|
Функции, которые выполняет веревка во время прохождения шахты, определяются исключительно техникой прохождения. Техника спуска и подъема по веревке с верхней страховкой или самостраховкой требуют применения двух веревок. В этих случаях одна из них используется только для передвижения в колодце, а вторая - для страховки, т.е. во время прохождения каждая веревка несет определенную самостоятельную функцию, которая при нормальных условиях не меняется. С другой стороны, пока продолжается процесс спуска или подъема, нагрузкам подвергается только веревка, которая служит для передвижения. Если прохождение совершается нормально, страхующая спелеолога веревка все время остается практически не нагруженной. Даже при срыве она тоже не подвергается действию больших сил, потому что такой способ провески колодцев не создает предпосылок к возникновению динамических нагрузок. (Это возможно только при технике с верхней страховкой, и то лишь в том случае, если срыв произошел в тот момент, когда страхующий оставил "слабину" на веревке). Все это упрощает выполнение ею страховочной функции.
В технике одной веревки все не так. С одной стороны, единственная веревка в колодце перенимает обе функции веревки из классической техники, являясь одновременно средством и передвижения, и страховки. Второй веревки "на всякий случай" нет; с другой - способ провески колодцев заключает в себе потенциальные возможности для возникновения динамических нагрузок на веревку и страховочную цепь при срыве.
Эти особенности СРТ в сочетании с использованием в ее практике статической веревки делают страховочную функцию единственной в колодце веревки особенно важной и одновременно почти полностью зависимой от спелеолога - от его знаний, навыков, сообразительности и правильности действий. Поэтому, сможет ли она выполнить свою функцию или нет, зависит прежде всего от того, удастся ли ему создать необходимые условия еще при провеске каждого отдельного колодца. А это означает, что надо как можно лучше, сообразно конкретной обстановке, располагать и оборудовать все основные и дополнительные опоры, как и все промежуточные перестежки, в соответствии с видом и состоянием веревки, с которой в данный момент работают.
Запомните:
- провеску колодца надо делать так, чтобы с самого начала создать необходимые условия для осуществления веревкой страховочной функции, а не только чтобы было быстрее или легче передвигаться в колодце.
Совокупность всех элементов, образующих опору, за которую навешивается веревка (сама опора, петля или планка, крюк, карабин и т.д.), называется креплением. Опоры бывают:
- естественные: скальный выступ или глыба, натек, ствол дерева и т.п.;
- искусственные: шлямбурный или скальный крюк, закладка, эксцентрик и т.п.
Для крепления обычно используется одна и реже - две опоры, как при V-образном креплении.
Функция, которую данное крепление выполняет, определяет его как: основное, дополнительное, промежуточное или отклоняющее (рис. 10).
Рис. 10. Виды креплений. (дополнительное, основное, промежуточное, отклоняющее)
Использование самопробивающих шлямбурных крючьев типа SPIT дает возможность создания неограниченного числа искусственных опор и расположения крепления в любом месте галереи или колодца - была бы скала с ненарушенной структурой, а выбранное место - наилучшим образом подходило для устройства правильной навески.
Запомните:
- в соответствии с требованиями максимальной надежности при использовании техники одной веревки каждое основное крепление должно быть дублировано дополнительным. Отклоняющие крепления не дублируются, промежуточные - обычно не дублируются;
- взаимное расположение дублирующих креплений и способ фиксирования веревки в них должны быть такими, чтобы свести к минимуму возможные динамические нагрузки, которые могут возникнуть в случае разрушения одного из креплений;
- основные и промежуточные крепления должны располагаться так, чтобы веревка нигде не терлась о скалу.
Как видно из рис. 11, нагрузка на веревку не может достигнуть соответствующего данному фактору падения максимума, пока длина веревки, а следовательно, и высота падения H меньше некоторого, хотя и минимального, значения. Оно называется пределом H0 (аш нулевое), начиная с которого пиковая динамическая нагрузка достигает величины, соответствующей фактору падения.
Рис. 11. Предел Н0.
Если провести эксперимент по падению груза данного веса с фактором 1 с несколькими кусками веревки разной длины, для каждого
измерить пиковую динамическую нагрузку и отложить ее на графике как функцию длины, получится кривая, которая сначала стремительно взлетает вверх, потом рост ее замедляется, пока не достигнет предела H0 (рис. 12).
Рис. 12. Зависимость ПДН от длины веревки при одном и том же факторе падения
После этого она превращается в прямую линию, параллельную оси абсцисс. Пиковая динамическая нагрузка становится постоянной, т.е. такой, какой должна бы быть, так как фактор падения один и тот же.
Этот полезный эффект, уменьшающий значение пиковой динамической нагрузки на веревку, длина которой меньше Н0, возникает вследствие того, что в петле веревка работает как две, а в узле дополнительно участвует и длина, включенная в него. Это снимает ударную нагрузку на веревку. Эффект имеет практическое значение как для коротких кусков веревки, как, например, в случае со страховочным концом, так и при внезапном динамическом нагружении начальной части веревки, связывающей основные и дополнительные крепления. Однако, если при дублировании крепления часть веревки, которая их не связывает, окажется больше Н0, она не сможет больше быть полезной для уменьшения пиковой динамической нагрузки на данное дополнительное крепление, если основное разрушится. И наоборот, чем меньше длина веревки между ними по сравнению с Н0, тем больше будет этот эффект.
Предел Н0 зависит в основном от фактора падения и от вида веревки, но влияет и ее конкретное состояние - сухая она или мокрая, больше или меньше изношена и т.д. На практике при провеске колодцев принимают, что для динамической веревки он составляет порядка 1.5 метра, а для статической - не более 1 метра при факторе падения 1.
Запомните:
- учет предела Н0, соответствующего виду используемой в данный момент веревки, гарантирует надежность дублирующего крепления.
Различают горизонтальное и вертикальное дублирование креплений. Горизонтально обычно дублируют перила для траверса и перила, страхующие подход к началу колодца. Основные крепления у начала колодца дублируют вертикально. Горизонтального дублирования следует избегать и применять лишь в том случае, когда вертикальное дублирование невозможно.
При горизонтальном дублировании, когда подбирают место для основного и для дополнительного креплений, расстояние между ними надо рассчитывать так, чтобы оно по возможности было значительно меньше Н0для используемого вида веревки.
Если при динамическом нагружении разрушится крепление в точке А (рис. 13а), степень смягчения удара в точке В будет зависеть от длины веревки, которая их связывает. Хотя для большего смягчения удара лучше иметь меньшую длину, она не должна быть и меньше 50 см с точки зрения надежности забитых крюков. Напряжение в скале, вызванное забиванием в шлямбурные крюки расклинивающих штифтов, может привести к ее растрескиванию, если расстояние между двумя соседними крюками меньше 50 см.
Рис. 13. Оптимальные расстояния между дублирующими креплениями:
а -горизонтальное; б - вертикальное дублирование.
Запомните:
- расположение креплений на оптимальном расстоянии между ними при дублировании, как и фиксация веревки между ними без провисания, гарантируют низкую степень их нагружения при разрушении одного из них.
Для безопасности прохождения недостаточно, чтобы дублирующие крепления были только на оптимальном расстоянии одно от другого. Очень важно и то, как фиксировать веревку сообразно их взаимному расположению.
Иногда в начале колодца, чтобы сразу вынести навеску от его стен, приходится основное крепление располагать над дополнительным. Если спусковое устройство встегнуть в веревку ниже дополнительного крепления (если встегнуть выше, это будет равносильно попытке самоубийства рис.14б) и основное крепление разрушится, фактор падения не будет превышать 1 (рис.14а). Однако в этом случае мы не только нагрузим веревку до предела ее возможностей, но нагрузка полностью ляжет на дополнительное крепление, что недопустимо: если и оно разрушится, ничто больше не остановит падения. В таких случаях ниже уровня дополнительного крепления делают узел, а удлиненная петля фиксируется в основном креплении. Теперь, если оно разрушится, нагрузка как на веревку, так и на дополнительное крепление будет минимальной.
Рис. 14. Устройство основного крепления, расположенного над
дополнительным: а, б - неправильно; в - правильно:
В случае горизонтального дублирования при выборе мест для креплений надо мысленно проследить путь, который проделала бы веревка, пока нагрузится дополнительное крепление, если основное разрушится. При возникновении опасности сильного удара спелеолога о стену колодца, удара веревки или трения ее об острый край или скальное ребро необходимо искать другое решение.
Рис. 15. Неправильно дублированное основное крепление;
О-основное крепление;
Д-дополнительное крепление.
Когда разрушается основное крепление, дополнительное остается единственной надеждой спелеолога. Кроме того, оно не только сохраняет целостность страховочной цепи, но и в течение некоторого времени выполняет функцию основного, не будучи, в свою очередь, дублированным. Чтобы гарантировать его надежность, динамическая нагрузка, которая ляжет на него при разрушении основного, должна быть насколько возможно меньше. Поэтому, когда взаимное расположение креплений таково, что при разрушении основного динамическое нагружение дополнительного неизбежно, применяют так называемые амортизирующие узлы. Они относятся к специфическим элементам одноверевочной техники. Их назначение - поглощать часть энергии падения, что значительно уменьшает нагрузку как на статическую веревку, так и на дополнительные крепления (табл. 7).
В качестве амортизирующих используют узлы "бабочка" или "проводник". Они вяжутся вблизи дополнительного крепления, а при сильно смещенных по вертикали промежуточных креплениях, сделанных со слабиной - в зоне провиса, немного выше самой низкой его части по направлению на промежуточное крепление. Оставляют петлю длиной около двадцати сантиметров, а узел не затягивают (рис. 16).
Узлы "восьмерка" и "девятка" для этой цели не используют, так как они не дают амортизирующего эффекта - при ударе они сразу затягиваются, и веревка не может протравливаться через узел (табл. 8).
Рис. 16. Амортизирующий узел и схемы креплений, при которых он
используется.
Таблица. 7. (по Ж.Марбаху и Ж.А.Рокуру) *
| Веревка |
Амортизирующий узел |
Пиковая динамическая нагрузка, кгс: |
| |
|
1-ыйудар |
2-й удар |
3-й удар |
4-й удар |
| Новая d 9мм |
проводник |
250 |
370 |
640 |
обрыв |
| |
без него |
870 |
обрыв |
|
|
| служившая3.5 года |
без него |
710 |
обрыв |
|
|
| d 10мм |
бабочка |
600 |
720 |
обрыв |
|
Таблица 8 (по Ж.Марбаху и Ж.А.Рокуру) *
Узел на статическойверевке
d 11 мм |
Начало протравливанияверевки
в узле
(кгс) |
обрыв
(кгс) |
| Девятка |
не протравливается |
1360 |
| Восьмерка |
не протравливается |
970 |
| Бабочка |
750 |
|
| Проводник |
840 |
|
Чаще всего во входном колодце и реже - в промежуточном из-за специфического характера подхода к ним навеску не удается вынести от стен колодца так, чтобы веревка их совсем не касалась. Чтобы избежать трения о скалу, в таких случаях используют протектор или отклонитель, в зависимости от конкретных условий.
Протекторы делают длиной от 400 до 600 мм и шириной 120 мм из поливинилхлоридной ткани с двусторонним покрытием ("пластикат"), по длине к ним пришивается застежка типа "репейник" (velcro), а с одного края крепится шнур не толще 3 мм для привязывания к веревке (рис. 17).Когда приходится использовать протектор, сразу по достижении удобного места надо устроить промежуточное крепление на естественной или искусственной опоре. Отклонители делают из стального прута диаметром 6-7 мм, приваренного к болту диаметром 8 мм и длиной до 80 мм. Фиксируются с помощью крюка "SPIT" затягиванием гайки (рис. 18а).Особенно удобны они для предотвращения трения в тех местах, где веревка лишь
Рис. 17. Протектор.
касается скалы на небольшом участке, как и если веревка опирается на выступ, находящийся на расстоянии 6-7 м под основным или промежуточным креплением (рис. 18б). В таких случаях установка отклонителя избавляет от необходимости делать новое промежуточное крепление, которое в подобной ситуации является не самым удачным способом устройстванавески (см. п. 4.9).
Рис. 18. Отклонитель: а - общий вид; б - способ применения.
Подкладки используют прежде всего для предохранения веревки, когда в каком-то креплении узел опирается на скалу. Изготовляются они то-же из поливинилхлоридного материала длиной 300 мм и шириной 120 мм. В их верхнем конце делается отверстие диаметром 16 мм (для встегивания в карабин) или 8 мм (тогда она прижимается ушком крюка) (рис. 19).
Рис. 19. Подстилки.
В принципе, каждый колодец нужно провешивать одной веревкой, но это не всегда возможно. Если веревка окажется короче, а рядом нет стены, как в колодце - "бутылке", вторая веревка связывается прямо с первой двойным ткацким узлом или встречной восьмеркой. При этом оставляют петлю для самостраховки при перестежке (рис. 20а).Чтобы избежать перестежки через такой узел, обычно вторая веревка вешается за карабин последнего промежуточного крепления, до которого достигает первая. Однако встегивание петель двух веревок в карабин по отдельности недопустимо. Если крепление разрушится, карабин подвергнется динамическому удару и может раскрыться. Связывание петель предохраняет от этой опасности (рис. 20в). Неиспользованный конец первой веревки бухтуется (рис. 20б).
Рис. 20. Связывание двух веревок: а - встык; б - в промежуточном креплении.
Вид хорошо натянутой веревки при навеске типа "троллей" создает чувство большей безопасности при передвижении по ней. К сожалению, это чувство обманчиво, потому что, чем сильнее натянута веревка, тем легче ей порваться под нагрузкой. Если, например, угол провисания равен 10 градусам, нагрузка в точках А и В (рис. 21) возрастает втрое, в чем уже кроется большая опасность. Почему так получается?Посмотрим, к какому результату приведет статическое нагружение горизонтально натянутой веревки силой Р = 80 кгс, что примерно равновесу спелеолога со снаряжением. Самая простая формула для расчета усилия в точке А (или В) есть FA = РL/2h , если считать, что сила Р действует на середину веревки.
Рис. 21. Силы, действующие на горизонтально натянутую веревку при нагружении.
Если L = 12 м и h = 2 м (при этом угол провисания примерно 10 градусов), то FA = 80*12/(2*2)=240 кгс. Такимже будет и усилие в точке В. Выходит так, как будто вес спелеолога вдруг увеличился втрое. При таком способе навески мы "насильственно" вынуждаем веревку нести нагрузку 240 кг вместо 80 кг.
При устройстве навески всегда надо иметь в виду, что, когда веревка натянута горизонтально, чем меньше угол ее провисания, тем больше будет нагрузка в точках А и В, если ее нагрузить, и наоборот. Величина ее будет равна Р, если угол провисания равен 30 градусам. При меньшем угле веревка всегда "перенапрягается" в местах крепления. Это относится и к нагрузкам на горизонтальные перила.
Запомните:
- при навеске "троллея" достаточно, чтобы веревка между креплениями была натянута силой руки.
Все, что говорилось о нагрузках на крепления и веревку, навешенную горизонтально ("троллей"), относится и к V-образным креплениям. Однако при устройстве навески трудно заранее оценить угол провисания. В большинстве случаев опоры располагаются на различных горизонтальных поверхностях, плечи навески составляют с ними различные углы и бывают часто разной длины. Все это делает крепление более или менее асимметричным и затрудняет оценку нагрузок на каждую опору и веревку. Поэтому, не вдаваясь в подробности, в практической работе следует руководствоваться только величиной угла, который составляют между собой два плеча навески. Он не должен быть больше 120 градусов независимо от того, симметрична она или асимметрична. При таком угле и симметричном креплении нагрузка на плечи и опоры одинакова и равна P (рис. 22а). С увеличением угла свыше 120 градусов нагрузка на них очень быстро возрастает (рис. 22б).
Рис. 22.Нагрузки на V-образное креплени при различных углах между плечами.
Асимметричное крепление всегда нагружается неравномерно. Плечо, фиксированное выше, обычно длиннее и больше нагружается. Если одно из плеч асимметричного крепления расположено горизонтально, перегрузка другого достигает 20% силы P. В подобных случаях более высоко расположенное плечо лучше делать в виде петли от узла (рис. 23), т.е. двойным, особенно если используется веревка d 9 мм
Рис. 23.Уменьшение нагрузки на веревку путем ее сдваивания над местом оттяжки.
V-образные крепления устраивают только на сравнительно близко расположенных стенах. При разрушении одной из опор фактор падения очень мал, но есть риск удара спелеолога об стену из-за "маятника". Его амплитуда пропорциональна длине соответствующего плеча крепления. Поэтому, если плечи получаются слишком длинными, надо поискать другой способ провески колодца.
При устройстве V-образных креплений надо учитывать и угол, под которым нагружаются ушки крюка. Профильные планки устойчивы только до 45 градусов (рис. 24а). Если нагрузить планку под большим углом, она может согнуться, сломаться или вырвать болт, которым крепится.
Рис.24.а-профильная планка;б-потолочная планка.
Поэтому угол между плечами крепления не должен превышать 90 градусов, если планки расположены на отвесных стенах (рис. 25).
Рис.25.V-образная крепление между вертикальными стенками.
Чтобы уменьшить нагрузку на них, надо умело использовать профиль стены (рис. 26) или применять другие виды ушек, которые можно нагружать радиально в любом направлении (рис.24б)
Рис.26. V-образоное крепление между стенами переменного профиля.
При устройстве V-образного крепления используют узлы "восьмерка", "девятка", "булинь" или "бабочка". Наиболее надежны симметричные крепления, сделанные с тремя узлами "восьмерка" (рис. 27).
Рис.27.Схемы V-образных креплений с тремя узлами "восмерка":а-сделанными на веревке ,которой провешан отвес:б-сделанными на отдельном куске веревки.
Запомните:
- чтобы надежность V-образного крепления была максимальной,угол между плечами крепления должен быть меньше 90 градусов.
В процессе проникновения от действий, совершаемых во время спуска и подъема, на веревку всегда действуют силы большие, чем просто вес спелеолога.
При спуске рывками, когда спелеолог резко тормозит и резко отпускает спусковое устройство, нагрузка на веревку может достигнуть 200 кг. Надо иметь в виду, что одни и те же действия вызывают намного большие нагрузки, если веревка статическая и расстояние между спусковым устройством и точкой крепления веревки мало (табл. 9). Это требует проявлять больше внимания при спуске груза, особенно если приходится спускать пострадавшего. так как нагрузки возрастают вдвое.
Таблица. 9. (по А.Демезону) *
Измеренная нагрузка при спуске.(кг)
| Расстояние до узла крепления(м) |
веревка d 11мм.,
удл. 3.5% |
веревка d 11мм.,
удл. 1.5% |
| плавно |
рывками |
плавно |
рывками |
| 0.5 |
101 |
145 |
94 |
178 |
| 1 |
100 |
145 |
96 |
179 |
| 2 |
105 |
145 |
94 |
183 |
| 4 |
100 |
145 |
94 |
142 |
При нормальном подъеме по методу "дед" ("лягушкой") нагрузки на веревку обычно варьируются от 90 до 130 кг, однако при резких движениях и вблизи крепления могут достигать 270 кг.
Таблица. 10. (по А.Демезону) *
Измеренная нагрузка при подъеме.(кг)
| Расстояние до узла крепления(м) |
веревка d 11мм.,
удл. 3.5% |
веревка d 11мм.,
удл. 1.5% |
| плавно |
рывками |
плавно |
рывками |
| 0.5 |
110 |
196 |
130 |
239 |
| 1 |
102 |
189 |
122 |
208 |
| 2 |
98 |
176 |
119 |
211 |
| 4 |
90 |
159 |
111 |
195 |
С приближением ко всякому основному или промежуточному креплению они постепенно увеличиваются и достигают максимума в точке, где веревка фиксирована (табл. 10). Статическая веревка передает ее и на элементы крепления. Поэтому вблизи него подъем должен быть плавным, без резких движений. Необходимо, чтобы грудной самохват всегда был хорошо натянут заплечной лентой. В противном случае на каждом шаге опускание на него дает толчки, которые тоже увеличивают нагрузку на веревку.
Любая более сильная динамическая нагрузка, пока самохваты на веревке, может привести к очень серьезным последствиям. Из всех звеньев, включенных в данный момент в страховку, самым опасным являются самохваты. И это не только из-за того, что из всего снаряжения они имеют наименьшую прочность (для большинства конструкций она не превышает 500 кгс), а потому, что локально уменьшается прочность веревки в месте, зажатом язычком. При весе спелеолога 80 кг при каждом шаге она подвергается поперечному усилию в 350 кгс. В результате при падении с фактором 1 самохват может просто срезать веревку в точке зажима. Падение с таким фактором возможно, например, при выходе из колодца, когда спелеолог уже ступил на скалу и, не отстегивая самохвата, дошел до уровня крепления. Падение из такого положения может оказаться фатальным.
При рывке нагрузку принимает обычно грудной самохват. Если он срежет веревку, ведущий самохват через страховочный прусик стремени задержит падение, но при условии, что не соскользнет. Единственным на сегодня самохватом, который проскальзывает при динамическом ударе, является шант (SHUNT). Поэтому его нельзя использовать в качестве ведущего. Если при срыве веревка перекусывается самохватом, а ведущим является шант, он может проскользнуть те несколько сантиметров, которые остались под ним после обрыва веревки.
Запомните:
*нельзя спускаться по веревке и резко тормозить, особенно вблизи крепления;
*при отстегивании страховочного ремня от карабина крепления надо плавно садиться на зафиксированное спусковое устройство;
*никогда не допускайте того, чтобы висеть на веревке только на одном самохвате, если в это время страховочный конец не пристегнут к перилам или точкам крепления;
*избегайте положения, при котором вес тела долгое время держит один ведущий самохват, независимо от того, встегнут ли грудной.
Если исключить вероятность опасных для веревки падений, которые случаются в результате грубых ошибок или невнимательности, динамические нагрузки возможны при разрушении какого-либо промежуточного крепления (рис. 28).
Рис.28.Фактор падения при разрушении промежуточного крепления.
Возможную степень падения всегда можно предварительно оценить, и с достаточной точностью. Поэтому еще при устройстве навески промежуточные крепления надо располагать на таких расстояниях, которые гарантируют сведение к минимуму фактора падения. Для оценки его величины при определении места крепления важны только длина веревки над креплением С и провис D, который оставляют для перестежки (рис. 29), так как в данном случае f = H/L = 2D/(C+2D). Следовательно, фактор падения будет тем ниже, чем длиннее веревка над креплением и чем меньше провис. Эти две величины спелеолог должен как можно точнее оценивать при устройстве навески, что позволяет сделать промежуточные крепления так, чтобы при разрушении любого из них фактор падения не превысил 0.2.
Рис.29.Зависимость фактора падения от длинны веревки над прометочным креплением С и величины провиса D.
Это необходимо, чтобы гарантировать максимальную безопасность при происшествии во время подъема на самохватах и особенно во время подъема или спуска пострадавшего.
В этих случаях фактор падения определяется:
- величиной провиса D в промежуточном креплении В;
- длиной С веревки между нарушенным креплением В и находящимся над ним промежуточным или основным креплением А;
- длиной R веревки между В и Р - положением спелеолога в момент рывка(рис.30).
Рис.30.Факторы падения при разрушении промежуточного креплнгия.
Пока промежуточное крепление В цело, R - непрерывно меняющаяся величина (рис. 30). Она или уменьшается, или увеличивается в зависимости от того, поднимается или спускается в данный момент спелеолог. Чем больше расстояние между В и Р, тем меньше фактор падения, потому что в этом случае f = H/(L+R) = 2*D/(C+2*D+R). Однако при разрушении крепления В значение R может оказаться 10, 20 или более метров, а может и 0, если спелеолог находится непосредственно возле него. Поэтому на амортизирующую способность веревки под креплением никогда нельзя рассчитывать при предварительной оценке фактора падения и выбора места промежуточного крепления.
Запомните:
*Нельзя допускать, чтобы расстояние до данного промежуточного крепления от находящегося над ним (основного или промежуточного) было меньше 5-6 метров
;
(Вполне допустимо и 3 м. Получается f = 0,25 (В.Б.)).
Если конкретная обстановка требует этого, промежуточное крепление надо дублировать или делать на двух опорах;
*Не допускайте провиса больше 0.5 м, если над промежуточным креплением веревка короче 10 м;
*Вообще не допускайте слишком большой "слабины" (рис. 31). Лишним является каждый сантиметр веревки, без которого устройство для спуска и подъема можно без труда встегнуть и выстегнуть при перестежке.
Рис.31.Теоритические кривые для ПДН при одинаковых значениях С и Р ,но разноной велечене провиса D.
|
- 5 -
| |
