ТИПИ, КОНСТРУКЦІЯ ТА ВИБІР ЗАСОБІВ, ЩО ЗАПОБІГАЮТЬ ПОПАДАННЮ СНІГУ НА КОЛІЮ

Є два способи попередження занесення колії снігом:

Перший − не допустити попадання снігу на колію.

Другий − прибрати сніг, який попав на колію.

У цьому розділі ми детально розглянемо як не допустити попадання снігу на колію.

2.1. Параметри снігозаносимості ділянок колії, роза переносу снігу

Для правильного проектування і застосування засобів захисту колії від снігу потрібно знати параметри снігозаносимості ділянок колії, що заносяться снігом.

Снігозаносимі ділянки колії характеризуються двома ознаками:

− категорією снігозаносимості, яка залежить від поперечного профілю земляного полотна;

− ступенем снігозаносимості, який визначається розрахунковою річною кількістю хуртовинного снігу, у м3, що наноситься до 1 м колії в період найбільш сніжної зими з ймовірністю повторення один раз у 15-20 років.

Крім того, для обґрунтованого вибору і розміщення засобів захисту колії від снігу на місцевості необхідно знати напрямки та кількість снігу, що наноситься вітрами певного напряму (роза переносу снігу).

2.1.1 Категорія снігозаносимості колії.

Від категорії снігозаносимості залежить черговість захисту ділянки колії від снігових заметів:

− ділянка I категорії снігозаносимості захищається від снігу в першу чергу;

− ділянка II категорії – в другу чергу;

− ділянка III категорії − в останню чергу.

Залежно від профілю земляного полотна ділянки колії поділяються на три категорії снігозаносимості:

− до ділянок I категорії снігозаносимості відносяться виїмки глибиною від 0,4 м і більше, нульові місця, розташовані на косогорах, ділянки на перегонах з коліями в різних рівнях, території станцій та вузлів;

− до ділянок II категорії снігозаносимості відносяться мілкі виїмки глибиною до 0,4 м і нульові місця;

− до ділянок III категорії снігозаносимості відносяться насипи висотою до 0,7 м у рівнинній місцевості та до 1 м на косогорах.

2.1.2 Ступінь снігозаносимості ділянки колії

Ступенем снігозаносимості керуються при виборі і проектуванні засобів захисту колії від снігу.

За ступенем снігозаносимості ділянки колії поділяються на чотири групи.

До особливо сильнозаносимих ділянок відносяться такі, на яких кількість снігу, що наноситься за зиму, складає більше 600 м3/м.

Сильнозаносимими називаються ділянки, на яких кількість снігу, що наноситься за зиму, складає від 301 до 600 м3/м.

Середньозаносимими називаються ділянки, на яких кількість снігу, що наноситься за зиму, складає від 101 до 300 м3/м.

До слабозаносимих відносяться ділянки, на яких кількість снігу, що наноситься за зиму, складає до 100 м3/м.

2.1.3 Роза переносу снігу.

У прикладній метеорології існує поняття рози вітрів, яка описує кількість вітрів за основними напрямками горизонту.

Ця роза у вирішенні технічних задач знаходить обмежене застосування, через відсутність даних про швидкість вітру. По ній можна тільки визначати тривалість поширення заводського диму та інших шкідливих речовин по напрямках горизонту.

Ефективне вирішення задач із запобігання заносів колії снігом потребує достовірної інформації з якої сторони горизонту та скільки снігу наноситься хуртовинами до уразливої ділянки. Ця інформація міститься у вигляді рози переносу снігу. Вона складаються за даними метеостанцій.

Рози переносу снігу поділяються на:

− розу переносу снігу конкретної зими;

− розрахункову розу переносу снігу.

Розрахункова роза містить дані про перенесення снігу, розраховані з певною ймовірністю.

Розами перенесення снігу дуже зручно користуватися під час розрахунку засобів захисту кривих ділянок колії (криві замінюються ломаною прямою лінією) та територіальних об’єктів (наприклад території станцій).

2.2. Типи засобів захисту колії від снігових заносів

Принцип дії всіх типів захисту колії від снігу є зменшення швидкості вітроснігового потоку при зустрічі з перепоною, що спричиняє випадіння снігу з потоку і утворення його відкладень у заздалегідь вибраному місці.

Засоби захисту колії від снігу поділяються на:

− стаціонарні;

− маневрені.

До стаціонарних відносяться:

− снігозахисні лісонасадження;

− постійні загорожі.

До маневрених − переносні загорожі та снігозатримуючі траншеї й стінки (механізований).

2.3. Снігозахисні лісонасадження

Практика захисту колії від снігових заносів показала, що найбільш ефективним та економічним способом захисту колії на перегонах та станціях є снігозахисні лісонасадження.

У дво-трьохлітньому віці насадження вже затримують до 40-60 % хуртовинного снігу, а в 4 − 5-літньому віці вступають в самостійну роботу.

Крім снігозахисних властивостей, лісонасадження зменшують швидкість вітру й знижують опір рухові поїздів, у певній мірі захищають повітряні лінії зв’язку та контактну мережу від ожеледі.

2.3.1. Лісонасадження – це система лісосмуг різної ширини та конструкції з розривами між ними (міжсмуговими інтервалами).

Лісосмугою називається територіально єдина ділянка лісонасадження, яка має прямокутну або близьку до неї форму.

Конструкція лісосмуги – це будова її вертикального профілю, яка визначає ступінь і характер аеродинаміки лісосмуги, а отже і її снігозатримуючі властивості.

2.3.2. За конструкцією лісосмуги поділяються на:

− непродувні;

− ажурні;

− продувні.

Непродувні – це такі лісосмуги, у яких зверху донизу немає помітних оком просвітів (за наявності листя).

Вершина снігового валу під час перших хуртовин починає формуватися всередині або поблизу навітряного узлісся лісосмуги. Схили снігового валу дуже круті. Лісосмуги такої конструкції в значній мірі пошкоджуються хуртовинним снігом.

Ажурні лісосмуги мають рівномірно розміщені зверху донизу невеликі наскрізні просвіти, через які вільно проходить вітровий потік.

Гребінь валу починає формуватися за лісосмугою, а схили наростають рівномірно. Сніговий вал має пологі схили, і чим більша ажурність, тим довші і пологіші схили. Ажурні лісосмуги хуртовинним снігом, як правило, не пошкоджуються.

До ажурних відносять вузькі лісосмуги (до 12 м) з рідким чагарником або без нього.

Продувні лісосмуги мають в нижній та середній частинах вертикального профілю великі наскрізні просвіти, через які сніговітровий потік проходить вільно.

До продувних відносяться лісосмуги без підліску з піднятими над землею кронами дерев або з невисоким суцільним підліском, коли продувна частина лісосмуги розміщена між підліском та кроною дерев.

У продувних лісосмугах сніговий вал починає формуватися поза лісосмугою, а потім в міру перенесення вал снігу зростає, засипаючи продувну частину лісосмуги, після чого лісосмуга працює як непродувна або ажурна.

Продувні лісосмуги хуртовинним снігом, як правило, не пошкоджуються.

2.3.3. Лісосмуги складаються з дерев і чагарників.

Сукупність дерев називають лісоставом, який складається з головних та супутніх порід.

До головних відносяться породи, що виконують основну захисну функцію та можуть створювати верхній ярус насадження.

Головні породи вибирають із найбільш довговічних дерев, які стійкі, добре відповідають місцевим умовам клімату і добре відновлюються. До таких дерев відносяться: дуб, модрина, ялина, сосна, ясен, береза, бук, верба, тополя.

Супутні породи сприяють кращому росту головних та поліпшують захисні функції лісосмуги (ущільнюють вертикальний профіль лісосмуги в середній та нижній її частинах). Це клен, липа, граб, берест, в’яз, черешня, акація біла.

Головні породи займають перший (верхній) ярус, а супутні – переважно другий та третій яруси.

Чагарники, як і супутні породи, виконують допоміжну роль. Вони ущільнюють вертикальний профіль в нижній частині, затримують сніг, захищають і збагачують ґрунт. Чагарники повинні бути стійкими проти сніголаму. У лісонасадженнях застосовуються такі чагарники: бузок звичайний, смородина золотиста, обліпиха, бузок, акація жовта.

2.3.4. Снігозатримувальні лісонасадження створюються за індивідуальними проектами, які розробляються проектними організаціями на підставі матеріалів польових вишукувань і необхідних техніко-економічних розрахунків.

Проекти затверджуються в службі колії або з дозволу начальника служби начальником дистанції захисних лісонасаджень

2.3.5. Захисні лісонасадження можуть бути:

− односмужними;

− двосмужними;

− три - і багатосмужними.

2.3.6. Нові лісонасадження слід розміщувати з урахуванням недопущення в майбутньому виходу крон дерев у зону видимості сигналів, падіння дерев на дроти ліній електропостачання і контактної мережі або торкання їх гілками. Для цього лісонасадження розташовуються таким чином, щоб відстань від них до осі крайньої колії, розміщеної на насипі та нульових місцях була у межах 30 м за перпендикулярних напрямків вітрів до осі колії, і в межах 20 м за косих напрямків.

Під час захисту виїмок лісонасадження розміщають на відстані 15 м і 20 м від бровки виїмок відповідно за косих та перпендикулярних напрямів вітрів до осі колії.

Від нагорних та водовідвідних канав, кюветів, резервів і інших споруд насадження повинні розташовуватись на відстані не ближче 5 м.

Снігозахисні лісонасадження повинні перекривати ділянку колії, що заноситься снігом і закінчуватися біля насипу висотою 2 метри. Під час захисту станцій лісонасадження розміщують вздовж станційних площадок і продовжують за межами стрілочних горловин.

2.4. Постійні загорожі

У районах з несприятливими грунтово-кліматичними умовами, де важко або неможливо вирощувати лісонасадження, захист ділянок, що заносяться снігом, здійснюють постійними загорожами або переносними щитами.

2.4.1. Постійні загорожі для захисту колії від снігових заметів вперше були застосовані в 1910 році інженером Миколою Омеляновичем Долговим на ст. Пологи колишньої Єкатерининської (зараз Придніпровської) залізниці. Контурними загорожами колії станції були захищені від наносів снігу з навколишнього середовища, а внутрішніми − територія станції була поділена на кілька малих площ здування. Загальна довжина загорож висотою від 2,13 м до 3,2 м склала біля 6 км. Це дозволило зменшити кількість снігу, що прибиралась в 3-4 рази, а вартість снігоприбиральних робіт − у 11 разів.

Але, на жаль, широкого застосування в Російській імперії цей спосіб боротьби з заносами снігом не одержав.

Дуже серйозно питаннями боротьби зі сніговими заносами займались у Радянському Союзі. І, в основному їх вирішили,

2.4.2. Снігозатримуючі загорожі бувають :

1. З рівномірною просвітністю по всій висоті.

2. Полегшеного типу (з дерева).

3. Комбіновані полегшеного типу (залізобетонні опори і дерев’яне заповнення.

4 Дерев’яні з просвітністю 75% по всій висоті.

5 Залізобетонні.

Перший і останній види застосовуються рідко.

Рекомендується споруджувати нові загорожі відповідно до пунктів 2-4. Вони відрізняються більшою снігозбірністю за менших витрат матеріалів.

Усі типи загорож мають дерев’яне заповнення з дошок або з щитопланки. Опори загорож в залежності від типу бувають дерев’яні або залізобетоні (комбінована загорожа)

2.4.3. Загальна висота загорож складає від 3 до 5 м.

Загорожі висотою понад 5 м застосовують лише у виняткових випадках (вони споруджуються за індивідуальним проектом). Економічно вигідніше замість однієї високої загорожі ставити два чи три ряди загорож меншої висоти.

У залежності від висоти, кожна загорожа характеризується певною снігозбірністю. Снігозбірність − це об’єм снігу, який один погонний метр загорожі може затримати за зиму. Вона залежить від висоти загорожі.

2.4.4. Розташування снігозатримуючих загорож відносно колії залежить від напрямів вітрів до осі колії.

За напрямів вітрів до осі колії 30-90о снігозатримуючі загорожі встановлюють паралельно колії; у випадках, коли напрям вітру складає менше 30о загорожі встановлюють уступами («косі» ряди загорож).

Біля виїмки загорожі встановлюються на відстані, що дорівнює 12-15-кратній висоті загорожі, від бровки уклону виїмки, а при розміщенні колії на насипах і нульових місцях – від осі крайньої колії.

Другий ряд загорожі розміщується від першого на відстані, що дорівнює 22-24-кратній висоті загорожі.

Якщо кількість снігу, що переноситься, велика, і виникає потреба застосовувати дворядну загорожу, тоді у вигляді додаткового польового ряду влаштовують загорожу із просвітністю обрешітки по всій висоті 75%. Основні розміри елементів загорожі з просвітністю 75% такі самі, як і у загорож полегшеного типу.

2.5. Переносні щити

2.5.1.Застосовуються на ділянках, що слабо заносяться снігом (кількість снігу, що наноситься за зиму не перевищує 100 м3/м).

Перевага перед постійними загорожами − простота конструкції, невелика вартість виготовлення.

Недолік − великі витрати праці на установку, перестановку та демонтаж. Це найдорожчий спосіб захисту колії від снігу.

Використовуються два типи:

− переносний решітчастий щит з рівномірною просвітністю по всій висоті;

− переносний решітчастий щит зі збільшеною просвітністю в нижній частині (просвітність верхньої частини – 40 %, нижньої – 65 %).

Вони виготовляються із щитопланки розміром 200´10´1,2 см. Розміри 2´2 м. Потреба в переносних щитах на 1 км довжини снігозаносимого місця складає 520 шт.

2.5.2. Переносні щити з рівномірною просвітністю по всій висоті дозволяють затримати об’єм снігу до 35 м3/м. Тому для забезпечення необхідного захисту, їх необхідно переставляти. Перестановка виконується після утворення за щитом снігового валу висотою до 2/3 висоти щита. Першу перестановку виконують в бік поля на відстань 20 м. Наступні в бік колії.

Щити з розрідженою нижньою частиною є найбільш ефективними, тому що дозволяють зібрати більшу кількість снігу і не вимагають перестановки.

Шлейф снігу за переносним щитом досягає 30 м.

2.5.3. Щити встановлюються на відстані 50 м від бровки уклону виїмки, а на нульових місцях – від бровки земляного полотна. За наявності кавальєру, що знаходиться від бровки укосу на відстані понад 30 м, щити встановлюються на кавальєрі, при меншій відстані щити встановлюються за кавальєром на відстані 20-30 м від нього в сторону поля.

Лінії переносних щитів розташовуються так, щоб вони перекривали всю довжину виїмок та нульових місць і закінчувалися за їх межами на відстані не ближче 10 м, якщо висота насипу 2 м, і не ближче 20 м, якщо висота насипу менше 2 м.

Снігові щити встановлюють до випадання снігу, прикріпляючи їх до кілків, заглиблених заздалегідь до початку заморозків на 40-60 см.

2.6. Снігозатримуючі траншеї й стінки

Снігові траншеї та стінки використовуються:

− як резервний захист, коли постійний захист не забезпечує повне снігозатримання;

− як додатковий захист, коли вимагається часта перестановка щитів;

− на ділянках, де часто змінюється напрям вітроснігового потоку.

Траншеї створюють бульдозерами або кущорізами уздовж снігозахисних ліній по три-чотири смуги з відстанню 10-15 м одна від одної

Сніг, що переноситься під час хуртовин, відкладається між стволами в пазухи.

Коли висота снігу менше 30 см створюються снігові вали висотою до 0,8 м і шириною вдвоє менш висоти, а коли висота снігу більш 30 см – траншеї шириною 3 м і глибиною до 1 м. Такі вали і траншеї затримують коло 16 м3/м снігу.

2.7. Особливості проектування засобів захисту від снігу на станціях

На виконання робіт з прибирання снігу з територій станцій витрачається близько 70…80 % коштів, що витрачаються на снігоборотьбу. Якісний захист територій станцій від снігу дозволить різко зменшити обсяг робіт та коштів, що витрачаються на снігоборотьбу.

2.7.1. Засоби захисту колій від снігу на станціях поділяють на:

− контурні;

− внутрішньостанційні.

Контурний захист застосовується на смузі відведення біля станційної території. Він використовується для захисту території станції від снігу, який наноситься з навколишньої місцевості.

Внутрішньостанційний захист розміщується в розривах між парками, на нестандартних міжколійях та вільних площах всередині станції. Його призначення − запобігати переносам снігу по території станції.

2.7.2. У якості контурного захисту використовуються лісонасадження, рідко − постійні загорожі та переносні щити.

Внутрішньостанційний захист здійснюється за допомогою стандартних та малогабаритних переносних щитів, найкраще − деревно-кущових насаджень.

Розміри малогабаритних щитів: 2´1,0 м та 2´0,5 м. Довжина шлейфу снігу, який вони збирають складає, відповідно, 13…15 м та 6…8 м. Їх доцільно застосовувати у скрутних умовах для захисту від снігу горловин, стрілочних вулиць та та інших відповідальних ділянок станції.

Перевагою цих щитів є їх невеликі маса та габарити, що дозволяє переставляти їх двом або, навіть, одному працівникові, що особливо важливо при частих змінах напряму вітру.

2.7.3. Проектування засобів захисту території від станції здійснюється індивідуально для кожної станції з урахуванням даних про вітровий режим, ситуації місцевості, топографічних умов.

2.7.4. Узагальнюючи дані про застосування внутрішньостанційних захистів, можна виділити чотири схеми їх розташування:

− паралельна;

− захист косими рядами;

− захист кутами;

− комбінована.

Паралельна схема застосовується на ділянках, де перенесення снігу здійснюється під кутами 45…90°, ряди щитів розташовуються паралельно до колій на відстані 10…15 м.

Розташування щитів косими рядами застосовується, коли напрям вітру до колії складає 30…45°. Відстань між рядами повинна складати від 25 до 35 їх висот.

Розташування щитів кутами застосовується, коли кут між напрямом вітру та віссю колії складає до 30° або при відстанях між сусідніми коліями до 10 м. Снігозбірність такого захисту збільшується зі збільшенням кута між рядами. Цей кут може досягати 150°.

Комбінований захист застосовують на станціях, де хуртовинний сніг переноситься вітрами різного напрямку.