Месяц: Сентябрь 2019

Прибрежно-морские отложения подвергаются шлиховому опробованию в связи с поисками россыпей в береговой зоне акваторий; это могут быть россыпи латеральные или аллювиальные, погребенные в результате морских трансгрессий. Такие работы выполняются на стадии общих поисков и поисково-оценочных работ (масштабы 1:50 000— 1:10000).
Прибрежно-морские (латеральные) россыпи являются источниками таких ценных минералов, как рутил, ильменит, циркон, монацит; реже встречаются подобные россыпи касситерита, алмазов, золота, платины. Эти россыпи располагаются узкой полосой в зоне прилива — отлива (зона пляжа, прибрежных дюн, берегового склона), характеризуются значительной протяженностью вдоль побережья, небольшой мощностью пласта и существенным обогащением полезным компонентом. Литологически они связаны с хорошо сортированными тонкозернистыми песчаными отложениями высокой степени окатанности. Шлиховое опробование является одним из основных методов поисков латеральных россыпей и комплексируется с геохимическими, структурно-геологическими и геофизическими исследованиями.
Шлиховое опробование прибрежной полосы суши осуществляется по серии профилей, ориентированных по нормали к береговой линии, расстояние между ними составляет 1,5—2 км; на профиле места отбора проб располагаются через 500 м. Отбор шлиховых проб проводится в копушах глубиной до 1 м. Объем проб стандартный — 0,02 м3 (но в ряде случаев, при недостатке материала приходится отбирать пробы меньшего объема — 0,01 м3).
Отобранная шлиховая проба просеивается через крупное сито для отделения галечного материала и сокращается методом квартования: из нее отделяется дубликат (200—300 г), навески для спектрального (50 г) и гранулометрического (200 г) анализов, а основная часть пробы поступает на промывку с целью извлечения концентрата тяжелых минералов. Промывку шлиховых проб ведут обычно лотком, реже — на концентрационном столе. Одновременно с проведением шлихового опробования изучают формы рельефа, динамику берегов, строение и литологию прибрежно-морских отложений, выявляют и прослеживают положение древних береговых линий.
Шлиховое опробование прибрежной полосы моря состоит в отборе проб донных отложений по системе галсов, ориентированных перпендикулярно к берегу. Расстояния между галсами 2—4 км, а между точками наблюдения по галсу — 200—500 м. Привязка точек опробования осуществляется с помощью геодезической и высокоточной радионавигационной аппаратуры. Шлиховые пробы отбираются точечно-задирковым методом с помощью дночерпателя; применяется также керновое опробование с помощью грунтовых трубок различных конструкций. Объем проб, извлекаемых с помощью дночерпателя, обычно не превышает 0,03 м3, а при керновом опробовании из взятой колонки проводится секционный отбор проб.
Одновременно со шлиховыми отбираются пробы для геохимических и литологических исследований, выполняется комплекс геофизических наблюдений — сейсмоакустическое профилирование, магнитометрия, реже — электропрофилирование. Из пробы донных осадков после квартования получают дубликат, навески для гранулометрического (200 г), спектрального (50 г) и ядерно-физического (50 г) анализов, а основная часть пробы промывается на концентрационном столе или в лотке для извлечения концентрата тяжелых минералов.
При промывке шлиховых проб из прибрежно-морских отложений выход шлиха зависит от гранулометрического состава исходного рыхлого материала и длительности транспортировки его от коренного источника. В случае шлихового опробования прибрежно-морских отложений ближнего сноса, представленных главным образом песчано-гравийными фракциями, зерна ценных минералов достаточно крупны и хорошо извлекаются при промывке в лотке. Если шлиховому опробованию подвергаются отложения дальнего сноса, в составе которых преобладают песчано-алевритовые фракции со значительной долей тонкого алеврита, лотковая промывка проб дает низкий выход шлиха и значительные потери зерен рудных минералов или их индикаторных спутников. В последних случаях вместо лотковой промывки нередко применяют магнитогидродинамические сепараторы (МГД-сепараторы), обработку всей пробы тяжелыми жидкостями без предварительной промывки или прямое определение содержания полезных компонентов в первичной шлиховой пробе специальными высокочувствительными методами.

В настоящее время при проектировании открытых горных работ все большее применение находят математические методы и вычислительная техника, позволяющие не только сократить трудоемкость вычислений, но и дающие качественно новые возможности в постановке и решении задач открытой разработки. При проектировании гидромеханизации открытых горных работ применяются экономико-математические модели, позволяющие решать задачи с помощью вычислительной техники.
Под экономико-математической моделью гидромеханизированного предприятия подразумевается множество соотношений, связывающих переменные (технологические) и постоянные (геологические) факторы, влияющие на эффективность применения любой технологии. Экономико-математическая модель экономически имитирует гидромеханизацию горных работ при различных значениях и взаимосвязях экономических, технологических и горно-геологических факторов, что позволяет определить оптимальный вариант.
Параметры горной технологии и оборудования находятся во взаимной связи. Так, высота уступа при разработке рыхлых отложений принимается в соответствии с параметрами гидромонитора и струи, а гидромонитор должен соответствовать производительности карьера. Диаметр трубопровода нельзя определять без учета характеристики пород, удельного расхода воды и мощности землесосных или насосных станций. Разрозненный выбор указанных и других параметров не обеспечит оптимальных решений. Применение экономико-математической модели позволяет использовать преимущества указанных выше методов проектирования и в значительной степени избежать их недостатки.
Метод, объединяющий в себе основные положения метода вариантов и аналитического метода, получил название метода комплексной оптимизации. Основы этого метода разработаны в ИГД им. Скочинского, Центрогипрошахте, МГИ (МГГУ) и в других институтах. Суть метода сводится к следующему.
1. Анализируются основные переменные параметры, оказывающие наибольшее влияние при решении задачи.
2. Выводятся функциональные зависимости для определения числа единиц оборудования, объемов горно-капитальных работ, объемов работ по строительству инженерных сооружений, а также затрат на приобретение и содержание оборудования, строительство и эксплуатацию сооружений и др.
3. Обосновывается и формируется критерий оптимальности (целевая функция) для оценки различных вариантов и выбора наилучшего варианта.
4. Применительно к конкретному месторождению устанавливается минимально необходимый перечень переменных.
5. Просчитывается вариант (или два) и оценивается влияние тех или иных статей затрат на принятый критерий оптимальности.
6. Формируются ограничения, установленные с учетом природных, технологических и технико-экономических факторов.
7. Оцениваются различные варианты и выбирается наилучший. В случае нескольких равноценных вариантов может быть принят вспомогательный критерий.
Задача решается в следующей последовательности.
1. Сбор исходной информации для проектирования, включающей данные о геологических, горнотехнических и природных условиях (рельеф местности, климатические условия, физико-механические свойства пород, их водообильность, наличие источников водоснабжения и электроэнергии, площади под гидроотвалы, расстояние гидротранспортирования пород).
2. Изучение, обобщение и анализ опыта работы действующих технологических схем в аналогичных условиях. Выявление причин снижения производительности оборудования и разработка мероприятий технического совершенствования горных работ.
3. Систематизация наилучшей информации и передача ее в проектные организации, где на ее основе разрабатываются соответствующие технические решения.
4. Разработка экономико-математической модели. Модель состоит из технической и экономической частей. Техническая часть включает выбор и расчет технических средств. В экономической части оцениваются выбранные и спроектированные схемы работ и принятые решения.
5. Увязка отдельных частей экономико-математической модели между собой, разработка алгоритма и программы исследования модели на ЭВМ.
6. Анализ результатов исследования модели, установление степени влияния отдельных факторов на критерий оптимальности и выбор оптимальных параметров для разработки технического проекта.
Общий вид задачи определения оптимальных параметров следующий.
На эффективность разработки вскрышных пород и полезного ископаемого гидромеханизированным способом оказывают влияние следующие факторы: годовая производительность по вскрыше и полезному ископаемому, длина карьерного поля, высота уступа, ширина заходки, производительность землесосов, производительность насосов, производительность гидромониторов, расход воды, глубина разработки месторождения, расстояние транспортирования пульпы и др. К переменным параметрам, кроме перечисленных, относятся параметры, которые оказывают влияние на затраты. Диапазоны изменения и значения каждого из параметров принимаются по инженерным соображениям. На основании совместного исследования всех параметров выбираются такие их сочетания, которые соответствуют минимальным затратам.
Вспомогательным критерием при оптимизации гидромеханизированных работ может служить производительность труда рабочих.
Капитальные затраты (руб.) на приобретение, доставку и монтаж оборудования

где Кj — капитальные затраты на приобретение, доставку и монтаж i-го оборудования.
Годовые эксплуатационные издержки (руб.) на содержание оборудования и погашение строительных и горно-капитальных работ

где Эi — эксплуатационные издержки на содержание i-го оборудования и погашение строительных и горно-капитальных работ; Mi — число единиц i-го оборудования.
Экономико-математические модели являются основными элементами построения системы автоматизированного проектирования.

Как было отмечено, капитальный ремонт АБ покрытий производят без удаления и с удалением старых покрытий.
Традиционная технология ремонта без удаления старых покрытий незначительно отличается от рассмотренных ранее технологических процессов устройства АБ покрытий. В этом варианте капитального ремонта используют те же машины, которыми создают новые покрытия.
Технология с удалением старых покрытий имеет два варианта: без использования материала старого покрытия и с его повторным использованием.
Технологический процесс ремонта без использования материала старого покрытия включает срезание материала покрытия и его транспортирование с места разработки автотранспортными средствами. Для срезания старого асфальтобетона используют самоходные «холодные» дорожные фрезы.
Самоходная дорожная фреза состоит из трех основных агрегатов:
— базового шасси;
— механизма фрезерования материала дорожной одежды;
— транспортирующей системы отфрезерованного материала (с его подборкой с помощью конвейера или без подборки).
Базовое шасси обеспечивает передвижение машины в рабочем и транспортном режимах. Механизм фрезерования включает фрезерный барабан с укрепленными на нем рыхлительными резцами (зубьями), которые срезают дорожное покрытие на заданную глубину. В рабочем режиме барабан вращают против часовой стрелки в направлении движения машины. В: зависимости от вида транспортирующей системы отфрезерованный материал оставляют на дорожном полотне (с последующим удалением) или подают на ленту погрузочного конвейера и затем выгружают в кузов самосвала. После этого измельченный материал, как правило, отправляют на переработку и вторичное использование.
Дорожные фрезы классифицируют по следующим основным признакам;
1) по назначению — для текущего (ямочного) ремонта, для разрушения (срезания) покрытий и для рыхления грунта;
2) по способу передвижения — навесные и самоходные;
3) по типу шасси — гусеничные и пневмоколесные;
4) по приводу фрезерного барабана — с механическим и гидравлическим приводом;
5) по наличию погрузочного конвейера — с конвейером (в передней или задней части машины) или без него;
6) по типоразмеру (м) — малые с шириной фрезерования до 1,0, средние -до 2,0 и большие — до 4,0 и более;
7) по форме резцов — для создания шероховатости, для фрезерования асфальтобетонных и цементобетонных покрытий.
Самоходные фрезы представляют собой автоматизированные машины на пневмоколесном или гусеничном ходу с поперечным расположением фрезерного барабана. В малых самоходных фрезах фрезерный барабан и одинарный конвейер расположены в задней части машины, имеющей в основном колесное ходовое оборудование (три или четыре колеса). В зависимости от условий работы он может сбрасывать отфрезерованный материал в кузов самосвала, в валок (сбоку от продольной оси машины) или оставлять его на дорожном полотне. В средних и больших фрезах фрезерный барабан располагают под машиной в ее средней части. Они имеют, как правило, гусеничное ходовое оборудование и фронтальный погрузочный конвейер (одинарный или составной).
Основным рабочим органом является фрезерный барабан, конструкция которого была описана ранее. Он также имеет вид полого цилиндра с укрепленными на его наружной поверхности резцедержателями. Для разрушения дорожных покрытий в держатели устанавливают круглые резцы из твердосплавных износостойких материалов.
В зависимости от типоразмера фрезы и назначения барабан может быть сплошным или разъемным, состоящим из четырех сегментов, скрепленных болтами. Конструкция барабана обеспечивает возможность ступенчатого изменения ширины фрезерования, а также оперативную замену неработоспособных сегментов. Дополнительные секции имеют фиксированную ширину, что позволяет увеличить общую ширину фрезерования на величину, кратную ширине одной секции. (Например, фреза ДС-197 «Брянского Арсенала» обеспечивает фрезерование полосы шириной 0,25; 0,5; 0,75 и 1,0 м.) Кожух барабана спереди и сзади снабжен гидрофицированными щитами, играющими роль дробильных щек. Размером частиц отфрезерованного материала можно управлять, изменяя расстояние от щитов до фрезы с помощью гидроцилиндров.
Конфигурация резца, состав сплава его наконечника и других элементов зависят от материала разрушаемого покрытия, типоразмера рабочего органа и условий эксплуатации.
Для оперативной замены режущих элементов дорожные фрезы, как правило, оснащают вспомогательным оборудованием, в их числе пневматический съемник режущих элементов и гидроустройство для проворачивания барабана.
Привод барабана может быть механическим или гидравлическим.
Механический привод барабана осуществляют от дизельного двигателя через клиноременную передачу и редуктор. Такой имеют в основном холодные фрезы среднего и большого типоразмера. В этом случае устанавливают три-четыре скорости вращения барабана. Приводной ремень нивелирует пиковые нагрузки и исключает повреждения элементов привода. На средних фрезах используют конические редукторы, на больших — планетарные, встроенные в барабан. Таким приводом, например, оснащены машины фирм «Wirtgen», «Terex CMI» и др. Имеются сведения, что потери мощности этого привода на 40 % меньше, чем гидростатического. Как правило, барабан имеет механический привод с передачей крутящего момента от двигателя через муфту сцепления, клиноременную передачу, коробку передач и планетарный редуктор. На рисунке 8.31 представлена кинематическая схема механического привода барабана фрезы.

Гидравлический привод барабана включает гидронасос и гидродвигатель. В этом варианте частоту вращения барабана можно изменять бесступенчато, что имеет немало известных достоинств. Подобный привод имеют отдельные модели малых самоходных фрез на пневмоколесном ходу, в том числе машины модели ДС-197.
На рисунке 8.32 приведен общий вид дорожной фрезы на гусеничном ходу с фронтальным погрузочным конвейером. Фрезерный барабан (на рисунке не виден) срезает слой дорожной одежды заданной толщины, затем отфрезерованный материал с помощью транспортера 7 подают в транспортное средство с возможностью отклонения подачи материала от продольной оси машины на угол 36°, т.е. при движении самосвала по обочине дороги.
Ходовые системы фрез имеют гидравлический привод с автоматически регулируемой системой управления и нагрузки. В системах с пневмоколесными движителями каждое колесо имеет Независимую подвеску. Благодаря этому фреза сохраняет заданный уклон независимо от профиля обрабатываемого полотна. Все ведущие колеса выполнены по схеме «мотор-колесо» со встроенным ступичным планетарным редуктором, что создает возможность эффективного маневрирования в стесненных условиях. Гусеничная ходовая система также имеет гидростатический привод — индивидуальный для каждой гусеницы, которых может быть три или четыре в зависимости от типоразмера фрезы. Бесступенчатое изменение скорости обеспечено в широком интервале рабочих скоростей — от 0 до 50-60 м/мин.

Высокую маневренность обеспечивает рулевое управление. Оно имеет, как правило, четыре режима поворота: только передними или только задними движителями; скоординированный и боковой (так называемый «краб») -одновременно передними и задними движителями. Наличие различных режимов поворота расширяет технологические возможности машины, в том числе в стесненных условиях эксплуатации.
Ведущие производители из СНГ, США, Германии и других стран выпускают машины, оборудованные электронными системами контроля и управления и обладающие широкими возможностями по вскрытию цементобетонных и других покрытий. В зависимости от мощности силовой установки они способны срезать слои дорожной одежды толщиной до 10-30 см с рабочими скоростями в интервале 4-108 м/мин при ширине резания от 0,3 до 3,8 м. Для этого дорожные фрезы оснащают барабанами различной ширины. Например, фирма «Wirtgen» выпускает оборудование с режущими барабанами восьми типоразмеров по рабочей ширине — от 0,3 до 2,0 м при глубине резания до 30 см. В. зависимости от типоразмера диаметр барабана составляет 930-1080 мм при линейном расстоянии между резцами 15 мм (при количестве резцов от 100 до 188 штук). При необходимости изменения ширины резания за счет взаимозаменяемости режущих барабанов их замена на машине может быть проведена всего за два-три часа. Оптимальный баланс мощности обеспечивает высокую производительность и экономичность при выполнении ремонтных работ.
В таблице 8.14 приведены технические характеристики некоторых самоходных дорожных фрез для вскрытия покрытий ряда известных фирм. Как видно из таблицы, машины на гусеничном ходу применяют для больших объемов ремонтных работ с шириной обрабатываемой полосы от 1,0 до 3,8 м, а на пневмоколесном — для малых объемов работ с шириной от 0,3 до 1,0 м, соответственно, в конструкциях этих машин использованы неоднократно упоминавшиеся ранее достоинства гусеничного и колесного оборудования. Колесные фрезы имеют меньшую массу и высокую транспортабельность, что позволяет оперативно перемещать их с одного участка на другой. Гусеничные фрезы обладают большой устойчивостью, что обеспечивает высокую точность технологических операций при ремонте широких полос дорог, а также на крутых склонах.
Капитальный ремонт с повторным использованием материала старого покрытия является ресурсосберегающим мероприятием, которое выполняют по технологии горячего рециклинга. Его сущность состоит в том, что материал старого покрытия срезают, измельчают и смешивают с новыми компонентами (минеральным наполнителем и вяжущим), а затем из полученной смеси формируют новое покрытие.
В свою очередь, в зависимости от места производства различают два метода горячего рециклинга:
— на асфальтобетонном заводе (recycling in plant);
— непосредственно на дороге (recycling in place).

Технологический процесс горячего рециклинга на заводе включает следующие операции:
— срезание старого покрытия холодной или горячей фрезой;
— сбор и погрузка сфрезерованного материала (гранулята) в автотранспортное средство;
— доставка автотранспортом гранулята на передвижной или стационарный асфальтобетонный завод;
— приготовление из старого гранулята и добавленнных минеральных материалов и битума новой АБ смеси;
— доставка автотранспортом полученной горячей смеси на ремонтируемый участок;
— укладка и уплотнение горячей смеси по месту ремонта.
Соответственно, для реализации этого вида рециклинга необходим комплект соответствующих машин и оборудования, состав которого зависит от объемов ремонтных работ.
Для небольших объемов работ можно использовать следующий комплект:
— терморемонтер, оборудованный дорожной фрезой и блоком разогревателей;
— погрузочно-разгрузочное оборудование;
— автотранспорт;
— асфальтоукладчик;
— комплект асфальтовых катков.
Для больших объемов целесообразно использовать следующие машины;
— дорожную (холодную) фрезу;
— автотранспорт;
— асфальтоукладчик;
— комплект асфальтовых катков.
Приведенный состав комплекта для малых работ содержит такую машину как терморемонтер, обеспечивающей разогрев и срезание старого покрытия. В качестве примера можно привести терморемонтер, конструктивная схема которого представлена на рисунке 8.33. Это самоходная однопроходная машина, которая содержит дизельный двигатель 3, барабанную фрезу 10 с гидроприводом 2, блок нагревательных элементов 7, а также механизм 5 перевода блока 7 из рабочего в транспортное положение.

Барабанная фреза представляет собой полый цилиндр, на поверхности которого в определенном порядке (как правило, по винтовой линии) укреплены легкосъемные держатели с резцами из твердосплавных материалов. Нагревательное устройство включает резервуар для газа 4, систему газопроводов, нагревательный блок из инфракрасных излучателей (горелок), регулирующую аппаратуру и др. Для обеспечения устойчивости нагревательных элементов предусмотрены две поддерживающие опоры 6 с гидроцилиндрами управления их положением.
Терморемонтер располагает следующими эксплуатационными возможностями: при мощности двигателя 37 кВт машина обеспечивает фрезерование полосы асфальтобетона шириной 1 м на глубину 45 мм со скоростью до 6 м/мин.
Основным достоинством технологии горячего рециклинга на заводе является повторное использование материала покрытия, что позволяет снизить стоимость ремонта и сохранить толщину покрытия.
К недостаткам следует отнести значительные транспортные расходы, возрастающие с увеличением расстояния от завода до объекта производства работ, а также энергозатраты на производство горячей смеси и разогрев минерального материала.
Технологический процесс горячего рециклинга на дороге производят при помощи комплекса машин, в состав которого входят следующие самоходные машины:
— разогреватель;
— ремиксер;
— комплект катков.
Этот процесс разделяют на следующие методы в зависимости от поставленной задачи:
1) термопрофилирование (reform) — разогрев и срезание старого покрытия, перемешивание полученного гранулята в машине, его укладка, разравнивание и уплотнение на дороге (используют для устранения неровностей покрытий);
2) термогомогенизация (repave) — разогрев и срезание старого покрытия, перемешивание полученного гранулята в машине, его укладка и разравнивание на дороге, укладка на него и уплотнение новой АБ смеси (используют для усиления покрытия и создания нового слоя износа);
3) термосмешение и укладка смеси с добавлением новых компонентов (remix) — разогрев старого покрытия, распределение горячего щебня и битума по поверхности старого покрытия, повторный разогрев и срезание покрытия с нанесенным слоем, перемешивание полученного гранулята в машине, его укладка и уплотнение на дороге (используют для усиления покрытия и восстановления слоя износа);
4) термоукладка с нанесением нового слоя износа (remix phis) — разогрев старого покрытия, укладка на него новой АБ смеси в качестве слоя износа и уплотнение (используют для восстановления покрытия с формированием нового слоя износа).
Все перечисленные работы по восстановлению покрытий на дороге выполняют специализированные однопроходные машины (ремиксеры). Их основным достоинством является выполнение всех операций технологического процесса (за исключением окончательного уплотнения смеси), что обеспечивает значительное ресурсосбережение и высокий уровень экологической безопасности дорожных работ.
Ремиксер представляет собой самоходную однопроходную машину, оснащенную дизельным двигателем и пневмоколесным шасси, газовым оборудованием для нагрева покрытия, гидравлической системой управления рабочими органами и другими агрегатами, а также комплектом рабочего оборудования.
Ремиксеры разделяют по следующим основным признакам:
1) по назначению — для заделки трещин и открытых швов, для восстановления покрытий на малых и больших площадях;
2) по типоразмеру — малые, средние и большие;
3) по виду подогрева — инфракрасными излучателями или горячим (до 600° С) воздухом.
Для выполнения различных методов горячего рециклинга при капитальном ремонте машина имеет следующие рабочие органы;
— нагреватель для размягчения старых покрытий;
— приемный бункер для новой горячей АБ смеси с транспортерами ее подачи в смеситель;
— емкость для вяжущего (битума и др.) с системой распределения;
— фрезу для срезания старого покрытия с системой подачи старого гранулята в смеситель;
— смесительное оборудование для перемешивания старого гранулята и новых компонентов;
— распределительный шнек, обеспечивающий укладку и разравнивание смеси на дороге;
— уплотнительный орган, состоящий из вибробруса и выглаживающей плиты, который обеспечивает профилирование и предварительное уплотнение смеси на дороге;
— автоматизированную систему контроля технологического процесса и управления рабочими органами и агрегатами машины.
На рисунке 8.34 представлена конструктивная схема самоходного ремиксера. Восстановление покрытий по методу «remix» производят следующим образом. Свежую смесь из самосвала загружают в бункер 1, далее транспортерами 2 перемещают через дозировочное устройство 3 в смеситель 11. Одновременно происходит разогрев при помощи нагревательных блоков 16,15 и 14 старого покрытия, которое разрыхляют рыхлителем 14, а полученный гранулят перемещают в смеситель 11. После перемешивания новый материал распределяют по подогретому (блоком 10) ремонтируемому основанию первым шнеком 13 и профилируют отвалом 12. Затем смесь обрабатывают вибробрусом и выглаживающей плитой 7 для предварительного уплотнения. После этого нанесенный слой окончательно уплотняют комплектом катков.
Оборудование для разогрева старого асфальтобетона включает емкости для горючего газа и систему газовых горелок инфракрасного излучения, установленных на специальном шасси или непосредственно перед рыхлителем ремиксера. Оно обеспечивает разогрев старого покрытия до температуры 140-180 °С на поверхности, а также обогрев узлов и агрегатов машины для предотвращения остывания смеси в машине. Горелки объединены в четыре блока, каждый из которых состоит из секций с независимой подачей газа. Оно оснащено устройствами для регулирования мощности излучения за счет изменения давления газа. Кроме того, высоту установки каждого блока можно регулировать в пределах от 50 до 250 мм над обогреваемой поверхностью.

Для разрыхления и срезания разогретого покрытия ремиксер оборудован одним или несколькими (для бесступенчатой регулировки ширины фрезерования) фрезерными барабанами, на которых по винтовой линии установлены резцы, что позволяем одновременно с разрыхлением производить перемешивание смеси, Добиваясь ее однородности. Вращение фрезерного барабана осуществляют гидроприводом, который также изменяет глубину фрезерования. Размеры частиц асфальтобетонного гранулята зависят от скорости вращения барабана и глубины фрезерования. Система управления рыхлителем позволяет обходить люки, колодцы и островки безопасности.
Дозированную подачу битума в зону рыхления и перемешивания производят из обогреваемой емкости при помощи системы форсунок.
За рыхлительным барабаном расположен планирующий отвал, который может выполнять несколько функций. При использовании методов «reshape» и «repave» он служит для профилирования разрыхленного материала, а при использовании метода «remix» играет роль щита шнека, собирающего остатки материала в смеситель принудительного действия.
Принудительное перемешивание материала старого покрытия, нового материала и вяжущего осуществляют в двухвальном смесителе, имеющем вращающиеся в противоположные стороны валы, лопасти которых могут изменять свое положение относительно друг друга для оптимизации процесса перемешивания. При необходимости дополнительного добавления битума в смесь используют систему форсунок, которой оборудован смеситель. Смеситель обогревают инфракрасными излучателями.
Новую АБ смесь загружают в приемный бункер, откуда наклонным транспортером-питателем подают в бункер дозатора, оборудованный шибером для дозирования, а затем горизонтальным транспортером — в смеситель. Скорость подачи смеси транспортерами зависит от скорости движения ремиксера.
Укладываемая смесь (в виде валика) выходит из смесителя и равномерно распределяется основным шнеком по поверхности переработанного и разровненного покрытия. Как правило, его дополнительно прогревают инфракрасными излучателями для обеспечения максимального сцепления слоев, достигаемого только при укладке горячего материала на горячее основание.
Точность укладки обеспечивает укладочный брус вибрационного действия, конструкция которого позволяет формировать заданный поперечный профиль укладываемого слоя, а также регулировать ширину укладки, согласуя ее с шириной рыхлительного барабана. Наличие системы подогрева и вибробруса позволяет достичь высокого качества укладки и степени предварительного уплотнения. Управлять положением укладочного бруса можно как вручную, так и автоматически.
Система контроля и управления обеспечивает согласование операций технологического процесса горячего рециклинга (частоту вращения фрезерного барабана, дозировку битума и свежей асфальтобетонной смеси) со скоростью движения ремиксера, управление укладочным брусом, а также функции контроля работы и диагностики систем и агрегатов машины.
При использовании методов «repave» с перемешиванием и «remix plus» перед укладочным вибробрусом устанавливают дополнительный брус, который разравнивает разрыхленный материал или его смесь с новой асфальтобетонной смесью, подаваемой системой транспортеров из приемного бункера и распределяемой по ширине полосы вторым распределительным шнеком, после чего укладочным брусом оба слоя формируются и предварительно уплотняются.
На рисунке 8.35 приведена типичная кинематическая схема ремиксера. Как видно из схемы, машина полностью гидрофицирована, что обеспечивает бесступенчатое изменение скорости перемещения машины и транспортеров, частоты вращения фрезерного рыхлителя и смесителя, а также частоты вибрации трамбующего бруса и выглаживающей виброплиты.

Окончательное уплотнение осуществляется по традиционной технологии гладковальцевыми виброкатками и пневмоколесными катками статического действия.
Ведущие производители машин для горячего восстановления АБ покрытий выпускают ремиксеры различных типоразмеров, предназначенные для выполнения дорожных работ различного масштаба. В таблицах 8.15 и 8.16 приведены основные характеристики ремиксеров, которые производят фирмы «Wirtgen» (Германия) и «Каlоttikоnе» (Финляндия). Эти машины полностью гидрофицированы и имеют системы компьютерного контроля и управления рабочими органами и агрегатами, в том числе с использованием спутниковой космической навигации.

Как видно из таблицы 8.15, фирма «Wirtgen» выпускает ремиксеры трех размеров. Ремиксер 300/600 является вспомогательной машиной и предназначен для заделки крупных трещин и открытых швов между уложенными полосами АБ покрытий. Он имеет две фиксированные ширины рабочей зоны — 0,3 и 0,6 м. Ремиксер 2500 является основной машиной комплекса для восстановления покрытий на средних по масштабу работ площадях и располагает возможностью плавного изменения ширины в диапазоне от 1,5 до 2,5 м. И наконец, самая производительная машина этого типоразмерного ряда — ремиксер 4500 — предназначена для восстановления дорожных покрытий на больших участках и площадях. Ширину обрабатываемой полосы также можно плавно регулировать при помощи гидравлического привода в пределах от 3,0 до 4,5 м.
Ремиксер модели КМ 3000 RS имеет расширенные технологические возможности за счет большой глубины рыхления (до 280 мм), что позволяет осуществлять капитальный ремонт покрытий с применением технологии холодного рециклинга, выполняя фрезерование не только покрытия, но и основания.
Как правило, в комплексы машин для горячего рециклинга входят энергесберегающие разогреватели. Разогрев ремонтируемого асфальтобетонного покрытия «Wirtgen» производит разогреватель модели НМ 4500, а «Каlоttikоnе» — разогреватель модели Есоhеаtеr.

Например, разогреватель НМ 4500 (рабочая масса 20 т) является самоходной пневмоколесной машиной, содержащей цистерну со сжиженным газом (объемом 6000 л), газопроводы, блоки газовых горелок инфракрасного излучения (тепловой мощностью до 2,7 МВт) с системой управления интенсивностью излучения и положением горелок. Он обеспечивает разогрев покрытия шириной до 4,7 м и площадью до 40 м2.
Помимо разогрева покрытий при помощи инфракрасного излучения, применяют обогрев горячим воздухом. Новую технологию разогрева покрытия в процессе горячего рециклинга разработала фирма «Маrtесh» (Канада), которая выпускает комплект машин модели АR 2000. Ширину обрабатываемой полосы можно изменять в диапазоне 3,3-4,0 м при глубине разогрева до 50 мм и скорости движения комплекта 5-7 м/мин. Разогрев покрытия производят нагретым до 600 °С сжатым воздухом.

Подогрев воздуха для проведения операции разогрева покрытия производят сжиганием газа или дизельного топлива. Разогревающее устройство в виде герметического кожуха плотно прижимают к поверхности покрытия. В пространство между покрытием и разогревателем с одной стороны нагнетают компрессором горячий воздух, а с другой стороны откачивают вакуумным насосом. Для повышения эффекта прогревания слоя асфальтобетона в покрытии просверливают отверстия. Откачанный горячий воздух снова поступает в компрессор, т. е. циркулирует по замкнутому контуру. Как считают разработчики, эта технология разогрева способствует многократному снижению потерь тепловой энергии по сравнению с применением горелок инфракрасного излучения, полностью исключает выгорание битума и пережог смеси, а также выделение выбросов газа, дыма и пыли в атмосферу.
Для того чтобы оценить роль и эффективность предварительного разогрева асфальтобетона перед фрезерованием, достаточно сопоставить сопротивления его рыхлению в холодном и разогретом состоянии. Итак, коэффициент удельного сопротивления фрезерованию kр составляет:
— для холодного асфальтобетона — 4-10 МПа;
— для разогретого — 0,05-0,06 МПа.
При проектировании ремиксеров основными расчетами являются тяговый и энергетический. К основным характеристикам ремиксеров следует отнести Мощность силовой установки и массу машины, ширину и толщину срезаемого и наращиваемого слоя покрытия, вместимости емкости для вяжущего и бункера для смеси, рабочие и транспортные скорости. Расчеты включают определение параметров машины и отдельных рабочих органов, выполнение тягового расчета в рабочем и транспортном режимах, баланс мощности, расчеты гидравлической системы и подбор гидрооборудования для управления рабочими органами и механизмами машины.
Тяговый расчет проводят на основе анализа уравнения тягового баланса. Для ремиксера, оснащенного комплектом рабочих органов для восстановления АБ покрытий, общая сила сопротивления при его работе включает следующие сопротивления:
— перемещению машины Wпер;
— резерованию разогретого асфальтобетона Wф;
— планированию смеси отвалом Wпл;
— трению рабочих органов по укладываемой смеси Wтр;
— перемещению призмы волочения перед рабочими органами Wпр.
Перечисленные силы можно найти из следующих выражений:
1) сопротивление перемещению ремиксера (Н)

2) сопротивление разогретого асфальтобетона фрезерованию (Н)

3) сопротивление планированию отвалом (Н)

4) сопротивление сил трения рабочих органов по смеси (Н)

5) сопротивление перемещению призмы волочения перед рабочими органами (Н)

Силовая установка должна развивать силу тяги Т, достаточную для преодоления всех сил сопротивления, возникающих при работе машины,

Зная мощность двигателя, можно определить силу тяги из выражения

Баланс мощности ремиксера. При проверке или оценке мощности силовой установки машины следует определить энергопотребление всех агрегатов и рабочих органов ремиксера в рабочем режиме. В общем случае мощность силовой установки расходуется на привод следующих механизмов:
— механизма передвижения в рабочем режиме;
— смесителя;
— ленточных транспортеров-питателей;
— фрезерного барабана;
— распределительного шнека;
— трамбующего бруса;
— выглаживающей плиты;
— вспомогательных механизмов.
Для определения энергопотребления отдельных механизмов, т.е. их мощности (кВт) используют следующие выражения:
1) для механизма перемещения ремиксера

2) для привода смесителя

3) для привода ленточных транспортеров-питателей (наклонного и горизонтального)

4) для привода фрезы

При необходимости можно проверить мощность привода фрезы по формуле

5) для привода распределительного шнека

6) для привода трамбующего бруса

7) для привода вибрационной плиты

8) для привода вспомогательных механизмов

Таким образом, общая мощность, затрачиваемая на рабочий процесс,

При проектировании разогревателей асфальтобетона следует произвести ряд расчетов, в том числе определение основных размеров разогрева-теля, тепловой расчет оборудования, тяговый расчет самоходной машины, а также баланс мощности.
Тепловой расчет асфальторазогревателей включает определение характеристик системы разогрева для установления необходимого расхода топлива или электрической энергии, в том числе времени нагрева до заданной температуры, плотности теплового потока и скорости перемещения разогревателя.
К исходным данным относятся требуемая производительность машины, толщина разогреваемого слоя, температуры начала и окончания разогрева покрытия и др.
Основные размеры разогревателя устанавливают конструктивно, чтобы ширина блока нагревателей не превышала поперечный габарит базового шасси.
В качестве нагревателей, как правило, используют газовые горелки инфракрасного излучения, которые имеют большой коэффициент выхода лучистой энергии (50-60 % всего затраченного тепла). На рисунке 8.35 представлена принципиальная схема газовой горелки инфракрасного излучения.

Горящий газ выходит из форсунки 5 и попадает в инжектор 4, в котором смешивается с воздухом. Далее газовоздушная горящая смесь из инжектора поступает в распределительную коробку 2 и выходах через каналы 1, передавая тепло керамическому насадку 3. Он нагревается до температуры 850-900 °С и становится источником инфракрасных лучей.
Расход газа определяют по предельной тепловой нагрузке (кДж/м3) из выражения

Число газовых баллонов определяют, исходя из числа одновременно работающих горелок и времени их непрерывной работы.
Время непрерывной работы (ч) горелок

Вместимость баллонов (м3) зависит от их числа:

Вместимость баллона по газу Vг

Запас сжиженного газа в баллоне (кг)

Таким образом, подставив в формулу (8.85) выражения (8.86)-(8.88), получим время непрерывной работы горелок

Расход тепла на нагрев АБ покрытия определяют из следующих соображений. Необходимую мощность излучения, т.e. плотность теплового потока на поверхности покрытия (Вт/м2) определяют из условия постоянства теплового потока:

Время нагрева асфальтобетона на глубину h до заданной температуры Т

Высоту установки горелок над покрытием (м) определяют через плотность теплового потока из формулы

Режим работы разогревателя зависит от его скорости и длины блока разогревателя

Подставив в формулу (8.93) выражение (8.91), получим соотношение

Тяговый расчет самоходных разогревателей состоит в определении сил сопротивления, возникающих при передвижении машины в рабочем режиме. В зависимости от набора рабочих органов имеются два варианта расчетов: во-первых, разогревателя, оснащенного только блоком инфракрасных излучателей; во-вторых, разогревателя, снабженного блоком излучателей и фрезерным барабаном.
Если разогреватель имеет только блок излучателей, при перемещении в рабочем режиме следует учитывать только сопротивление его перемещению.
Если же в комплект рабочего оборудования входят и излучатели, и фреза, тогда суммарное сопротивление его передвижению в рабочем режиме включает две составляющие:
— сопротивление перемещению машины Wпер;
— сопротивление резанию разогретого асфальтобетона Wф.
Сопротивление перемещению разогревателя (Н)

Сопротивление фрезерованию разогретого асфальтобетона (Н)

Таким образом, общая сила сопротивления

Двигатель разогревателя должен развивать силу тяги Т, которая преодолевает силы сопротивления, возникающие при работе машины:

Силу тяги (Н) можно определить по формуле

Кроме того, следует проверить силу тяги по сцеплению, считая, что коэффициент сцепления для пневмоколесного движителя по асфальтобетону ?сц = 0,5…0,6.
Баланс мощности разогревателя, как и любой другой машины, состоит в определении мощности силовой установки машины (или проверке мощности уже выбранного двигателя), необходимой для привода хода машины и привода ее рабочего оборудования, которая соответствует энергозатратам на преодоление указанных сопротивлений.
Мощность (кВт), необходимая для привода хода разогревателя.

Мощность (кВт), необходимая для привода фрезы.

Соответственно, мощность силовой установки должна быть больше суммы указанных мощностей:

При необходимости оценки сопротивлений, возникающих в транспортном положении, следует учитывать сопротивление передвижению машины Wпер и сопротивление от сил инерции поступательно и вращательно движущихся масс при трогании машины с места Wi.
Силу сопротивления инерционных сил (Н) определяют по формуле

По общей силе сопротивления в транспортном режиме можно проверить мощность подобранного двигателя разогревателя.

Важнейшие аспекты минерагении россыпей шельфовых областей России отражены в комплекте карт россыпной минерагении, составляющих часть атласа «Геология и полезные ископаемые шельфов России». На примере шельфовых областей России видно, что последние гетерогенны по своему строению и стилю развития, а также по особенностям россыпной специализации, которая определяется: 1) спецификой, возрастом и соотношением россыпеобразующих геологических и рудных формаций складчатого основания шельфового прогиба и его континентального обрамления; 2) особенностями рудных формаций платформенного этапа развития; 3) характером россыпной специализации, которая в свою очередь, определяется: (а) свойствами, возрастом и соотношением россыпеобразующих геологических и рудных формаций складчатого основания шельфового прогиба и его континентального обрамления; (б) особенностями рудных формаций платформенного этапа развития; (в) присутствием в составе осадочного платформенного чехла терригенных пород, играющих роль промежуточных коллекторов россыпеобразующих минералов. Эти факторы определяют комплексный характер россыпной минерализации практически всех шельфовых провинций и особенности ее пространственного размещения (рис. 7.3, таблица 7.1).

В западной части Арктической шельфовой области в качестве главных первичных источников россыпеобразующих минералов выступают древние кристаллические породы Фенноскандии, поставляющие в россыпи высокоустойчивые минералы-акцессории (циркон, ильменит, монацит, рутил, дистен) в меньшей мере, рифейские зеленосланцевые породы Тиманского поднятия (источники ильменита и золота), а также щелочные и ультраосновные-щелочные породы платформенного этапа активизации Восточно-Европейской платформы (кимберлиты, лампроиты, нефелиновые сиениты, карбонатиты) — источники алмазов и редкометалльных минералов. В качестве промежуточных коллекторов выступают палеозойские (карбон-девонские) терригенные породы — концентраторы золота, алмазов, редкометалльных минералов (колумбит, куларит, циркон), минералов титана и силикатов-абразивов (силлиманит, гранат). Роль мезозойских промежуточных коллекторов не ясна.

В центральной части Арктического бассейна главными источниками россыпеобразующих минералов являются комплексы верхнепротерозойских пород восточного фланга Баренцево-Карской платформы, обнажающиеся в виде выступов в пределах Североземельской островной морфоструктуры, и нижнепалеозойские флишоидные породы зеленосланцевой, местами амфиболитовой фации метаморфизма (полимиктовые и граувакковые песчаники, серицит-хлоритовые сланцы) Таймыро-Североземельской складчатой системы. Главными источниками золота в россыпях Северного Таймыра и о-ва Большевик послужили образования золото-углеродистой (черносланцевой), золото-кварцевой и золото-сульфидно-кварцевой формаций, связанные с породами рифейского возраста; нижнепалеозойские метапелиты выступали в качестве региональных источников ильменита в пляжевых россыпях северного побережья Таймыра. Имеются также определенные предпосылки для обнаружения МПГ россыпной минерализации.

Главное влияние на минерагенический облик западной части Лаптевского шельфового бассейна оказывает Сибирская платформа, а именно ее северная окраина — Анабаро-Оленекское междуречье, где находятся поля кимберлитов, поставлявших алмазы и их спутники в промежуточные коллекторы юрско-нижнемелового возраста, выполняющие Лено-Анабарский прогиб. В качестве возможных промежуточных коллекторов минералов кимберлитового комплекса могли также выступать более древние осадочные породы северо-восточного обрамления платформы нижнекембрийские, нижнекарбоновые, пермские и триасовые, в которых установлены минералы «алмазной» ассоциации — хромшпинелиды, хромистые пиропы, пикроильмениты.

Минеральный состав россыпей Восточно-Арктического шельфа (ВАШ) определяется его заложением преимущественно на складчатом основании северного фланга пояса азиатских мезозоид с их отчетливой оловянно-золотой минерализацией. В качестве сопутствующих минералов в россыпях могут присутствовать редкоземельные — в виде куларита в области размыва пород черносланцевой формации, и редкометалльные минералы — в виде колумбита на площади срединных массивов. По сравнению с прилегающей сушей в шельфовой области в питании оловянных россыпей принимают участие коренные источники преимущественно касситеритосиликатной формации, причем, как правило, слабо и умеренно эродированные. Это определяет два важных обстоятельства: во-первых, доминирование в шельфовых россыпях касситерита относительно малой крупности, во-вторых, значительные перспективы коренного оруденения. Особый тип источников россыпных концентраций мамонтового бивня, характерных исключительно для этого сектора шельфовой области, составляют отложения верхнеплейстоценового ледово-лессового комплекса. Кроме того, на ранних этапах кайнозойского россыпеобразования значительную роль могли играть и региональные источники питания в виде промежуточных коллекторов, поставлявших в прибрежную зону эоценового-олигоценового бассейна тяжелые минералы повышенной устойчивости, накапливавшиеся в комплексных ПМР.

Принадлежность Дальневосточного сектора шельфовой области России к активным континентальным окраинам определяет специфический полиминеральный профиль этой области — Au, Fe-Ti, МПГ, при незначительной доле оловянных, хромитовых, комплексных (титано-циркониевых) и янтарных ПМР. При этом россыпеобразующие свойства золоторудных и платинометалльных формаций, сопровождаемых богатыми россыпями в континентальных условиях, на шельфе не реализуются в полной мере в силу особенностей его кайнозойской истории. Исключение составляет платиновометалльная россыпь о. Феклистова. Невелики перспективы и хромитовых россыпей, главным районом развития которых является северная часть о-ва Сахалина. Более реальны перспективы железистых (титаномагнетитовых) ПМР, связанных с вулканогенно-осадочными комплексами областей андезитового магматизма (п-в Камчатка, Курильские о-ва); отдельные россыпи этого типа могут достигать промышленного уровня. В качестве потенциального (пока проблематичного) источника алмазов в шельфовых россыпях могут рассматриваться и породы кимберлитового/лампроитового комплекса, с которыми связаны ореолы рассеяния минералов «алмазной» ассоциации (пиропа, хромшпинелидов, оливина, хромдиопсида и пр.) и единичные находки мелких алмазов в прибрежно-морских отложениях Японского моря (данные А.И. Ромашина и Л.А. Изосова).

Особый минерагенический облик свойственен Балтийской россыпной провинции, которая является крупнейшей янтареносной провинцией Мира. В ее составе присутствуют также титановые минералы и циркон. Источником янтаря, относящегося к группе каустобиолитов, являются угленосные формации верхнего мела-эоцена с флорой голосеменных пород (Gypnospermae), однако промышленные концентрации янтаря возникают при его переотложении в морской среде, где происходит его изменение с образованием янтарной кислоты, в силу чего янтарь приобретает необходимые ювелирно-поделочные свойства.

Формирование шельфовой россыпной минерализации Азово-Черноморского бассейна, находящегося в границах России, происходит за счет региональных источников питания — расположенных на севере кристаллических пород Азовского щита и осадочных пород чехла Русской плиты, а на юге поднятия Главного Кавказского хребта. Главные пути поступления тяжелых минералов — (Пра)-Дон с притоками и (Пра)-Кубань, поставляющие в береговую зону сарматского миоценового бассейна и в современную береговую зону тяжелые рудные минералы (ильменит, рутил, лейкоксен, циркон) и сопутствующие им гранат, ставролит, корунд, эпидот, мелкие алмазы и тонкое золото.

В соответствии со структурными различиями шельфовых областей и внутриконтинентальных бассейнов и отмеченными особенностями их минерагенической специализации в пределах шельфовых областей России выделяются четыре собственно шельфовые россыпные мегапровинции -Западно-Арктическая, Центрально-Арктическая, Восточно-Арктическая и Дальневосточная. На площади этих провинций располагаются около 20 россыпных зон с 47 россыпными и потенциально россыпными районами, в том числе 21 район с россыпными месторождениями и россыпными проявлениями, в различной мере разведанными и оцененными. В их числе 32 золотоносных россыпных района, в том числе 13 на арктическом шельфе, 7 оловоносных россыпных районов, из которых безусловным лидером является Северо-Ляховский район, и 3 россыпных района с железистыми (титаномагнетитовыми) россыпями. Кроме того, в Восточно-Арктической мегапровинции выделяется несколько районов развития россыпей ископаемого мамонтового бивня.

Современный уровень изученности шельфовых областей позволяет считать, что в ряде районов имеются перспективы обнаружения рудных объектов, т.е. они могут рассматриваться как потенциально рудно-россыпные районы. Рудные источники представлены как рассеянной минерализацией, так и самостоятельными месторождениями, в том числе промышленного уровня. Среди россыпных районов, приуроченных к островным морфоструктурам, наибольший интерес с точки зрения возможности обнаружения масштабного коренного оруденения представляют Североземельский золотоносный район и Северо-Ляховский оловоносный район.

Значительный россыпной потенциал связан также с находящимися в пределах зоны экономических интересов России кайнозойскими бассейнами и палеобассейнами внутренних морей — Балтийского, Черного и Азовского.

Таким образом, рассматривая шельфовые области как самостоятельный объект минерагенического анализа, с учетом шельфов внутренних морей в России могут быть выделены следующие россыпные мегапровинции и провинции (см. рис. 7.3 и таблицу 7.1):

1. Западно-Арктическая мегапровинция (Беломоро-Баренцевоморская) — комплексные титано-циркониевые и титан-цирконий-редкометалльные и гранатовые ПМР, находки алмазов.

2. Центрально-Арктическая мегапровинция (восточная часть Карского моря и западная часть моря Лаптевых) — россыпи золота, россыпные проявления тяжелых минералов (комплексные ПМР), титановых минералов, потеницальная алмазоносность.

3. Восточно-Арктическая мегапровинция (восточная часть моря Лаптевых, моря Восточно-Сибирское и Чукотское) — россыпи олова и золота {попутно редкие и редкоземельные минералы), россыпи мамонтового бивня, агатов.

4. Дальневосточная мегапровинция (моря Берингово, Охотское, Японское) — россыпи и россыпные проявления золота, МПГ, железистых песков (титаномагнетита), оловоносные, хромитовые, комплексные титаноциркониевые, янтареносные.

5. Балтийская провинция (Гданьский залив) — россыпи янтаря, комплексные россыпи тяжелых минералов.

6. Азово-Черноморская провинция — комплексные титано-циркониевые россыпи и россыпные проявления, концентрации мелкого и тонкого золота в песчано-гравийных смесях (ПГС) в пляжевых и донных осадках.

Первые три мегапровинции располагаются в пределах пассивных шельфов, Дальневосточная мегапровинция тяготеет к активной шельфовой области, а две последние провинции связаны с морями внутриплитных бассейнов.

Не только качество самого замка влияет на его охранные свойства, но и грамотность установки. Врезка замков в металлические двери является более сложным процессом, нежели работа с деревянными дверьми, поэтому на них мы и остановимся подробнее.

Для начала, стоит отметить, что толщина замка должна быть равна толщине двери (или быть чуть меньше). Если замок будет сильно толще, это не помешает его установить, но нарушит эстетичность, впрочем, когда нужна срочная замена замков в металлической двери в Москве, этим можно и пренебречь.

Устанавливать лучше два замка различных типов. Один из этих замков обеспечивает закрытие на длительное время, в то время, как второй используется как временная защелка, и к нему не предъявляется особенно высоких требований. Для замков первого типа, рекомендуется выбирать сувальдные модели, а для второго подойдут любые.

Итак, что мы должны увидеть, когда врезка замков в металлические двери завершена?

1. Замок установлен ровно, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Если это не так, засов замка может не попадать в выемку в стене или притираться к ней. Допускать подобного нельзя.

2. Выемка под засов должна быть сделана точно под его размер: ни больше, ни меньше.

3. Торцевая часть выемки должна быть прикрыта специальной пластиной, которая выполняет несколько функций: не дает стене крошиться и мешает проникнуть к засову каким-либо инструментом.

4. Замок должен быть надежно закреплен как с торцевой стороны двери, так и к ее полотну (с внутренней стороны внешней стальной пластины). Крепление, как правило, выполняется саморезами.

5. Если дверь разборная, то после установки замка, она должна быть аккуратно собрана в том виде, в каком была изначально.

6. В неразборной двери, место под замок придется вырезать, так как снимать один из стальных листов для этой цели нецелесообразно (для того, что бы обеспечить тот же уровень прочности, какой был до разборки, лист придется приваривать).

7. Декоративные элементы двери не должны быть повреждены (за исключением удаления мешающих установке или работе замка частей).

8. Торцевые части обработанных металлических участков двери (спилы, например) должны быть отшлифованы напильником или закрыты декоративными накладками, иначе о них можно порезаться.

9. После установки замка, останется металлическая стружка, которая должна быть сразу же убрана.

Гидроизоляция – это одна из основных стадий строительства монолитных и железобетонных конструкций.

В железобетонной конструкции присутствует рабочий, холодный и деформационный шов. Выполнить их гидроизоляцию можно при помощи ПВХ гидрошпонки. Детальнее о ней читайте на сайте специализированной компании: https://stsgeo.ru/gidroshponki/.

Принцип действия гидрошпонки простой. Это своеобразная лента для изоляции из поливинилхлорида, которая оснащена рёбрами. Это ребро призвано удлинить путь воды, которая попала на материал. Шпонка без труда монтируется и стыкуется между собой. Для монтажа не нужно использовать специальное оснащение. Требуется только строительный фен для стыковки и вязальная проволока. Последняя позволяет прикрепить гидрошпонку к арматурному каркасу. Всё это встречается на любой строительной площадке. Эксплуатация гидрошпонки способствует сокращению времени работы строителей и уменьшению затрат на выплату им заработной платы.

Технология гидрошпонки позволяет выполнить герметизацию холодных, деформационных и рабочих швов. Она подходит для герметизации швов в напольных поверхностях и плитах перекрытия аквапарков, тоннелей, сооружений для очистки воды и хранилищ зерна.

Гидрошпонка выдерживает стоки, слабые щелочные раствора, нефть и другие жидкости

Гидрошпонка конструируется так, чтобы обеспечить надёжное крепление в бетон. На каждой стороне изделия присутствуют продольные выступы. Они обеспечивают равномерное распределение нагрузки по всей площади деформационного шва. Выступы также ограничивают проникновение влаги сквозь гидрошпонку. Гидрошпонки с гидропрокладками гарантируют больший резерв деформации, чем образцы без них.

Среди плюсов использования гидрошпонок называют:

• Используются при перерыве бетонирования монолитных конструкций;
• Можно применять в конструкциях, к которым предъявляют строгие требования в плане герметичности;
• Допускается эксплуатация изделий в самых суровых климатических условиях. Сохраняет свои свойства при низких температурах;
• Справляется с большими нагрузками воды с наружной и с внутренней стороны.
• Незамысловатая установка;
• Не нужно корректировать арматурный каркас.

Для арматуры, напрягаемой электротермическим методом, применяется сталь тех же марок, что и при других способах натяжения. Наибольшее распространение электротермический метод получил при натяжении стержневой арматуры классов A-IIIв, A-IV и Ат-IV. Однако известны случаи электротермического натяжения высокопрочной проволоки и опытные работы в производственных условиях по электротермическому натяжению прядевой (канатной) арматуры.
Виды напрягаемой арматуры для железобетонных конструкций описаны в разных работах и нормативных документах. Здесь мы ограничимся вопросами, представляющими особый интерес для электротермического натяжения. К ним относятся: влияние нагрева на свойства арматурной стали, коэффициенты линейного расширения разных видов арматурной стали при электронагреве до разных температур и сравнительная экономическая оценка разных видов напрягаемой арматуры.

В отличие от арматурной стали классов А-I, A-II, и A-III арматура класса A-IV, как правило, не обладает физическим пределом текучести, и поэтому для таких марок стали, что относится и к высокопрочной проволоке, введено понятие условного предела текучести ?0,2 и условного предела пропорциональности ?0,02 (рис. 2.1).
?0,2 — напряжение, при котором остаточная деформация достигает 0,2% длины участка измерения. Эта характеристика хорошо определяет границу между участком диаграммы с преимущественными упругими деформациями и участком с преимущественными пластическими деформациями.
?0,02 — напряжение, выше которого возникают остаточные деформации, поддающиеся точному замеру.
Выяснению влияния температуры нагрева при электротермическом натяжении на свойства арматуры посвящен ряд исследований.
Работы С.А. Мадатяна показали, что при нагреве стали класса A-IV марки 30ХГ2С до температуры 250—300° С c последующим охлаждением постепенно до 15—20° С ее свойства практически не меняются. Если же эту сталь нагреть до 350—400° С, то после остывания ее свойства существенно улучшатся. Условный предел текучести увеличивается на 18—20%, а предел пропорциональности— на 30—40%. Улучшаются также пластические свойства стали, относительное удлинение при разрыве возрастает на 15—20%. Временное сопротивление практически не меняется. При большем повышении температуры нагрева снижается временное сопротивление; это снижение становится существенным при температуре выше 550° С. В связи с этим рекомендуется не нагревать арматуру из стали марки 30ХГ2С больше чем до 500° С.
Практически, как показано ниже, сталь класса А-IV нужно нагревать до температуры 300—350° С, что обеспечивает получение необходимых предварительных напряжений, с учетом податливости форм, смещения анкеров и удобства укладки арматуры в упоры. В то же время, как было показано, для улучшения свойств стали ее следует нагреть до 400° С. Поэтому, наряду с наибольшей допустимой температурой, устанавливается понятие рекомендуемой температуры нагрева, которую для стали марки 30ХГ2С можно принять равной 400° С.
Опыт показал, что длительность нагрева в пределах от 2 до 10 мин (скорость нагрева 0,7—3 град/сек) практически не влияет на свойства стали. Более длительный нагрев (1 ч и более) приводит к заметному снижению прочностных показателей стали уже при температуре нагрева примерно 450° С. Это было показано в опытах Л.П. Эпштейн с нагревом стержней не сопротивлением электротоком, а в печах.
Вследствие недостаточного количества выпускаемой стали класса A-IV на заводах сборного железобетона применяют также стержневую арматуру из стали классов А-IIв и А-IIIв, получаемую путем холодной вытяжки стали классов A-II и A-III.

Влияние электронагрева на сталь марок Ст.5, 25Г2С и 35ГС, упрочненную вытяжкой, аналогично влиянию на сталь 30ХГ2С. Здесь также при определенных температурах нагрева происходит снятие внутренних напряжений и улучшение свойств стали. По опытам Б.Я. Рискинда, проведенным в 1956—1959 гг., было установлено, что при нагреве до 300—350° С и последующем остывании до 15—20°С предел текучести возрастает на 10—15%. После нагрева до 400—450° С предел текучести начинает снижаться по сравнению с наибольшим его значением, получаемым после нагрева до 300—350° С.
При упрочнении стали вытяжкой модуль ее упругости снижается с 2-2,2*10в6 кГ/см2 до 1,5-1,7*10в6 кГ/см2. В результате электронагрева и последующего охлаждения модуль упругости упрочненной стали возрастает до 1,9—2,1*10в6 кГ/см2 при напряжениях 3000—4000 кГ/см2.
Примерно такие же данные были получены С.А. Мадатяном в 1961 г. при определении влияния электронагрева на сталь марки 35ГС, упрочненную вытяжкой. Длительность нагрева составляла 4—5 мин. Нагрев до 300—400° С приводил к увеличению предела текучести на 10%. При нагреве выше 500° С наблюдалось снижение предела текучести. Характер влияния электронагрева на свойства стали показан на рис. 2.2.
Опыты показывают, что некоторые марки стержневой арматуры, применяемой в качестве напрягаемой, имеют относительно низкие значения пределов пропорциональности и упругости. При напряжениях, превышающих эти пределы, диаграмма напряжение — удлинение довольно существенно отклоняется от прямой линии. Это обстоятельство представляет практический интерес, так как влияет на величину удлинения арматуры, обеспечивающую необходимое начальное предварительное напряжение.
Такое отклонение от прямой линии обнаружено в арматуре класса A-IIIв из марок стали 25Г2С и 35ГС, упрочненной вытяжкой, а также в стали класса A-IV марки 30ХГ2С и 20ХГ2Ц (рис. 2.3). Для стали марки 80С и термически упрочненной зависимость напряжение — деформация остается практически линейной в пределах назначаемых предварительных напряжений.

Для электротермического натяжения важно знать величины коэффициентов линейного расширения арматурной стали. В настоящее время еще нет достаточно достоверных значений этих коэффициентов для всех видов арматуры.
В табл. 2.1 приведены значения коэффициента линейного расширения стержневой и проволочной арматуры, необходимые для расчетов нагрева арматуры при электротермическом натяжении. Табл. 2.1 составлена по разным источникам, и ее данные характеризуют наши современные знания в этой области.

В табл. 2.2 приведены основные характеристики различных видов арматурной стали. Данные по арматуре классов A-I, AII и A-III, которая, как правило, не используется для напрягаемой арматуры, даны для сравнения.

Для суждения о сравнительной экономичности разных видов напрягаемой арматуры необходимо учитывать цену металла, относительный расход арматуры и стоимость ее переработки (заготовка, укладка и натяжение). В отдельных случаях может оказаться необходимым учесть также влияние вида напрягаемой арматуры на другие технологические операции.
В качестве одного из основных показателей экономичности арматуры обычно принимают относительную стоимость стали, равную отношению ее цены к расчетному сопротивлению, т. е. цена (условная) единицы сопротивления. Естественно, что здесь следует учитывать не временное сопротивление и не предел текучести, так как они не характеризуют расхода арматуры.
Относительная стоимость была предложена в качестве характеристики экономичности в 1940 г., т. е. в то время, когда не было высокопрочной стержневой арматуры класса A-IV, появление которой внесло существенные коррективы. Дело в том, что в соответствии с действующими нормами большинство предварительно напряженных железобетонных конструкций относится ко второй категории трещиностойкости (при нормативной нагрузке трещины не допускаются), если арматура проволочная, или к третьей категории (при нормативной нагрузке допускаются трещины ограниченного раскрытия), если арматура стержневая.
Для обеспечения трещиностойкости при нормативной нагрузке приходится принимать больше проволочной арматуры, чем требуется но условиям прочности. Поэтому ее расчетное сопротивление используется намного меньше, чем стержневой, количество которой, определенное по условиям прочности, обычно достаточно для ограничения раскрытия трещин.
ВНИИЖелезобетоном был проведен анализ типовых проектов предварительно напряженных железобетонных конструкций для промышленных зданий. В этих проектах имеются варианты напрягаемой арматуры в виде стержней из классов А-IIIв или A-IV и в виде проволоки или прядей (канатов).
По показателям типовых проектов определялся коэффициент относительного использования расчетного сопротивления арматуры

Если расчетные сопротивления проволочной и стержневой арматуры использований одинаковой степени, то Vп(Fп)Rа.п = Vс(Fс)Rа.с, т. е. К=1. Неравенство VпRа.п>VcRa.c означает, что расчетное сопротивление прядевой арматуры использовано в меньшей степени, чем расчетное сопротивление стержневой арматуры, так как Fп > Rа.с/Rа.п Fc.
Типовые конструкции делятся на две неравные группы. Первая, основная, группа содержит большинство изделий: в них при проектировании принята вторая категория трещиностойкости при проволочной или прядевой арматуре и третья при стержневой.
Для кровельных плит 3×12 м (серии ПК-01-99 и ПК-01-100) всех типоразмеров К>1 и в среднем из девяти полученных результатов К=1,22.
В проектах стропильных балок односкатных (ПК-01-116) и для плоских кровель (ПК-01-01/64) среднее из 32 результатов К=1,38. Для подстропильных балок (ПП-09-63/64, вып. 1) К=1,57, а для подстропильных ферм и стропильных под плоскую кровлю (ПК-01-02/62) получено в среднем из 47 значений К=1,15.
При экономической оценке разных видов арматуры можно использовать полученные значения К. Для общего сравнения, учитывая удельный вес расхода напрягаемой арматуры на каждую конструкцию в здании, можно принять с некоторым отклонением в сторону уменьшения K=1,2.
Вторая группа рассмотренных проектов относится к конструкциям, в которых принята вторая категория трещиностойкости как при проволочной, так и при стержневой арматуре. Эта группа малочисленна, и в нее по действующим нормам должны входить только подкрановые балки (КЭ-01-50). Без достаточных оснований так спроектированы также подстропильные и стропильные фермы для скатной кровли (серии ПК-01-110, ПК-01-140, ПК-01-129). Как и следовало ожидать, в таких конструкциях использование расчетного сопротивления проволочной, прядевой и стержневой арматуры находится примерно на одном, невысоком уровне. Для подкрановых балок по 11 полученным значениям в среднем К=1,06, а для подстропильных и стропильных ферм скатной кровли соответственно 1,05 и 1,09. Таким образом, при одинаковой категории трещиностойкости для сравнительной экономической оценки видов арматуры можно принимать одинаковое использование расчетного сопротивления разных видов напрягаемой арматуры, т. е. К=1.
Для правильной оценки влияния стоимости переработки напрягаемой арматуры на ее экономичность необходимо составить полные калькуляции себестоимости заготовки, укладки и натяжения арматуры, отражающие не только трудоемкость операций, но также амортизацию оборудования, его ремонт и содержание, цеховые расходы с амортизацией зданий и пр. Проводимые в ряде случаев сравнения по одному из этих показателей могут привести к неправильным выводам.
ВНИИЖелезобетоном в 1966 г. было обследовано производство предварительно напряженных железобетонных подкрановых балок на пяти заводах с составлением калькуляций себестоимости заготовки, укладки и натяжения арматуры разных видов. Калькуляции составлялись по принципу сравнимости, т. е. на разных заводах принималась одинаковая стоимость аналогичного оборудования, одинаковые проценты амортизационных отчислений с учетом сменности работ, одинаковые разряды рабочих на аналогичных операциях, одинаковая стоимость электроэнергии и пр.
Результаты анализа приведены в табл. 2.3.

Из данных табл. 2.3 можно сделать интересные выводы.
1. Трудоемкость укладки и натяжения стержневой арматуры на Московском заводе ЖБИ № 18 при силовых формах и электротермическом методе натяжения равна 4,2 чел.-часа на 1 т арматуры. При сравнении с проволочной или канатной арматурой следует учесть, что в подкрановых балках вместо 1 т проволоки или канатов применяется примерно 1,8 т стержней класса A-IV. Следовательно, сравнимая трудоемкость указанных двух операций 4,2х1,8 7,6 чел.-часа, что в 1,8 раза меньше самой низкой трудоемкости укладки и натяжения, имевшей место на Щекинском заводе при использовании канатов, натягиваемых домкратами. Полная сравнимая трудоемкость переработки стержневой арматуры 1,8*9,9=17,7 чел.-часа также наименьшая.
Сравнимая стоимость переработки стержневой арматуры 1,8 (4,34+4,7) = 7,81+8,46=16 р. 27 к. примерно равна самой дешевой переработке канатов (15 р. 97 к).
Для наиболее массовых предварительно напряженных конструкций вместо 1 т проволочной или канатной арматуры, как было показано выше, применяется примерно 96/1,2*51=1,57 т стержневой арматуры класса A-IV, и сравнимая стоимость ее переработки составит 1,57*9,04=14 р. 20 к., что на 11% ниже самой дешевой переработки 1 т канатной арматуры. Трудоемкость переработки в этом случае ниже на 23%.
2. Полученные данные не свидетельствуют о сколько-нибудь заметном повышении стоимости переработки короткой напрягаемой арматуры по сравнению с длинной. Переработка канатов на Щекинском заводе при стенде длиной 36 м оказалась дешевле, чем на Долгопрудненском заводе со стендом длиной 75 м.
Переработка проволоки на Ждановском заводе при силовых формах длиной по 12 м несколько дешевле, чем на Броварском заводе со стендом длиной 75 м. Самой дешевой является переработка стержневой арматуры также при силовых формах 12 м.
Объясняется это лучшим использованием оборудования и производственных площадей при заготовке более коротких напрягаемых арматурных элементов и меньшей трудоемкостью укладки, что компенсирует несколько большие затраты на технологические анкеры и натяжение.
3. Результаты проведенного обследования стоимости переработки разного вида напрягаемой арматуры можно использовать и для более общего сравнения, касающегося не только подкрановых балок, так как условия переработки напрягаемой арматуры для них принципиально не отличаются от переработки ее для других предварительно напряженных железобетонных конструкций.
Сравнение разных видов напрягаемой арматуры следует проводить по полной стоимости, включающей все расходы, начиная от приобретения металла и кончая натяжением и закреплением арматуры.
Обозначим стоимость 1 т металла для арматуры через Ц и стоимость переработки, включая дополнительные материалы, через П. При сравнении двух разных видов арматуры нужно учесть различный их расход для предварительно напряженной железобетонной конструкции одного назначения.
Расход напрягаемой арматуры зависит от ее расчетного сопротивления Rа и от степени его использования, характеризуемой коэффициентом 1/К. Поэтому при сравнении двух видов арматуры один из них принимается со своим нормируемым расчетным сопротивлением Rа1, а другой — вводится со своим расчетным сопротивлением Rа2, умноженным на коэффициент 1/k1,2.
Пользуясь принятыми обозначениями, перерасход (или экономию) средств ?С при применении 1 т напрягаемой арматуры A2, вместо арматуры A1, можно определить по формуле

или в другом виде

здесь О — количество отходов арматуры в т;

Результаты экономического сравнения для разных случаев приведены в табл. 2.4. Из этой таблицы видно, что стержневая арматура класса A-IV в подавляющем большинстве случаев экономичнее арматуры из семипроволочных прядей. Только при одинаковом использовании расчетных сопротивлений стержней и проволоки (K1,2=1) и при втором варианте цен разница в стоимости столь незначительна, что оба эти вида арматуры можно считать равноценными.

Стальные трубы, которые традиционно используются для оборудования трубопроводов и канализационных систем, все чаще заменяются пластиковыми материалами. Они имеют много эксплуатационных преимуществ, которые уже давно оценили потребители. Полипропиленовые изделия отличаются прочностью, надежностью и экологической чистотой. Они абсолютно не реагируют на процессы коррозии, поэтому служат без деформации длительный период.

Продажа пластиковых труб и фитингов для наружной и внутренней канализации и водоснабжения осуществляется на сайте ironpolimer.ru. Здесь можно купить элементы для коммунальных магистралей, которые смогут вывести строительство и эксплуатацию надежных систем на принципиально новый уровень. Главным преимуществом использования полипропиленовых материалов является очень большой рабочий ресурс. При соблюдении правил монтажа срок активной эксплуатации трубопровода исчисляется не менее, чем пятью десятилетиями.

Трубы и фитинги из пластика характеризуются небольшой теплопроводностью. Такое качество позволяет использовать элементы коммунальных магистралей без дополнительной термоизоляции при оборудовании отопительных систем или трасс, предназначенных для подачи горячей воды. Изделия из пластика имеют очень легкий вес, поэтому их перевозка и выполнение монтажных работ происходит очень быстро и без применения большой физической силы. При необходимости можно выполнить замену поврежденного участка магистрали.

Для постройки трубопроводной магистрали используется специальное паяльное оборудование. Гибкость пластикового материала позволяет проводить укладку элементов коммунальной трассы в горизонтальные выработки. Такой метод дает возможность экономить финансовые расходы, в отличие от траншейной укладки труб. В интернет-магазине пластиковые изделия можно купить по выгодной стоимости.

Фирма ООО «АйронПолимер Групп» дает возможность клиентам приобрести изделия во выгодной стоимости. Она работает на строительном рынке более 6 лет, поэтому является надежным партнером и компетентным поставщиком пластиковой продукции. Узнать все подробности о компании ООО «АйронПолимер Групп», занимающейся строительством инженерных систем, можно на сайте: https://ironpolimer.ru/about/. Заказчикам гарантируется оперативное выполнение каждой оставленной на сайте заявки. Принимаются любые формы оплаты, в том числе безналичные расчеты и использование ресурсов с электронных кошельков. При оптовых закупках продукции предоставляются выгодные ценовые скидки.

Востребованным материалом для выполнения финишных облицовочных работ сегодня остается сайдинг. Речь идет об изделии, которое выполняется в виде длинных панелей, имеющих монтажные отверстия и элементы замка. Изготавливаться сайдинг может из различных вариантов исходного сырья, хотя преимущества у всех разновидностей этого материала будут примерно одинаковыми. Полезно рассмотреть наиболее интересные плюсы, имеющиеся у панелей сайдинга.

1. Износостойкость, прочность и долговечность. Эти качества названы вместе, поскольку они взаимосвязаны. Сайдинг, действительно, успешно противостоит самым интенсивным механическим нагрузкам. Он не трескается, не истирается, а заодно защищает рабочую поверхность, на которую был установлен. Послужить качественно сформированная облицовка способна на протяжении 20–25 лет, не портясь.

2. Защищает стены от повреждений. Панели сайдинга устанавливаются таким образом, что они полностью скрывают черновую поверхность – то есть стены постройки. Соответственно, механические нагрузки уже приходятся не на объект недвижимости, а на облицовку. Такая особенность позволяет значительно продлить эксплуатационный срок жилого дома.

3. Относительно простой монтаж. При необходимости владелец способен выполнить крепление сайдинга самостоятельно. Дело в том, что этот материал удается монтировать на обычный каркас из металлических направляющих или брусков. Процесс крепежа предполагает использование саморезов. Дополнительная отделка, нанесение защитных компонентов сайдингу не требуются.

4. Интересный внешний вид и многообразие. Выглядит облицовка, сформированная из панелей сайдинга, довольно эффектно. Презентабельную отделку можно получить и благодаря тому, что сайдинг выпускается в виде имитации других облицовочных покрытий. Например, удастся подобрать сайдинг под камень, древесину и так далее.

5. Элементарный уход. Большинству разновидностей сайдинга после установки никакой уход не требуется. Владельцу достаточно только периодически очищать такую облицовку от появляющихся загрязнений. Потертости и трещины на сайдинге не появляются, поэтому и устранять их не приходится.

Выше представлены самые важные положительные черты, которые присутствуют у всех разновидностей сайдинга. Естественно, каждый конкретный образец материала имеет еще и свои преимущества. Главное, что владелец может смело пользоваться подобным изделием, если хочет получить достойную отделку.

Водопропускные трубы (водопроводящие, водоотводные, водосбросные или перепускные) используются для пропуска временных и постоянных водотоков под транспортной магистралью, при пересечении различных преград (овраги, водоёмы, заливы, каналы, канавы и пр.), для вывода воды из бессточных понижений местности и с территорий, ограниченных кольцевыми испытательными дорогами на автомобильных треках и полигонах; перепуска поверхностных вод под дорогой с верховой стороны косогора на низовую; под съездами и переездами. Таким образом, трубы обеспечивают пропуск воды через препятствие в виде земляного полотна дороги для исключения его подтопления и подмыва, что может привести к его разрушению и созданию опасной ситуации на транспортном участке.
Следует отметить, что трубы являются одним из наиболее массовых видов искусственных сооружений на дорогах и составляют порядка 75…95% общего количества малых водопропускных сооружений на автомобильных дорогах и 40…45% стоимости общих затрат на постройку искусственных сооружений. Только на трассе БАМа было построено около 2 тыс. труб. В настоящее время их число на железных дорогах в районах с различным рельефом местности составляет 0,3…0,9 трубы, а на автомобильных — примерно 1,4 трубы на 1 км трассы.
К транспортным искусственным водопропускным сооружениям помимо труб, располагающихся в теле земляного полотна дороги (насыпи, плотины, дамбы), относятся мостовые сооружения (мосты, путепроводы, виадуки, эстакады, акведуки, экодуки, селепроводы), тоннели, дюкеры, галереи, фильтрующие и переливные насыпи, комбинированные фильтрующие сооружения, применяемые на дорогах низших категорий (IV или V) так же, как канавы, лотки различные комплексы водоотводных устройств, отводящих воду с проезжей части дороги и разделительных полос. Отметим лишь, что в зависимости от площади прилегающего водосборного бассейна, который определяет объем притока воды все водопропускные дорожные сооружения условно делят на малые, средние и большие. К малым относятся водопропускные сооружения, через которые проходит объем воды с водосборной площади до 100 км2. Обычно их длина составляет менее 25 м. К средним относятся сооружения через водотоки с водосборной площадью 100…250 км2, а большие (крупные) — более 250 км2. Такие водопропускные сооружения имеют протяжённость соответственно 25…100 м и свыше 100 м. По количеству возводимых сооружений, а также по суммарному объему работ, выполняемых при строительстве, наибольшее распространение получили малые и средние водопропускные сооружения.
Стоимость малых водопропускных сооружений составляет около 8…15% общей стоимости автомобильных дорог с усовершенствованным покрытием. В среднем на каждые 2 км автомобильной дороги приходится одно водопропускное сооружение. Правильность выбора типа водопропускного сооружения и корректное обоснование его габаритных размеров играют основополагающую роль для повышения надёжности автомобильных дорог, снижения сметной стоимости их строительства и повышения индустриализации процесса транспортного строительства в заданном регионе.
Водопропускные трубы имеют ряд преимуществ по сравнению с малыми мостами:
— сохранение постоянного типа покрытия полотна дороги или строения железнодорожного пути и, следовательно, повышение комфортабельности проезда;
— труба в насыпи не нарушает целостности земляного полотна;
— менее жёсткие требования, чем у малых мостов к плану и продольному профилю автодорог;
— трубы могут применяться на любых сочетаниях элементов плана и продольного профиля трассы, различных углах пересечения водотока, благодаря чему не меняются условия движения автомобилей;
— трубчатые сооружения индустриальны, поскольку почти все их элементы могут быть изготовлены в заводских условиях;
— широкая механизация при их сооружении;
— достаточно экономичны, требуют меньшего расхода материалов на строительство и пониженные затраты на содержание и ремонт, по сравнению с мостом;
— невысокая трудоемкость строительства;
— при высоте засыпки над трубой более 2 м влияние временной нагрузки на сооружение снижается, а по мере увеличения этой высоты практически теряет свое значение, т.е. высота насыпи может быть любой;
— допускают более высокие скорости течения воды в сооружении, поэтому их пропускная способность может быть выше, чем у мостовых переходов;
— на малых мостах нередко меняют тип покрытия и увеличивают габариты по ширине для обеспечения безопасности движения, а подмостовые русла укрепляют. Поэтому устройство малых мостов целесообразно в тех случаях, когда трубы не могут обеспечить пропуск расчетного расхода под автомобильной дорогой.
Все это привело к необходимости проектирования и строительства большого количества труб и замене ими малых мостов. Если на автомобильных дорогах Европейской части России, построенных до 1900 г., трубы составляли 46,3% общего количества труб и малых мостов, то на дорогах, построенных в конце XX века, уже 88…93%. Малые мосты оказываются экономически целесообразными при малых высотах насыпей и относительно больших расходах воды через их пролёты. Кроме того, большая мутность водного потока может привести к быстрому заилению труб, что ограничивает их применение в таких условиях.
Водопропускные трубы классифицируются по ряду признаков:
— наличию и конструкции отдельных элементов (оголовков, стыковых соединений и пр.);
— форме и размеру поперечного сечения;
— гидравлическому режиму работы и характеру протекания воды;
— материалу труб;
— способу укладывания трубы;
— несущей способности;
— уклону дна трубы;
— количеству отверстий;
— числу ярусов труб;
— длине звеньев и ширине выходного оголовка труб.
Трубчатые водопропускные сооружения состоят из трёх основных участков: верхового, представленного понуром и входным оголовком; среднего, включающего одну или несколько труб и дорогу; низового, в состав которого входят оголовок со стороны нижнего бьефа, водобой, гасители, рисберма и концевое устройство. Из них в качестве основных элементов можно выделить входной и выходной оголовки, водопроводящая (средняя) часть или тело трубы, фундамент, подводящее и отводящее русло (рис. 1.1).

Иногда, при пересечении с дорогой низшей категории, например, полевой, трубчатые сооружения, пропускающие малые расходы, могут иметь упрощённую конструкцию — без оголовков и устройств нижнего бьефа.
Подводящее русло обеспечивает организованный подвод воды к головной части сооружения. Его можно делать как облицованным, так и необлицованным: примыкающие к трубам участки каналов или водотоков со стороны обоих бьефов крепят чаще всего монолитным бетоном или сборными плитами.
В зависимости от рельефа склона подводящий участок выполняют в виде канала, быстротока, водоприёмного колодца, расчищенной площадки или пруда. При этом для равнинных водопропускных труб должно соблюдаться несколько условий:
— характер движения потока на подводящем участке должен быть спокойным, безотрывным, с нормальным направлением линий тока по отношению к водосливному фронту;
— на подходе потока к головной части сооружения должно быть обеспечено равномерное распределение удельных расходов;
— при наличии косого подхода к водосливному фронту следует проектировать специальные устройства в виде направляющих стенок или струенаправляющих дамб; при необходимости на входе устраивают сороудерживающие конструкции различного типа.
По способу укладывания трубопроводы бывают открытые, укладываемые на поверхность земли, и засыпанные — в траншеях, туннелях, галереях, укладываемые так, чтобы к ним был обеспечен свободный доступ. Засыпанные трубопроводы применяются чаще, чем открытые. Они конструктивно проще и дешевле открытых, так как часто не имеют бетонных опор и компенсаторов, их проще совмещать с переездом. Больше половины всех засыпанных труб сооружают под насыпями высотой до 3 м, 85% труб — под насыпями высотой до 6 м. Менее 10% труб расположено под насыпями высотой более 10 м, 50 % труб — под насыпями высотой менее 4 м. Средняя высота насыпи у труб 5,4 м.
По несущей способности трубы подразделяют на 3 группы. Первая соответствует расчетной высоте засыпки грунтом, равной 2,0 м, вторая — 4,0 м, третья — более 6,0 м.
По характеру протекания воды трубы могут работать в безнапорном, полунапорном и напорном (частично-напорном) режимах. Возвышение высшей точки внутренней поверхности трубы в поперечном сечении над поверхностью воды при максимальном расходе расчетного паводка и безнапорном режиме работы (рис. 1.2) должно быть в свету:
— в круглых трубах высотой до 3 м не менее 0,25 высоты трубы, а свыше 3 м — не менее 0,75 м;
— в прямоугольных трубах высотой до 3 м не менее 1/6 высоты трубы, свыше 3 м — не менее 0,5 м.

Различают водопропускные трубы равнинного типа и косогорные (рис. 1.3). При малых уклонах местности (до 0,02 для гладких труб) они работают по типу равнинных. Таких сооружений на сети дорог более 80…85%, причем подавляющее число сооружений имеет уклоны, близкие к критическим для гладких труб (ік = 0,005…0,01). Перед равнинной трубой в расчетных условиях обычно формируется пруд, откуда происходит истечение спокойного потока в трубу.

При значительных уклонах местности устраивают косогорные трубы. Попадающий в трубу поток находится в спокойном или бурном состоянии. В последнем случае для обеспечения спокойного потока на входе в трубу устраивают водоприемный колодец.
По форме поперечного сечения трубы могут быть круглые, прямоугольные, овоидальные, эллиптические, арочные, полицентрические. Достаточно редко они могут иметь треугольную и трапецеидальную формы (только деревянные) и пр. (рис. 1.4). В основном на дорогах эксплуатируют: круглые трубы — 87%, прямоугольные — 9%, прочие — 4%.
По основному строительному материалу различают трубчатые сооружения: бетонные; железобетонные; металлические (чугунные, стальные); из полимербетона (рис. 1.5) и полимерных материалов; из местных материалов (дерева, камня, бамбука и др.).
В зависимости от технологии возведения бетонные сооружения могут быть: монолитными; сборными, сборно-монолитными. Они до сих пор находят широкое применение и по данным на 2009 г. на автомобильных дорогах примерно 95% составляли круглые и прямоугольные железобетонные трубы (рис. 1.6). Обычно их сооружают из сборных унифицированных железобетонных элементов заводского изготовления.

Средняя часть трубы часто разделена на звенья, установленные на фундамент, объединяющий их в секции, или на грунтовую подушку. При несущей способности грунта основания более 1,5 кг/см2 круглые трубы укладывают непосредственно на него, 1,5…0,8 кг/см2 — монтируют на предварительно уложенные сборные железобетонные плиты или лекальные фундаментные блоки, 0,8…0,2 кг/см2 — под трубами отсыпают слой песчаного грунта не менее 1 м.
Около 90% железобетонных труб имеют отверстие не более 2,5 м, 50% — менее 1,2 м. В настоящее время круглые трубы на автодорогах применяют с диаметрами отверстий: 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 1,5 и 2,0 м (рис. 1.6а), а прямоугольные с размерами отверстий: 2,0×2,0 м; 2,5×2,0 м; 3,0×2,5 м и 4,0×2,5 м, реже с шириной отверстия в свету: 1,0; 1,25 и 1,5 м и до 6 м (рис. 1.6б). Наибольшее распространение получили круглые железобетонные трубы диаметром до 1,5 м (78…80%). Длина звеньев труб составляет в соответствии с ГОСТ 24547-81 «Звенья железобетонные водопропускных труб под насыпи автомобильных и железных дорог»: для круглых — 1,0; 1,5 и 2,0 м; для прямоугольных — 0,75 и 1,0 м. По соглашению предприятия-изготовителя с потребителем и согласованию с проектной организацией допускается изготовление звеньев длиной 2,5…5 м с раструбным или фальцевым стыковым соединением.
Размеры отверстий труб определяются в зависимости от расчетного расхода водного потока и средней скорости течения воды, допустимой для грунта русла и типа его укрепления. Согласно действующим нормам, отверстие труб следует назначать на дорогах общей сети:
— не менее 1,0 м при длине трубы до 20 м;
— не менее 1,25 м при длине трубы 20 м и более.
Отверстие труб на дорогах, расположенных в суровых климатических условиях, следует назначать не менее 1,5 м независимо от длины трубы. В случае назначения отверстия трубы по ливневому стоку допускается учитывать аккумуляцию воды у сооружений. Уменьшение расходов в трубах вследствие учета аккумуляции допускается не более чем в 3 раза. При наличии вечномерзлых грунтов аккумуляция воды у труб не допускается.

Около 50% дорожных железобетонных труб, главным образом круглых, малых диаметров (0,5…0,75 м), работающих при небольших расходах и скоростях потока, имеют оголовки портального типа (рис. 1.7). Широкое распространение получили раструбные оголовки, состоящие из портальной стенки и двух открылков постоянной или переменной высоты, имеющие угол раструбности от 4° до 22°. Они обеспечивают более плавные условия входа водного потока в трубу и выхода из неё при любом режиме её работы.
Изготавливают также портальные стенки с проёмом, соответствующим отверстию примыкающего к нему звена трубы, и фундаментные блоки под звенья труб. Для труб с отверстием менее 1 м фундамент не устраивают.
Для улучшения пропускной способности труб без оголовков есть предложения размещения двух вариантов диафрагм (рис. 1.8).

При необходимости увеличения пропускной способности труб без повышения высоты насыпи наряду с одноочковыми трубами устраивают и многоочковые трубы. Для этого рядом укладывают несколько труб с одинаковыми отверстиями, а расход воды равномерно распределяется между ними. По данным, из экономических соображений устраивают одно- (82%), двух- (16%) и многоочковые (2%), причём круглые дорожные трубы чаще выполняют одно-, двух- и трёхочковыми, а прямоугольные — одно- и двухочковыми (рис. 1.6). Трубы с числом очков более четырех — шести в РФ практически не применяются, а заменяются малыми мостами. По числу ярусов дорожные трубы могут быть: одноярусные (рис. 1.6), многоярусные (рис. 1.18) или располагаться на разных отметках (рис. 1.9).
Из-за значительного сокращения долговечности железобетонных водопропускных труб в агрессивных условиях эксплуатации возникает вопрос о путях повышения их долговечности. В настоящее время наиболее эффективными способами увеличения долговечности водопропускных труб является использование фибробетона и гофрированного металла для изготовления труб.

Для оценки целесообразности использования металлических гофрированных труб в условиях Севера Западной Сибири при обеспеченной их долговечности Сибгипротрансом при участии СибЦНИИCa была построена опытная трехочковая труба с расположением очков в разных уровнях (рис. 1.10).
Три очка работают в период паводка, а в остальное время воду пропускает одна труба, расположенная в нижнем уровне. Это снижает возможность заиливания трубы, образования коррозии металла и значительно уменьшает опасность её полного закупоривания льдом.
Деревянные трубы в настоящее время строят в качестве временных сооружений на обходах, временных путях и т.п. Применяют деревянные и каменные трубы также при реконструкции сооружений, имеющих культурно-историческое значение (например, при реконструкции водных систем усадьб). Закрытые водопропускные сооружения малого диаметра (от 20 мм до 500…700 мм), используемые в дренажах, городских гидротехнических сооружениях, сооружениях дорожного водоотвода, в ландшафтных сооружениях и для водоснабжения, могут быть выполнены из асбестоцементных, синтетических полимерных материалов (полиэфирного стеклопластика, полимербетона, поливинилхлорида, полиэтилена). Для таких условий хорошо работают и металлополимерные трубы. Например, в странах Западной Европы в 2010 г. наблюдалась следующая картина использования труб для локальных сетей: сталь — 8,1%, медь — 43,2%, полимеры — 50,6%. В Восточной Европе соотношение несколько другое: сталь — 25%, медь -31,9%, полимеры — 43,1%.
В качестве водопропускных труб под дорогами и для поверхностных сетей ливневой канализации могут использоваться трубы из полимерных материалов: поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилена (ПЭ) высокой и средней плотности и полипропилена (ПП). Их гладкая внутренняя поверхность (в среднем коэффициент шероховатости в 20 раз меньше, чем у стали) обеспечивает пониженные гидравлические сопротивления и самоочищающую способность. Они имеют двухслойную конструкцию: гладкий внутренний слой и гофрированный наружный. В 70-х годах XX века были построены круглые водопропускные трубы из полиэфирного стеклопластика с наполнителем из стекловолокна. При этом использовались гофрированные листы толщиной 3…8 мм с двумя типоразмерами гофр: 139×50 и 194×70 мм. Трубы с отверстием 1 м выполнялись из трёх гофрированных элементов, а трубы диаметром 1 м и 2 м — из четырёх.
Конструктивно трубы из полимербетона с длиной звеньев 2…3 м аналогичны трубам из бетона с плоской подошвой. По характеру статической работы полимербетонные трубы занимают среднее положение между жёсткими из железобетона и гибкими из сборных металлических гибких конструкций. Они имеют жёсткие ограничения по рабочему давлению, а так же по максимальному диаметру трубы.
Одно- или многослойные трубы из полимерных материалов, полипропиленовых, армированных стекловолокном и из полимербетона обладают высокой стойкостью к агрессивным средам и водонепроницаемостью, малой массой, меньшей трудоёмкостью при монтаже, но имеют слабое сопротивление раздавливанию под пригрузом, что ограничивает их применение в транспортном строительстве. Такие трубы не подвержены коррозии, хорошо сопротивляются абразивному воздействию водного потока и с точки зрения коррозионной устойчивости срок их службы не ограничен. Их главный недостаток — склонность к старению из-за изменения физико-механических свойств со временем. Трубы из металлопластика дороже в 1,4…2,3 раза труб из полипропилена и в 2,3…2,9 раза — из поливинилхлорида.

В настоящее время полимерные трубы находят применение как за рубежом (из поливинилхлорида в Германии для труб диаметром до 2,7 м со спиральными ребрами (рис. 1.11) и длиной звена до 12 м, а из полиэтилена в США и Великобритании диаметром 30…120 см, потенциально до 300 см), так и в РФ. В России чаще используются спиральновитые трубы из полиэтилена трубных марок ПЭ100, ПЭ800, ПЭ63, которые изготавливаются методом навивания непрерывно производимого профиля на вращающийся цилиндрический барабан с одновременной сваркой смежных витков путём расплава. Длины отрезков таких труб от 0,5 до 13,5 м, диаметр — 0,5…2,4 м. Различные кольцевые жёсткости — SN2, SN4, SN6, SN8, SN12, SN16 (16000 Па) — позволяют прокладывать трубы ПЭ на рабочей глубине до 18 м. Группа компаний ViaCon (ВиаКон) выпускает пластиковые трубы PECOR -двухстенные гофрированные полиэтиленовые (PECOR Optima) (рис. 1.12) и полипропиленовые (PECOR Quattro) длиной 6 — раструбные и 7, 8, 9 м — безраструбные трубы диаметром от 0,2 до 1,2 м.
С 1975 г. в США начали возводить оребренные трубы коробового очертания из алюминиевых строительных листов. К 1984 г. в США находилось в эксплуатации около 1 тыс. алюминиевых труб коробового очертания с пролетами от 2,67 до 7,75 м, высотой от 0,76 до 3,2 м, с толщиной листов 4,5…5 мм (рис. 1.13а). Для уменьшения воздействия временной нагрузки были предложены бетонные разгрузочные плиты толщиной 19…24 см, укладываемые непосредственно на трубу или с засыпкой между трубой и плитой (рис. 1.13б).

Сегодня в мировом транспортном строительстве наиболее широкое применение получили стальные трубы из тонкого гофрированного металла (МГТ) — сталегрунтовые сооружения, относящиеся к типу бесфундаментных конструкций и работающие совместно с хорошо уплотнённой армогрунтовой обоймой, обладающей гибкостью, высокой прочностью конструкции и способностью воспринимать деформации без потери сплошности (рис. 1.14).

Сборные металлические гофрированные конструкции (СМГК или МГК) (рис. 1.15) имеют повышенную сейсмическую устойчивость по сравнению с бетонными конструкциями (рис. 1.16).

МГК в строительстве используются более 140 лет. Первые водопропускные металлические гофрированные трубы (МГТ) в замену деревянных были изготовлены в России в 1875 г. на Петербургском металлическом заводе. Первая укладка 470 м труб был выполнена на Закаспийской ж/д в 1887 г. военным министерством. К 1888 г. на Закаспийской железной дороге было уложено 1800 погонных метров оцинкованных водопропускных труб (несколько десятков объектов). До 1914 г. на железнодорожных и автомобильных дорогах юга и центра России было построено уже около 65 000 м металлических гофрированных трубчатых переходов — более 5000 объектов. Некоторая часть их находится в эксплуатации и сейчас.

За рубежом такие трубы впервые были построены на 10…15 лет позднее. В США в 1886 г. был получен первый патент на гофрированную трубу. СМГС широко применяются в Канаде, США, Африке, Японии, Франции, Англии, ФРГ, Италии (рис. 1.17) и других странах при строительстве транспортных и пешеходных тоннелей, водопропускных труб и переходов, дренажей и др.

В США (рис. 1.18) из общего количества существующих дорожных водопропускных труб бетонные трубы составляют 56%, МГТ -23,1%, полимерные трубы — 20,5% и прочие — 0,4%. В удаленных штатах с суровыми климатическими условиями металлические гофрированные водопропускные трубы составляют более половины из всех используемых. Так, на Аляске 75% труб — металлические гофрированные и 25% — полимерные, т.е. бетонные трубы вообще не используются.

До 1917 г. в России применялись круглые гофрированные трубы диаметром 0,53 м и 1,07 м. Ho затем их применение прекратилось. Перед началом Великой Отечественной войны в 1939 г. в бывш. СССР была сделана попытка повторного возрождения производства гофрированных труб. Полномасштабное применение МГТ получили лишь в Советском Союзе. Их стали активно использовать при строительстве объектов транспортной и промышленной инфраструктуры на крупных государственных стройках, таких, как Транссибирская магистраль, в суровых условиях строительства БАМа (в 70-х годах прошлого века). Примерно до 1980 г. в России при строительстве автомобильных, железных дорог и малых искусственных водопропускных сооружений диаметром 1…3 м использовались гофрированные трубы.
Начиная с середины 90-х годов, в нашей стране стали применяться МГТ диаметром более 3 м с использованием импортных поставок и конструктивных элементов. Следует отметить, что трубы с таким диаметром отличны по конструкции от меньших по размеру. Сейчас частично или целиком используют гофросистемы и МГТ больших размеров (3…15 м и более) (рис. 1.19) и многообразных форм поперечного сечения при решении различных водохозяйственных задач, возникающих при разработке проектов транспортных переходов на водотоках различного типа в разных уровнях (путепроводы) (рис. 1.20).

В РФ МГТ стали широко использовать в связи с промышленным освоением Севера и Востока и, прежде всего, со строительством БАМа, дорог в Западной Сибири и олимпийских объектов в Сочи. СМГК — оптимальный вариант для устройства водопропускной трубы, поскольку эта конструкция обеспечивает выбор формы и размеров поперечного сечения трубы в зависимости от гидрологических условий (рис. 1.21).

Разработаны типовые проекты круглых труб из СМГК с кольцевым гофром на диаметры 1,5; 2,5 и 3,0 м толщиной металла 1,5…2,5 мм с разными конструкциями оголовков, а для условий БАМа — рабочие чертежи таких труб отверстием 1,5 м и 2 м (рис. 1.22). По данным независимых источников объём предложений СМГК на российском рынке составил к 2015 г. около 50 тыс. т. Это указывает на актуальность разработки типовых проектов сооружений из СМГК в настоящее время. Более того, интенсификация строительства в нашей стране транспортных сооружений из гофрированного металла вызывает потребность в проектах повторного применения конструкций с использованием современных инновационных материалов и форм.
МГТ является наиболее простой и экономически выгодной альтернативой небольшого тоннеля или путепровода для проезда сельскохозяйственных машин и прохода животных, пересечения автодорог в разных уровнях. Благодаря своей форме сооружения свободно вписываются в ландшафт и городскую застройку, а грунтозасыпная структура позволяет оптимизировать проектный план и профиль дороги, не привязываясь к прямолинейным очертаниям железобетонных конструкций (рис. 1.23).

МГК при строительстве средних и малых мостов тоннельного типа экономят бюджет строительства за счет энергоэффективных технологий монтажа. Они могут использоваться самостоятельно либо в комплексе с традиционными бетонными конструкциями. В отличие от последних, металлоконструкции из гофра не требуют использования грузоподъемной техники и фундамента.
Опыт современного проектирования и строительства показывает, что при пересечении естественного малого водотока расходом 5…90 м3/с с автодорогой наиболее целесообразна установка полусферы или трубы большого размера из СМГК вместо применяемых обычно мостов различных типов (балочных, подкосных и т.п.). С появлением в конце 90-х годов практической возможности использования новых методов расчёта и проектирования МГК, усовершенствования технологии строительства, следом за зарубежными примерами и в России стали возводить сооружения не только в виде труб, но и арочных конструкций пролётом более 18…20 м (рис. 1.24). Арка из МГК является экономичной альтернативой малого моста (рис. 1.25). Такая форма конструкции не изменяет живое сечение потока, в большинстве случаев не нарушает его гидравлический режим и позволяет сохранить дно водотока в естественном состоянии. Эта конструкция незамкнутого типа используется также для эстакад и путепроводов (рис. 1.26).

В последнее время происходит прогрессирующее ухудшение состояния малых и средних мостов. Это связано с воздействием окружающей среды, физическим износом и старением материалов и конструкций, растущими объёмами автомобильных перевозок, повышением осевых нагрузок и скоростей движения транспорта. Многие из эксплуатируемых мостов находятся в неудовлетворительном состоянии и требуют капитального ремонта или реконструкции. Например, неудовлетворительное или аварийное состояние имеют 40% всех малых и средних мостов Новосибирской области. В этой связи в 1977 г. в СибЦНИИС были разработаны принципиальные решения комбинированных водопропускных труб (KT) с гофрированными металлическими структурами (рис. 1.27). При этом использовали освоенные в производстве элементы типовых круглых МГТ 2,0 и 3,0 м из гофрированных листов толщиной 2,5 мм с гофром 130х32,5 мм.

Комбинированные трубы, сочетая достоинства гибких гофрированных и жёстких бетонных или железобетонных труб, в значительной мере лишены многих недостатков, присущих этим конструкциям. Сравнение с подобными зарубежными трубами отверстием 1,5…3,0 м из элементов с гофром 150х50 мм показывает, что отечественные трубы имеют меньшую площадь поперечного сечения стенки на единицу её длины в 1,14…1,22 раза, а момент сопротивления — в 1,49…1,75 раза.
В настоящий момент используются три основных метода проведения работ при замене мостов или реконструкции старых разрушенных бетонных труб металлическими гофрированными трубами (рис. 1.28): разборка существующего сооружения с заменой на СМГК; установка в существующую конструкцию СМГК с последующим заполнением пазух бетонным раствором — метод гильзования (удлинение) или, как иногда называют, укрепление существующих объектов методом «релининга» (sleeving) (рис. 1.29); уширение существующей конструкции с помощью элементов СМГК. Метод релининга при использовании труб диаметром более 1,5 м позволяет сэкономить финансовые средства, по сравнению с другими бестраншейными методами восстановления трубопроводов и позволяет или полностью обойтись без земляных работ или существенно сократить их объём.

Согласно ДМД 02191.2.016-2008 методом гильзования можно восстанавливать частично или полностью разрушенные железобетонные водопропускные трубы как прямоугольные, так и сводчатого сечения без их замены (рис. 1.30. и 1.31).

Техника гильзования основана на введении внутрь объекта оболочки из гофрированных листов с последующим заполнением пространства между конструкциями бетоном или другой смесью, что позволяет создать монолитную конструкцию. Заполнитель можно вводить через отверстия в теле старого объекта или в технологические отверстия в конструкции из гофрированных листов, либо подачей через шланги бетононасосом непосредственно в зазор (рис. 1.32). При этом рекомендуется величину свободного пространства от внешнего контура трубы до существующего объекта принимать не менее 0,1…0,15 м.

Из гофрированных труб для релининга больше подходят спиральновитые металлические гофрированные трубы (СМГТ) (рис. 1.31). Это объясняется тем, что СМГТ выпускаются секциями (длиной до 13,5 м) и при монтаже соединяются на бандажах. Поэтому конструкция в целом получается жесткая. МГТ же с нормальным гофром собираются из отдельных конструктивных элементов на болтах и поэтому жесткость собранной конструкции пониженная. Использование СМГТ позволяет сократить и сроки строительства, поскольку время её монтажа минимальное. Анализ условий работы и технического состояния как вновь построенных, так и реанимированных объектов по указанной технологии свидетельствует о высокой эффективности применяемых в строительстве миксированных конструктивных систем «габионные структуры — гофрированные трубы» при замене традиционных конструкций мостов на трубы или удлинении существующих труб (рис. 1.33 и 134). Её долговечность увеличивается на 50 лет только за счет использования металлической гильзы.

Однако релининг имеет и недостаток, который заключается в том, что геометрические параметры гильзы меньше аварийной трубы, т.е. происходит замена большего по размерам закрытого водопропускного сооружения меньшим. Так, при замене круглой бетонной трубы d = 1,5 м на спиральновитую трубу d = 1,2 м при безнапорном расчетном режиме их работы с одинаковой степенью заполнения на входе уменьшение пропускной способности составит (1,5/1,2)в2,5 = 1,75, т.е. на 75%. Это и минимальное снижение пропускной способности, соответствующее минимально возможному уменьшению диаметра гофрированной трубы. При более значительном уменьшении диаметра снижение пропускной способности будет более существенным.
Поэтому новая труба из металлических гофрированных структур не может обеспечить пропуск расчетного расхода, на который была запроектирована гладкая труба, что рано или поздно приведет к аварийной ситуации и возможно к деформации или разрушению водопропускного сооружения или земляной насыпи.

Для недопущения этого и повышения надёжности работы всего искусственного водопропускного сооружения в целом необходимо предусмотреть мероприятия по увеличению пропускной способности гофрированной трубы, что можно сделать только за счет изменения условий её гидравлической работы при пропуске расчетного расхода.
Применение данной технологии не нарушает земляную насыпь и позволяет использовать остаточную несущую способность железобетонной конструкции. При ремонте существующих железобетонных конструкций в первую очередь осуществляется подбор подходящего сечения металлической гофрированной трубы. Работы по строительству таких искусственных водопропускных сооружений не изменяют существующие сложившиеся условия, поэтому не могут вызвать дополнительную эрозию земель в районе сооружения (рис. 1.35-1.37). Основным преимуществом метода является возможность проведения работ по усилению конструкции без замены водопропускного сооружения и остановки движения транспортных потоков. Метод позволяет или полностью обойтись без земляных работ или существенно ограничить их объём. Он не требует проведения работ по восстановлению дорожной одежды.

Замена традиционных мостовых переездов на металлические гофрированные трубы позволяет значительно снизить строительные затраты (рис. 1.38). Анализ условий работы и технического состояния как вновь построенных, так и реанимированных объектов по указанной технологии свидетельствует о высокой эффективности применяемых в строительстве миксированных конструктивных систем «габионные структуры — гофрированные трубы» при замене традиционных конструкций мостов на трубы. Используемые типовые конструктивные решения позволяют обеспечить гарантированный пропуск расхода величиной до 200…300 м3/с.

Выпуск супергофра SuperCor — листа глубокой гофрировки 380×140 мм (рис. 1.39), осуществлённый впервые в России в 2010 г. предприятием ЗАО «Гофросталь», стал толчком к устройству мостовых сооружений из гофрированных структур как закрытого, так и открытого типа в виде арочных конструкций различных размеров. До этого производство таких конструкций осуществлялось только на крупных предприятиях за рубежом. В результате изготовлены и построены десятки сооружений различных очертаний с пролетами от 12…15 м до 30 м в качестве водопропускных сооружений, путепроводов, пешеходных переходов и скотопрогонов, галерей и пр. (рис. 1.40). Особо следует выделить технологичность и экологическую чистоту строительства водопропускных сооружений из СМГК. Отсутствие или сведение к минимуму бетонных работ позволяет использовать их для обеспечения, сохранности и естественного производства рыбных запасов на природных водотоках и зарыблённых водоёмах.

При этом не происходит расширения используемых под строительство земель, что позволяет максимально сохранить ландшафт и гидрогеологический режим. В работах отмечается целесообразность строительства водопропусных сооружений на нерестовом водотоке с учётом специфики природоохранной зоны именно с использованием гофрированных труб или арок, поскольку наносимый рыбным запасам ущерб, в связи с коротким периодом строительства и отсутствием вредных для окружающей среды технологий, — минимален.

Поскольку самыми распространёнными конструкциями для искусственных сооружений на автодорогах в настоящее время являются сооружения из монолитного и сборного железобетона (круглые, прямоугольные трубы и балочные мосты разных типов), то в табл. Б8 приложения по материалам ОАО «Гофросталь» приведены сопоставительные данные по техническим и экономическим показателям сооружений из МГК. По мнению специалистов ОАО «Гофросталь», опыт проектирования и строительства водопропускных сооружений из МГК отечественного и зарубежного производства «однозначно» показывает экономическую эффективность устройства водопропускных труб и малых мостов из МГК через водотоки с расходами до 200 м3/с.