БАЛЛАСТИРОВКА ПУТИ

До начала балластировки исправляют основной площадки земляного полотна, рихтуют и выправляют путь, убирают строительные материалы, разбирают временные переездные настилы и т. д. Выполняют геодезические работы, включающие восстановление и закрепление оси пути, нивелировку по проектным отметкам головки рельсов с выставлением высотных кольев на обочине и обозначением уровня головки рельсов при подъ­емке на первый и второй слои балласта. Высотные колья выставляют на пике­тах, а также в начале и конце круговых или переходных кривых и через каж­дые 20 м, а также в точках перелома профиля и у искусственных сооружений. По данным разбивок составляют ведомости сдвижек пути на ось и подъемок на балласт.

Основную площадку земляного полотна перед балластировкой приводят в соответствие с проектными очертаниями. Под воздействием поездов, проходят по незабалластированному пути, на ней могут образоваться вмятины от которые необходимо засыпать грунтом, однородным с верхним слоем на. Это трудоемкая работа, требующая вывески путевой ре­шетки и засыпки вмятин с тщательным уплотнением. Все это выполняют в сте­сненных условиях. Поэтому необходимо принимать меры для сокращения вре­мени между монтажом рельсошпальной решетки и балластировкой пути.

Во избежание отрыва шпал от рельсов вовремя подъемки проверяют состоя­ние промежуточных скреплений и добивают наддернутые костыли, регулируют стыковые зазоры, т. е. приводят рельсошпальную решетку в надлежащее со­стояние.

Для перевозки балласта по рельсовому пути ис­пользуют преимущественно саморазгружающиеся вагоны – хопперы-доза­торы и думпкары, а также полувагоны и, как исключение, платформы.

Хоппер-дозатор ЦНИИ-ДВЗ предназначен для перевозки, механизированной выгрузки и дозирования балласта всех видов. Вагон состоит из цельнометаллического кузова, разгрузочного бункера с крышками, дозатора и пневматического оборудования для привода разгрузочно-дозирующих механизмов, которые позволяют при соответствующей установке вести выгрузку балласта на всю ширину пути, по сторонам, на середину, на междупутье и на обочину (рис. 7.6), в количестве от 40 до 1500 м³ на 1 км длины пути в зависимости от позиций регулировки.

Рис. 7.6. Выгрузка балласта из хопперов-дозаторов: а – транспортное положение хоппера-дозатора; Выгрузка: б – на всю ширину пути; в – по сторонам; г – на середину; д – на межпутье; е – на обочину

Из хопперов-дозаторов балласт выгружают 2 звена рабочих в составе машиниста и монтера пути, а также помощника машиниста и монтера пути. На раз­дельном пункте, примыкающем к балластируемому перегону, наполняют ра­бочую магистраль сжатым воздухом от локомотива. Рабочие проходят вдоль состава и открывают краны на пульте управления каждого вагона. По прибы­тии к месту выгрузки состав останавливают. Стоп-фиксатор дозировки ставят на заданную отметку с учетом требуемого количества выгружаемого материа­ла, снимают предохранительные запоры, рычаги управления приводят в ра­бочее положение. По команде мастера поезд со скоростью 3…5 км/ч начинает двигаться по участку балластировки. На ходу поезда рабочие опускают доза­торы и открывают люки первого вагона. После его разгрузки второе звено рабочих включает в работу второй вагон, перекрывая при этом на 1…2 м участок разгрузки балласта из первого вагона. По окончании разгрузки вагона ра­бочие закрывают наружные и внутренние крышки, поднимают дозатор и пере­ходят к разгрузке очередного вагона. Обычно одно звено работает с нечетными, второе – с четными вагонами.

Во время разгрузки следят за тем, чтобы вагоны опорожнились до подхода поезда к различным препятствиям (мостам, стрелочным переводам и т. д.). Пе­ред препятствием поезд останавливают, разгруженные вагоны переводят во временное транспортное положение, чтобы поезд беспрепятственно проследо­вал дальше. Затем работы по разгрузке возобновляют. После полной разгрузки балластного поезда сжатый воздух из рабочей магистрали выпускают, стоп-фиксаторы дозировки ставят в транспортное положение, крышки дозаторов закрепляют транспортными запорами.

Применение хопперов-дозаторов в 10…15 раз уменьшает затраты труда по сравнению с затратами при выгрузке балласта из полувагонов. При больших расстояниях транспортирования с целью лучшего использования хопперов-дозаторов иногда устраивают промежуточные склады-накопители. До склада балласт перевозят в полувагонах, а от склада на участок балластировки – в хопперах-дозаторах, что позволяет более равномерно подавать балласт на участки работ. Необходимость устройства промежуточных складов обосновывается технико-экономическими расчетами.

Выгрузку балласта из полувагонов выполняет звено, в которое входят 8 монтеров пути. Кроме того, требуются дополнительные рабочие для расчистки пути от выгруженного материала согласно требованиям габарита подвижного состава, освобождения полувагонов от остатков балласта и закрывания люков. Но, главное, при использовании полувагонов дозировка балластастановится самостоятельной операцией, так как при выгрузке не удается распределить его вдоль пути в количестве, необходимом для механизированной подъемки (при использовании хопперов-дозаторов дополнительная дозировка бывает необходима лишь в отдельных местах).

На раздельном пункте, примыкающем к участку балластировки, откры­вают секторы запоров полувагонов и отбивают задний по ходу поезда люковый крюк. На месте разгрузки балластный поезд движется со скоростью до 5 км/ч, что позволяет рабочим с помощью молота или ломика окончательно открыть люки полувагонов. Балласт разгружается самотеком. Сразу за поездом ве­дут расчистку балласта по габариту. Поезд начинает обратное движение лишь после того, как руководитель работ удостоверится, что полувагоны полностью очищены от балласта и габарит выдержан.

Разгрузку балласта с платформ ведут с помощью гидравли­ческих экскаваторов-планировщиков и обратных лопат, многоковшовых по­грузчиков и лишь, в крайнем случае, вручную лопатами. Экскаваторы целесо­образно оборудовать вместо ковша скребком. По прибытии поезда на перегон 2 рабочих последовательно открывают борта платформ, а экскаватор, двига­ясь вдоль состава, разгружает балласт, сгребая его на сторону. Вслед за ним рабочие пути очищают платформы от остатков балласта, закрывают борта, и по сигналу руководителя работ поезд отправляется в карьер. Применение этого способа определяется возможностью прохода экскаватора вдоль состава.

Многоковшовый погрузчик доставляют на платформе балластного поезда. Во время разгрузки он перемещается по платформам. Для этого между ними укладывают щиты, а борта открывают.

Дозировка балласта как самостоятельная операция может проводиться с использованием ряда машин и механизмов: электробалластеров ЭЛБ-3, ЭЛБ-3М, ЦНИИС-УРМ3, ЭЛБ-3ТС, консольных балластеров КБ-2, мобильного путеподъемника МПП-5, тракторного дозировщиком ТДГ-1 и навесного дозировщика балласта УПМ-1-4.

Тракторный дозировщик ТДГ-1 монтируют на гусеничном тракторе с комбинированным ходом, который приспособлен для перемещения не только по грунту, но и по рельсам. Рабочее оборудование, несколько напоминающее обо­рудование бульдозера, состоит из толкающей рамы, лобового щита, боковых сочлененных крыльев, гидравлической системы управления и некоторых до­полнительных частей, обеспечивающих многоцелевое применение машины как своеобразного бульдозера. При дозировке трактор движется по рельсам и раз­двинутыми вперед крыльями загребает балласт с боков, перемещая его в пре­делы рельсошпальной решетки. Поскольку нижняя кромка крыльев и лобо­вого щита образует контур, соответствующий очертанию поперечника задозированного пути при требуемом распределении балласта, после одного – двух проходов машины балласт покрывает рельсошпальную решетку достаточно равномерным слоем. Так как рельсы засыпаются не на полную высоту, по задозированному пути возможно движение рабочих поездов и машин на рельсо­вом ходу.

У рельсовых балластировочных машин дозатор устроен аналогичным обра­зом. Беспрепятственный проход колес машины по задозированному пути обес­печивается при помощи рельсовых щеток. Крылья используются также для планировки откосов балластной призмы.

Подъемка задозированного пути в простейших случаях может быть осуществлена обыкновенными домкратами, с помощью которых часть рельсошпальной решетки, длина которой зависит от высоты вывески, извлекается из балласта, а после опускания решетка оказывается поверх слоя балласта. Затем домкраты переставляют на несколько метров вперед и вновь производят подъемку пути. При использовании ручных домкра­тов подъемка представляет собой весьма трудоемкую и тяжелую работу. Обыч­но применяют моторные домкраты и путеподъемники точечного действия, ко­торые работают по тому же принципу, что и обычные домкраты.

Моторный путеподъемникпредставляет собой самоходный рельсовый экипаж, который в рабочем положении захватывает рельсы зажимами. При включении гидравлических домкратных устройств, опирающихся на балласт или грунт, рельсошпальная решетка поднимается вместе с корпусом путеподъемника. Опоры домкратных устройств рас­полагаются на рычажных кронштейнах либо снаружи решетки за пределами ее контура, либо в шпальном ящике. Нередко в механизм подъемника входит система, позволяющая перемещать экипаж вместе с поднятой решеткой в поперечном направле­нии, т. е. осуществлять рихтовку. При этом машина превращается в подъемочно-рихтовочную. Специальные путерихтовочные машины могут перемещать решетку и без предварительной вывески.

К подъемно-рихтовочным машинам от­носится моторный путеподъемник МПТС-1 (рис. 7.7). При подъемке он вывешивает рельсошпальную решетку по высотным кольям через 3…4,5 м. Поднятый путь закрепляют подбивкой балласта на отдельных (маячных) шпалах, затем забрасывают балласт в шпальные ящики, подштопывают и подбивают другие шпалы. Аналогичным образом ведут подъемку пути и с использованием других подъемочных или подъемочно-рихтовочных машин. Для малых объемов работ выпускаются несамоходные моторные двухниточные домкраты.

Рис. 7.7. Подъемно-рихтовочная машина МПТС-1: 1 – ходовая рама; 2 – каркас; 3 – рабочий орган; 4 – силовая установка; 5 – опорный башмак (показан в поднятом положении); 6 – рельсовые захваты

Подъемочные агрегаты непрерывного действия, отличающиеся от точечных машин гораздо большей производительностью, удерживают поднятую рельсошпальную решетку, находясь в движении. Реакция на подъемное усилие при этом воспринимается самим путем, поэтому опорные тележки машины распола­гают за пределами волны искривления, создаваемой подъемником. Подъемник может быть установлен также на конце консольной фермы (стрелы) позади экипажа. Захват рельсошпальной решетки, обеспечивающий передачу подъем­ного усилия в подвижном соединении, в современных машинах происходит с помощью мощных электромагнитов. Они притягивают рельсы к роликам тележ­ки подъемника. Перемещение тележки кверху образует искривление, которое при движении подъемника приобретает характер бегущей волны. Приме­няют также механические рельсовые захваты роликового или гусеничного типа.

Электромагнитный путеподъемник ЭМПП-2представляет собой разбор­ную металлическую ферму, свободно опирающуюся концами на путевые те­лежки (рис. 7.8).

Рис. 7.8. Схема путеподъемника ЭМПП-2: 1 – трактор; 2 – ферма; 3 – контрольный щит фотоэлектрической системы; 4 – объемлющее устройство; 5 – путевые тележки; 6 – кронштейны подшпальных струнок

В середине фермы размещены механизм подъемника с эле­ктромагнитными захватами, устройство для разравнивания балласта под выве­шенными шпалами, рельсовые и шпальные щетки, контрольные органы и др. Путеподъемник перемещается гусеничным трактором-электростанцией, а в кривых радиусом 1000 м и менее — двумя тракторами на комбинированном ходу со скоростью до 5 км/ч. Машину обслуживают 5 чел.

Электробалластерына рельсовом ходу используют тягу локомотива и выполняют как дозировку, так и подъемку пути со скоростью до 15 км/ч, а при необходимости также перемещение решетки в поперечном направлении, устранение пе­рекосов, установление возвышения наруж­ного рельса над внутренним в кривых уча­стках пути и другие работы. Эти машины изучаются в курсе путевого хозяйства.

В процессе балластировки сначала про­изводят выгрузку материала песчаной (гравийной) подушки, дозировку и подъемку пути на первый слой.В конце участка бал­ластировки устраивают отвод с поднятого пути на задозированный с уклоном не круче 5‰. После подъемки на песчаный балласт и выправки пути скорости движения рабо­чих поездов могут достигать: при рельсах Р43 – 25 км/ч, при рельсах Р50 и Р65 – 40 км/ч. Затем производят подъемку пути на второй слой(щебеночный балласт). В кривых сначала на обе стороны выгру­жают одинаковое количество балласта, при втором проходе поезда выгрузку ведут только на наружную сторону для устройства возвышения. Наконец, тре­буется еще сплошной проход хопперов-дозаторов для засыпки шпальных ящи­ков. При определении толщины рыхлого балластного слоя должен учитываться запас на осадку (порядка 20%).

При сочетании в одном процессе выгрузки и дозировки щебеночного балластана раздельном пункте, примыкающем к участку балластировки, формируют поезд по схеме: состав хопперов-дозаторов – локомотив-балластер. При толщине слоя щебня 25 см под шпалой подъемку выполняют в 2 приема: при первом проходе балластировочного поезда путь поднимают примерно на поло­вину высоты, при втором — до проектной отметки (с запасом на осадку), а за­тем засыпают шпальные ящики. Бригада монтеров пути следует за поездом и делает грубую регулировку пути, поправляет сбившиеся шпалы, устраняет про­садки и перекосы.

После подъемки на первый слой щебня поезд уходит на раздельный пункт, где порожние хопперы-дозаторы заменяют гружеными. По возвращении поез­да в конце забалластированного участка отцепляют вагоны с запасом щебня, необходимым для заполнения шпальных ящиков. Балласт из остальных ваго­нов используют при дозировке, а затем подъемке пути на второй слой щебня. После этого к поезду прицепляют оставленные вагоны со щебнем, он возвра­щается с ними к началу участка, открылки дозатора балластера устанавливают для оправки призмы, и поезд начинает движение, одновременно заполняя шпальные ящики и придавая вчерне нужную форму балластной призме.

На раздельных пунктах рельсошпальную решетку станционных путей, имеющих однослойную балластную призму, следует монтировать по предвари­тельно уложенному песчаному балласту. Его завозят в думпкарах или авто­транспортом.

При разгрузке балласта из думпкаров с готового глав­ного пути необходимо обращать внимание на равномерность распределения песка по фронту, а также предотвращение засорения им щебеночного баллас­та. Для этого используют думпкары с откидывающимися вниз бортами, а так­же покрывают откосную часть призмы главного пути рулонной мешковиной, которую убирают после разравнивания песка. Выгруженный песок планируют бульдозером или автогрейдером. Можно для планировки использовать путе­вой струг,крылом которого удается перекрыть всю ширину соседнего пути. После планировкибалласт уплотняют, укладывают рельсошпальную решетку и выправляют путь, чтобы с него провести балластировку очередного станци­онного пути, расположенного рядом. Для окончательной балластировки с за­сыпкой песком шпальных ящиков используют хопперы-дозаторы.

Укладку стрелочных переводов также целесообразно производить на предварительно отсыпанный балласт. Однако переводы, рас­положенные в главном пути, при монтаже одновременно со звеньями остаются без балластного слоя. В этом случае их балластируют одновременно с глав­ным путем. Сначала балласт с помощью хопперов-дозаторов разгружают по наружным концам и середине бокового, а затем — прямого пути, т. е. произво­дят дозировку. Подъемку стрелочного перевода выполняет бригада из 21…23 чел. при помощи гидравлических домкратов, электрошпалоподбоек, гидрорихтовщиков.

Гидравлическими домкратами последовательно поднимают перевод в на­правлении от одиночного пути к разветвлению. Группа рабочих засыпает бал­ластом шпальные ящики в местах установки домкратов и подбивает балласт под маячными брусьями, а после закрепления перевода на нужном высотном уровне ведет сплошную подбивку шпал и брусьев электрошпалоподбойками и выправку пути в пределах перевода. Домкраты по условиям техники безопас­ности устанавливают всегда с наружной стороны решетки. Сначала поднимают нить прямого направления, затем вторую нить этого направления и пути от­ветвления.

Использование моторного путеподъемника МПТС-1 позволяет сократить число работающих на балластировке стрелочного перевода до 8 чел. Порядок работ мало чем отличается от рассмотренного выше. Перевод при этом подни­мают в пяти-семи местах по каждому из разветвляющихся путей.

В конце участка подъемки пути устраивают отвод с укло­ном не круче 5%о. Для более эффективного использования локомотива к балластному составу прицепляют электробалластер, а выгрузку балласта и подъемку пути ведут одним локомотивом.

Рихтовка пути(выправка пути в плане) производится теми же машинами, что и подъемка пути. При постановке пути на ось с устранением углов в плане машиной ПРМ-ШГМ норма использования машины — 2,6 маш.-ч на 1 км пути. Максималь­ная величина сдвижки при грубой рихтовке — 300 мм, при чи­стовой рихтовке — 150 мм.

При рихтовке пути навесным блоком УПМ-1-3 на тракторе Т-158 величина сдвижки пути составляет 150 мм, а нормативное время использования машины — 2,15 маш.-ч/км.

После подъемки пути на балласт производится сплошная под­бивкашпал (уплотнение балласта) уплотнительными машинами непрерывного действия (ВПО-3000, ВПО-3-3000, ВПО-4 и ПМ-400) и машинами циклического действия (ВПР-1200, ВПРС-500, ШПМ-02, ШПМА-4К, УПМ-1-6 и др.). Производительность ма­шин при уплотнении балласта следующая: ВПО-4000 — 2 км/ч, ПМ-400 — от 0,4 до 1,1 км/ч, ВПР-1200 — до 1200 шпал/ч, ВПРС-500 — до 500 шпал/ч или 1 стрелочный перевод в час, ШПМ-02 — до 350 шпал/ч, ШПМА-4К – до 350 шпал/ч (при полуавтоматическом режиме работы), до 400 шпал/ч (при авто­матическом режиме работы), УПМ-1-6 — до 120 м/ч (при одно­временной подъемке пути и сплошной подбивке шпал).

Машины ВПО-4, ВПР-1200 и ВПРС-500 оборудованы автома­тическим устройством для выправки пути. Машина ВПО-4 непре­рывного действия. Машина ВПР-1200 циклического действия. Она имеет два подбивочных блока по 16 подбоек и одновременно подбивает две шпалы. Машина ВПРС-500 предназначена для ра­боты на станционных путях и стрелочных переводах, имеет два блока по четыре подбойки, за один цикл подбивает одну шпалу. Машина непрерывного действия ПМ-400 смонтирована на базе гусеничного трактора Т-130Г-1 с комбинированным ходом, при­способленным для движения по рельсовому пути и грунтовым дорогам. Подбивочные блоки машины аналогичны подбивочным блокам ВПО-4000. Толщина балласта под шпалой для нор­мальной работы машины должна быть не менее 15 см.

Однако до последнего времени еще не создали таких уплотнительных машин, которые бы обеспечивали безосадочную работу пути. Многочисленными исследованиями, при непосредственном участии автора, установлены нормы обкатки пути (СНиП 32-01-95), которые для главного пути составляют: при уплотнении бал­ласта машиной ВПО — 100 тыс. т, при уплотнении балласта ма­шинами циклического действия — 150 тыс. т, при уплотнении балласта ручными электрошпалободбойками — 200 тыс. т. груза брутто.

Комплексную механизацию процесса балластировочных ра­бот можно обеспечить при использовании универсальной путе­вой машины УПМ-1 с комплектом навесного оборудования, включающего: блок очистки пути УПМ-1-1, блок чистовой рих­товки пути УПМ-1-3, навесной дозировщик балласта УПМ-1-4, блок для перегонки шпал по меткам и разгонки стыковых зазо­ров УПМ-1-5, блок подъемки и подбивки пути УПМ-1-6. При этом время на монтаж и демонтаж одного блока на базовый тягач Т-158 не превышает 1 ч. Согласно типовой технологической карте балластировка 1 км пути (Р65, шпалы деревянные 1840 в прямых и 2000 шт./км в кривых, балластная призма двухслойная: песок 20 см, щебень 25 см) с использованием одного комплекта обору­дования и двух базовых тягачей потребует 11,3 смены, а при ис­пользовании одного базового тягача — 19,3 смены.

Укладку стрелочных переводов рекомендуется вести на спла­нированный и уплотненный балласт. Однако при одновременной укладке блоков стрелочных переводов со звеньями главно­го пути, а также при замене участков пути стрелочными перево­дами при переустройстве станций выгрузка балласта из хоппер-дозаторов сначала производится от крестовины по боковому пути, а затем по прямому. Подъемку стрелочного перевода на балласт производят с помощью моторного путеподъемника МПТС или гидравлических домкратов. Сначала перевод устанавливают на маячные брусья (5…7 по каждому направлению), а затем производят его сплошную выправку и подбивку в направлении от стрелки к крестовине. Выправку и подбивку стрелочных переводов целесообразно вести с применением машины ВПРС-500. Норма затрат труда на балластировку одиночного стрелочного перевода марки 1/11 и 1/9 с рельсами Р65 на щебе­ночном балласте с применением гидравлических домкратов и электрошпалоподбоек — 78,2 чел.-ч, на песчаном балласте — 151,9 чел.-ч. Состав звена — 9 человек. Балластировку пути следует вести в теплое время года, так как влажность песчаного и гравийного балласта, как правило, пре­вышает 6%. При отрицательных температурах балласт с такой влажностью смерзается как в пути, так и в транспортных сред­ствах. При необходимости проведения балластировки пути в зимний период заготовленный в карьерах балласт необходимо пере­лопачивать с помощью экскаватора или бульдозера, а балластировку вести при температурах ниже 10…15°С. При перепаде температуры в процессе балластировки для предотвращения примерзания балласта к стенкам вагонов их смазывают тонким слоем мазута, нефти, раствором технического хлористого каль­ция или натрия, покрывают пенопластом или полимерными мас­тиками. На участке балластировки земляное полотно должно быть очищено от снега. Подъемку и выправку пути следует про­изводить сразу (без разрыва по времени) за выгрузкой балласта. При первых заморозках во избежание прочного примерзания шпал необходимо периодически отрывать их от земляного по­лотна электробалластером или точечными путеподъемниками. Просадки и перекосы на забалластированном пути выправляют с помощью деревянных карточек и нашпальников. Весной после оттаивания балласта необходимо произвести выправку пути с удалением установленных зимой карточек и нашпальников.