Способ прокладки дренажных труб в железнодорожных насыпях Советский патент 1938 года по МПК E01F5/00 

Применяемые на железных дорогах сети меры борьбы с деформациями земляного полотна, в зависимости от чх характера, делятся, как известно, ка три группы: поверхностный водоотвод, грунтовый водоотвод и укрепительные и защитные сооружения. Обеспечение стока поверхностных вод (как-то: атмосферные, ливневые, снеготаяние) от земляного полотна осуществляется устройством кюветов, лотков и водоотводных канав, имеющих назначение перехватить или отвести воду, стекающую со склонов. Грунтовый водоотвод применяется для прекращения насыщения балластных корыт и тела земляного полотна. Грунтовый водоотвод осуществляется путем устройства дренажных прорезей, различно расположенных в плане. Поперечные прорези располагаются нормально к оси пути, продольные закладываются параллельно или под углом к оси пути. Кроме того, для осушения земляного полотна устраиваются штольни, галлереи, поглощающие колодиы и скважины, служащие для понижения уровня грунтовых вод.

Укрепительные и защитные сооружения преследуют цель остановить или укрепить подверженные подвижкам (сплавам, оползням) земляные массы или закрепление от размыва откосов выемок. При выборе мероприятий для излечения больных мест земляного полотна главное место занимают поперечные дренажные прорези, устраиваемые для осушения балластных корыт, тела насыпи и отвода грунтовых вод. Основной причиной деформаций земляного полотна, особенно насыпей, являются атмосферные осадки, попадающие тем или иным путем в насыпь. Образование просадок пути, появление трещин и сплывов зависит от рода грунта, из которого возведено земляное полотно, и степени его насыщения водой. От количества же воды, заключенной в порах грунта, изменяется степень устойчивости земляного полотна, которая определяется тремя наиболее важными фазами состояния грунта, а именно: 1) фаза усадки - такое количество воды в грунте, при котором не происходит изменения объема, если его подвергнуть осушению, при увеличении же воды грунт начнет изменять свой объем; 2) фаза пластичности соответствует такому водосодержанию, при уменьшении которого грунт принимает полутвердое состояние и коэфициент фильтрации приближается к нулю и 3) фаза текучести-грунт переходит в текучее состояние и становится вязкой жидкостью.

Деформации насыпей в виде просадок пути, появление трещин, выпучивание откосов происходят при насыщении земляного полотна несколько выше фазы пластичности, примерно, в V4 между фазой пластичности и фазой текучести. При увеличении насыщения водой насыпи происходят сдвиги откосов, сплывы и другие более значительные деформации земляного полотна, нарушающие его целостность. Поэтому основным мероприятием для лечения больных насыпей является устройство дренажных прорезей для 1) обеспечения отвода воды из балластного корыта самой насыпи, 2) осушения тела насыпи до фазы усадки и 3) недопущения притока воды из балластных корыт выемок в балластные корыта насыпи.

Все виды перечисленных выше работ обычно выполняются вручную за исключением очистки и углубления кюветов, производимых путевым стругом. Для устройства прорезей землекопами поперек насыпи роется канава с отвесными стенками, укрепляемыми досками, пластинами и бревенчатыми распорками. При этом для возможности пропуска поездов устраиваются мостки из рельсовых пакетов. Крепление котлована производится не медленно по углублении на 25-30 слг. При прохождении прорезью разжиженных грунтов работы ведутся медленно, так как необходимо иметь постоянное наблюдение за состоянием креплений, не допуская перемещения грунта позади стенок, что может произойти в том случае, если между крепежными досками остаются зазоры, через которые может просачиваться грунт. Во время производства работ применяются особые меры предосторожности, устанавливается наблюдение за состоянием пути, уменьшается скорость движения поездов. Глубина прорезей зависит от рода грунтов, степени их насыщения водой и глубины балластного корыта. При высоких насьшях глубина прорези доходит до 12 М- и более. По выкопке канавы до требуемой глубины дну ее придается уклон и укладывается дренажная труба. После укладки дренажной трубы котлован засыпается чистым песком слоями в 20-30 см. Крепление по мере засыпки прорези разбирается. Устройство таких прорезей вручную может производиться только в насыпях, имеющих просадки пути и выпучивание откосов, и совершенно недопустимо в том случае, когда происходит сплыв насыпи, так как устройство прорезей в движущихся земляных массах опасно и может послужить не к прекращению сплыва, а к его усилению. В то же время, в момент подвижки насыпи особенно важно произвести быстрое осушение оползающей земли. В таких случаях насыпь подвергается осушению только после того, как сплывающая масса остановится, или же необходимо ожидать зимнего времени (морозов). Следовательно -лечение насыпей и осушение земляного полотна при работе вручную требует: 1) нарушения целости верхнего строения и земляного полотна; 2) ограничения скорости движения поездов; 3) значительного расхода лесных материалов. При этом по заполнении котлована дренирующим материалом (песок) последний в течение долгого времени дает осадку, что может вызвать деформации железнодорожного пути.

Для устранения означенных недостатков и трудностей по устройству поперечных дренажей вручную было предложено производить дренирование железнодорожных насыпей с балластными корытами перепиливанием насыпи поперек цепями (тросами), с насаженными на них резаками, для чего на бермах, с обеих сторон, для наматывания и сматывания цепи (троса) устанавливаются два барабана, приводимые в движение вручную или мотором. Однако предложение это, в свою очередь, страдает тем недостатком, что забивка или опускание креплений в проделанную прорезь встречает большие затруднения в виду значительного трения между грунтом и стенками креплений. Настоящее

изобретение предусматривает после прорезания известным уже образом насыпи до определенной отметки, расширение основания полученного прореза, путем последовательного пропускания разрыхлителей и скреперов, имеющих сечение, соответствующее поперечному сечению дренажных труб. В образующееся расщиренное отверстие последовательно протаскиваются и устанавливаются звенья трубы.

При разрезывании насыпи режущими приспособлениями в песке балластного слоя или корыта ножи не оставляют следа, и песок вслед за проходом ножа как бы смыкается. При дальнейшем углублении и проходе глины в насыпи остается узкая щель шириною см, которая заполняется песком балластного слоя. Таким образом устройство дренажей механизированным путем дает такую же дренажную прорезь, как и при выполнении вручную, но с уменьшенной до 5-б см шириной. Теоретически такое уменьшение ширины прорези влияния на эффективность дренирования не оказывает, однако, при устройстве механизированного дренажа насыпь получает сквозную вентиляцию, значительно ускоряющую процесс осушения земляного полотна.

На чертеже фиг. 1 изображает схему работы установки дпя производства дренажных прорезей при двух тракторах; фиг. 2-то же с применением 2-барабанной лебедки; фиг. 3 и 4 - закрепление разрыхлителя на тросе (в двух проекциях), фиг. 5 - заделку концов троса для закрепления режущих приспособлений; фиг. б-скрепер квадратного сечения; фиг. 7-расположение тракторов для осуществления предлагаемого способа прокладки дренажных труб (вид сверху); фиг. 8- схему закрепления трактора (в двух проекциях); фиг. 9-режущую трубку; фиг. 10-нож в виде пилы; фиг. 11 - нож с прямоугольными шипами; фиг. 12 и 13-вид дренажной трубы треугольного сечения (в двух проекциях); фиг. 14 и 15-вид трубы прямоугольного сечения (в двух проекциях).

Согласно предлагаемому способу прокладки дренажных труб железнодорожная насыпь предварительно прорезается до определенной отметки, что. как известно, может быть осуществлено помощью троса, несущего насаженные на него режущие приспособления. Трос пропускается под рельсами в выкопанной между щпальными ящиками канавке и приводится в движение: 1) двумя тракторами или 2) одним трактором при наличии двухбарабанной скреперной лебедки, или же наконец 3) двумя электрическими передвижными лебедками с приводом их в действие от передвижной электростанции.

Тракторы /, 2 (фиг. 1) устанавливаются по обе стороны насыпи, причем заднее правое колесо каждого трактора закрепляется при помощи бруса. Под задним левым колесом делается небольшое углубление для возможности придания ему свободного вращения. Тракторы устанавливаются передней частью по направлению к насыпи. На заднее левое колесо одного и другого трактора надевается трос 3, на котором помещаются режущие трубки или ножи 4, для проходки песка балластного слоя надеваются гладкие трубки или режущий винт, для проходки суглинков служат режущие трубки и для глин - режущий нож. В точках А и В (фиг. 1) под трос подкладываются направляющие ролики, служащие для равномерного углубления троса и, по мере его углубления, перестанавливаемые вниз по откосу. Помощью роликов регулируется также уклон, придаваемый дну прореза.

Поддерживающие ролики применяются в том случае, когда в насыпях имеются включения твердых пород или дерева, и служат исключительно для замедления процесса разрезывания насыпи. При быстром углублении троса и попадании в насыпи под трос твердых пород обычно одна из сторон насыпи углубляется быстрее. В этом случае для достижения равномерности углубления применяются ролики.

При разрезывании насыпи трос на ее откосах углубляется быстрее, чек посредине и проходит насыпь в виде дуги (фиг, 1). При установке роликов углубление троса на откосах прекращается, и режущие приспособления углубляются в середине насыпи. Определение уклона устанавливается при помощи рейки и уровня, прикладываемого к натянутому тросу.

Включением задней скорости трактора / заднее левое колесо этого, же трактора получает вращение против часовой стрелки и наматывает надетый на него трос. В это время трактор 2 включен и трос с его заднего колеса свободно сматывается. При подходе режущих трубок к трактору / последний выключается, и начинает работать трактор 2, причем заднее колесо начинает вращаться по часовой стрелке.

Попеременной работой тракторов 7 и 2 трос 3 получает движение от трактора 2 к трактору 1 и наоборот. При движении трос, разрезая насыпь, углубляется. По достижении проектной глубины устраиваемого прореза приступают к устройству отверстия для затягивания дренажной трубы. Для устройства отверстия служат разрыхлители 5 (фиг. 3, 4) и скреперы круглого, квадратного (фиг. 6) или треугольного сечения, в соответствии с поперечным сечением труб, надеваемые на трос 3 при помощи двух крючков. Надевание их на трос 3 может производиться без разрыва последнего (фиг. 3) или с разрывом (фиг. 5). При углублении троса до требуемой глубины первым пропускается разрыхлитель, протягиваемый несколько раз, до тех пор, пока он свободно, без усилия, будет проходить через насыпь. После пропуска разрыхлителя протягивается скрепер (фиг. 6) и таким образом поступают несколько раз в последовательном порядке с увеличением размеров разрыхлителя и скрепера. После устройства отверстия в насыпи в него затягивается при помощи того же троса 3 дренажная труба.

При наличии двухбарабанной скреперной лебедки или двух электрических лебедок, обслуживаемых передвижной электростанцией, порядок работы тросом остается тот же.

При наличии двухбарабанной скреперной лебедки б последняя устанавливается с одной стороны насыпи

(фиг. 2), а с другой стороны на мачте 7 или передвижной каретке укрепляется хвостовой блок 8. Двухбарабанная лебедка может приводиться в действие как электромотором, так и трактором, имеющим приспособление для шкива.

Для правильной установки тракторов, предварительно, по оси будущего прореза провещивается линия.

Тракторы 7, 2 устанавливаются по обе стороны насыпи, так чтобы середина левого колеса пришлась по провешенной линии (фиг. 7).

Надевание троса производится обязательно на заднее левое колесо с

целью безопасности работы тракториста, так как при надевании троса на заднее правое колесо потребовалось

бы снятие правого предохранительного крыла, со стороны которого помещается конус включения мотора и, в таком случае, при малейшей неосторожности нога тракториста может попасть в колесо.

После постановки тракторов на ось будущего дренажа производится закрепление (фиг. 8, 8).

Заднее правое колесо закрепляется при помощи круглого бревна или бруса 9 тремя хомутами JO из круглого железа. Заднее колесо прикрепляется двумя хомутами в двух местах. Хомут захватывает обод колеса и брус; на переднее колесо устанавливается один хомут. Под левую полуось трактора подводится брусковая шпала, которая опирается на две или три щпалы, уложенные в поперечном направлении под трактором. После закрепления трактор имеет четыре опоры: два передних колеса, правое заднее колесо и брусковую щпалу под левой полуосью. Под задним левым колесом, перед установкой трактора, выкапывается небольшое углубление для того, чтобы колесо могло свободно вращаться.

Для разрезывания насыпи применяются два варианта режущих приспособлений: режущие трубки и режущие ножи. Для насыпей, отсыпанных из песка и легких суглинков, без включения камня, щлака, дерева и других твердых примесей, применяется комплект режущих трубок.

имеющий 10 штук, из которых 5 штук совершенно гладкие и 5 штук с приваренными в шахматном порядке стальными плоскими шипами. Трубки на тросе закрепляются при помощи двух небольших клиньев, забиваемых в щель между тросом и трубкой. Для насыпей, сильно засоренных камнем, деревом и отсыпанными тяжелыми древними породами, применяются режущие ножи, изготовляемые из полосового железа (фиг. 10) в виде пилы. По нарезке зубьев ножу в нагретом состоянии придается вид винта. Для разрезывания глины служит нож с прямоугольными шипами (фиг. 11).

Дренажные трубы могут применяться двух типов:

1.Дренажная труба треугольного сечения (фиг. 12, 13), изготовляемая из 25-миллиметровых досок. Нижняя доска треугольной трубы сплошная, верхний треугольник выполнен в виде отдельных секций, причем каждая секция заходит в следующую. Труба перед укладкой подвергается осмолке за два раза.

Поступление воды в трубу происходит через щели в месте соединения секций. Такая труба обладает гибкостью и удобна для протягивания через дренажный ход.

2.Второй тип дренажной трубы {фиг. 14, 15) изготовляется из 50-миллиметровых досок прямоугольного сечения.

На боковых стенках в верхней части делаются вырезы 11. Внутри трубы с просветом между верхней доской закрепляется доска 12. Внутренняя доска 72 имеет также вырезы 75, расположенные в промежутках между

вырезами 77 в боковых стенках трубы. Протягивание трубы производится тросом. Передний конец трубы зашивается конусной пробкой, через которую пропускаются два болта и к ним крепится трос.

Затягиванием труб оканчиваются работы по устройству дренажной прорези.

Согласно произведенным опытам предлагаемый способ прокладки дренажных труб имеет следующие преимущества перед обычно применяющимися для оздоровления земляного полотна песчаными прорезями: 1) устраняет трудности обычного способа устройства сплошных прорезей; 2) стоит значительно дешевле; 3) не стесняет при производстве работы по устройству прорезей движения поездов и не требует уменьшения скоростей их на месте производства работ; 4) не нарушает целости земляного полотна;

5)значительно ускоряет работы по оздоровлению земляного полотна;

6)уменьшает затраты рабочей силы и 7) дает экономию лесных материалов.

Предмет изобретения.

Способ прокладки дренажных труб в железнодорожных насыпях, отличающийся тем, что после прорезания известным образом насыпи до определенной отметки основание прореза расширяют последовательным пропусканием разрыхлителей и скреперов круглого, квадратного или треугольного сечения, в соответствии с поперечным сечением труб, и затем последовательно протаскивают и устанавливают звенья трубы.

к авторскому свидетельству П. И. Волкова

52710

фиг 2

фиш

/ff фигЭфигш

J ri-ex, VvviV v«4. Aiv,

v3 43 V

фигЗфиг4 фигб

J

фиг 15 Фипд.

h//

/г