ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕСОВОЗНЫХ УСОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Усы строят в пределах отведенных лесосек главного пользования и на подходах к ним с ответвлением от ближайшей ветки, часто под углом близким к 90°. Трасса уса прокладывается, по возможности, по сухим возвышенным местам (на лесосеках летнего действия) с минимумом закруглений в пределах лесосеки.
Основные нормы проектирования лесовозных усов, согласно ВСН 01-82 Гииролестранса следующие:
Расчетные скорости движения: основная 20 км/ч, в трудных условиях 15 км/ч, в горных- 10 км/ч;
Наименьшие радиусы кривых 30 м (с колейным покрытием не менее 50 м);
Наибольшие продольные уклоны приняты по табл. 5.1; расчетные расстояния видимости поверхности дороги 30 м в трудных условиях 25 м;
Ширина земляного полотна 4,5/4,0 м, в том числе проезжей части 3,5/3 м (в знаменателе в трудных условиях).
На усах используются разнообразные виды дорожных покрытий. К покрытиям на усах предъявляются следующие требования: обеспечение бесперебойной вывозки древесины с лесосеки в течение установленных сроков, достаточная прочность, необходимая для пропуска лесовозных поездов, работающих на постоянных путях в течение периода действия уса, широкое использование местных материалов или инвентарных дорожных элементов при постройке.
Поперечные профили грунтовых усов приведены на рис. 5.27. Сучья и вершинки деревьев укладывают в поперечном направлении на грубо спланированную поверхность (засыпка ям) со спиленными заподлицо пнями без нарушения их корневой системы (рис. 5.27, а) и закрепляют на месте продольными лежнями- двумя или четырьмя, которые на месте закрепляются кольями.
Толщина слоя порубочных остатков, уплотненных несколькими проходами трактора 20.. .25 см. Их засыпают дренирующим грунтом (песком). На головных участках уса с повышенной грузонапряженностью целесообразно устраивать покрытия из песчано-гравийной смеси толщиной до 15... 20 см. При пересечении пониженных мокрых мест устраивают сплошной поперечный настил из нетоварной древесины.
Для усов с гравийным покрытием или грунтовых (без укрепления проезжей части) особое значение имеет обеспечение водоотвода боковыми канавами с профилировкой земляного полотна, устраиваемого в сухих местах и при легких грунтах (супеси) в нулевых рабочих отметках, а в сырых при наличии суглинистых грунтов - в насыпях 0,3 ... 0,6 м.
На рис. 5.27, б показан традиционный поперечный профиль гравийного покрытия на усах серповидного профиля, а на рис. 5.27, виг поперечные профили, обеспечивающие при постройке экономию гравийного материала до 15...25%. Рациональное размещение материала покрытия с минимумом его толщины на оси пути, надежный водоотвод с поверхности земляного полотна по уклонам, увеличенным до 6 % и с горизонтальной поверхностью покрытия предусмотрено поперечным профилем (рис. 5.27, г).
Рис. 5.27. Поперечные профили усов с грунтовой проезжей частью, укрепленной лесосечными отходами (а), и с гравийным покрытием (б, в, г, д)
Колейное гравийное покрытие целесообразно устраивать в порядке проведения ремонта грунтовой проезжей части, имеющей колеи глубиной до 15 см, путем их засыпки или при повторном использовании уса, например, на головных участках (см. рис. 7.6). Опыт показывает, что грунтовые усы и пути с гравийным покрытием целесообразно применять в основном в сухих местах (1-й тип местности).
В настоящее время наибольшим распространением пользуются деревянные щиты ЛВ-11, разработанные ЦНИИМЭ. Щиты ЛВ-11 размером 6,1X1,0X0,19 м изготовляются из двухкантных брусьев, скрепленных металлическими стяжками-болтами. На торцах щитов укреплены металлические сварные оголовники с устройством шарнирных стыковых соединений щитов в коле-сопроводы. Во многих леспромхозах применяют щиты такого же типа, но без оголовников, с меньшим числом возможных перекладок.
Нагельные щиты, размером 6х 1X0,2 м изготовляются из трехкантных брусьев, соединенных в щит деревянными нагелями шестигранного сечения для круглых отверстий диаметром 8 см. Стыковых соединений щиты не имеют и для обеспечения их устойчивости в колесопроводе щиты укладывают стыками на спаренные шпалы с вырезами. Нагельные щиты рассчитаны для применения на вывозке автомобилей типа МАЗ.
Для изготовления нагельных щитов КомигипроНИИлеспро-мом разработана и применяется в леспромхозах Коми АССР технологическая линия на базе специального сверлильно-за-прессовочного агрегата, обеспечивающего изготовление за смену до 50 щитов пятью рабочими. Для изготовления нагельных щитов металл не требуется - ив этом их основное преимущество. Однако их прочность ниже, чем щитов ЛВ-11.
В СевНИИПе разработаны инвентарные колейные покрытия в виде лент, собранных из коротких брусков (длиной 1,1 м) на металлических шарнирах. Однако широкого распространения они не получили из-за большой потребности в металле (27,5 т/км) и недостаточной собственной жесткости.
В Белорусском технологическом институте разработано ленточное покрытие, собираемое из деревянных брусков размером 2x0,14x0,14 м, соединенных в ленту шириной 1 м стальными шпильками с шагом в 1 м, установленными на расстоянии 0,5 м от торцов брусьев, размещенных вразбежку. При перевозке ленты БТИ складываются. Высота сечения брусков представляется недостаточной. При укладке щитов или лент в колеспро-воды на сырых и мокрых местах необходимо устройство оснований из хлыстов или бревен (рис. 5.28), требующих значительного расхода древесины (до 400 м3/км и более). В ЛТА разработаны инвентарные конструкции щитового "бесколейного покрытия с увеличенной опорной поверхностью шириной 3,5 м, т. е. равную ширине проезжей части уса.
Перспективным является применение на усах в 1-м и 2-м типах местности сборно-разборных колейных покрытий из железобетонных плит марок ПДЗ-З и ПДТЗ-З (см. табл. 5.15), обеспечивающих большую экономию ценной деловой древесины, идущей на изготовление щитов. Плиты нельзя укладывать на поперечный настил.
Правильная организация лесосечных работ возможна при плановом и своевременном строительстве лесовозных дорог. Схему размещения лесовозных дорог в лесосечном фонде разрабатывают таким образом, чтобы затраты на их строительство и последующую эксплуатацию с учетом расходов на трелевку были минимальными.
Для прокладки лесовозного уса выполняют упрощенное изыскание местности, которое увязывают с принятой технологией разработки лесосек. Схема размещения лесовозных усов разрабатывается с учетом равномерного размещения.
погрузочных пунктов, достижения минимально возможного расстояния трелевки, наличия удобного места для обустройства мастерского участка. Протяженность усов зависит от принятого среднего расстояния трелевки и размещения лесосечного фонда (его концентрации), отведенного в рубку на расчетный
Строительство лесовозного уса выполняется в следующей последовательности. Предварительно трассу уса намечают по абрису и общей схеме транспортного освоения лесосек. Затем трасса изыскивается на местности и закрепляется (визирами, вешками, засечками на деревьях) по оси. Разрабатывают полосу шириной 8 м и устраивают проезжую часть. Все опасные деревья вдоль трассы лесовозного уса на расстоянии 25 м в обе стороны убираются.
Усы лесовозных дорог строят лесовозные бригады под руководством дорожного мастера или мастера подготовительных дорог.
В зависимости от вида покрытия различают лесовозные автодороги: грунтовые, гравийные, щебеночные, грунтощебеночные, колейные, железобетонные, лежневые, снежные, ледяные и снежно-ледяные. Самые простые (грунтовые) дороги прокладывают в основном на сухих плотных грунтах, но в период распутицы работа автотранспорта на них затруднена. При наличии местных строи- тельных материалов наиболее эффективны гравийные и щебеночные дороги. Сначала профилируют земляное полотно таких дорог, затем насыпают песчаную подушку и слой гравия или щебня. На грунтовощебеночных лесовозных дорогах используют грунт и щебень, перемешанные в определенной пропорции. Для укрепления покрытий из грунта, гравия, щебня, грунтогравийных смесей и грунтогравийных смесей и грунтощебня применяют вяжущие органические или минеральные материалы: известь, битумы, газогенераторные смолы, цемент и др.
Покрытие колейных железобетонных дорог устраивают из железобетонных дорожных плит, уложенных по полосам движения колес автопоезда, лежневых - из бревен, хлыстов, брусьев и др. При освоении труднодоступных лесных массивов важное значение имеют зимние лесовозные дороги: снежные с покрытием из уплотненного снега, ледяные с покрытием изо льда, снежно- ледяные, снежные, обработанные водой.
Выбор трасс лесовозных усов
Правильное, хорошо организованное выполнение лесосечных работ возможно лишь в том случае, если на лесосеку своевременно, еще до прихода комплексных бригад, подведен лесовозный ус. Направление, протяженность и очередность строительства сети усов на год намечаются после отвода лесосек. При отводе лесосек и трассировании усов учитывают возможность использования существующей сети усов.
Основным требованием при разработке схемы размещения усов является требование наименьших затрат труда и средств на их сооружение и на последующую эксплуатацию с учетом расходов на трелевку. Трассирование уса должно быть всесторонне увязано с технологией разработки лесосеки, что выражается в равномерном размещении погрузочных пунктов, сокращении расстояний трелевки, выборе удобного места для пункта техобслуживания, столовой и т. д.
Направление трассы усов выбирает технорук лесопункта совместно с мастером леса, которому будет поручена разработка данной лесосеки, и дорожным мастером, под руководством которого будет строиться ус. Предварительно трассу уса намечают по абрису, затем ее уточняют на местности и закрепляют в натуре с помощью вешек, затесок на деревьях.
Для прокладки уса разрубают дорожную полосу шириной 8 м. Древесина, которую при этом заготовляют, используется для строительства уса. Оставшиеся хлысты укладывают для отгрузки на нижний склад. Все опасные деревья вдоль лесовозного уса на расстояние 25 м в обе стороны должны быть убраны до начала его строительства. Зону безопасности на территории лесосеки разрубают на полосе шириной 25 м комплексные бригады в начале разработки лесосеки.
При автомобильной вывозке леса прокладывают усы следующих типов: грунтовые (наезженные по естественному грунту), профилированные, улучшенные добавками песка или гравия, снежные, накатанные по уплотненному снегу, и снежно-поливные; лежневые из щитов, бревен или хлыстов; инвентарные ленточные; сборно-разборные из железобетонных плит; засыпные на хворостяной подушке. Тип уса выбирается в зависимости от почвенно-грунтовых условий и типа автомобилей с учетом наличия в леспромхозе дорожно-строительного оборудования и строительных материалов.
Усы узкоколейных дорог строятся, как правило, без балласта, с укладкой рельсовой решетки на спланированное грунтовое основание. В зимнее время в районах с устойчивой продолжительной зимой усы строят на снежном основании.
Усы строят дорожно-строительные бригады под руководством дорожного мастера или мастера подготовительных работ. Численный состав рабочих в бригадах и оснащенность механизмами определяется специальными технологическими картами строительства усов исходя из местных условий и типа уса. Подготовленные к работе усы лесовозных дорог дорожный мастер сдает по акту начальнику дороги или начальнику лесопункта.
Дороги, прокладываемые по лесным массивам и от лесных массивов к дорогам обшей сети, а также к производственным цехам лесозаготовительных предприятий и территориальным лесничествам, называются лесными дорогами.
Лесные дороги относят к дорогам промышленного транспорта и делят на лесовозные и лесохозяйственные. Лесовозные дороги служат для перевозки древесины и других грузов, осуществляемой лесозаготовительными предприятиями при освоении закрепленных за ними на правах аренды лесосырьевых баз. Лесовозные дороги проектируют как технологические пути и подразделяют на магистрали, ветки и усы.
Магистралью называют лесовозную дорогу, эксплуатируемую в течение всего или значительной части срока деятельности предприятия. Она связывает лесосырьевую базу с нижним лесоскла-дом предприятия, пунктом потребления или дорогой общего пользования. Магистраль, как правило, пересекает весь или почти весь лесной массив и объединяет все лесовозные дороги в единую сеть.
Веткой называют лесовозную дорогу, примыкающую к магистрали и предназначенную для освоения части лесного массива. В отдельных случаях ветки могут примыкать к дорогам общего пользования. Срок службы веток составляет 5-10 лет.
Ус - это временная лесовозная дорога, служащая для освоения конкретной лесосеки. Усы, как правило, примыкают к веткам, но иногда и к магистрали. Срок службы уса соответствует продолжительности разработки лесосеки и равен обычно 2 - 3 мес, реже - 1 году.
В настоящее время на трелевке заготовленной древесины применяют колесные факторы, которые позволяют значительно увеличить расстояние трелевки в сухой местности и в зимнее время.
В этом случае лесовозные усы, как правило, не строят, а древесину трелюют непосредственно к веткам лесовозной дороги.
Лесохозяйственные дороги строят для выполнения работ по эксплуатации, уходу, восстановлению и охране лесов. Сеть лесохо-зяйственных дорог должна обеспечивать постоянный доступ в любую часть лесного массива, поэтому постоянным является и срок службы таких дорог. Основой для сети дорог лесничеств является сеть квартальных просек, выполняющих роль дорог низшего, III типа, обеспечивающих проезд единичных автомобилей. Эти дороги представляют собой противопожарные, осушительные, а также предоставляют доступ к лесным кордонам, лесосеменным и егерским участкам. Наряду с ними в лесном фонде строятся дороги II типа. Роль главного транспортного пути выполняет лесохозяйственная дорога I типа.
Учитывая, что согласно новому Лесному кодексу Российской Федерации (2007) все лесохозяйственные мероприятия в арендуемом лесном фонде должны выполнять арендаторы (лесозаготовители), сеть лесовозных и лесохозяйственных дорог целесообразно строить как единую и согласованную с общей сетью дорог местного значения.
Технологическая и организационная структура процесса транспорта древесины
Транспорт древесины представляет собой технологическую фазу лесозаготовительного производства, связующую две другие фазы - лесосечные работы и операции по первичной переработке древесины на нижних лесопромышленных складах.
Древесину из лесосек могут вывозить в виде деревьев, хлыстов, сортиментов и технологической шепы. Вид вывозимой древесины определяет технологическую структуру процесса транспорта леса.
На погрузочном пункте формируют межоперационный запас древесины. Наличие этого запаса чрезвычайно важно для обеспечения ритмичной работы лесовозного транспорта. Размер межоперационного запаса определяют расчетом.
Запас древесины на погрузочном пункте требуется в тех случаях, когда фактическое поступление будет меньше сменного задания на погрузку. Причиной, вызывающей создание запасов, являются случайные отклонения фактической производительности (уменьшение поступления) древесины или увеличение интенсивности ее вывозки.
Грузят деревья или хлысты на подвижной состав челюстными погрузчиками перекидного типа. Возможно также применение крупнопакстного метода погрузки с использованием лебедок.
Погруженную древесину вывозят автопоездами либо подвижным железнодорожным составом узкой колеи на нижний лесопромышленный склад.
При вывозке сортиментов использовать высокопроизводительные и дорогостоящие челюстные погрузчики становится невыгодным, поэтому для погрузки используют передвижные гидроманипуляторы или вывозку осуществляют подвижным составом, имеющим гидроманипулятор для самопогрузки.
Технологическую щепу вывозят автомобилями-щеповозами, оборудованными саморазгружающимся контейнером. Щепу в контейнер грузят непосредственно из передвижной рубительной машины. Как правило, щепу вывозят непосредственно ее потребителю.
Организационная структура лесотранспортного процесса в различных предприятиях может быть различной. Наиболее распространенной является такая структура, при которой лесотранспорт-ные работы в лесозаготовительном предприятии выполняет лесо-транспортный цех, конкретный состав которого определяется объемом транспортных работ и местными условиями.
Подразделениями лесотранспортного цеха, обеспечивающими вывозку древесины, являются:
службы содержания и ремонта лесовозных дорог и дорожных сооружений (дорожная служба);
техническая служба содержания и ремонта подвижного состава, дорожной и погрузочно-разгрузочной техники, обеспечения горючим, смазочными материалами и запасными частями;
диспетчерская служба, задачей которой является оперативное планирование и управление лесотранспортным процессом, обеспечение выполнения плана вывозки и учет выполненной транспортной работы.
Подготовительные работы проводят с целью создания необходимых условий для безопасной и высокопроизводительной работы на основных лесосечных работах. Подготовка лесосек к разработке обязательна и должна проводиться до ее начала.
2.1 Состав подготовительных работ
В состав подготовительных работ входят: подготовка лесосырьевого фонда, уборка опасных деревьев, подготовка волоков и лесопогрузочных пунктов, выбор трасс и строительство лесовозных усов; подготовки обслуживающих (вспомогательных) производств (обустройство мастерского участка).
2.2 Отвод лесосек в натуре
Отвод лесосек производят лесхозы, как правило, в весенне-летний период: по главному пользованию и лесовосстановительным рубкам - за 2 года до поступления лесосек в рубку; по рубкам ухода за лесом - за 1 год до рубки; по сплошным санитарным и прочим подобным рубкам - по фактической необходимости. Перед отводом лесосек все лица, привлекаемые к этой работе, должны быть предварительно проинструктированы с проведением тренировки по отводу и таксации лесосек в натуре. Приступая к отводу лесосеки, берут ее выкопировку с плана нарезки лесосек (с подробной привязкой), выписывают таксационную характеристику входящих в нее участков-выделов и подбирают аэроснимки, если они имеются.
Запроектированную к отводу лесосеку предварительно осматривают в натуре. При существенных расхождениях с данными лесоустройства (неспелый лес, неправильное определение преобладающей породы), в результате чего насаждения не могут быть отведены в рубку, эти участки заменяют другими с составлением соответствующего акта. При необходимости лесосеку разбивают на делянки.
2.3 Подготовительные работы по площади делянок
Делянка - участок лесосеки, тяготеющей к одному погрузочному пункту (верхнему складу). Количество делянок на лесосеке зависит от ее размеров и принятого среднего расстояния трелевки. Размеры делянок для каждого конкретного случая различны и зависят в основном от типа применяемых машин на валке и трелевке.
Пасека - это часть делянки, осваиваемая с одного трелевочного волока. Длина пасеки преимущественно равна ширине делянки. Ширину пасеки устанавливают исходя из способа валки и трелевки деревьев (хлыстов), состава и высоты лесонасаждений, рельефа местности, почвенно-грунтовых условий.
Лента (полупасека)- часть делянки, которая разрабатывается за один проход вальщика, ВТМ или ВПМ.
Производится разбивка на пасеки с помощью визиров. Отводится защитная полоса с открытой границей шириной 25-30 м. Прокладывается волок, его граница отмечаются метками на деревьях.
2.4 Выбор схемы транспортного освоения лесосеки
Прокладка волоков должна происходить с максимальным использованием промежутков между оставляемыми деревьями и вырубкой при этом минимального количества деревьев (подроста). Ширина волока должна быть не более 5 м. Длина пасечных волоков в летний период (при непромерзшем грунте) до 250 м в лесах 1 и П группы и 300 - в лесах III группы. В зимний период при промерзшем грунте длина волоков может увеличиваться.
При проведении лесосечных работ в летний период в лесах с влажными и переувлажненными почвами или со свежими суглинистыми почвами трелевка древесины допускается только по волокам, укрепленным порубочными остатками.
Общая доля повреждений почвы путем минерализации ее поверхности на тяжелых глинистых и суглинистых сырых и влажных почвах (долгомошная, черничная и сходные с ними группы типов леса) не должна превышать 20% площади лесосеки в равнинных условиях.
В равнинных условиях повреждение почвы в виде колеи глубиной свыше 10 см и протяженностью более 3% длины пасечного волока и более 5% магистрального не допускается. Для местности, где образование колеи не ведет к резкому снижению защитных, водоохранных функций леса и условий лесовозобновления, ограничения по повреждению почв могут снижаться органами лесного хозяйства.
2.5 Разрубка трасс и строительство лесовозных усов
Транспортная подготовка лесосечного фонда включает изыскание и строительство лесовозных усов и искусственных сооружений. Лесовозные усы, как правило, имеют простое устройство.
До начала разработки на лесосеку подводится ус лесовозной дороги. Для его прокладки выполняют упрощенные изыскание местности. Трассирование уса должно быть увязано с принятой технологией разработки лесосек.
Для прокладки уса разрабатывается полоса шириной 6...8 м. Все опасные деревья вдоль лесовозного уса на расстоянии 25 м в обе стороны убирают до начала его строительства. Тип уса выбирается в зависимости от почвенно-грунтовых условий. Протяженность лесовозных усов зависит от принятого расстояния трелевки и размещения лесосечного фонда, отведенного в рубку на расчетный год. Усы строят дорожно-строительные бригады под руководством мастера.
2.6 Подготовка погрузочных площадок. Расчет необходимого числа погрузочных площадок для складирования заготовленной древесины
Места под погрузочные площадки выбираются по требованиям:
Уклон автопоезда не должен превышать 15%, а сам путь должен быть по возможности прямолинейным;
Под погрузочную площадку желательно использовать территорию, имеющую редину, прогалину, без подроста основной породы;
Размер погрузочной площадки должен быть достаточным для размещения 6-8 сменного запаса леса, заготовленного бригадой.
Места для погрузочных площадок устраивают в соответствии с технологической картой одновременно с разрубкой просеки для дороги. Подготовка погрузочных площадок заключается в следующих работах:
Расчистка площадки от валежника, кустарника, валунов, спиливают пни заподлицо с землей
Разрубка зон безопасности и укладка хлыстов в качестве лежней.
Выбираем погрузочные площадки размером 35х40 м.
2.7 Затраты труда на проведение подготовительных работ
Объем подготовительных работ, и трудозатраты на их выполнение зависят от годового объема производства, почвенно-грунтовых условий и рельефа местности и системы машин на лесосечных работах и т.д.
Воспользуемся следующей формулой для определения трудозатрат:
где Q - годовой объем вывозки леса с каждой лесосеки, м3;
q - запас леса на 1 га, м 3 ;
A - трудозатраты на подготовку 1 га, (0,5-1,5 чел/дней);
B - трудозатраты на подготовку одного погрузочного пункта рабочими,(0,1-2);
K - коэффициент, учитывающий вырубки, гари и т.д., (1,1-1,2);
C - трудозатраты на строительство 1 км уса одним рабочим (10-15);
S - площадь, тяготеющая к одному погрузочному пункту, (5-8га);
b - ширина полосы леса, осваиваемая с одного уса, км.;