Подготовительные работы. Особенности устройства и проектирования лесовозных усов автомобильных дорог К чему относится лесовозный ус

После того, как я в курсовой работе установил размеры лесосеки, составляю схему размещения лесовозных усов и лесопогрузочных пунктов.

Размещение усов зависит от размеров лесосеки, стоимости строительства и содержания 1км уса, применяемых типов лесозаготовительных машин и способа разработки делянки.

Размеры делянки и расстояние между погрузочными пунктами определяются на основе заданного в курсовой работе среднего расстояния трелевки.

В моей курсовой работе лесовозные усы размещаются внутри контура лесосеки. Ширина лесосеки 500м,прокладка уса по середине лесосеки.

Зная расстояние между усами и ширину делянки, можно определить длину делянки или расстояние между лесопогрузочными пунктами по следующей формуле:

a=(Lср/K3-b*K2)/K1 a=(290/1.1-250*0.25)/0.5

Где Lср-среднее расстояние трелевки,м.

b-ширина делянки, м

К1 и К2-коэффициенты зависящие от схемы расположения волоков.

К1=0,5 и К2=0,25

К3-коэффициент, учитывающий удлинение волока вследствие особенностей рельефа, почв на лесосеке (К3=1,1-1,25)

Лесоводственные требования к организации и технологии лесосечных работ

Установленные для конкретных участков рубки главного пользования (по 1 системам и видам) должны осуществляться с применением технологий и технических средств лесосечных работ, прошедших в установленном порядке государственную экологическую экспертизу, обеспечивающих эффективное Достижение целей возобновления или восстановления леса, сохранение экологических условий, исключение или соответствующее ограничение отрицательных последствий рубок леса. Лесоводственные требования к организации и технологии лесосечных работ определяется в соответствии с Правилами рубок главного пользования и равнинных лесах Европейской части Российской Федерации, указываются в лесорубочном билете и технологической карты разработки лесосеки.

В лесорубочном билете для каждой лесосеки указываются: вид рубки, способ очистки лесосек, оставление семенников и семенных групп, куртин и полос, площадь и количество на 1 га подлежащего сохранению подроста хозяйственно ценных пород.

К лесорубочному билету прилагается схематический чертеж, на который наносятся семенные группы, куртины, полосы, подлежащие оставлению на корню, участки неспелых древостоев, не подлежащих рубке, а также участки, на которых должен быть сохранен подрост.

На каждую лесосеку до получения разрешения на проведение подготовительных работ и ее разработку в соответствии с Правилами рубок лесозаготовителем составляется технологическая карта, в которой указывается: принятая технология и сроки проведения лесосечных работ; способы очистки от порубочных остатков; схемы размещения лесовозных дорог, усов, волоков, погрузочных пунктов, складов, стоянок механизмов и объектов обслуживания, а также объектов, указанных на чертеже, прилагаемом к лесорубочному билету;площадь,на которой должны быть сохранены подрост и процент его сохранности;мероприятия по предотвращению эрозионных процессов.

Разработка лесосек должна производиться в строгом соответствии с утвержденными технологическими картами.

До начала лесосечных работ должна быть произведена разбивка в натуре лесосек на пасеки, отграничение погрузочных пунктов, складов, трасс магистральных и пасечных волоков, дорог и друг их производственных и бытовых площадок.

Для размещения погрузочных пунктов, других производственных и бытовых площадок, а также технологической сети волоков в первую очередь должны использоваться места с минимальным количеством подроста и деревьев других ярусов, подлежащих сохранению при рубке. Прокладка волоков по руслам постоянных и водотоков не допускается.

При примыкании лесосек не сплошных рубок к вырубкам, пасеки и технологические коридоры (волоки) располагаются обычно параллельно с границей вырубки, а в полосе примыкания (по ширине не меньше, чем высота древостоя) коридоры не прорубаются.

Общая площадь под погрузочными пунктами, производственными и бытовыми объектами должна быть по возможности наименьшей и составлять от общей пощади лесосеки величиной свыше 8 га не более 5% при сплошных рубках с последующим возобновлением, 4% при постепенных и сплошных с сохранением подроста и 3% при выборочных рубках. На небольших лесосеках площадью 8 га и менее погрузочные пункты могут занимать площадь: при сплошных рубках с последующим возобновлением до 0,40 га; с предварительным возобновлением и постепенных рубках - 0,30 га; выборочных рубках - 0,25 га.

До начала основных лесосечных операций на расстоянии не менее 50 м от границ лесопогрузочных пунктов, производственных и бытовых помещений, стооянок машин и механизмов, предназначенных для размещения их в лесных массивах, не подлежащих разработке, или при проведении не сплошных рубок, должны быть убраны опасные деревья, а при проведении сплошных рубок все деревья. При этом подрост хозяйственно ценных пород подлежит сохранению.

Прокладка технологических волоков должна осуществляться по намеченным трассам (визирам) с максимальным использованием промежутков между оставляемыми деревьями (и подростом) при плавном отклонении от прямой и вырубкой минимально необходимого количества деревьев с таким расчетом, чтобы расстояние между растущими деревьями (в том числе, подростом), ограничивающими волок с обеих сторон (ширина волока), составляло 5 м. На косогорах указанное расстояние между деревьями должно составлять 7 м.

Примыкание пасечных волоков (коридоров) к магистральным осуществляется плавно по дуге в соответствии с углом поворота.

Общая площадь волоков при сплошных рубках с последующим постепенным и сплошных с сохранением подроста 15% от площади всей лесосеки. На сплошных рубках, проводимых с применением агрегатной техники, допускается увеличение площади и волоков до 30% общей площади лесосеки.

Древесина вырубаемых на волоках деревьев учитывается при определении общей интенсивности постепенных и выборочных рубок, но указывается отдельно.

При разработке лесосек в летний период в группах типов леса с влажными и переувлажненными почвами любого механического состава, а также свежими суглинистыми почвами трелевка древесины допускается только по волокам, укрепленным порубочными остатками. Длина пасечных волоков (максимальное расстояние трелевки по ним) не должна превышать в лесах первой и второй групп 250 м, в лесах третьей группы 300 м. В зимний период при промерзшем грунте и других условиях длина волока может увеличиваться

При трелевке в летний период (по не промерзшему грунту), с учетом конкретных условий участка леса, лесозаготовители должны принимать меры для предотвращения повреждения почвы с образованием колеи и связанных с этим повреждений корневых систем, оставляемых на выращивание деревьев и подроста, ухудшения возобновления целевых пород и роста древостоев, возникновения и развития эрозионных процессов, снижения защитных, водорегулирующих и других природоохранных функций леса.

На тяжелых глинистых и суглинистых сырых и влажных почвах (сосняки долгомошные, черничные) трелевочные волоки в процессе разработки лесосек необходимо укреплять порубочными остатками. Общий размер повреждения верхнего слоя почвы с минерализацией ее поверхности не должен превышать 20% площади лесосеки.

На сухих песчаных почвах (сосняки лишайниковые), где сдирание подстилки приводит к ветровой эрозии почв и затрудняет лесовосстановительные процессы, размер повреждения верхнего слоя почвы с минерализацией ее поверхности не должен превышать 15% площади. На участках постепенных и выборочных рубок в пасеках (без волоков) должны сохраняться все деревья, подлежащие оставлению на дальнейшее выращивание. Количество поврежденных деревьев не должно превышать: 5% - для равномерно и группово-постепенных рубок; 3% - для выборочных и длительно-постепенных рубок; 1% - для чересполосных постепенных зубок.

Все обсеменители, подлежащие оставлению на лесосеках сплошных рубок (единичные семенники, группы, куртины и полосы), должны быть сохранены в процессе разработки лесосеки.

После окончания лесозаготовительных операций (летом - вслед за их окончанием, а после зимних работ - рано весной) лесозаготовители обязаны одновременно с доочисткой лесосек освободить от порубочных остатков сохранившийся подрост. Сильно поврежденный в процессе лесозаготовок, а также нежизнеспособный подрост должен быть вырублен и убран вместе с порубочными остатками.

Сохранность подлежащего использованию для лесовосстановления подроста хозяйственно ценных пород в технологических полосах (пасеках без волоков) должна составлять от исходного (учтенного до рубки) количества не менее 70% при сплошных и 80% при постепенных и выборочных рубках.

Учет подроста производится в соответствии с действующей инструкцией. Участки с наличием подлежащего сохранению жизнеспособного подроста выделяются при отводе лесосек, отграничиваются в натуре и наносятся на план лесосеки.

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

РАЗМЕЩЕНИЕ ЛЕСОВОЗНОГО УСА НА ЛЕСОСЕКЕ

Д.Н. АФОНИЧЕВ, доц. каф. транспорта леса и инженерной геодезии ВГЛТА, д-р техн. наук

[email protected]

Существуют различные варианты размещения лесовозного уса на лесосеке, наиболее распространены две схемы: проложение уса по середине и по краю лесосеки, но не обосновываются условия, при которых следует размещать ус по середине и по краю лесосеки . Очевидно, что размещение уса определяется шириной лесосеки: при относительно небольшой ширине целесообразно ус разместить по краю лесосеки со стороны лесовозной магистрали. Выбор конкретного варианта размещения уса на лесосеке может быть обоснован путем сравнения затрат на устройство трелевочных волоков, погрузочных пунктов и трелевку лесоматериалов к погрузочным пунктам по рассматриваемым вариантам.

Обозначим суммарные затраты на устройство трелевочных волоков, погрузочных пунктов и трелевку лесоматериалов к погрузочным пунктам при размещении уса по краю лесосеки Z1 (руб), а при размещении уса по середине лесосеки - Z2 (руб). Размещение уса по краю лесосеки целесообразно, если выполняется условие

При несоблюдении условия (1) ус необходимо разместить по середине лесосеки.

Каждый из параметров Zx и Z2 включает пять статей затрат: Z3 - затраты на устройство погрузочных пунктов, руб; Z4 - затраты на устройство магистральных трелевочных волоков, руб; Z5 - затраты на трелевку по магистральным волокам, руб; Z6 - затраты на устройство пасечных волоков, руб; Z7 - затраты на трелевку по пасечным волокам, руб. Затраты Z3, Z4, Z5, Z6, Z7 определяются с учетом размеров лесосеки, пасек, расположения погрузочных пунктов и параметров технологического процесса лесосечных работ . Путем алгебраических построений можно получить аналитические зависимости, определяющие указанные затраты

где m - количество погрузочных пунктов, размещаемых по одной стороне уса; k - количество рядов пасек на лесосеке;

K - стоимость устройства одного погрузочного пункта, руб.

Количество рядов пасек k зависит от размещения уса, при расположении уса по середине k = 2, а при расположении уса по краю лесосеки k = 1.

Z4 = mkC1kPT{lII + a - a0), (3)

где CT - стоимость устройства магистрального волока, руб/км;

kPT - коэффициент удлинения магистрального волока;

1п - расстояние между погрузочными пунктами, км;

a - протяженность магистрального волока в пределах погрузочного пункта, км;

a0 - полуширина зоны тяготения к пасечному волоку, км.

Z5 = 1шЯЪГ (4)

где 1Ш - среднее расстояние трелевки по магистральному волоку, км;

q - объем трелюемой древесины, м3;

Ът - стоимость трелевки древесины по магистральным волокам, руб/(м3-км).

7 - mkkpnlnCn (dy z^ (5)

7 - 2ao It - J- (5)

где kpn - коэффициент удлинения пасечного волока;

СП - стоимость устройства пасечного волока, руб/км;

dy - ширина зоны тяготения к усу, км;

z - расстояние от уса до магистрального волока, км.

где lmB - среднее расстояние трелевки по магистральному волоку, км;

Ъп - стоимость трелевки древесины по пасечным волокам, руб/(м3-км).

Если принять, что форма лесосеки в плане прямоугольная, то объем заготавливаемой на лесосеке древесины q можно определить по формуле

q = Х.00^^^., (7)

где у - ликвидных запас древесины на 1 га, м3/га.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2009

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

Средние расстояния трелевки по магистральному и пасечному волокам при размещении пасечных волоков перпендикулярно лесовозному усу, а магистральных - параллельно усу составляют

lMB = kPT;

Пв = 0,5kPn((dy / к) - z) (8)

Суммарные затраты Zx при к = 1 составят

Zj = mK + mC1kPT{ln + a - a0) +

100Ydylnmb1kpT +

+ (mkPnlnCn / 2a0)(dy - z) +

50Jdylnmkpnbn(dy - z). (9)

Суммарные затраты Z2 при к = 2 составят

Z2 = 2mK + 2mCTkPT(ln + a - a0) +

100Ydylnmb1kPT +

+ (mkPnInCn / 2a0)(dy - 2z) +

25JdylnmkPnbn(dy - 2z). (10)

Неравенство (1) легко привести к

Z2 - Zj > 0. (11)

С учетом формул (9) и (10) после преобразований неравенство (11) примет вид

mK + mCTkPT(ln + a - a0) - zmkPn ln CJ2a0 -

25YlnmkPnbn Cpy> °. (12)

Так как m > 0 и a0 > 0, то обе части неравенства (12) без изменения знака можно разделить на m и умножить на a0

2a0K + 2a0C1kPT(ln + a - a0) -

ZkPn lnCn - 50a0YlnkPnbndy2 > 0. (13)

Полученное неравенство легко решается относительно dy

dy < (2a0K + 2a0CTkPT(ln + a - a0) -

ZkPn lnCn) / 50a0YlnkPnbn. (14)

Ширина зоны тяготения к усу dy величина положительная, а поэтому из обеих частей неравенства (14) можно извлечь квадратный корень без изменения знака неравенства

2a0K + 2a0CTkPT х

x(ln + a - a0) - zkpnlnCn (15)

Формулу (15) можно упростить заменой an = 2a0 (an - ширина зоны тяготения к пасечному волоку, км) и выносом числовой константы из-под корня, тогда размещение уса по краю лесосеки целесообразно при соблюдении условия

a^K + anCTkpT х x(ln + a - 0,5an) - zkpnlnCn

Из полученного выражения (16) видно, что на размещение уса влияют три группы факторов: технологические параметры (an, ln, a, z), экономические показатели (K, CT, Cn, bn) и природные условия (kPT, kPn, у). Исследуем влияние ширины пасеки ln и ликвидного запаса древесины у на ширину зоны тяготения к усу dyK, при которой Zj = Z2, а следовательно согласно формулам (11) - (16)

a^K + anCTkpT х x(ln + a - 0,5an) - zkpnlnCn an ylnkpnbn

Следует учесть, что ln = nan, где n - целое число, тогда формула (17) преобразуется к виду

K + CTkpT -

NzkpnCn nanYkpnbn

Примем в соответствии с следующие значения: K = 35 руб, CT = 30 руб/км, Cn = 10 руб/км, bn = 0,55 руб/(м3-км) (экономические показатели приняты в базовом уровне), an = 0,016 км, a = 0,03 км, z = 0,05 км. Для равнинной местности можно принять kPT = 1,15, kPn = 1,2. Ликвидный запас древесины

Y примем в интервале 50-250 м3/га с шагом изменения 50 м3/га, при этом малые значения

Y соответствуют лесосекам при проведении рубок ухода за лесом. Расстояние между погрузочными пунктами ln может изменяться в достаточно широком диапазоне , а поэтому примем значение n = ln / an в интервале от 1 до 12.

На рисунке представлены графики зависимости dyK = fly). Множество значений dy расположенных выше кривых графиков, показанных на рисунке, согласно (16) соответствует условию размещения уса по середине лесосеки, а соответственно множество значений dy расположенных ниже кривых графиков - условию размещения уса по краю лесосеки.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2009

ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕСОВОЗНЫХ УСОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Усы строят в пределах отведенных лесосек главного пользования и на подходах к ним с ответвлением от ближайшей ветки, часто под углом близким к 90°. Трасса уса прокладывается, по возможности, по сухим возвышенным местам (на лесосеках летнего действия) с минимумом закруглений в пределах лесосеки.

Основные нормы проектирования лесовозных усов, согласно ВСН 01-82 Гииролестранса следующие:

Расчетные скорости движения: основная 20 км/ч, в трудных условиях 15 км/ч, в горных- 10 км/ч;

Наименьшие радиусы кривых 30 м (с колейным покрытием не менее 50 м);

Наибольшие продольные уклоны приняты по табл. 5.1; расчетные расстояния видимости поверхности дороги 30 м в трудных условиях 25 м;

Ширина земляного полотна 4,5/4,0 м, в том числе проезжей части 3,5/3 м (в знаменателе в трудных условиях).

На усах используются разнообразные виды дорожных покрытий. К покрытиям на усах предъявляются следующие требования: обеспечение бесперебойной вывозки древесины с лесосеки в течение установленных сроков, достаточная прочность, необходимая для пропуска лесовозных поездов, работающих на постоянных путях в течение периода действия уса, широкое использование местных материалов или инвентарных дорожных элементов при постройке.

Поперечные профили грунтовых усов приведены на рис. 5.27. Сучья и вершинки деревьев укладывают в поперечном направлении на грубо спланированную поверхность (засыпка ям) со спиленными заподлицо пнями без нарушения их корневой системы (рис. 5.27, а) и закрепляют на месте продольными лежнями- двумя или четырьмя, которые на месте закрепляются кольями.

Толщина слоя порубочных остатков, уплотненных несколькими проходами трактора 20.. .25 см. Их засыпают дренирующим грунтом (песком). На головных участках уса с повышенной грузонапряженностью целесообразно устраивать покрытия из песчано-гравийной смеси толщиной до 15... 20 см. При пересечении пониженных мокрых мест устраивают сплошной поперечный настил из нетоварной древесины.

Для усов с гравийным покрытием или грунтовых (без укрепления проезжей части) особое значение имеет обеспечение водоотвода боковыми канавами с профилировкой земляного полотна, устраиваемого в сухих местах и при легких грунтах (супеси) в нулевых рабочих отметках, а в сырых при наличии суглинистых грунтов - в насыпях 0,3 ... 0,6 м.

На рис. 5.27, б показан традиционный поперечный профиль гравийного покрытия на усах серповидного профиля, а на рис. 5.27, виг поперечные профили, обеспечивающие при постройке экономию гравийного материала до 15...25%. Рациональное размещение материала покрытия с минимумом его толщины на оси пути, надежный водоотвод с поверхности земляного полотна по уклонам, увеличенным до 6 % и с горизонтальной поверхностью покрытия предусмотрено поперечным профилем (рис. 5.27, г).

Рис. 5.27. Поперечные профили усов с грунтовой проезжей частью, укрепленной лесосечными отходами (а), и с гравийным покрытием (б, в, г, д)

Колейное гравийное покрытие целесообразно устраивать в порядке проведения ремонта грунтовой проезжей части, имеющей колеи глубиной до 15 см, путем их засыпки или при повторном использовании уса, например, на головных участках (см. рис. 7.6). Опыт показывает, что грунтовые усы и пути с гравийным покрытием целесообразно применять в основном в сухих местах (1-й тип местности).

В настоящее время наибольшим распространением пользуются деревянные щиты ЛВ-11, разработанные ЦНИИМЭ. Щиты ЛВ-11 размером 6,1X1,0X0,19 м изготовляются из двухкантных брусьев, скрепленных металлическими стяжками-болтами. На торцах щитов укреплены металлические сварные оголовники с устройством шарнирных стыковых соединений щитов в коле-сопроводы. Во многих леспромхозах применяют щиты такого же типа, но без оголовников, с меньшим числом возможных перекладок.

Нагельные щиты, размером 6х 1X0,2 м изготовляются из трехкантных брусьев, соединенных в щит деревянными нагелями шестигранного сечения для круглых отверстий диаметром 8 см. Стыковых соединений щиты не имеют и для обеспечения их устойчивости в колесопроводе щиты укладывают стыками на спаренные шпалы с вырезами. Нагельные щиты рассчитаны для применения на вывозке автомобилей типа МАЗ.

Для изготовления нагельных щитов КомигипроНИИлеспро-мом разработана и применяется в леспромхозах Коми АССР технологическая линия на базе специального сверлильно-за-прессовочного агрегата, обеспечивающего изготовление за смену до 50 щитов пятью рабочими. Для изготовления нагельных щитов металл не требуется - ив этом их основное преимущество. Однако их прочность ниже, чем щитов ЛВ-11.

В СевНИИПе разработаны инвентарные колейные покрытия в виде лент, собранных из коротких брусков (длиной 1,1 м) на металлических шарнирах. Однако широкого распространения они не получили из-за большой потребности в металле (27,5 т/км) и недостаточной собственной жесткости.

В Белорусском технологическом институте разработано ленточное покрытие, собираемое из деревянных брусков размером 2x0,14x0,14 м, соединенных в ленту шириной 1 м стальными шпильками с шагом в 1 м, установленными на расстоянии 0,5 м от торцов брусьев, размещенных вразбежку. При перевозке ленты БТИ складываются. Высота сечения брусков представляется недостаточной. При укладке щитов или лент в колеспро-воды на сырых и мокрых местах необходимо устройство оснований из хлыстов или бревен (рис. 5.28), требующих значительного расхода древесины (до 400 м3/км и более). В ЛТА разработаны инвентарные конструкции щитового "бесколейного покрытия с увеличенной опорной поверхностью шириной 3,5 м, т. е. равную ширине проезжей части уса.

Перспективным является применение на усах в 1-м и 2-м типах местности сборно-разборных колейных покрытий из железобетонных плит марок ПДЗ-З и ПДТЗ-З (см. табл. 5.15), обеспечивающих большую экономию ценной деловой древесины, идущей на изготовление щитов. Плиты нельзя укладывать на поперечный настил.