Технология строительства лесовозных дорог
«Via est vita» – рассуждали патриции, колеся в обнимку с соблазнительными гетерами по древним булыжникам Рима. И оспаривать, что дорога – это жизнь, наверное, вряд ли кто осмелится. Особенно если это дорога лесная. Да, для лесников строительство лесовозных дорог, веток и усов сегодня является жизненной необходимостью. И если крупные производители еще в состоянии наскрести необходимые средства на их сооружение, то для малого бизнеса и сельхозпредприятий освоение удаленных делянок становится проблематичным.
Нужна дорога, но дешевая. Выход один – строить лежневую дорогу. Сравнительно небольшая интенсивность движения позволяет использовать для ее сооружения местные материалы – древесину и наиболее подходящие по своим механическим свойствам грунты. Лесовозная дорога лежневого типа не новость для лесников. Она такая же древняя, как и сама лесозаготовка. И сейчас лежневки строят, их эксплуатируют, но их же и проклинают. О том, как добиться взаимности от этой капризной дамы, сделать ее надежной, долговечной, работающей не только зимой, но и летом, пойдет наша беседа.
Несколько слов о применяемой для строительства древесине. Противники ее использования, не отрицая достаточно высоких характеристик сооружаемого полотна, исключительно из ценовых соображений предпочтение отдают дорожным одеждам из щебня и других материалов. Такой подход справедлив, но в том случае, когда древесина добывается где-либо в другом месте и может быть использована иным способом. Древостой, вырубаемый в процессе сооружения лесовозной дороги, как, собственно, и примыкающий к ней лесной массив, до ввода дороги в эксплуатацию не может быть использован иначе, чем в качестве дорожного строительного материала. То есть, проще говоря, он не имеет потребительской стоимости. И потому лес на дорожные работы должен отпускаться бесплатно. А его цена в этом случае будет состоять исключительно из затрат на валку и раскряжевку. Таким образом, по сравнению с добычей и доставкой щебня (более 1000 руб./кбм!) используемый для строительства лесовозной дороги древостой является самым дешевым строительным материалом.
Строительство лесовозных дорог на слабых грунтах
Трасса лесовозных дорог и веток прокладывается с учетом рельефа местности, избегая наиболее болотистых мест. Тем не менее, их протяженность может достигать 30–40 %; глинистые участки, нуждающиеся в укреплении, как правило, также колеблются в пределах 30–40 % протяженности. Кроме того, для преодоления небольших речек и ручьев потребуется сооружение временных мостов. И в целом лесовозные трассы обычно относятся к III категории местности (заболоченность больше 20 %).
Технология строительства лесовозных дорог на торфяной почве
Наибольший строительный интерес, безусловно, привлекает сооружение лежневок на болотах. В соответствии с дорожно-строительной классификацией (СНиП II-Д.5-62 и II-Д.6-62) болота бывают трех типов: I – сплошь заполненные плотным торфом устойчивой консистенции; II – заполненные торфом и другими болотными грунтами неустойчивой консистенции; III – заполненные жидким торфом и водой с плавающей жидкой коркой (сплавиной).
В недалеком прошлом наши дедушки хорошо знали, как при необходимости построить такую дорогу. Этот опыт обобщен ведущими учеными, и в трудах Гипролестранса, АГТУ, СевНИИПа для каждого из перечисленных типов болот рекомендуется своя конструкция дорожной одежды. Поперечный разрез лесовозной дороги для болот I и II типов показан на рис. 1.
Рис. 1. Конструкция лежневки для болот I и II типа
Для переувлажненных почв, в поймах рек и ручьев с изобилием проточной ключевой воды лежневки возводятся по типу «колодцев» (рис. 2). Причем технология их сооружения отличается тем, что первоначально строится обычная лежневка, показанная на рис. 1. Затем она «вдавливается» во влагонасыщенный грунт трелевочником, нагруженным подвижным составом и поверх нее прокладывается следующая. Таким же способом, удалив ножом бульдозера покрытие из местного водопроницаемого грунта, выполняется и ремонт дороги. Для укрепления глинистых, труднопроходимых даже после незначительного дождика участков применяется покрытие, аналогичное лежневке для болот I и II типов (рис. 1). Только вместо сплошного поперечного наката из баланса (3) на расстоянии 1–1,5 м укладываются такие же шпалы. Сравнительно сухие участки трассы с достаточной влагопроницаемостью грунта обустраиваются отсыпкой полотна дороги на прослойку из порубочных остатков. Ее толщина, с учетом уплотнения в 3–4 раза, должна составлять 15–20 см.
Рис. 2. Лежневка для переувлажненных почв
Рассмотрим некоторые, на наш взгляд, существенные конструктивные особенности лежневых дорог. Все лежневки сооружаются на сланях (2) – продольных лежках из хлыстов. Служат они исключительно для крепления поперечного наката бревен (3). Прочность конструкции обеспечивается проволочной увязкой сланей, поперечных бревен и продольных хлыстов, уложенных поверх бревен по краям дороги, в одно целое. Особо важным на этом этапе строительства является обязательность углубления слани для полного прилегания поперечного наката к грунту. Этим достигается равномерное распределение нагрузки от подвижного состава по ширине дороги. Небрежное выполнение этой операции неизбежно приведет к поломке поперечного провисающего бревна. Особенно это характерно для зимнего периода, когда слань опирается на замерзший грунт, и двухопорный поперечный настил не выдерживает нагрузки колеса. А весной, когда особенно важно успеть вывезти заготовленный лес с зимней делянки, нагруженный МАЗ попадает в вытаявшую, фактически заранее подготовленную строителями ловушку.
Следующим не менее важным элементом лежневой дороги являются колесопроводы (4). Это название произошло, очевидно, от чисто внешнего восприятия их функционального назначения. Однако главным для колесопроводов является опять же равномерное распределение нагрузки. Но теперь уже вдоль дороги. Поэтому важным при их сооружении является монолитность. Колесопроводы сооружаются из хлыстов. Для достижения монолитности соединение одного хлыста с другим не обязательно должно быть физическим. То есть комлевые части сочленяющихся хлыстов достаточно расположить встык как можно ближе друг к другу. Но параллельные хлысты на этом участке сочленения должны быть непрерывными. К ним комлевые части стыкующихся хлыстов плотно прикручиваются двумя скрученными между собой проволоками. Таким образом достигается монолитность колесопровода в целом. Необходимость распределения нагрузки вдоль полотна дороги особенно важна на болотистых почвах. При движении подвижного состава торфяная подушка прогибается, и, если колесопровод не является монолитным, в месте его разрыва образуется выступ. Здесь и происходит разрушение дорожного полотна. А вот сооружение лежневых дорог без колесопроводов – увы, зачастую строят и так, – вообще недопустимо!
Рис. 3. Конструкция дороги через топкое болото
Верхний грунтовый слой дорожной одежды (5) с рекомендованной толщиной в 20–30 см также служит для равномерного распределения нагрузки на площадь настила, защищает колесопроводы от преждевременного разрушения, позволяет лесовозным машинам более свободно маневрировать. Но основное его назначение – создание для используемой древесины условий переувлажненного состояния. В этой среде дерево не гниет и становится мореным. При идеальном уходе такая лежневка может быть вечной! В реальных условиях наши дедушки без капитальных затрат эксплуатировали такие дороги по 12–15 лет. А это срок очередного освоения делянки при добровольно-выборочной рубке. Так что даже для лесовозных усов такую дорогу рекомендуется строить с грунтовым покрытием.
Прочность дорожной одежды. Дорожное покрытие с использованием перечисленных деревянных конструкций относится к группе жестких дорожных одежд. Ее прочность определяется требуемым модулем упругости. В общем случае он зависит от модулей упругости грунта, одежды, диаметра круга, эквивалентного по площади следу колеса, и толщины слоя дорожной одежды. Последний и является интересующей нас величиной. Выполненные по методике СоюзДорНИИ расчеты для наихудших условий эксплуатации лежневой дороги позволяют установить, что толщина древесного покрытия должна составлять не менее 3 см (заметим – одной сплошной доской). В реальных условиях, учитывая коэффициент укладки 0,6–0,7, настил можно сооружать из баланса диаметром от 5 см.
Но особый интерес представляет сооружение лесовозной дороги на болотах III типа, с плавающей сплавиной. Практически таких дорог не делают – страшно. А если и случается вывозить лес через топкое болото, то только зимой. Летом лежневки прокладывают вкруговую. Однако опыт использования таких оттаявших зимников – в исключительных случаях, конечно, – предполагает возможность их успешной эксплуатации и летом. Конструкция такой дороги показана на рис. 3. Дорожная одежда аналогична лесовозной ветке, сооружаемой на болотах I и II типов. Отличие состоит в несколько иной конструкции сланей. Для болот III типа слань состоит из двух параллельно лежащих и увязанных между собой хлыстов. Стыки последующего с предыдущим должны приходиться примерно на середину параллельного хлыста и выполняться: вершинные – внахлест, с жесткой увязкой проволокой; комлевые – соединением «ласточкин хвост». В результате получаются гибкие монохорды, поддерживающие дорожный настил из пачек бревен и баланса в равновесном положении при динамических нагрузках от движущихся транспортных средств. По сути, конструкция такой дороги адекватна понтонному мосту, где функцию выталкивающей силы выполняет объем вытесненной воды. С той разницей, что сконструированный таким образом «понтон» является дырявым. Вода, просачиваясь через сплавину, постепенно заполняет чашу прогиба; подъемная сила снижается, и дорога вместе с движущимся транспортом начинает погружаться.
Понятно, что расчет такой дороги должен вестись на предмет скорости снижения ее грузоподъемности. То есть необходимо определять скорость просачивания воды через торфяную подушку. Зависимость между скоростью фильтрационного потока и потерями напора по длине фильтрации определяют зависимостью Дарси. Эта методика и была использована для расчета. Причем выбраны были наихудшие условия эксплуатации дороги: толщина торфяной подушки 100 см, максимальный коэффициент фильтрации – в торфяном сфагнуме, по дороге движется лесовоз массой 37 тонн, площадь распределения нагрузки размерами 8х16 м. Так вот, расчетная скорость поступления воды через всю площадь фильтрации равняется 1,2275х10-3 кг/сек. И для того, чтобы полностью «утопить» расчетный лесовоз, потребуется 345 дней. При этом за время передвижения лесовоза по пересечению болота протяженностью 100 м со скоростью 10 км/час (36 сек) погружение дороги составит 0,3 мм. То есть лесовозную дорогу по пересечению болота III типа можно сооружать с одним накатом бревен.
И в заключение: думается, наступит и такое время, когда мы, разъезжая по нашим лежневым дорогам, тоже будем радоваться жизни.
Михаил ГУЛЯЕВ
Архангельская областная отраслевая газета "Лесные новости"
При перепечатке ссылка на www.woodbusiness.ru обязательна!
1 торфяная подушка; 2 слань; 3 поперечный накат из бревен и баланса; 4 колесопровод; 5 покрытие из местных грунтов.
