Методические рекомендации по механизированному закреплению песков с применением вяжущих материалов (46165)

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕХАНИЗИРОВАННОМУ ЗАКРЕПЛЕНИЮ ПЕСКОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Одобрены Техническим Управлением Минтрансстроя СССР

Москва - 1972

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕХАНИЗИРОВАННОМУ ЗАКРЕПЛЕНИЮ ПЕСКОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ. М., Союздорнии, 1972.

Разработаны новые способы и технология механизированного закрепления подвижных песков в пустынях и полупустынях около автомобильных и железных дорог. Приведены рекомендации по заращиванию придорожных полос кустарником, деревьями и травой; для временного закрепления поверхности песков рекомендуется использовать медленнораспадающиеся битумные эмульсии, приготовленные на битуме марок БНД-200/300 и БНД-130/200; разработано оборудование для пескозакрепительных работ.

Рис. - 6.

Предисловие

На территории песчаных пустынь и полупустынь Средней Азии и Казахстана, Северного Кавказа и Астраханской области в последние годы введен в эксплуатацию целый ряд автомобильных и железных дорог, строятся и намечены к строительству крупные железнодорожные линии и автомобильные магистрали.

В этих пустынях перемещение песка под действием ветра вызывает заносы дорог и нарушает бесперебойность их эксплуатации. Расширение сети дорог в районах распространения песков и растущая скорость движения железнодорожного и автомобильного транспорта вызывают необходимость принять неотложные меры по предотвращению песчаных заносов.

В последние десятилетия накоплен некоторый опыт защиты автомобильных и железных дорог от песчаных заносов. К сожалению, этот опыт, базирующийся на использовании ручного труда, не соответствует темпам развития дорожной сети. В направлении разработки новых способов и технологии механизированного закрепления подвижных песков успешно работают Ташкентский институт инженеров транспорта (ТашИИТ) и Новосибирский институт инженеров железнодорожного транспорта (НИИЖТ), Институт пустынь АН Туркменской ССР, Союздорнии и др.

Результаты их исследований, опыт производственных организаций, а также опытно-экспериментальные работы ТашИИТа и Казахского филиала Союздорнии легли в основу настоящей работы.

«Методические рекомендации по механизированному закреплению песков с применением вяжущих» составил канд. техн. наук Н.П. Ивлев (Казахский филиал Союздорнии) с участием инженеров В.И. Рябова (ЦНИИС) и А.В. Рылькова (Казахский филиал Союздорнии).

Отзывы по данной работе просьба присылать по адресу: 143900, Московская обл., Балашиха-6, Союздорнии.

ЗАМ. ДИРЕКТОРА СОЮЗДОРНИИ

кандидат технических наук Н.В. Горелышев

Общие положения

1. Настоящие «Методические рекомендации» распространяются на районы песчаных пустынь IV - V дорожно-климатических зон.

2. Чтобы предотвратить песчаные заносы автомобильных и железных дорог, подвижные формы рельефа в пределах защитной полосы необходимо надежно закреплять, а приносимый песок задерживать на дальних подступах к дороге - у начала защитной полосы и частично в ее пределах.

Пески, лишенные растительности, в сухое время года способны к перемещению под действием ветра в виде ветропесчаного потока.

Как во всем комплексе рельефа песчаной пустыни, так и в каждом из его элементов различают зоны выдувания, или выноса (дефляции), переноса (транзита) и накопления (аккумуляции) песка.

Нижняя часть наветренного склона отдельного бархана представляет собой зону выноса, верхняя - зону переноса, а подветренный склон - зону накопления. Движение бархана происходит в результате перемещения песка из зоны выноса в зону накопления с постепенным смещением зон в направлении ветра. Такие же зоны отмечаются и на обширных участках пустынь и полупустынь. Одни участки этих территорий подвергаются ветровой эрозии, на других образуются подвижные формы рельефа.

3. В пределах защитной полосы закреплению подлежат, кроме подвижных форм рельефа, очаги дефляции (грунтовые резервы, «язвы», котловины).

4. На защитной полосе запрещается движение автомобильного и гужевого транспорта, сенокошение, выпас и перегон скота, земляные работы.

5. Для задержания песка на дальних подступах к дороге используют механические защиты из различных материалов или живую защиту, создаваемую линейным или сплошным размещением посадок.

6. Закрепление песков осуществляют:

а) по обе стороны от дороги, если ось ее совпадает с направлением движения песков или составляет с ним угол меньше 30°, а также при переменных направлениях ветров;

б) только со стороны преобладающего направления ветров, когда пески имеют явно выраженное поступательное движение, направленное под углом больше 30° к оси дороги, и заносы с противоположной стороны невозможны.

7. В ветропесчаном потоке основной объем песка (90 %) расположен в нижнем 5 - 10-сантиметровом слое. При встрече ветропесчаного потока с механической защитой песок оседает. Вдоль линии защиты образуется вал. По мере накопления песка механические защиты устанавливают на новом месте на расстоянии 5 - 10-кратной высоты вала от прежнего места расположения. При живых защитах происходит естественное зарастание образующегося вала.

8. Наиболее надежным способом закрепления песков является их заращивание.

8. Для того чтобы обеспечить развитие растений - пескозакрепителей в условиях перемещающихся песков, необходимо удержать семена на закрепляемой площади до их прорастания, а затем в течение года предотвращать выдувание песка из корнеобитаемого слоя. С этой целью временно закрепляют пески (фиксация поверхности) жидкообразным вяжущим материалом (фиксатором).

Способы предотвращения песчаных заносов автомобильных и железных дорог

10. По степени пескозаносимости участки автомобильных и железных дорог делятся на сильно-, средне-, слабозаносимые и незаносимые.

Участки............................................................................................. Объем приносимого песка к дороге, м3/пог. м в год

Сильнозаносимые............................................................................ 20

Среднезаносимые............................................................................ 10 - 20

Слабозаносимые.............................................................................. до 10

Незаносимые.................................................................................... 0

11. Степень пескозаносимости отдельных участков определяют непосредственно на дороге путем замера пескоприноса, сбора сведений от линейных работников службы эксплуатации и анализа данных метеостанций.

12. Ширину защитной полосы b назначают из условия, что годовой объем пескоприноса V наносит 10-сантиметровый слой песка на площадь, равную ширине и длине полосы в 1 м;

13. В зависимости от степени заносимости участка дороги на защитной полосе создают ту или иную конструкцию защиты (табл. 1).

14. Пескозакрепительные работы предполагают:

посев семян пустынных трав;

боронование засеянной площади с заделкой семян в песок на глубину 2 - 5 см;

посадку черенков или саженцев древесно-кустарниковых пород;

приготовление на стационарных базах жидкообразных вяжущих материалов;

транспортировку вяжущих материалов к месту пескозакрепительных работ;

приготовление рабочего состава фиксатора (разбавление водой до требуемой концентрации);

розлив рабочего состава фиксатора на закрепляемую поверхность.

15. В качестве вяжущего материала для временной фиксации поверхности песков рекомендуется использовать медленнораспадающиеся битумные эмульсии, приготовленные на битуме марок БНД-200/300 в БНД-130/200 (ВСН 115-65).

Таблица 1

16. Битумные эмульсии, в отличие от природных нефтей, практически нетоксичны, относительно дешевы, недефицитны, позволяют производить фиксацию при положительных температурах, близких к нулю.

Использование природных нефтей целесообразно только в случае близкого расположения источника их получения.

17. Выпускаемые эмульсионными базами битумные эмульсии 80 %-ной концентрации для фиксации поверхности песков непригодны. Непосредственно перед началом фиксации они должны быть разбавлены 2 - 6 частями воды. При розливе разбавленной эмульсии битум увлекается водой в поры песка, создавая защитный слой толщиной 5 - 20 мм. Защитный слой в течение 2 - 3 лет предохраняет поверхность песков от эрозионного действия ветропесчаного потока и не препятствует прорастанию семян.

18. Для уменьшения концентрации щелочи, оказывающей вредное действие на всхожесть семян и жизнедеятельность растений, концентрированные эмульсии разбавляют водой. При этом, во избежание распада эмульсии, сначала в цистерну подают заданный объем концентрированной эмульсии, а затем заданный объем воды. Механического перемешивания не требуется. Разность температур смешиваемых жидкостей не должна превышать 60 - 65 °С.

18. При выборе растений - лесозакрепителей безусловное предпочтение отдается местным породам, растущим в аналогичных с закрепляемой площадью условиях.

20. При составлении проекта организации пескозакрепительных работ учитывают грунтовые и гидрологические условия территории, подлежащей заращиванию. Применительно к этим условиям назначают для посадки соответствующие виды растительности.

21. Для закрепления песков пустынь рекомендуются:

а) деревья и кустарники:

белый и черный саксаул - пустынное дерево. Растет на подвижных и уплотнившихся песках. Разводится посевом семян и посадкой саженцев, а также порослью. Посев зимой или ранней весной. Черный саксаул рекомендуется высаживать на уплотнившихся песках, в частности, на шлейфах барханов, в межбарханных понижениях, а также на почвах со средним сульфатным засолением;

черкезы Рихтера и Палецкого - крупный древовидный кустарник, достигающий 5 - 6 м в высоту и 30 см в диаметре. Черкезы относятся к быстрорастущим многолетним породам. Успешно разводятся посевом семян, посадкой сеянцами и черенками. Семена можно высевать в конце зимы и ранней весной. При запоздалом весеннем посеве рекомендуется замачивать семена в воде (1 - 2 дня). При посадке черенками приживаются 40 - 50 %. Лучшие результаты дает посадка саженцев из питомников.

Черкезы Рихтера и Палецкого рекомендуются для посадок на барханах. При засыпании песком сильно кустятся, давая дополнительные побеги. Черкезы растут и на песках с хлоридным засолением;

кандым - кустарник высотой до 4 м, многолетнее растение. Хорошо переносит частичное обнажение корней и занос песком. Растет в бугристых песках и на крутых склонах барханов. Разводится семенами, черенками, саженцами и отводками;

песчаная акация - крупный кустарник. Разводится посевом и корневыми отпрысками. Выращенные в питомниках сеянцы плохо переносят пересадку. Черенки имеют низкую приживаемость;

чингил - кустарник высотой до 2,5 м. Хорошо растет и размножается в песках при близком расположении грунтовых вод, выдерживает засоление. Размножается семенами. Производить посадку рекомендуется ранней весной;

тамариксы (гребенщики) - многолетние кустарники. Посадка производится дичками или черенками. Посев семян не применяется. Приживаемость дичков 90 - 95 %, черенков - 40 %. Первые два-три года рост замедленный. Легко переносит засыпание песком. Рекомендуется применять для задержания движущихся песков. В этом случае создаются живые защиты из 3 - 5 рядов. Хорошо развиваются с другой растительностью;

б) травянистые растения:

селин - многолетний злак, высота стеблей до 1,5 м. Корневая система горизонтальная, расположена в верхнем 10 - 40-сантиметровом слое песка. Сильно развиваясь, корневая система простирается до 15 м, хорошо цементирует песок. При засыпании песком из пазух листьев селина образуются придаточные корни. Селин хорошо растет на голых барханных песках. По мере зарастания песков и поселения другой растительности начинает отмирать. Разводится посевом семян и посадкой корневищ;

песчаный овес (казахский айгыр-кияк, или кияк) - многолетнее растение. Широко распространен в песках северных пустынь и полупустынь V дорожно-климатической зоны, преимущественно на разбитых песках. Высота - до 1 - 1,5 м. Корневая система мощная и располагается иногда несколькими ярусами. Хорошо переносит засыпание песком. В естественных условиях размножается вегетативным путем; хорошие результаты дает искусственный посев семян;

житняк сибирский или песчаный - многолетний злак. В диком виде растет на бугристых закрепленных или полуподвижных песках. Имеет прямые стебли длиной 30 - 80 см. Не растет на засоленных песках. Вегетация житняка начинается ранней весной, сразу же после таяния снега. Колошение происходит в конце мая, цветение - в июне и созревание - в июле. Житняк сравнительно медленно развивает корневую систему. Размножается самопосевом;

аристида Карелина (казахский ак-селеу) - многолетний злак высотой до 1 м. Растет в подвижных и полуподвижных песках. Вегетационный период начинается в апреле и кончается в ноябре. Корневая система горизонтальная располагается в 10 - 40-сантиметровом слое песка. При засыпании песком из почек в пазухах листьев развиваются дополнительные корни. Размножается семенами. Число всходов на 1 га - до 10000. Аристида Карелина в числе первых поселяется на песках, на пологих склонах барханов и в межбарханных понижениях.