложениях, рассмотренного выше, то применение их следует расширять благодаря весьма высокой эффективности и малой стоимостиВ»

Мероприятияиустройства, вызывающиетаяниельдаиподогрев наледныхвод

Такие иротивоналедные мероприятия могут быть как сезонВнного, так и постоянного типа. К мероприятиям сезонного типа относятся засоление наледного льда, таяние льда электронагреВнвательными элементами и греющими кабелями от передвижных электростанций, паровыми иглами от передвижных локомобиВнлей, сжиганием жидкого и твердого топлива в открытых металВнлических емкостях, специальными льдотающими агрегатами.

Засоление наледного льда, основанное на понижении точки замерзания воды в зависимости от количества .растворенных в ней солей, довольно широко применяют .на многих автомобильВнных дорогах для борьбы с гололедными образованиями.

Кроме хлористых солей натрия и кальция, исходя из опыта ГДР можно рекомендовать хлористый магний, понижающий точВнку замерзания водного раствора почти до тАФ 40В°

Таяние льда электронагревательными элементами и греющиВнми кабелями от передвижных электростанций оказывается экономически выгодным по сравнению с ручным скалыванием и удаВнлением наледного льда, несмотря на относительно высокую стоиВнмость электроэнергии.

Для обслуживания одного, а иногда и нескольких перегонов с наледными участками достаточно одной передвижной электроВнстанции, установленной на вездеходе или автомобиле высокой проходимости, обслуживаемой водителем-мотористом, который периодически (4тАФ5 раз в сутки) совершает челночные рейсы. У наледного объекта водитель-моторист подключает ранее уложенВнные нагревательные элементы или греющие кабели к распределиВнтельному щиту передвижной электростанции, вызывая таяние наВнледного льда или подогрев наледных вод.

На наледный участок можно также доставлять небольшие пеВнреносные электростанции, работа которых в течение нескольких суток может полностью ликвидировать наледную опасность, так как подогретые наледные воды вызывают протаивание наледного льда с образованием внутри него довольно значительных каналов и полостей, по которым наледные воды могут циркулировать, не замерзая, довольно продолжительное время.

Таяние льда сжиганием жидкого или твердого топлива, неВнсмотря на его кажущуюся малую эффективность, применяют на многих отечественных и зарубежных дорогах главным образом благодаря его простоте, дешевизне и довольно ощутимым резульВнтатам при правильном использовании для борьбы с русловыми, грунтовыми и смешанными наледями.

Наиболее простым вариантом этого способа является сжигаВнние дров в порожних металлических бочках от топлива со срезанВнными верхними днищами, тепло от которых передается льду, обВнразуя его интенсивное таяние и ускоряя подогрев наледных вод.

Рис. 18. Таяние наледного льда с применением льдотающего агрегата: 1 тАФ льдотающий агрегат; 2 тАФ поверхность наледи; 3 тАФ канава для отвода воды

ногда вместо дров в качестве топлива используют соляроВнвое масло, сжигаемое через форсунки или капельницы, питаемые от бачков, устанавливаемых на некоторой высоте над бочками, которые сначала быстро погружаются в оттаиваемый наледный лед, а затем стабилизируются в нем.

Таяние льда с применением агрегатов (рис. 18) является эфВнфективным противоналедным средством. Такие агрегаты предВнставляют собой устройства, аналогичные применяемым на строиВнтельстве гражданских зданий для сушки стен (ВлогнеметамВ»). Они работают на соляровом топливе, но имеют систему жаровых труб, по которым горячие газы отводятся от топки, вызывая таяВнние наледного льда и подогрев наледных вод.

Этот способ борьбы с наледями по сравнению с таянием льда сжиганием дров в металлических бочках более эффективен и экоВнномичен, поэтому может рекомендоваться к широкому использоВнванию на эксплуатируемых дорогах.

К постоянным устройствам для таяния льда и подогрева наВнледных вод относятся обогрев проезжей части дорог, днищ водоВнтоков, лотков труб, мостовых русел электрическими нагревательВнными элементами, встроенными в конструкции дорожных сооруВнжений, а также за счет геотермальной энергии, с помощью гоВнрячей воды, пара или горячего воздуха, подогрев русловых вод поплавками и рамочными электронагревательными элементами.

Обогрев проезжей части автомобильных дорог, лотков водоВнпропускных труб и мостовых русел электрическими нагревателями, как показывает опыт его применения, может быть очень эффекВнтивным противоналедным средством, однако его можно применять при наличии источников электроэнергии.

Обогрев дорожных сооружений и устройств горячей водой и паром рекомендуется при возможности получения этих теплоВнносителей (в виде отходов производства с промышленных предВнприятий). Наиболее реальна организация такой противопаледной борьбы на заводских территориях, подъездных путях .и дорогах, особенно в населенных пунктах.

Этот способ борьбы с наледями исключительно надежен и прост, позволяет успешно осуществлять борьбу с наледями даже на больших водотоках с минимальными затратами на эксплуатаВнцию устройств.

Рис. 19. Подогрев русловых вод рамочными электронагревательными элементами

1 тАФ рамочные электронагревательные элементы: 2 тАФ верхний максимальный уровень наВнледи до установки электронагревателей; 3 тАФ понижающий трансформатор и ячейки автоВнматики; 4 тАФ датчик температуры; 5 тАФ клеммные . коробки

одогрев русловых вод поплавковыми и рамочными электроВннагревателями (рис. 19) аналогичен описанным выше способам противоналедной борьбы с применением электронагревательных элементов, за исключением того, что они не встроены в конструкВнции сооружений, а устанавливаются перед ними на постоянно действующих водотоках. Поплавковые водонагреватели в основВнном предназначаются для борьбы с наледями, образующимися в канавах, кюветах и лотках вблизи земляного полотна и искусВнственных сооружений.

Заграждающиепротивоналедныемероприятияиустройства.

Заграждающие противоналедныо средства бывают постоянВнными и сезонными. К сезонным средствам относятся сезонные русловые и грунтовые мерзлотные пояса, снеговые и снежно-леВндовые валы, щитовые, дощатые и шпальные заборы, заграждения из промороженной мешковины.

Рнс. 20. Сезонные русловые мерзлотВнные пояса:

1 тАФ мерзлотный пояс; 2 тАФ вал из снега, льда или грунта; 3 тАФ ось дороги

езонные русловые и грунтовые мерзлотные пояса (рис. 20 и 21) представляют собой участки местности у ограждаемых сооВнружений, с которых удаляют растительный покров, лес и кустарВнник, а в начале зимнего периода и снег, который также периоВндически очищают зимой. Их применение основано на создании водонепроницаемых экранов на пути русловых и грунтовых водВнных потоков за счет ускоренного промерзания русел рек и грунВнтов деятельного слоя с последующим образованием наледей в удалении от ограждаемых дорожных сооружений.

Снеговые и снежно-ледовые валы (рис. 22) служат для борьВнбы с грунтовыми и смешанными (руслово-грунтовыми) наледяВнми. Как правило, эффективность их мала, так как наледные воВнды могут легко фильтровать чеВнрез эти валы, хотя их с

Рис. 21. Сезонные грунтовые мерзлотные пояса:

1 тАФ очертание деятельного слоя после устройства пояса; 2 тАФ граница деятельного слоя

до устройства пояса; 3 тАФ выходы надмерзлотных вод после устройства поясов; 4 тАФ мерзлотный пояс: 5 тАФ наледь после устройства пояса; 6 тАФ нагорная канава; 7 тАФ наледь до устройства пояса; 8 тАФ вечная мерзлота; 9 тАФ уровень надмерзлотных вод

Рис. 22. Снеговые (снежно-ледовые) валы, совмещенные с мерзлотными поясами:

1 тАФ уровень вечной мерзлоты; 2 тАФ уровень воды; 3 тАФ граница промерзания в первую поВнловину зимнего периода; 4 тАФ слой снега; 5 тАФ выходы наледных вод; 6 тАФ наледь: 7 тАФ

снеговой вал

тараются сделать водонепроницаемыми, обливая водой. Кроме того, устройство их также требует примеВннения ручного труда.

Рис. 23. Щитовые заборы:

1тАФ нисходящий источник; 2 тАФ наледь; 3 тАФ противоналедный забор

итовые заборы (рис. 23) в отличие от снеговых валов устаВннавливать легче, так как они соВнстоят из готовых секций. Однако для создания водонепроницаемоВнсти стыков между секциями щиВнтового забора их приходится упВнлотнять мокрым снегом и залиВнвать водой, что является трудоемВнкой и нежелательной операцией. Дощатые и шпальные заборы (рис. 24) но сравнению с щитовыми требуют больших трудовых затрат на установку, но более эффективны, так как почти не имеют водопроницаемых стыков, если изготовлены из шпунтованных досок.

Заграждения из промороженной мешковины могут рекомендоВнваться в качестве временного противоаварийного мероприятия. Этот метод борьбы с наледями аналогичен предыдущим, но отВнличается легкостью устройства (рулонные полотнища прикрепВнляют к заранее установленным стойкам и, увлажняя, промораВнживают).

К постоянным заграждающим противоналедным устройствам относятся: русловые мерзлотные пояса с применением заморажиВнвающих установок автоматического типа, грунтовые мерзлотные пояса в виде поперечных широких канав с валами или с применением замораживающих установок автоматического типа, земляные валы со шлюзами, фильтрующие дамбы из крупноглыбного грунта, водонепроницаемые экраны, постоянные дощатые заборы, ряжевые стенки с каменным заполнением, железобетонные плитВнные заборы.

Рис. 24. Дощатый (шпальный) забор

Рис. 25. Русловой мерзлотный пояс с применением замораживающей установки автоматического типа для образования ледяных дамб:
I тАФ трубы подняты; II трубы опущены; 1 тАФ обсадные трубы; 2 тАФ эстакадный мостик; 3 тАФ замораживающие трубы Гапссоа

условые мерзлотные пояса с применением замораживающих установок автоматического типа (рис. 25) отличаются от обычных русловых мерзлотных поясов применением автоматических замоВнраживающих установок в виде труб, заполненных керосином, коВнторые в летнее время поднимают на специальную раму или эстаВнкаду в виде легкого мостика. В зимнее время их опускают и русВнло реки и сразу же включают в работу, намораживай в течение лишь нескольких суток устойчивую ледяную дамбу.

Грунтовые мерзлотные пояса в виде поперечных широких канав с валами представляют собой резерв, из которого при блаВнгоприятных грунтовых условиях отсыпают земляной вал.

Земляные валы со шлюзами-щитами наиболее эффективВнны на наледных участках со смешанными руслово-грунтовыми наледными водами.

Главное отличие их от предыдущих конструкций тАФ применеВнние в средней части земляного вала, обычно находящейся в обВнласти тальвега лога с постоянно действующим ручьем, шлюза в виде подъемного или закладного щита, опускаемого в начале зимнего сезона и поднимаемого с началом таяния наледного льда весной. Применением такого противоналедного сооружения удаВнется на ряде наледных участков накопить большое наледное поВнле и не допустить выхода наледи к защищаемому сооружению. Иногда эффективно борются с наледями, устраивая на водотоке несколько валов со шлюзами-щитами.

Фильтрующие дамбы из крупноглыбового скального грунта предназначены для борьбы со смешанными наледями на косогорных участках, а также на незначительных по расходу постоянно действующих водотоках. Такие противоналедные сооружения не требуют приведения их в рабочее состояние, так как являются самонастраивающимися на летний и зимний режимы работы.

Для ускоренного охлаждения тела фильтрующих дамб в наВнчале зимнего периода применяют вентиляционные короба, закВнладываемые в каменную кладку при устройстве дамб, по которым циркулирует холодный воздух, вызывая замерзание фильтрующих наледных вод.

Водонепроницаемые экраны служат для борьбы с грунтовыми наледями и выполняются из деревянного шпунта или мятой глиВнны. Как правило, они самостоятельно не применяются, а только дополняют другое противоналедное сооружение (земляной вал или мерзлотный пояс).

Постоянные дощатые заборы в основном применяют для борьВнбы со смешанными руслово-грунтовыми наледями или русловыми наледями на постоянно действующих водотоках с небольшими расходами (типа рассеянно-ключевых в

Вместе с этим смотрят:

Автоматизированная система оперативного управления перевозками

Автоматика и автоматизация на железнодорожном транспорте

Автоматика и телемеханика на перегонах

Автомобили ВАЗ

Автомобили и автомобильное хозяйство