Комплекс подготовительных работ в лесной местности требует значительных затрат людской силы и механической энергии, причем эти затраты иногда бывают выше, чем при производстве основных земляных работ по постройке земляного полотна.

Валка леса может производиться путем предварительного спиливания деревьев «с пней» или одновременно с корчевкой, когда.дерево валится на землю с выворачиванием пня.

Для предварительной валки леса с пня механизированным способом рекомендуется электропила (рис. 1), напр. ВАКОПП, получающая энергию от передвижных электростанций 9-А, мощностью 18 квт. Каждая такая станция может питать 7—8 пил ВАКОПП, работающих одновременно. В дорожных условиях одновременно могут работать не больше 3—4 пил. Производительность каждой пилы в смену составляет от 100 до 250 деревьев (в разделке на деловую древесину) в смену в зависимости от толщины и породы деревьев. Следует иметь в виду, что пила может работать не более 4—5 часов в смену, так как она быстро нагревается и требует частой заточки. На каждой пиле работают два человека и один подсобный рабочий. Таким образом, звено на механизированной валке леса оснащено передвижной станцией со шлангами (комплект не менее 300 пог. м), 6—8 пилами и состоит из моториста, 3—4 пар пильщиков и 4—6 подсобных рабочих (в том числе один пилостав).

Рис. 1. Общий вид электропилы

Валка леса производится следующим образом: подлежащее валке дерево подрубается топором (или подпиливается пилой с той стороны, в которую оно должно быть повалено) и спиливается парой пильщиков. Третий рабочий, во избежание заедания пилы, во время пилки подпирает дерево колом в сторону его падения. Падающие деревья укладываются «в елку» для облегчения последующей трелевки леса. Вершины сваленных деревьев должны быть направлены в сторону волока, причем все сучья и ветви следует обрубить или спилить за исключением верхушки, на которой оставляется 2—3 сучка для зацепления тросом.

После спиливания деревьев и очистки их от сучьев приступают ко второй операции — трелевке сваленного леса. Трелевка производится трактором с лебедкой, причем при расстоянии трелевки до 50 м трактор стоит на месте и подтягивает канаты лебедкой, зацепляя за трос одновременно два-три хлыста. Средняя производительность одного трактора на трелевке составляет зимой до 150 м3, а летом до 120 м3 древесины ,в смену.

Вслед за расчисткой полосы от сваленных хлыстов деревьев приступают к корчевке пней. Корчевка, в зависимости от толщины и породы пней, а также от крепости, может произведена: а) тракторами С-60 и С-80 с тросами, б) бульдозерами, в) взрывным способом.

Корчевка трактором заключается в том, что к заднему крюку трактора прицепляются 2—3 троса с петлями, набрасываемыми на корчуемые пни. Трактор прямым ходом вытаскивает пни и отвозит их в сторону. Поданным опытных работ 1948 г., один трактор за смену корчевал до 100 йог. м просеки шириной 30—40 м.

Корчевка бульдозерами выгодна при пнях диаметром менее 30 см и производится следующим образом: бульдозер подходит к пню с поднятым ножом и толкает его вперед на высоте 50—70 см от земли, затем трактор отходит назад и подкапывает корчуемый пень снизу.

Производительность бульдозера на корчевке пней зависит от толщины и возраста пней (свежие пни корчуются легче, а старые, гнилые—хуже), а также, конечно, от технического состояния машины, ухода за ней и умения, пользоваться ею. Для леса средней густоты при пнях диаметром не более 20 см средняя производительность одного бульдозера на корчевке составила 5000 м2 дорожной полосы в смену.

Рис. 2. Схема расположения трактора, троса и анкерного пня

Необходимо отметить, что при использовании специального оборудования — «зубьев-клиньев» для корчевки «под пень» бульдозер может корчевать пни значительно большего диаметра.

Взрывами корчуют только крупные пни. При удачно организованных взрывных работах пень удаляется па-чисто. Однако чаще, в особенности при малоопытном взрывнике, пни лишь расщепляются и остаются на месте, после чего их убирают бульдозером или трактором. Взрывание пней производится путем закладки шпуров под середину пня диаметром до 10 см. Шпуры закладываются под углом 50—55° к горизонту, заполняются аммонитом и в заряд закладывается капсюль со шнуром. Одновременно обычно взрывается 10—20 пней. Взрывание пней лучше вести электрическим способом с применением электродетонаторов и переносной электрической взрывной машинки. Во многих случаях для ускорения работ можно применять одновременную валку и корчевку леса. Производится она следующим образом: трактор устанавливается на расстоянии не ближе 50 м от корчуемых деревьев и захватывает тросом не менее 10—15 штук деревьев на высоте 3—5 м от земли. Схема расположения трактора, троса и анкерного пня, рекомендуемая ЦНИИМЭ, показана на рис. 2. Трос, охватывающий корчуемые деревья, поддерживается на требуемой высоте рабочими с помощью шестов. Валка леса в этом случае также должна производиться «в елку», вершинами в сторону предстоящей трелевки. Обрубка ветвей и разделка хлыстов с одновременной валкой и корчевкой леса может быть произведена также при помощи пил ВАКОПП. Трелевка леса производится тракторами (С-60, С-80 или специальными трелевочными), которые могут работать с лебедкой или без нее. При подтягивании поваленных деревьев с отпиленными ветвями к месту временного хранения бревен по краям полосы отвода одновременно вытягивается 3—4 дерева, зацепляемые тросами с «чекерами» — специальными прицепными устройствами с крючьями, надеваемыми на трелевочный трос. После трелевки крупных деревьев с полосы отвода пни убирают бульдозерами.

Производительность бульдозера на этой работе подсчитана на основе данных хронометража этих работ бригадой ДОРНИИ в 1948 г. и составляет 5000 м2 за смену при среднем количестве выкорчеванных пней до одной тысячи на га площади уборки. Эта работа происходит одновременно со снятием растительного слоя (или верхнего перегноя лесной почвы) толщиной до 10 см при расстоянии перемещения до 25 м.

Следующей стадией подготовительных работ в лесной местности является рыхление верхних слоев грунта и очистка их от корневой системы — работа совершенно необходимая для дальнейшей механизации работ по возведению земляного полотна. До появления на нашем производстве тяжелых рыхлителей Д-162 очистка грунта от корневой системы представляла собой весьма трудную задачу, так как ни усиленные различными приспособлениями плужные канавокопатели, ни корнерезы, ни, тем более, обычные легкие рыхлители не могли выполнить эту работу достаточно удовлетворительно. Устраиваемые некоторыми строителями подобия тяжелых рыхлителей из гнутых рельсов оказались также непригодными для этой работы. В результате приходилось переходить на ручные и тачечные земляные работы в лесу с огромными переплатами рабочим за работу в грунтах с корнями или же итти на полную ликвидацию каких бы то ни было боковых резервов в лесу и подвозить грунт со стороны. И то и другое весьма сильно удорожало и замедляло работы.

С появлением рыхлителя Д-162 сделалась вполне возможной механизация подготовительных и земляных работ в лесной местности.

Кроме подготовки полосы в лесной местности, значительную роль в общем комплексе подготовительных работ имеет рыхление грунтов. На нем следует остановиться подробнее, поскольку способы рыхления и применяемые для них рыхлители играют важную роль в деле поднятия производительности основных машин для земляных работ. В качестве машин для предварительного рыхле-\ ния грунтов могут быть применены рыхлители Д-6 и Д-48, / обычный сельскохозяйственный пятилемешный плуг и тяжелый рыхлитель Д-162.

В процессе опытных работ, проведенных ДОРНИИ в 1948 г., были произведены наблюдения за работой различных рыхлителей в разнообразных условиях с параллельным определением их эффективности при различных способах использования.

Как показали эти наблюдения, предварительное рыхление грунтов разделяется, в зависимости от того, для каких машин оно производится, на следующие три типа:
а) полное рыхление, требующееся главным образом для грейдерных работ;
б) частичное рыхление, заключающееся в прорезании плотного грунта без отваливания его в сторону стойками рыхлителя, такое рыхление необходимо при работе скреперов и бульдозеров в тяжелых грунтах IV категории;
в) расчистка дорожной полосы от корней и пней; этот вид рыхления необходим как подготовительная работа при использовании всех машин для земляных работ в лесной местности.

В целях сравнения эффективности различных машин полное рыхление производилось на опытных работах обычным пятистойковым рыхлителем Николаевского завода (по принятой сейчас номенклатуре этот рыхлитель соответствует рыхлителю Д-6), тяжелым рыхлителем Д-162 и пятикорпусным сельскохозяйственным плугом.

Полное рыхление необходимо при подготовке фронта работ грейдеров и автогрейдеров, так как от степени рыхлости грунта зависит величина вырезаемого этими машинами за один проход валика грунта, размеры которого являются одним из основных показателей их производительности. В тяжелых грунтах III и отчасти IV категории

(сильно пересохший, тяжело-суглинистый чернозем) эффект от работы обычного пятистойкового рыхлителя с тягой трактором С-60 оказался весьма невелик. Рыхлитель, несмотря на дополнительную нагрузку, уложенную на его раму, не очень глубоко (до 35 см) заглублялся зубьями в грунт, прорезая в нем полосы, которые не нарушали в массе структуры грунта. После такого рыхления нож грейдера при зарезании образовывал валик сечением, всего на 20—40% большим, чем при работе на целине (0,06—0,07 м2 вместо 0,05 м2). Рыхление таких же грунтов рыхлителем Д-162 с трактором С-80 дало также не вполне удовлетворительный результат, хотя зубья его значительно глубже проникали в грунт, так как валик, вырезаемый ножом грейдера, составлял всего 0,09 м2.

При рыхлении тех же грунтов сельскохозяйственным пятилемешным плугом грунт рыхлился значительно лучше: плуг полностью подрезал пласты грунта, отделяя их от материка, и переваливал их в сторону насыпи на 40— 45 см. Нож грейдера н.ырезал в разрыхленном таким образом грунте того же состава и состояния валик средними размерами 0,13 м2. Кроме того, ширина полосы рыхления за один проход у рыхлителя Д-6 составляет 1,6 м, у Д-162 — 2 м, а у плуга 2,4 м, что опять-таки свидетельствует о целесообразности применения этой машины. Наконец, сельскохозяйственный плуг может работать с менее мощным трактором.

Однако при особо плотных и ссохшихся грунтах иногда оказывается целесообразным, в особенности для рыхления второго и четвертого слоя, применять через слой двойное рыхление: первый проход рыхлителем Д-162 и второй — плугом. При наличии у плуга специальных ножей, которые устанавливаются перед лемехами плуга, в большинстве случаев можно ограничиться рыхлением одним плугом. Приведенные данные свидетельствуют, что при полном рыхлении преимущества сельскохозяйственного плуга являются вполне установленными.

Частичное рыхление грунтов необходимо в сравнительно редких случаях при разработке скреперами сильно ссохшихся грунтов IV категории. При особо плотных грунтах в засушливый период частичное рыхление грунтов может потребоваться и для подготовки фронта работ бульдозеру, а иногда (но очень редко) и грейдер-элеватору. Наблюдения над работой этих машин в различных условиях показали, что для них потребно только прсрезание зубьями рыхлителя верхнего слоя грунта без взрыхления всей грунтовой массы, так как рыхлый грунт хуже наполняет ковш скрепера или поступает на транспортер рейдер-элеватора. Применение для такого рыхления рыхлителя Д-6 не приносит заметного эффекта. Плуг производит излишнее, вредное для производительности этих машин разрыхление грунтов, а тяжелый рыхлитель Д-162, глубоко прорезая грунтовый массив резерва своими зубьями, производит рыхление как раз потребного качества. Поэтому для частичного рыхления грунтов перед работой тракторных лопат и других указанных выше машин следует применять только тяжелый рыхлитель Д-162 с тремя рабочими зубьями на тяге трактора С-80. Рыхление грунтов в лесной местности с целью очистки полосы работ от корней и пней, как показал опыт, невозможно осуществить легким рыхлителем даже при сравнительно слабо развитой корневой системе, подлежащей удалению.

Плугом в грунтах с корнями в лесу вообще работать нельзя, и до появления на наших стройках рыхлителя Д-162 подготовка дорожной полосы в лесной местности для механизированных земляных работ представляла собой весьма трудную задачу.

Установив три основные вида рыхления, перейдем к вопросу технологии производства работ. Остановимся в отдельности на каждом виде рыхления.

Полное рыхление. В процессе проведенных ДОРНИИ опытных работ по комплексной механизации земляного полотна было установлено, что постройка насыпей грейдерами может производиться по нескольким схемам, из которых для внедрения в производство рекомендуется такая, при которой зарезания начинаются от внутренней бровки резерва (подробно об этом см. гл. III). Естественно, что последовательность проходов рыхлителей при рыхлении грунтов должна быть выбрана в соответствии с принятой схемой зарезаний во избежание передвижек вырезанного грунта по взрыхленной поверхности. Таким образом, рыхление следует производить последовательными проходами, начиная от внутренней бров-ни резерва. Рыхление обоих резервов должно производиться за один проход. На рис. 3 изображена последовательность проходов при одновременном рыхлении двух, боковых резервов. В основном эта схема должна приме

няться для рыхления посредством сельскохозяйственных: плугов, но при отсутствии последних она применима (однако с меньшим производственным эффектом, как было указано выше) и для рыхлителей других типов. Так же, как и при работе грейдеров, производительность рыхлителей будет тем больше, чем длиннее будет принята длина обрабатываемого за один проход участка. Оптимальной длиной участка, обрабатываемого за один проход, исходя из данных, полученных на практике, следует считать 1 —1,5 км. При большей длине участка в засушливый период происходит излишнее пересыхание грунтов, снижающее качество рыхления.

Частичное рыхление. Частичное рыхление производится при подготовке резерва или участка главным образом для последующей разработки скреперами. Длина участка, обрабатываемого за один проход, в данном случае ограничивается длиной резерва или выемки и обычно не велика — от 50 до 200 м при сравнительно большой ширине. В отдельных случаях могут встречаться более длинные и узкие резервы, например, при возведении насыпей из боковых резервов скреперами, однако, этот вид работ, как будет видно дальше, не принадлежит к числу распространенных при скреперах большой и сродней емкости. Общее протяжение проходов, которое необходимо сделать для рыхления всей площади резерва, не зависит от того, будут ли рейсы рыхлителя круговыми, начиная от периметра резерва и постепенно сокращающимся к середине, или же будут построены по спирали, как • например, на схеме, показанной на рис. 4. Время, затрачиваемое на повороты, в обоих случаях будет одинаково. Поэтому выбор круговой или спиральной схемы проходов может быть всецело предоставлен работникам на местах в зависимости от конкретных местных условий.

Рис. 3. Схема рыхления двух боковых резервов

Расчистка дорожной полосы от корней и пней требует, как показали наблюдения, двойного прохода рыхлителя по всей ширине и длине расчищаемой площади, причем больший эффект получается при расположении проходов под углом один к другому. Среди ряда примененных на опытных работах схем, в том числе составленных из прямых и косых проходов гю отношению к оси дороги, лучшее качество расчистки было получено при зигзагообразной схеме проходов. Эту схему проходов для расчистки дорожной полосы от корней можно рекомендовать к внедрению в производство.

Рис. 4. Схема рыхления одного резерва

При работе рыхлителей, как и всяких других дорожных машин, большое значение для производительности их имеет скорость, с которой они совершают рабочий ход. Во многих случаях рыхлители могут двигаться на третьей передаче трактора, однако заглубление зубьев и лемехов при этом получается недостаточным. Наоборот, при движении рыхлителей на первой передаче увеличение заглубления зубьев не компенсируется значительной потерей скорости. Так, например, при работе рыхлителя Д-162 на первой передаче с заглублением зубьев на 40 см была получена фактическая скорость трактора 1,65 км/час при производительности машины в 2137 м2/час или 855 м3/час. При работе того же рыхлителя на второй передаче — фактическая скорость движения была 2,5 км/час при заглублении на 30 см, что дало производительность 4618 м2/час или 1385 м3/час. Меньшая глубина рыхления на третьей передаче (до 20 см) оказалась нецелесообразной, так как требовала двойного количества проходов против того, которое необходимо при работе на второй передаче.

Снятие дерна может быть произведено бульдозерами, при этом важно, чтобы бульдозеры производили снятие только действительно дернового слоя, не захватывая неприлежащего грунта; толщина дернового слоя редко превышает 7 — 8 см.