Кротовые дрены в рассматриваемых условиях, зависящих не только от грунтов и топографии разрабатываемого массива, но и от продолжительности зимнего периода до разборки участков дренажа вместе с карьерным массивом, следует закладывать на глубину от 50 до 130 см. Расстояние между дренами в зависимости от глубины их заложения и грунтов колеблется в пределах от 5 до 20 м. Открытые канавы рекомендуется выполнять канавокопателями плужного типа. Ширина канав по дну составляет соответственно 0,2; 0,2 и 0,4 м при откосах т = 1, т = 0,75 и т = 1,25. Число тракторов требуется от 2 до 3 шт. Производительность за 8-часовой день составляет до 8,8 и 6,5 км или в кубатуре 6,5; 5,6 и 12 тыс. м3. Применение осушительной мелиорации связано с другим производственным эффектом, который существует в скрытом виде, но который несомненно оказывает положительное влияние на конечные технико-экономические результаты и сроки зимних земляных работ. Этот эффект заключается в том, что сопротивление сжатию мерзлых грунтов при частичном заполнении их пор льдом (пески, супеси, пылеватые грунты) понижается с уменьшением влажности этих грунтов. На рис. 2, заимствованном из того же источника, видно, что особое значение рассматриваемое свойство имеет для песков. Задачи, связанные с увлажнительной мелиорацией грунтом, также в известных пределах могут способствовать, уменьшению прочности мерзлого грунта. 
Рис.2. Примеры зависимости временного сопротивления сжатию мерзлых грунтов от влажности. Вообще уменьшение прочности мерзлого грунта связано со следующими несомненными выгодами при его разработке: а) увеличивается допустимая толщина мерзлого слоя, разрабатываемого экскаватором без предварительного разрушения мерзлоты; б) облегчается работа экскаватора вообще и, в частности, удаление козырьков, разработка «огрехов» мерзлоты, разрушение негабаритов и т. п.; в) облегчается устройство механизированными способами шпуров и скважин в мерзлоте и др. При наличии осушения продолжительность работ может сократиться из-за увеличения производительности снарядов. Таким образом, если рассматриваемые мероприятия сокращают длительность и удешевляют работы, то к ним следует относиться с должным вниманием и прежде всего учитывать отмеченные свойства мерзлых грунтов. Утепление поверхности разрабатываемых грунтов Предупреждение промерзания грунтовой поверхности способствует преодолению многих трудностей, связанных с зимними земляными работами. Как известно, образование мерзлого слоя, если не принять мер к его рыхлению, может остановить работу не только легких скребковых снарядов (бульдозеров, колесных скреперов) и экскаваторов с канатно-скребковым оборудованием, но даже экскаваторов-лопат, особенно малой мощности. Рыхление мерзлоты производится механическими способами или взрыванием. Наиболее распространен на практике взрывной способ. Но даже при достаточном рыхлении производительность экскаватора на разработке нескальных мерзлых грунтов значительно снижается из-за уменьшения наполнения ковша (в расчете па плотное тело). При работе с мерзлыми комьями коэффициент наполнения приближается к тому же показателю при работе на скале, т. е. составляет 60—70% от наполнения немерзлым грунтом. Отмеченное относится не только собственно к мерзлому грунту. Если, например, объем мерзлоты в карьере составляет 10% от всего объема разрабатываемого массива, то приведенное снижение коэффициента наполнения ковша следует относить по крайней мере к 20—30% суммарной кубатуры выемки. Предупреждение промерзания исключает такие существенные факторы усложнений и удорожаний при зимних работах, как простои механизированных комплексов в течение производства взрывных работ, вторичное дробление «негабаритов», усложнения, связан-ные с образованием козырьков мерзлоты, часто требующих длительных и трудоемких работ для их обрушения. Последнее особенно нежелательно при чрезмерно высоких забоях (выше высоты резания лопаты), хотя высокие забои наиболее целесообразны для зимних условий. Большое количество мерзлых глыб, особенно крупных, нельзя использовать для возведения качественных и даже обычных насыпей, которые не допускают последующих значительных или внезапных просадок, связанных с таянием мерзлоты. Наличие мерзлых слоев большой мощности вызывает немалые усложнения при разработке откосов выемок и необходимости хотя бы черновой планировки этих откосов зимой. Следует отметить, что в условиях строительных площадок рыхление мерзлоты взрывами часто трудно осуществимо или даже недопустимо по соображениям техники безопасности и предохранения строений и оборудовании от повреждения. Известны случаи оползания напорных земляных сооружений, вызванные взрыванием мерзлоты или льда. При невозможности выполнения взрывных работ приходится переходить на механическое дробление — обычно еще более дорогую и трудно организуемую работу для выемок большого объема. При выборе способов борьбы с мерзлотой механическими средствами следует учитывать существенное обстоятельство, в целом сильно суживающее и значительно обесценивающее их применение. При наличии не только валунных, но и крупногалечных грунтов совсем неприменимы или, по крайней мере, трудно применимы появившиеся в последние годы способы резания мерзлоты и очень усложняется работа оборудования, раскалывающего мерзлоту. При взрывных работах устройство даже обычных зарядных скважин и шпуров в мерзлых грунтах с валунами или с крупной галькой трудно поддается механизации, а ручное их устройство очень трудоемко. Все отмеченное показывает, насколько заманчиво своевременное предупреждение промерзания грунта по сравнению с рыхлением образовавшейся (допущенной) мерзлоты. Одним из наиболее простых способов предупреждения мерзлоты или существенного уменьшения глубины промерзания грунта является своевременная теплозащита поверхностей грунта с помощью различных утеплителей. Глубина промерзания утепленного грунта Hyг может быть определена из равенства: Hyг=Hz- (P1h1 + P2h2 + . . . + Pnhn) где Hz — глубина промерзания неутепленного грунта; hl, h2, . . ., hn — толщина отдельных слоев теплозащиты; Р1, Р2,. . ., Рn — коэффициенты, зависящие от вида грунта и материала утеплителя. Значения коэффициента Р приведены в табл. 4.  Несмотря на кажущуюся простоту использования заготовляемых утеплителей, организация такого утепления бывает довольно сложной, если речь идет о больших объемах зимней выемки, а следовательно, о больших площадях мерзлоты. Утеплители с выгодными теплотехническими свойствами часто трудно поддаются механизированной заготовке или требуют подвозки на большие расстояния. Утеплители, легко получаемые, но обладающие сравнительно низкими теплотехническими свойствами, требуются при некоторых условиях в чрезмерно большом объеме, а потому их применение становится дорогим и трудоемким. Особое место среди утеплителей занимает рыхлый снег. Поэтому в климатических районах со сравнительно ранними, устойчивыми и значительными снегопадами снег является наиболее рациональным и экономически выгодным утеплителем. Требуется лишь строгое выполнение при этом правил, предупреждающих уплотнение снега — от сгребания его бульдозером или даже утаптывания пешеходами. Известно, что рыхлый и не тающий снег в среднем имеет коэффициент теплопроводности λ = 0,20, а уплотненный или начавший таять увеличивает λ до 0,50 ккал/м • час • град. И зарубежной литературе приводятся наглядные данные, свидетельствующие о том, что средняя теплопроводность снега в 10—15 раз меньше теплопроводности почвы. Поэтому снег является практически важным утеплителем, если его можно предохранить от уплотнения до использования для рассматриваемой цели. На строительстве, располагающем бульдозерами, более простым, чем снегозадержание, можно считать подгребание выпавшего снега, так как вообще бульдозерные работы отличаются быстротою выполнения и дешевизной. Нo бульдозер сильно уплотняет, даже прессует снег при своем перемещении, чем значительно ухудшает теплотехнические свойства снега. По наблюдению автора, например на строительстве Пермской ГЭС, при температуре —16° наружного воздуха уплотненный бульдозером снег имел температуру на глубине 10 см от —16 до —18°, тогда как в тех же условиях температура естественного рыхлого снега — около —10°. Поэтому, несмотря на некоторые производственные усложнения, сгребание снега предпочтительно заменять его искусственным задержанием. С помощью бульдозера можно рекомендовать только устройство снежных валов для задержания рыхлого снега. В указаниях ВНИОМС ряды снегоудерживающих приспособлений рекомендуется располагать перпендикулярно направлению господствующих ветров, на расстоянии друг от друга 10 -15 h, где h — высота щита, плетня и т. п. Снегозадерживающие щиты делаются обычно с площадью просветов 30—50%. При этом основная масса задержанного снега располагается при большой площади просветов за щитом, а при малой — перед щитом. Снегозадержание может быть также достигнуто целесообразным размещением мерзлых глыб, нередко оставляемых на местах экскавации.
|
