авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

«ОАО «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ им. Б.Е. ВЕДЕНЕЕВА» ИЗВЕСТИЯ ВНИИГ имени Б. Е. ВЕДЕНЕЕВА ...»

-- [ Страница 3 ] --

Трубное охлаждение включается сразу после возведения блока и работает в течение 10 сут. Трубы металлические диаметром 2,5 см. Шаг труб в ярусе м. Температура воды охлаждения принималась равной 10°С.

Ниже приведены результаты исследования изменения температур и на пряжений во времени в вариантах а и б (см. рис. 2).

В первые 10 сут. большой разогрев происходит от экзотермии и работает трубное охлаждение. Блок нагревается, но в варианте а нижняя часть блока нагревается меньше, чем верхняя (так как трубы охлаждения находятся внизу), а в варианте б верхняя часть нагревается меньше, чем нижняя (так как трубы наверху). Естественно, на распределение температур влияют разные условия на нижней и верхней горизонтальных гранях. В рассматриваемый начальный промежуток времени вниз будет уходить больше тепла, чем наверх.

После того, как трубное охлаждение перестает работать, температуры в блоке начинают выравниваться. Анализ результатов расчетов показывает, что в варианте а больше охлаждается верх блока, а в варианте б низ блока. Даль ше блок продолжает понемногу остывать и температуры в вариантах а и б уже к 30 сут. заметно выравниваются. К середине сентября (120 сут.) темпе ратура практически одинаковая и по высоте блока, и в разных вариантах рас положения труб охлаждения. Понижение температуры воздуха в осенне зимний период приводит к тому, что блок начинает с поверхности остывать и затем промерзать. Графики температур и их приращений в этот период близ ки к линейным.

Описанное изменение температур характерно как для блока длиной 6 м, так и для блока длиной 12 м. Вид графиков напряжений, однако, для блоков разной длины существенно отличается.

Значительный рост растягивающих напряжений происходит в осенне зимний период, когда температура воздуха быстро понижается. При длине блока 6 м точка с наибольшими растягивающими напряжениями в наиболее опасный зимний период находится в нижней половине блока в разных вари антах расположения труб охлаждения. Из рис.3 и 4 видно, что наиболее бла гоприятными вариантами расположения труб в рассматриваемом случае яв ляются варианты а и г. При длине блока 12 м, как видно из рис.5 и 6, в этот период распределение напряжений по высоте блока совершенно иное и здесь предпочтителен вариант г.

Рис. 3. Изменение напряжений по высоте блока через 240 сут.

после возведения (длина блока 6 м) Рис. 4. Изменение напряжений по высоте блока через 300 сут.

после возведения (длина блока 6 м) Рис. 5. Изменение напряжений по высоте блока через 240 сут.

после возведения (длина блока 12 м) Рис. 6. Изменение напряжений по высоте блока через 300 сут.

после возведения (длина блока 12 м) Влияние времени установки теплоизоляции на термонапряженное состояние блока Сравниваются два варианта:

вариант 1 на водосливной грани блока через 2 сут. после его возве дения устанавливается теплоизоляция с коэффициентом теплопередачи 0,6 ккал/(м2·ч·°С);

вариант 2 – в рассматриваемый период теплоизоляция не устанавлива ется (коэффициент теплопередачи на водосливной грани считается равным 20 ккал/(м2·ч·°С)).

В расчетах принято: дата возведения блока 16 июля;

расход цемента 380 кг/м3;

температура бетонной смеси 20°С;

размеры блока: высота 2,2 м, длина 5 м;

коэффициент теплопередачи на боковых гранях блока с момента его возведения 0,6 ккал/(м2·ч·°С). Трубы охлаждения установлены в 2 яруса на расстоянии 0,55 и 1,65 м от нижней грани блока (от границы со штрабле ным бетоном). Шаг труб в ярусе 0,75 м, температура воды охлаждения 10°С.

Трубное охлаждение работает в течение 10 сут.

Результаты расчетов приведены в табл. 6, из которой видно, что при от сутствии теплоизоляции на верхней (водосливной) грани блока (вариант 2) напряжения в начальный период жизни блока выше, чем при установке теп лоизоляции через 2 сут (вариант 1). Следует отметить, что при увеличении длины блока напряжения в начальный период его жизни будут увеличивать ся.

Таблица Наибольшие напряжения в центральном сечении блока для разных вариантов теплообмена водосливной поверхности блока с окружающей средой Возраст блока, Напряжения, МПа сут Вариант 1 Вариант 7 1,01 1, 8 1,19 1, 9 1,32 1, 10 1,40 1, 11 1,57 1, 12 1,47 1, Выводы по результатам решения тестовых задач Выполненные расчетные исследования влияния различных факторов на температурный режим и термонапряженное состояние бетона наружной зоны водослива, возводимой в теплое время года, позволяют сделать следующие выводы.

1. Высокий уровень растягивающих напряжений в блоках наружной зоны водослива в большой степени определяется сопряжением с жестким ос нованием из штрабленого бетона.

2. Как известно, для растягивающих напряжений, возникающих в возведенном в теплое время года блоке, характерны два максимума: в на чальный период жизни блока (первый пик напряжений) и в зимний период (второй пик напряжений). Для блоков, возведенных в климатических услови ях строительства Бурейской ГЭС, отличающихся холодной зимой, наиболь шую опасность представляет второй пик напряжений.

3. Для уменьшения растягивающих напряжений второго пика необ ходимо проводить мероприятия по регулированию температурного режима блоков трубное охлаждение бетона и установку теплоизоляции.

4. Повышение растягивающих напряжений первого пика происходит тем сильнее, чем интенсивнее действуют факторы (параметры трубного ох лаждения), направленные на снижение температуры бетона, которое необхо димо для уменьшения напряжений второго пика.

5. Установка теплоизоляции на водосливной грани блока вскоре по сле его возведения позволяет снизить напряжения первого пика.

6. В рассмотренных вариантах с различными параметрами трубного охлаждения (1 или 2 яруса труб, шаг труб 0,75 – 1,0 м, температура воды 5 – 15°С, время работы трубного охлаждения 5 – 10 сут.) напряжения в на чальный период не превысили прочности бетона на растяжение. Тем не ме нее, следует отметить, что при охлаждении в течение 10 сут. и при двух яру сах труб напряжения возрастают довольно значительно и, возможно, время охлаждения следует уменьшить.

7. Результаты расчетов для разных вариантов расположения труб ох лаждения и разной длины блока показали, что при длине блока 6 м наимень шие напряжения зимой имеют место при одном ярусе труб, расположенном в нижней части блока. Примерно такие же напряжения получились для двух ярусов труб (в нижней и верхней частях блока). Для одного яруса труб в верхней части или в центре блока напряжения в зимний период оказались выше. При длине блока 12 м наименьшие напряжения зимой оказались в ва рианте с двумя ярусами труб – в нижней и верхней частях блока.

8. Принятое штрабление водосливных секций плотины крайне небла гоприятно сказывается на трещиностойкости плиты водослива при ее бето нировании. Уровень растягивающих температурных напряжений при возве дении водослива в суровых климатических условиях достаточно высок, сле довательно вероятность образования температурных трещин значительна.

Для ограничения температурного трещинообразования в подобных условиях следует предусмотреть дополнительно ряд конструктивно-технологических мероприятий.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Термическое трещинообразование в бетонных блоках Красноярской, Усть-Илимс кой и Зейской плотин / Л.М.Гаркун, А.П. Епифанов, В.И. Сильницкий, Б.В. Шайкин // Извес тия ВНИИГ. 1975. Т. 107. С. 188-199.

2. Трапезников Л.П. Исследования температурного трещинообразования в массивном гидротехническом бетоне // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энер гия. 1975. Вып. 103. С. 22-35.

УДК 627.82.042: Канд. тех. наук С.М. Гинзбург, канд. тех. наук Л.В. Корсакова, инж. Н.В. Павленко ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПЛОТИН ИЗ УКАТАННОГО БЕТОНА Для удешевления стоимости бетонных плотин в последнее время в практике гидротехнического строительства широко применяются укатан ные бетоны. В большинстве случаев плотины с использованием укатанных бетонов возводились в районах с жарким или умеренным климатом.

В соответствии с планами развития гидроэнергетики России строи тельство гидроэлектростанций предполагается преимущественно в рай онах Сибири и Дальнего Востока. В настоящее время завершается строи тельство бетонной плотины Бурейской ГЭС с применением укатанного бетона. Среднемноголетняя температура воздуха в районе строительства составляет 3,8°С. Опыт бетонирования этой плотины свидетельствует о том, что укатанные бетоны с успехом могут применяться и в суровых климатических условиях В данной статье рассматривается температурный режим и термона пряженное состояние глухой секции гравитационной плотины Бурейской ГЭС (рис.1).

Рис. 1. Поперечный разрез по глухой секции плотины Бурейской ГЭС:

1 – 3 зоны вибрированного бетона;

4 – зона укатанного бетона Определение температурного режима и напряженного состояния плотины производилось с помощью численного алгоритма и программно го обеспечения для расчета бетонных плотин и их основания. В качестве разрешающих уравнений для каждого возводимого блока использовались двумерные уравнения теплопроводности и механики сплошной среды. За кон состояния материала сформулирован в виде интегро-дифферен циальных зависимостей относительно скоростей деформаций и напряже ний с учетом изменения модуля упругости бетона в процессе твердения и ползучести. Программный комплекс, реализованный во ВНИИГ им.

Б.Е.Веденеева, позволяет учитывать поблочное наращивание плотины в условиях плоской деформации с учетом реальных граничных условий и основных параметров технологии бетонных работ.

Рассматривается поперечное сечение секции бетонной гравитацион ной плотины высотой 127 м с вертикальной верховой гранью и участком основания. Уклон низовой грани 1:0,7. Предполагается, что центральная зона плотины выполняется из укатанного бетона, наружная зона – из виб рированного (см. рис.1). Наружные зоны бетона обеспечивают требования по водонепроницаемости и морозостойкости сооружения. Расчетные ха рактеристики бетона приведены в табл. 1, 2. В расчетах шаг по времени в температурной задаче составлял 3 ч, а при решении задачи упругости и упруго-пластичности – 1 сут. Расчеты выполнены на действие собственно го веса и температурных воздействий.

Таблица Теплофизические характеристики укатанного и вибрированного бетонов Вибрированный Характеристика бетона Укатанный бетон бетон Коэффициент теплопроводно- 1,8 2, сти, ккал/(м·ч·°С) Плотность, т/м3 2,35 2, Удельная теплоемкость, 0,23 0, ккал/(кг·°С) Объемная теплоемкость, 540,5 ккал/(м3·°С) Коэффициент линейного рас- 0,75 1, ширения, 1/°С Коэффициент Пуассона 0,15 0, Коэффициент теплообмена на открытой поверхности, 20 ккал/(м2·ч·°С) Коэффициент теплообмена на теплоизолированной 0,6 0, поверхности, ккал/(м2·ч·°С) Коэффициент теплообмена под шатром и в галереях ккал/(м2 ч 0С) Гинзбург С.М, Корсакова Л.В, Павленко Н.В. Учет ползучести при определе нии напряженно-деформированного состояния бетонных плотин в периоды строительства и эксплуатации // Известия ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева. 2005. Т. 243. С. 210-220.

Таблица Адиабатический подъем температуры при экзотермическом разогреве и модули упругости укатанного и вибрированного бетонов Модуль упругости, МПа Температура,·°С Время, сут укатанный вибрированный укатанный вибрированный бетон бетон бетон бетон 3 12,5 22,2 1,5 1, 5 14,2 26,16 1,9 1, 7 15 28,56 2,1 2, 14 16,4 30,84 2,4 2, 28 17,5 32,04 2,7 2, 180 18,2 33,12 3,0 3, 360 18,2 33,12 3,15 3, Рассматривалась следующая схема возведения плотины. Предпола галось, что возведение секции на высоту 85 м осуществляется при поло жительных температурах воздуха с применением вибрированного и ука танного бетона. Укатанный бетон укладывается слоями по 0,5 м с интен сивностью 1 слой/сут. Верховой столб возводится из вибрированного бе тона блоками высотой по 3 м с перерывами в бетонировании 7 сут.

Бетонирование между отметками 85 и 103 м осуществляется блоками высотой по 1 м с перерывами по 5 сут. Длина блока на отметке 85 м соста вила 28 м. Бетонирование оголовка между отметками 103 м и 127 м произ водится блоками высотой по 3 м с перерывами в бетонировании 7 сут.

Укладка укатанного бетона завершается до наступления отрица тельных температур. При отрицательных температурах воздуха бетониро вание выполняется с применением вибрированного бетона под защитой тепляка. Боковые поверхности блоков защищаются утепленной опалуб кой.

В связи с тем, что в зимнее время укладка укатанного бетона не производится при возведении высоких плотин из укатанного бетона воз можны длительные перерывы в бетонировании. Для оценки их влияния на напряженное состояние укатанного бетона рассматривалось два варианта возведения секции плотины при отрицательных температурах воздуха:

бетонирование прерывается в зимний период, и горизонтальная по верхность уложенного блока накрывается теплоизоляцией:

бетонирование продолжается при отрицательных температурах с применением вибрированного бнтона.

Графики возведения приведены на рис. 2.

Температурные поля к моменту возведения плотины до полного профиля приведены на рис. 3, 4. Температура средней части ядра плотины составляет 30 35°С. Максимальная температура разогрева бетона до пе рерыва в бетонировании составляет 35°С в ядре и 47°С в верховом столбе.

Максимальная температура разогрева оголовка плотины составила 50°С (см. рис.4).

Высота, м Температура, °С Дата Рис. 2. Графики укладки вибрированного (1, 2) и укатанного (3) бетонов;

1 – возведение с перерывом в бетонировании;

2 – возведение без перерыва в бетонировании;

4 – график температуры воздуха Рис. 3. Температурное поле через 349 дней от начала возведения без перерыва в бетонировании Рис. 4. Температурное поле через 540 дней от начала возведения с перерывом в бетонировании Для оценки напряженного состояния секции рассматривались сле дующие зоны, где в осенне-зимний и весенний периоды возникают боль шие растягивающие напряжения:

зоны, примыкающие к основанию плотины и к верхней границе ука танного бетона (отметка 85 м);

напорная и низовая грани с растягивающими напряжениями, парал лельными граням.

Графики изменения напряжений для рассмотренных схем возведе ния в точках с максимальными растягивающими напряжениями приведе ны на рис. 5, 6.

В средней части плотины из укатанного бетона напряжения пре имущественно сжимающие. При возведении плотины без длительного пе рерыва максимальные растягивающие напряжении xx наблюдаются в зо не вибрированного бетона выше отметки 85 м, и их значения не превы шают 2,5 МПа (см.рис. 5). При возведении плотины с длительным пере рывом в верхних блоках зоны с укатанным бетоном возникают большие растягивающие напряжения горизонтального направления xx, превы шающие прочность укатанного бетона. Максимальные значения во время перерыва достигаются в марте (рис. 7). После укладки в мае новых блоков напряжения становятся сжимающим.

1, МПа Время, сут Рис. 5. Главные растягивающие напряжения 1 в характерных зонах плотины (без перерыва в бетонировании):

1 отм. 3 м, 32 м от низовой грани;

2 отм. 5 м, 32 м от низовой грани;

3 отм. 87 м, 19 м от низовой грани;

4 отметка 45 м, 1 м от низовой грани 1, МПа 3 Время, сут Рис. 6. Главные растягивающие напряжения 1 в характерных зонах плотины (с перерывом в бетонировании):

1 отм. 3 м, 32 м от низовой грани;

2 отм. 5 м, 32 м от низовой грани;

3 отм. 84 м, 19 м от низовой грани;

4 отм. 45 м, 1м от низовой грани Вблизи контакта с основанием наблюдаются горизонтальные растя гивающие напряжения в зоне из вибрированного бетона, не превышающие 1 МПа, что не представляет опасности для сооружения.

Напорная и низовая грани плотины подвержены сезонным колеба ниям температуры. Максимальные главные растягивающие напряжения наблюдаются в феврале-марте вблизи низовой грани в зоне вибрированно го бетона, что может вызвать раскрытие строительных швов. Растягиваю щие напряжения на низовой грани от температурных воздействий с тече нием времени уменьшаются, что вызвано остыванием центральной части плотины.

В верховом столбе растягивающие напряжения от температурных воздействий наблюдаются у напорной грани. Раскрытие строительных швов на верховой грани может произойти в январе-феврале вблизи отмет ки 52 м, где наблюдаются растягивающее напряжения свыше 2,0 МПа (см.

рис. 7). Максимальные растягивающие напряжения уменьшаются со вре менем. Напряжения до 2,0 МПа наблюдаются на расстоянии 5 7 м от верховой грани в осенне-летний период.

1, МПа Время, сут Рис. 7. Вертикальные растягивающие напряжения вблизи верховой грани плотины (с перерывом в бетонировании):

1 отм. 52 м, верховая грань;

2 отм. 46 м, 5м от верховой грани Выполненные расчеты показали:

при возведении плотины в суровых климатических условиях напря жения в ядре из укатанного бетона преимущественно сжимающие, что свидетельствует о возможности возведения ядра плотины из укатанного бетона с интенсивностью 0,5 м/сут;

длительные перерывы в бетонировании приводят к развитию боль ших растягивающих напряжений в верхних блоках, что нежелательно для зон из укатанного бетона;

целесообразно производить бетонирование без перерывов путем ук ладки при отрицательных температурах вибрированного бетона, при этом зона максимальных растягивающих напряжений возникает не в укатан ном, а в вибрированном бетоне, обладающем большей прочностью;

при учете ползучести бетона расчеты показывают уменьшение мак симальных растягивающих напряжений на 25% на низовой грани и на 40% вблизи верхней границы зоны с укатанным бетоном.

УДК 626/627.03:681.3. Канд. техн. наук Д.В. Мишин, инж. Н.В. Павленко ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ Для оценки состояния гидротехнических сооружений требуются не прерывный контроль и анализ множества разнородных факторов, характе ризующих состояние и режимы работы сооружений и их элементов, а также взаимодействие их между собой и с окружающей средой, выявление характерных тенденций, выработка и реализация адекватных опережаю щих воздействий. Управление предполагает наличие обратной связи, за ключающейся в отслеживании реакций системы на те или иные события, в прогнозировании развития процессов и корректировке управляющих воз действий на основе анализа полученной информации.

Основным источником подобного рода информации является ком плекс натурных наблюдений, осуществляемый сотрудниками соответст вующих подразделений непосредственно на объектах. В состав этого ком плекса входят инструментальные (основанные на применении контроль но-измерительной аппаратуры) и визуальные наблюдения, регулярные ос мотры и т.п. Получаемая информация характеризуется значительной раз нородностью и объемом, высокой сложностью ее непосредственного ана лиза. Необходимо предварительно проводить ее структуризацию, а зачас тую, и более интеллектуальную обработку в автоматизированном режиме.

Поэтому на протяжении последних двух-трех десятилетий в гидроэнерге тике предпринимаются попытки автоматизации сбора и анализа данных, диагностики состояния. Разработан ряд программных и аппаратно программных комплексов, решающих эти задачи.

Традиционно наибольшее внимание уделяется объектам гидроэнер гетики I и II классов в силу их уникальности, значительной потенциальной опасности, значимости в энергосистеме. На таких объектах внедрены и успешно эксплуатируются различные системы контроля над состоянием сооружения по данным натурных наблюдений, в том числе, в той или иной мере автоматизированные (Ангарский каскад ГЭС, Саяно-Шушенс кая ГЭС, Красноярская ГЭС, ВоГЭК, Бурейская ГЭС и др.). К настоящему времени накоплен богатейший материал по истории строительства и экс плуатации этих сооружений. Вместе с тем средства, разработанные в раз ное время, а их возраст 10 15 и более лет, основанные на различных принципах и технологиях, представляют собой множество разрозненных приложений и не позволяют решать проблему в едином ключе.

Проблему автоматизации в этой сфере необходимо рассматривать с современных позиций с учетом накопленного опыта и актуального со стояния технологий. Нецелесообразно работать в рамках одной корпора ции со множеством разнородных, неинтегрируемых систем, не подчи няющихся общей логике или стандартам и предназначенных для решения сходных задач. В качестве альтернативы следует рассматривать перспек тиву создания единой информационной системы отраслевого уровня, спо собной объединить информационное пространство, повысить доступность актуальной информации, снизить уровень разнородности, оказать реальную помощь при выборе, принятии и осуществлении тех или иных решений.

Эта задача тем более актуальна в свете активизации строительства [1].

Такая система должна иметь иерархически-слоистую организацию, обобщающую и агрегирующую информацию от слоя к слою. На каждом уровне должны быть выработаны стандартизованные стратегии обработки данных и получения соответствующих результатов. В частности, нужно проанализировать и обобщить опыт эксплуатации имеющихся систем и построить на их основе унифицированную информационно-диагности ческую систему контроля состояния ГТС.

ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева имеет значительный опыт как в анализе состояния сооружений на основе данных натурных наблюдений, так и в разработке, внедрении и эксплуатации систем автоматизации наблюдений [2,3]. Информационно-диагностическая система (ИДС), разработанная во ВНИИГ, эксплуатируется на ряде объектов, среди которых такие как Бу рейская, Чиркейская и другие ГЭС. В настоящее время во ВНИИГ ведется разработка новой версии программного обеспечения (ИДС «ДЕДАЛ»), отвечающей современным технологическим возможностям и имеющей расширенную функциональность.

Основные задачи, решаемые при разработке ИДС «ДЕДАЛ»

Унификация представления информации, создание гибкой и надеж ной схемы. Известные системы, разработанные ранее, требовали сущест венной настройки на объект вплоть до модификации кода программ и пе рекомпиляции приложений. Это приводило к тому, что на различных объ ектах получались не сконфигурированные клоны одной системы, а ее мо дификации, что в свою очередь влекло к усложнению и удорожанию со провождения в процессе эксплуатации и, в конечном итоге, к потере каче ства, вызывало нарекания со стороны пользователей. Разрабатываемая система использует унифицированные схемы представления на основе иерархий, полиморфизма и интерпретации метаинформации, что позволя ет выполнять такие операции как добавление новых типов приборов, мо дификаций модели сооружения и т.д. без привлечения разработчиков или необходимости вмешательства в систему.

Многопользовательский режим, удаленный доступ, интегрируе мость. Эти свойства на сегодняшний день уже не являются лишними, ра бота в командировке или в офисе, удаленном от объекта на значительное расстояние, – не редкость. Современные информационные системы не су ществуют в изоляции. Как правило, результаты решения задач некоторого уровня служат исходным материалом для задач следующего, более высо кого уровня, что приводит к необходимости интеграции. ИДС обеспечива ет реализацию этих потребностей за счет наличия дополнительного про межуточного слоя программного обеспечения (middleware).

Обеспечение комфортной и оперативной работы пользователей.

Доступные настольные компьютеры обладают широкими возможностями (вычислительными, графическими, сервисными), которые позволяют обеспечить доступ к данным, их наглядную интерпретацию, интеллекту альную обработку. Клиентский интерфейс ИДС предлагает большие воз можности представления и визуализации информации, современные сред ства управления. Значительная часть этих возможностей конфигурируема за счет встроенных интерпретаторов метаинформации.

Сбор данных и диагностика состояния сооружений. ИДС обеспечи вает полную технологическую цепочку от опроса контрольно-измери тельной аппаратуры (КИА) или ручного ввода до получения диагностики на основе заданных критериев и формирования итоговых документов в формате MSWord. Процесс основан на заданных программах опроса, спе цификациях диагностических критериев и шаблонах отчетов. Данная ин формация не является жестко зашитой в систему и доступна для модифи кации пользователями.

Представление данных визуальных наблюдений. Несмотря на бога тое оснащение ГТС контрольно-измерительными средствами, существен ную роль при оценке “здоровья” сооружения играют визуальные наблю дения. Однако удовлетворительных средств автоматизации этого вида деятельности пока нет. Это связано со значительной сложностью самой задачи, ведь получаемая информация носит качественный, зачастую не четкий характер, с трудом поддается классификации. Часть этих вопросов предстоит решить специалистам-гидротехникам, но основные структуры могут быть реализованы.

Состав информации, хранимой ИДС представлен на рис. 1. Система включает данные натурных наблюдений (инструментальных и визуаль ных), техническую документацию, диагностические критерии, данные строительного периода, различные классификаторы, общеотраслевые справочники и т.д. Данные организуются по двухуровневой схеме – общие (разделяемые) данные и данные объектов. В свою очередь данные объек тов имеют однородную структуру и специфицируются общими классифи каторами.

Функциональная схема подсистемы, размещаемой на объекте, изо бражена на рис. 2. ИДС включает необходимые базы данных и набор про граммных модулей, составляющих клиентское и серверное программное обеспечение, и выполняет в автоматическом режиме опрос дистанционной контрольно-измерительной аппаратуры по заданным программам наблю дений, расчет физических величин и диагностических параметров, диаг ностику состояния по диагностическим показателям, генерацию отчетов.

Поддерживается ручной ввод данных неавтоматизированной КИА и визу альных наблюдений. Предусмотрена возможность “горячего” конфигури рования – ввод новых типов и экземпляров датчиков, модификация про грамм контроля и диагностики, модификация модели объекта и т.п. Соот ветствующие интерфейсы позволяют производить администрирование системы, ввод (модификацию) данных, экспертный анализ.

Клиентский интерфейс системы обладает широкими возможностями в организации доступа, представления и обработки информации.

Рис. 1. Состав данных информационно-диагностической системы Рис. 2. Функциональная схема подсистемы, размещаемой на объекте Объект представлен в виде единой иерархической модели, вклю чающей сооружения напорного фронта и их элементы, участки приле гающей территории, КИА, точки визуального контроля. Пользователю модель предъявляется в виде 3D-модели, иерархической структуры, ката лога КИА, различных классификаторов и фильтров. Все представления интерактивны и синхронизированы между собой, обеспечивая удобный поиск, фильтрацию и визуальную навигацию.

Структура модели не зашита в систему, а представлена в базе дан ных, поэтому она может совершенствоваться в процессе эксплуатации ИДС, например, могут быть изменены чертежи отдельных элементов, до бавлены новые, изменена структура модели и т.п. Пользователь может вводить не только новые датчики, но и типы датчиков, определяя при этом формат паспортных данных, формат показаний, вид 3D-модели датчика.

Данные КИА представляются в виде электронных таблиц, графиков, эпюр, изополей, круговых эпюр. К исходным данным могут быть приме нены встроенные средства математической обработки (сплайны, тренды, статистический анализ и т.п.). Кроме того, система интегрируется с окру жением (таким как офисные пакеты) через буфер обмена или посредством COM-технологии.

Данные визуальных наблюдений организованы подобно данным КИА, то есть имеют привязку к конструктивному элементу (секция, гале рея и т.п.), координатную привязку внутри элемента, подчинены соответ ствующим классификаторам. Каждая контрольная точка имеет ассоцииро ванную с ней историю наблюдений (аналог показаний датчика), элементы которой содержат прикрепленные ресурсы (фотографии, документы), опи сание текущего состояния.

Диагностические показатели расширяют концепцию датчика в том смысле, что их значения являются вычисляемыми, поэтому их специфика ции содержат соответствующие формулы и ссылки на используемые дат чики, а также формулы для расчета критериальных коридоров. Это позво ляет оперировать информацией в едином стиле.

Отчеты формируются на основе параметризованных шаблонов, что позволяет быстро получать актуальную информацию в заранее структури рованном и форматированном виде, например, заготовку для годового от чета, отчет о состоянии КИА, отчет о состоянии сооружения и т.п. Шаб лоны оформляются в виде документов MSWord и MSExcel и дополняются необходимой управляющей информацией.

В настоящее время ИДС «ДЕДАЛ» проходит апробацию на моде лях Усть-Илимского и Бурейского гидроузлов, для которых разработаны соответствующие чертежи, структуры, классификаторы, базы КИА и т.д.

Имеющийся во ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева обширный и во многом уникальный опыт контроля, анализа и прогнозирования состояния ГТС, в том числе на основе данных натурных наблюдений и математического мо делирования, в сочетании с применением современных информационных технологий позволяет создавать эффективный инструментарий, отвечаю щий потребностям специалистов-гидротехников, требованиям норматив ных документов и современному технологическому уровню.

Разрабатываемая ИДС позволяет по-новому взглянуть на проблемы автоматизации в рассматриваемой сфере, предлагая более элегантные ре шения традиционных вопросов и ряд новых качеств, не имеющих анало гов в эксплуатируемых системах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Бритвин С.О., Щербина В.И. Организация системы мониторинга безопасного состояния ГТС в условиях централизованного управления. Безопасность энергетических со оружений / Научно-технический производственный сборник // 2004. Вып. 14. М.: НИИЭС.

С. 3-7.

2. Дурчева В.Н., Атрашенок С.Л., Заславский С.В. Электронный мониторинг со стояния плотин // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 2002. Т. 241. С. 144-148.

3. Заславский С.В., Атрашенок С.Л. Система хранения и обработки данных на турных наблюдений // Гидротехническое строительство. 1996. № 10. С.54-56.

УДК.624.15.042+621.165:621.313. Инж. Н.А. Абросимов, инж. Л.Ф. Фурсов, канд. техн. наук А.А. Пантелеев ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева ХАРАКТЕРНЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ ТУРБОАГРЕГАТОВ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ Фундаменты турбоагрегатов (ТА) тепловых электростанций приме няются рамного типа из сборного и сборно-монолитного железобетона.

Верхнее строение таких фундаментов состоит из поперечных ригелей, продольных балок и колонн. При монтаже фундамента концы ригелей и продольных балок опираются на колонны. Все элементы в зоне сопряже ния имеют выпуски арматуры, причем часть стержней рабочей арматуры колонн и ригелей выступает за наружные грани узла омоноличивания и снабжена устройствами для их предварительного натяжения и фиксации усилия напряжения. Предполагается, что при качественном выполнении работ достигается жесткое соединение элементов друг с другом [1]. Ко лонны рам заделываются в нижнюю монолитную железобетонную плиту.

На этих фундаментах устанавливаются различные по конструкции и размерам ТА. Работа ТА в процессе длительной эксплуатации связана с воздействием на железобетонные элементы фундаментов статических и динамических нагрузок, высоких температур, отработанных масел, изме нений инженерно-геологических условий и других факторов. Это часто приводит к ухудшению прочностных и деформативных характеристик бе тона и осадкам сооружения, а значит к снижению несущей способности элементов фундамента, повышению уровня вибрации опор валопровода ТА и конструкций фундамента, к снижению надежности работы в целом системы турбоагрегат фундамент основание (ТФО). Особенно сильно му неравномерному температурному, силовому и динамическому воздей ствию подвергаются вторая и в меньшей степени первая поперечные рамы фундамента, на которые опираются соответственно корпус среднего и пе реднего подшипников турбины. Эти рамы фундамента расположены в зо не цилиндров высокого и среднего давления.

Проблема продления срока эксплуатации систем ТФО приобрела особую актуальность в связи с сокращением строительства новых элек тростанций. Причины отказов в работе системы ТФО кроются в отклоне ниях от проекта при выполнении строительно-монтажных работ, а также в нарушении правил эксплуатации как ТА и вспомогательного оборудова ния, так и их железобетонных фундаментов. К отказам в работе следует относить:

повышенную вибрацию подшипников;

недопустимые отклонения тепловых расширений турбин от вели чин, задаваемых заводом-изготовителем;

аварийные ситуации, связанные с механическими повреждениями, вылетом лопаток, коротким замыканием, взрывом или пожаром;

повышенный неравномерный нагрев поперечных ригелей, продоль ных балок, узлов стыковки элементов и колонн;

снижение жесткости элементов железобетонных фундаментов при возведении или в процессе длительной эксплуатации;

резкое возрастание усилий (нагрузок от температурного воз действия) и повреждений при термосиловом взаимодействии турбины с фундаментом.

Вследствие вибрационных, температурно-влажностных, а также ста тических силовых воздействий с течением времени обжатие бетона узлов сопряжения элементов фундамента и их монолитность снижаются. Кроме того, часто имеют место дефекты производства работ: недостаточное на тяжение стержней, отсутствие заполнения трубок цементным раствором, некачественное уплотнение бетонной смеси узлов сопряжения и др. Все это приводит к тому, что жесткость ригелей и узлов их сопряжения с ко лоннами и продольными балками на кручение снижается, и угол их пово рота во время работы ТА в некоторых случаях выходит за допустимые нормами значения. В этих случаях необходимо осуществить мероприятия (таблица), повышающие жесткость узлов сопряжения элементов верхнего строения фундамента ТА (рис.1). Высоту элементов ужесточения узлов сопряжения рекомендуется принимать равной высоте ригеля или высоте ребра ригеля. Эффективность предлагаемого технического решения по вышается, если оно осуществляется с обеих сторон ригеля. Указанные выше мероприятия не отменяют операции по приведению узлов сопряже ния сборных элементов в соответствие с проектом обеспечение требуе мого натяжения стержней и монолитности узлов сопряжения.

В случае, когда в ригеле фундамента ТА возникают нормальные си ловые трещины недопустимого раскрытия или его прогиб превышает а) в) б) г) Рис.1. Схемы усиления узлов сопряжения поперечных ригелей с продольными балками:

а – усиление узлов ригеля первой рамы;

б одностороннее усиление ригеля с двумя продольными балками;

в двустороннее усиление ригеля с продольными балками;

г двустороннее усиление ригеля с четырьмя продольными балками.

1 поперечный ригель;

2 продольные балки;

3 колонны;

4 железобетонные вуты Наиболее распространенные способы восстановления элементов фундаментов турбоагрегатов Способ Область № п/п Краткое описание восстановления применения Инъецирование Ригели, продольные Составы, оборудование и спо трещин т 0,5 мм балки, колонны, уз- собы нагнетания изложены в и заполнение пустот лы сопряжения [2]. Обеспечивают монолит цементными соста- сборных элементов ность (прочность)как и в вами и набетонки близлежащих сечениях Инъецирование Ригели, продольные Составы, оборудование и спо трещин полимер- балки, колонны, собы нагнетания изложены в ными растворами узлы сопряжения [3]. Обеспечивают монолит и клеями сборных элементов ность за счет высокой адгезии и набетонки материала к элементам конст рукции Инъецирование ка- Каналы с предвари- Просверлить в шайбах, которые налов с предвари- тельно напряженной установлены на предварительно тельно напряженной арматурой напряженной арматуре, отвер стия 10 мм, нарезать резьбу, арматурой цемент ными растворами установить штуцера для подсое динения нагнетательного шлан га. Произвести инъецирование каналов цементным раствором Устройство железо- Узлы сопряжения Увеличение опорного сечения бетонных вутов поперечных ригелей узлов сопряжения поперечных с продольными бал- ригелей с продольными балками ками. Узлы сопря- с помощью устройства железо жения продольных бетонных вутов. Устройство подгенераторных вутов в зоне опор подгенера балок с колоннами торных балок с колоннами Установка дополни- Ригели поперечных Внешняя (несвязанная непо тельной предвари- рам средственно с бетоном элемен тельно напряженной тов) дополнительная предвари стержневой армату- тельно напряженная арматура ры ориентирована параллельно ра бочей арматуре элементов. Ее предварительное напряжение осуществляется с использовани ем натяжного устройства меха ническим, электротермическим или электротермомеханическим способом Установка жесткой Подгенераторные Усиление подгенераторных опоры в виде стойки продольные балки продольных балок осуществля ется подведением под них жест (колонны) ких опор Устройство сталь- Вблизи узлов со- Усиливаемая зона элемента ной обоймы пряжения ригелей с охватывается с четырех сторон колоннами. На от- уголками с установкой предва дельных участках рительно напряженных попереч колонн ных планок (затяжек из болтов) Продолжение таблицы Способ Область Краткое описание № п/п восстановления применения Установка дополни- Узел стыковки фун- На поверхности скольжения тельных анкеров, даментных рам пе- фундаментных рам сверлятся заделываемых в на- реднего и среднего ряд сквозных отверстий. Через бетонку и бетониро- подшипников ТА с эти отверстия в набетонке риге ванием внутреннего бетоном набетонки лей засверливаются шпуры глу биной 300 мм. В каждый шпур пространства фун даментных рам устанавливают анкер на эпоксид ной смоле. Внутреннее простран ство фундаментных рам армиру ется и заливается мелкозерни стым бетоном. Технология про изводства работ изложена в [4] Использование Нижние плиты фун- Технология производства работ предварительно на- даментов ТА изложена в [5].По всему пери пряженных канатов, метру фундаментной плиты уст охватывающих пли- раивается траншея шириной ту по внешнему пе- 800 мм. Устанавливаются за риметру кладные детали и опорные узлы.

Восстановление жесткости пли ты осуществляется с помощью системы предварительного на пряжения арматурными каната ми, охватывающими плиту по внешнему периметру и перекре щивающимися в зоне анкеровки Устройство Нижние плиты фун- В зоне трещины вырубается расширенного шва даментов ТА расширенный шов с последую щим замоноличиванием его расширяющимся бетоном (или бетоном на напрягающем це менте). Технология производст ва работ изложена в [6] Увеличение площа- Нижние балочные Для увеличения несущей спо ди подошвы и мас- ростверки фунда- собности и жесткости нижнего сы нижней части ментов ТА строения фундамента, выпол фундамента няемого в виде балочного рост верка, производится его рекон струкция, в результате которой он преобразуется в монолитный массив. Соответственно увели чивается площадь подошвы и масса нижнего строения фунда мента, что способствует умень шению вибраций и неравномер ных осадок фундамента допустимое нормами значение, рекомендуется его усилить внешними предварительно напряженными стержнями (см. таблицу, п.5). Площадь поперечного сечения внешней арматуры должна быть не менее площади сечения рабочей продольной арматуры нижнего пояса ригеля, а усилие предварительного напряжения арматуры должно определяться из условия, что напряжение в материале стержней при их натяжении составит при мерно 0,5Rs (Rs расчетное сопротивление арматуры). Схема рекомендуе мого усиления ригеля представлена на рис.2. Натяжение стержней армату ры рекомендуется создавать с помощью двух гидравлических домкратов на растяжение или одного гидравлического домкрата на сжатие с приме нением дополнительной съемной траверсы.

2 Рис.2. Схема усиления ригеля поперечной рамы фундамента ТА:

1 – ригель;

2 – продольная балка;

3 – колонна;

4 – внешняя предварительно напряженная арматура;

5 – траверса;

6 - трещины Набетонка над ригелями поперечных рам устраивается для установ ки фундаментных рам подшипников валопровода ТА. Она располагается в средней по длине части ригеля и работает в тяжелых условиях из-за высо кой температуры, вибрации, силовых воздействий, промасливания бетона.

Как правило, в период эксплуатации в теле набетонки возникает много хаотически ориентированных трещин, субвертикальных трещин в зоне ан керных болтов, а также происходит раскрытие строительных швов. Вос становление целостности набетонки возможно с помощью традиционных способов, основанных либо на полной реконструкции набетонки, либо на применении способов заделки дефектных мест всякого рода цементными составами (см.таблицу, п.1). Полная реконструкция набетонки экономиче ски невыгодна, так как является весьма трудоемким и длительным процес сом, а простой в эксплуатации ТА в большинстве случаев связан с потерей значительных средств.

Для ремонта и восстановления железобетонных конструкций ис пользуются также материалы на основе эпоксидных смол. Эти материалы обладают рядом ценнейших качеств, к числу которых следует отнести вы сокую степень сопротивляемости динамическим воздействиям, хорошую адгезию к бетону, обеспечивающую надежное соединение между старым бетоном и внедренными в массив конструкции ремонтными составами, а также быстрое отверждение (см. таблицу, п.2).

При нарушении сопряжения фундаментных рам корпусов переднего и среднего подшипников с бетоном набетонки и недостаточном уровне за ливки бетона внутри рам необходимо выполнить заливку бетоном до про ектной отметки внутренних полостей фундаментных рам подшипников и сделать усиление узла сопряжения фундаментной рамы с бетоном набе тонки ригеля с помощью дополнительного армирования (см.таблицу, п.8).

Одним из наиболее простых способов усиления изгибаемых стерж невых конструкций является подведение под них жестких опор (см.таблицу, п.6). Этот способ рекомендуется, если дополнительные опо ры не препятствуют технологическому процессу. Жесткие опоры могут располагаться на отдельных фундаментах или на существующей нижней плите, что является более предпочтительным. На рис.3 приведен пример усиления подгенераторной продольной балки фундамента ТА типа Т-180, в которой появились многочисленные поперечные и хаотически ориенти рованные трещины в результате подведения под нее металлической жест кой опоры. Важным моментом при таком усилении является включение элементов усиления в работу усиливаемой конструкции. Это достигается путем установки в зазор клиновых прокладок, заполнением зазора раство ром на напрягающем цементе, подъемом опор и последующей подливкой цементно-песчаного раствора под основание опоры и т.п.

3 Рис.3. Усиление подгенераторной балки подведением жесткой опоры:

1 – усиливаемая балка;

2 – стойка усиления;

3 – опорный стальной лист;

4 – анкерные болты;

5 – бетонная подливка;

6 – нижняя плита В случае выявления на гранях колонн или в узлах их стыковки с ри гелями местных дефектов в виде разветвленных вертикальных трещин с шириной раскрытия более 0,4 мм рекомендуется данный участок или узел усилить стальной обоймой. Обойма представляет собой конструкцию, ох ватывающую усиливаемую зону элемента с четырех сторон уголками с ус тановкой предварительно напряженных поперечных планок (рис.4).

Выбор способов и схемы усиления в каждом случае определяются индивидуально с учетом степени и характера повреждений конструкций, физико-механических характеристик материала, условий производства ра бот и технико-экономических соображений (см.таблицу).

Рис.4. Усиление узла сопряжения поперечного ригеля с колонной:

1 – колонна;

2 – ригель;

3 – уголки стальной обоймы;

4 – предварительно напряженные поперечные планки;

5 – трещины Ниже приведены примеры ремонтных работ, проведенных на ряде объектов.

В результате аварии турбогенератора энергоблока №3 Тбилисской ГРЭС были повреждены две подгенераторные продольные балки фунда мента, в которых на стенках и в нижней части появились поперечные тре щины с шириной раскрытия от 0,1 до 2,0 мм [7]. По рекомендации ГрузНИИЭГС и проекту Ростовского отделения Теплоэлектропроекта для ввода энергоблока в эксплуатацию с обеих сторон подгенераторных балок фундамента были выполнены вуты сечением bh = 1,21,0 м. Эта мера уменьшила пролет балок и облегчила их работу (таблица, п.4). Кроме это го было проведено лечение трещин подгенератоных балок. Работа ослож нялась тем, что сечения балок были коробчатые с внутренним размером полости 0,90,9 м. Поэтому в начале было осуществлено бетонирование их полостей, а затем инъекция трещин эпоксидными композициями (см.таблицу, п.2).

Характерной особенностью верхнего строения фундаментов ТА мощностью 300 МВт является ступенчатое расположение ригелей и про дольных балок в зонах ЦВД, ЦСД и ЦНД, что создает условия заделки ри гелей на опорах, отличающиеся от тех, которые имеют место в фундамен тах ТА с ригелями и продольными балками, находящимися в одном уров не. При обследовании фундаментов данного типа на ГРЭС-19 ОАО «Лен энерго», Сырдарьинской, Костромской и других ГРЭС были выявлены од нотипные дефекты и повреждения.

Одной из причин закручивания ригелей вторых рам фундаментов ТА мощностью 300 МВт были различные дефекты и повреждения бетона:

трещины, каверны, щели, пустоты в бетоне омоноличивания узлов сопря жения сборных элементов между собой. Кроме этого боковые поверхно сти ригелей №1 и №2 фундаментов были покрыты хаотически располо женными трещинами шириной раскрытия 0,1 0,3 мм. Бетон под стулья ми подшипников на этих ригелях промаслен. В зоне генератора бетон по перечных ригелей также насыщен маслом, а продольные подгенераторные балки изнутри покрыты многочисленными трещинами (0,1 0,2 мм). На фундаменте ТА ст. №5 Сырдарьинской ГРЭС были зафиксированы на ребрах ригелей № 1 и № 2 поперечные трещины шириной раскрытия 0,3 0,5 мм, что говорит о перегрузке конструкций силами, превышаю щими проектное значение. Кроме этого, на отдельных стержнях в узлах стыковки элементов отсутствовали гайки и шайбы, а каналы с преднапря женной арматурой не были заполнены цементным раствором (рама 3 сле ва). Редким, но очень опасным общим дефектом является обрыв предна пряженной арматуры в зоне стыковки элементов. Такой дефект был обна ружен на верхней части рамы №1 справа.

Для ремонта ригелей вторых подшипниковых опор ТА типа К-300-240 Челябинским политехническим институтом с целью приоста новки дальнейшего накопления повреждений в виде трещин был предло жен метод, заключающийся в преднапряжении ригеля в поперечном и продольном направлениях [8].

На энергоблоке ст.№3 и его фундаменте на ГРЭС-19 ОАО «Лен энерго» после 19 лет эксплуатации появились повышенные вибрации [9].

При визуальном обследовании фундамента были выявлены различные де фекты (трещины, щели, пустоты, полости) левого узла сопряжения попе речного ригеля №2 с продольными балками и с колонной. Кроме того, на двух горизонтальных арматурных стержнях отсутствовали гайки в левом узле рамы, а каналы не были заполнены цементным раствором. Было ре комендовано устранить обнаруженные дефекты, допущенные строителями при замоноличивании узлов. В связи с ограниченностью срока ремонта ТА монолитность левого узла сопряжения ригеля №2 фундамента в тот пери од была восстановлена путем нагнетания в обнаруженные полости це ментного раствора.

После завершения цементационных работ и вывода блока из ремон та для оценки качества выполненного усиления конструкции были прове дены измерения вибраций подшипника №2 и поперечного ригеля под ним.

Вибрации подшипника снизились до 10 мкм в вертикальном и 18 22 мкм в поперечном направлениях, что удовлетворяло нормам ПТЭ [10]. Вибра ции элементов фундамента уменьшились в разных точках с 40 до 14 мкм, то есть в 3 и более раз. Таким образом, цементация левого узла рамы №2 позволила улучшить вибрационное состояние фундамента и подшипника №2 ТА.

Однако через шесть лет эксплуатации в узлах сопряжения рамы № с продольными балками на всю высоту стыка вновь образовались верти кальные трещины. Причиной их образования могли быть неучтенные в про екте нагрузки, возникающие при тепловом расширении турбины и создаю щие большой крутящий момент. При таких условиях жесткость узлов со пряжения ригеля оказалась недостаточной, а ослабление сечения привело к большим крутильным колебаниям этой конструкции. В связи с тем, что вы полненная ранее цементация левого узла рамы оказалась недостаточной, было принято решение об усилении обоих узлов сопряжения поперечного ригеля с продольными балками путем устройства дополнительных железо бетонных вутов (см.рис.1, б). После завершения ремонта ТА и усиления уз лов сопряжения сборных элементов фундамента было проведено вибраци онное обследование для оценки выполненных технических мероприятий.

Обследование вибрационного состояния второго поперечного ригеля пока зало, что вертикальные колебания ригеля остались на прежнем уровне, по перечные и осевые снизились в 1,5 2 раза. Таким образом было под тверждено, что увеличение жесткости узлового соединения путем устройст ва железобетонных вутов является эффективным средством и приводит к нормализации вибрационного состояния ТА и фундамента.

В период строительства фундамента ТА типа К-200-130-3+ТГВ-240 2МУЗ ст.№5 Гусиноозерской ГРЭС были обнаружены дефекты при возве дении нижней плиты. В частности, нижняя плита фундамента была забето нирована с перерывами укладки бетонной смеси. Кроме этого бетон уложи ли на частично промороженный грунт, и этот участок плиты был загружен строительным оборудованием. В плите на верхней плоскости на расстоянии около 10 м от ее края появилась поперечная трещина (4 5 мм) на всю ее ширину и несколько продольных трещин. По боковым граням плиты на блюдалось уменьшение раскрытия трещины по направлению к подошве.


Раскрытие трещины на уровне ступеньки плиты составляло 1,5 мм. Было принято решение о восстановлении жесткости плиты с помощью ее предва рительного напряжения (см.таблицу, п.9). Условия производства работ по предварительному напряжению осложнялись полной готовностью плиты.

Поэтому была разработана система предварительного напряжения арматур ными канатами, охватывающими плиту по внешнему периметру и перекре щивающимися в зоне анкеровки, по типу фундамента ТА Т-180 (энерго блок №1), как это было сделано на Хабаровской ТЭЦ-3 [5]. Этот способ га рантирует обжатие бетона всей плиты, смыкание обнаруженных и скрытых трещин и обеспечивает состояние плиты эквивалентное восстановлению ее монолитности. Для анкеровки арматурных канатов со стороны генератора была установлена опорная консоль, выходящая за пределы машинного зала.

Для установки закладных деталей и опорных узлов по всему периметру фундаментной плиты была отрыта траншея шириной 800 мм. Работы по монтажу, анкеровке и предварительному напряжению арматурных канатов были выполнены из котлована, примыкающего к опорной консоли. После дующая эксплуатация ТА ст.№ 5 Гусиноозерской ГРЭС показала эффек тивность проведенных восстановительных работ.

При ремонте нижней плиты (38,8 10,5 3,5 (h) м) фундамента ТА №4 Омской ТЭЦ-5 был использован способ расширенного шва (в = 1,2 м) в области трещин и заполнение их бетоном на напрягающем цементе [6].

В начале была установлена возможная величина горизонтальной силы, возникающей при самонапряжении бетона. Для ее восприятия на плиту устанавливался пригруз из бетонных блоков. Бетонирование двух расши ренных швов на напрягающем цементе велось непрерывно: технологиче ские разрывы в бетонировании отдельных слоев не превышали времени до начала схватывания ранее уложенного бетона (см.таблицу, п.10). Распре деление бетонной смеси производилось горизонтальными слоями одина ковой толщины, укладываемыми в одном направлении. В течение всего времени протекания процесса самонапряжения бетона (7 12 суток) стро го выполнялись правила ухода за бетоном во время набора им прочности.

Определенные трудности возникают при неравномерных осадках грунта под фундаментами, нижняя часть которых выполнена в виде ба лочного ростверка. В этом случае следует увеличивать несущую способ ность и жесткость нижнего строения фундамента. Обычно это делается путем увеличения площади подошвы нижней части с превращением ее в единый монолитный массив (см.таблицу, п.11). В результате такой рекон струкции увеличиваются жесткость и масса фундамента, участвующие в колебаниях, что способствует уменьшению вибрации и неравномерных осадок грунта основания. Подобный вариант усиления нижнего ростверка использовался на многих объектах и для ТА различной мощности.

На энергоблоке ст.№1 типа ПТ-60-130/13+ТВФ-63-2 Ижевской ТЭЦ-2 после 18 лет эксплуатации с помощью уровня «Геологоразведка»

зафиксировано кручение фундаментной рамы среднего подшипника при пуске ТА 1,6 мм/м в сторону регулятора, при останове 1,7 мм/м в сто рону генератора. Величина кручения фундаментной рамы составила 3,3 мм/м. Визуальный осмотр подливки фундаментной рамы указывает на неудовлетворительное ее состояние. Кроме того, набетонка была насыще на минеральным маслом. Данный ТА установлен на сборно-монолитном фундаменте, состоящем из фундаментной плиты и шести рам, объединен ных друг с другом продольными балками. Каждая рама, за исключением рамы 3, состоит из 2 колонн и ригеля. Узлы омоноличивания сборных эле ментов располагаются в местах их пересечения. Проект фундамента ТА выполнен ЛО ТЭП.

Обследование железобетонных конструкций фундамента показало, что колонны всех рам находятся в удовлетворительном состоянии и не требуют ремонта. Имеющие место на некоторых участках колонн трещи ны небольшого раскрытия, приуроченные, как правило, к положению вер тикальной и горизонтальной (хомуты) арматуры имеют технологическое происхождение и не влияют на прочность колонн. Продольные балки всех рам также находятся в удовлетворительном состоянии. Имеющиеся на не которых участках балок хаотически расположенные трещины небольшого раскрытия объясняются, в основном, температурными воздействиями (резкое охлаждение поверхностей при остановке турбины). Эти поверхно стные трещины также не влияют на прочность конструкций. В ригелях 1, 4, 5 и 6 существенных дефектов не обнаружено. Имеются только хаотиче ски ориентированные трещины поверхностного происхождения, которые не влияют на прочность указанных конструкций. В ригеле рамы 2 обнару жены трещины раскрытием до 1,0 1,2 мм. По происхождению эти тре щины можно условно разделить на группы:

хаотично ориентированные трещины на боковых гранях ригеля;

эти трещины имеют технологическое и температурное происхождение и не оказывают существенного влияния на прочность ригеля;

горизонтальные трещины по всей длине ригеля между его полкой и стенкой. Эти трещины силового происхождения, возникшие вследствие изгиба полок ригеля от усилий, передающихся на них от анкерных болтов фундаментной рамы. Данные трещины не сквозные и сосредоточены толь ко в пределах полок. Существенно повлиять на жесткость ригеля они не могут;

вертикальные трещины в зонах сопряжения ригеля №2 с продоль ными балками с левой и правой сторон по всей высоте элемента. Эти тре щины силового происхождения во всех случаях существенно снижают же сткость ригеля 2 и ухудшают условия работы ТА;

зоны сопряжения риге ля 2 с продольными балками требуют усиления.

Узел сопряжения фундаментной рамы среднего подшипника с риге лем 2 выполнен с отступлением от проекта.

После демонтажа корпуса подшипника №1 обнаружено, что все по лости фундаментной рамы заполнены маслом на глубину 250 300 мм.

Выяснилось, что причиной этого была трещина в корпусе подшипника.

Принципиальная схема усиления узлов сопряжения ригеля 2 с про дольными балками представлена на рис. 1, в.

Усиление узла соединения фундаментной рамы среднего подшип ника с ригелем 2 произведено с помощью 4-х анкеров 40АIII, установ ленных на цементном растворе в разбуренные в бетоне ригеля скважины.

Верх анкеров располагается ниже верха рамы на 20 мм. После этого в окна фундаментной рамы устанавливаются 4 стержня 20АIII (по 2 стержня вдоль и поперек оси турбины), и внутреннее пространство рамы заливает ся бетоном марки М300.

На энергоблоке ст.№10 Алма-атинской ТЭЦ-1 после многих лет эксплуатации возникла ситуация аналогичная той, которая была рассмот рена выше на подобном ТА и фундаменте Ижевской ТЭЦ-2. С помощью уровня «Геологоразведка» было зарегистрировано кручение второго риге ля при пуске ТА – 1,3 мм/м в сторону регулятора, при останове – 0,8 мм/м в сторону генератора. Возросла вибрация как на подшипниках №1 и №2, так и на ригелях под указанными подшипниками. Визуальные обследова ния показали наличие пустот, раковин и трещин в узлах сопряжения попе речных ригелей № 1 и № 2 с продольными балками и колоннами фунда мента, являющимися следствием низкого качества бетонирования узлов сопряжения сборных элементов. Проведение ремонтных работ в узлах с инъекцией цементного раствора в полости и трещины с дополнительным устройством железобетонных вутов позволили нормализовать работу ТА.

За период длительной эксплуатации турбины Т-180/210-130 ст.№ Сургутской ГРЭС-1 наблюдались различные неполадки как на ТА, так и на его фундаменте. Визуальное и инструментальное обследование специа листами ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» и ОАО «ЛМЗ» конструкций фундамента и ТА показали, что на гранях ригелей 1, 2 и других рам фун дамента имеются хаотически ориентированные волосяные трещины. На бетонка под корпусами подшипников №1 и №2 насыщена маслом и по крыта трещинами. Пазы, ниши и каналы для пропуска напрягаемых стержней в колоннах, балках и в бетоне омоноличивания узлов не запол нены цементным раствором. Кроме этого в стыках ригеля № 2 с продоль ными балками имеются вертикальные трещины небольшого раскрытия, характер расположения которых свидетельствует о значительном его скру чивании. Измеренная величина угла закручивания данного ригеля достигает 2,5 мм/м, что значительно превышает допускаемое значение [11]. Причиной скручивания ригеля № 2 является отсутствие жесткого со единения его с остальными элементами фундамента. Обследованием уста новлено, что стержни предварительно напряженной арматуры, стягиваю щие продольные балки с ригелем № 2, находятся в неудовлетворительном состоянии: один из нижних стержней, проходящий через правую балку, оборван, а в другой балке оба нижних стержня не закреплены, остальные стержни не напряжены. Это привело к образованию сквозных трещин в стыках сборных элементов.

Кроме этого было обнаружено множество различных дефектов и от ступлений от проекта при монтаже опорно-подвесной системы трубопро водов (ОПСТ), отклонений от проектных величин затяжек пружин ОПСТ, защемлений трубопроводов, отрыв опорных поверхностей выхлопных патрубков ЦНД от фундаментных рам, что привело к разрушению дистан ционного болта ЦНД и др.

Ремонт верхнего строения фундамента заключался в усилении узлов сопряжения ригеля второй рамы с продольными балками (рис.1, г) и вы полнялся аналогично, как и на других электростанциях. Усиление узлов соединения фундаментных рам переднего и среднего подшипника с бето ном ригелей поперечных рам 1 и 2 осуществлено по типовому решению, приведенному в таблице, п.8. Жесткость зон примыкания продольных ба лок к поперечному ригелю №2 была восстановлена путем замены одного напрягаемого стержня на новый и ремонта остальных семи стержней. При этом напряжение стержней осуществлялось с помощью динамометриче ского ключа. После натяжения стержней каналы с напряженной арматурой были заинъецированы цементным раствором, а пазы и ниши заполнены цементно-песчаным раствором.


Следует отметить, что неполадки в системе ТФО энергоблоков уст раняются лишь при учете взаимного влияния дефектов как фундамента, так и самого турбоагрегата [12].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Эффективность обжатия узлов сопряжения сборных железобетонных элементов фундаментов турбоагрегатов / И.С.Литвин, Р.И.Финкельштей, А.Я.Иохельсон, К.А.Маль цов, А.Е. Минарский, П.Г. Старицкий // Энергетическое строительство. 1974. №11. С. 19-23.

2. Типовая инструкция по цементации трещин в бетоне гидротехнических соору жений. РД153-34.2-21.625.-2003 / ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. СПб. 2003.

3. Рекомендации по восстановлению и усилению полносборных зданий полимер растворами / ТбилЗНИИЭП. М.: Стройиздат. 1990.

4. Абросимов Н.А., Караваев А.В., Пантелеев А.А. Ремонт узла сопряжения фундаментых рам переднего и среднего подшипников с бетоном ригелей фундаментов / Энергетика. 2007. № 2. С. 20-21.

5. Кричевский А.З. Предварительное напряжение фундаментов турбоагрегатов ТЭС и АЭС // Энергетическое строительство. 1987. №2. С. 43-46.

6. Михайлов В.В., Литвер С.Л. Расширяющийся и напрягающий цементы и само напряженные железобетонные конструкции. М.: Строииздат. 1974.

7. Восстановление несущей способности поврежденного железобетонного фунда мента под турбоагрегат / А.И. Абашидзе, Р.Н. Гвазава, В.В.Алимов, А.Т.Казанджян // Бе тон и железобетон в энергетическом строительстве. Тбилиси. 1988. С. 114-116.

8. Новоселов А.П., Кузьмин В.В., Пасешник В.В. Усиление элементов фундамен тов под турбоагрегаты мощностью 300 МВт // Бетон и железобетон. 1980. №9. С. 10.

9. Натурные исследования фундамента под турбоагрегат мощностью 300 МВт / А.Б. Козлов, М.К.Курмакаев, В.В.Пермякова, Н.А. Абросимов // Известия ВНИИГ им.

Б.Е. Веденеева. 2002. Т.241. С. 90-94.

10. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ:

РД34.20.501-95 (15-е издание, переработанное и дополненное) СПб.: ДЕАН. 2000.

11. РТМ 108.021.102-85. Агрегаты паротурбинные энергетические. Требования к фундаментам. Л.: НПО ЦКТИ. 1986.

12. Совершенствование (восстановление) показателей температурных расширений цилиндров паровых турбин при пуско-остановочных режимах / Э.А.Дон, Г.Д. Авруцкий, А.Н.Михайлова, И.А.Савенкова // Электрические станции. 1999. №2. С. 12-15.

УДК 627. Инж. В.С. Сулимов, инж. П.Ф. Собкалов, инж. Г.Ф. Паромова ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ КАНАЛОВ Главный производственный процесс тепловых и атомных электро станций – выработка электроэнергии и тепла обеспечивается рядом тех нологических систем, использующих воду. При наличии близрасположен ных водоемов охлаждения (озер) забор воды осуществляется блочными насосными станциями, а отвод через каналы, которые, как правило, в пределах территории станций выполнены в железобетонной облицовке, а в дальнейшем, за пределами территории станций, облицовки не имеют.

Протяженность железобетонных каналов невелика и составляет менее 1 км, протяженность же земляных каналов может достигать нескольких километ ров для обеспечения эффективного охлаждения сбрасываемой воды.

Длительная эксплуатация каналов, сопряженная с поэтапным вво дом в строй энергоблоков, а также остановы блоков, связанные с их ре монтом, а соответственно и колебаниями уровней в каналах, приводят к переработке русла и откосов, что вызывает необходимость восстановления их проектных характеристик. Существующая нормативно-методическая документация предписывает выполнять ремонт каналов, как правило, на сухо. Однако, реальные условия эксплуатации тепловых и атомных стан ций не позволяют выполнить это требование, поскольку осушение каналов неизбежно предусматривает останов энергоблоков, что естественно недо пустимо из-за больших материальных потерь, связанных с прекращением выработки электроэнергии.

Основными дефектами, выявленными при подводном обследовании дна и откосов каналов после их длительной эксплуатации, являются во ронки размыва в водоворотных зонах, образующихся в местах расположе ния опор мостов через каналы. Возникновение воронок размыва у опор мостов, которые расположены вблизи основания откоса канала, провоци рует его сползание.

Водоворотные зоны могут появляться на поворотах канала при не выполнении на стадии проектирования или при производстве работ усло вия 3В r0 5В, где r0 – радиус закругления;

В ширина потока. Приве денное условие рекомендуется для трапецеидальных профилей канала с заложением откосов m = 1,5 2.

Водоворотные зоны появляются вследствие перераспределения про дольных скоростей по ширине и глубине потока вдоль закругления канала.

По длине закругленного участка канала увеличиваются донные скорости и при превышении их значений критических неразмывающих скоростей происходит разрушение откосов. Устойчивость откосов канала на участке закругления обеспечивается, если средняя скорость течения в канале со ставляет не более 0,8 от скорости, допустимой по условию неразмываемо сти Vдоп. В случае, если скорость выше допустимой неразмывающей и на канале имеется несколько поворотов, необходимо уменьшить уклон кана ла путем создания перепадов или быстротоков. Если число поворотов ог раничено, и они расположены на значительном расстоянии друг от друга, применяется крепление русла канала в зоне поворотов.

Причиной разрушения откосов земляных каналов являются также значительные колебания уровня воды в них. Объясняется это тем, что при снижении уровня воды в канале приток и отток фильтрующейся воды снижаются и вследствие малой водоотдачи грунтов и незначительной ско рости фильтрации в теле откоса остается фильтрующая вода в виде фильт рационного бугра. В случае, если откос защищен экраном или он сложен из связных грунтов, отточность воды из фильтрационного бугра происхо дит в грунты основания и дренажи без высачивания воды на откосы кана ла.

Иная картина наблюдается при защите откосов канала каменной на броской (фильтровый материал). При снижении уровня воды в канале движение воды из откоса происходит вниз на поверхность откоса с выно сом частиц грунта и постепенным разрушением откоса. От такого вида разрушения откосов каналов наиболее эффективна защита каменной на броской в сочетании с коробчатыми габионами.

При проектировании и строительстве каналов часто возникает необ ходимость устройства сопряжения железобетонного канала прямоуголь ного профиля с земляным каналом трапецеидального профиля. В зоне со пряжения разнопрофильных каналов наблюдаются относительно резкое плановое расширение потока и его отрыв от одной стенки и сбойности у другой, в результате чего образуются водоворотные зоны. В зоне сопря жения происходит разделение потока на транзитную часть, в которой вниз по течению перемещается основная масса воды, и внетранзитную, где и образуются водовороты.

По данным натурных наблюдений поверхностная скорость в зоне транзитного потока существенно выше критической неразмывающей ско рости для незащищенных грунтов слагающих откосы и дно канала.

Причинами нарушения гидравлического режима потока на участках сопряжения железобетонного и земляного каналов являются: ошибки про екта, отклонения от проекта при строительстве, вызывающие несовпаде ние осей каналов, неправильная ориентация струенаправляющих стенок, не обеспечивающих плавное распределение потока.

Нарушение гидравлического режима потока на участке сопряжения может повлечь за собой:

размыв грунта под водобойной плитой, ее осадки, которые могут спровоцировать последующее ухудшение гидравлического режима, а, возможно, и разрушение самой плиты;

сползание откоса земляного канала в результате образования водо воротных зон вблизи его основания и соответственно его размыва;

размыв откосов земляного канала из-за высоких скоростей потока, превышающих допустимые неразмывающие скорости, вызванных сбойно стью потока.

Ниже предлагаются варианты ремонта земляного канала по ликви дации перечисленных выше разрушений без снижения уровня воды в ка нале.

Для сохранения горизонтального положения плиты водобоя и пре дотвращения выноса грунта из под нее по фронту плиты выполняется шпунтовой или свайный ряд с таким расчетом, чтобы верх шпунта или сваи выступал над плитой водобоя. Далее производится отсыпка щебня на плиту водобоя для обеспечения плавного схода воды. В варианте со свая ми укладываются железобетонные балки на плиту с последующей отсып кой сортированного камня.

При ликвидации воронок размыва используется следующая после довательность выполнения работ:

под воду в воронку укладывается слой из камня размером не менее 25 см и уплотняется специальными трамбовками;

после ликвидации воронки восстанавливается проектный профиль откоса, для этого укладываются: сначала слой крупного гравия толщиной 15 см, на него слой мелкого гравия толщиной 10 см, слой из крупнозер нистого песка толщиной 10 см и, наконец, верхний слой выполняется двухслойным мощением из камня размером не менее 25 см.

Нижняя граница откоса укрепляется упором в виде бетонных блоков или зуба, представляющего собой свайные или шпунтовые ряды с меж свайной заборкой, которые обеспечивают защиту крепления и препятст вуют более глубокому подмыву низа откоса.

Производить работы по восстановлению откосов можно подъемны ми механизмами с берега канала или с плавучей платформы, состоящей из системы понтонов, средств перемещения, мерных приспособлений и средств для выгрузки камня на откос. С помощью рейки- футштока про меряют глубины и определяют объем зоны разрушения, которую предва рительно разбивают на захватки. После этого выполняются работы по ре монту. Толщину отсыпки камня контролируют при помощи рейки- фут штока, опускаемой с платформы вертикально вниз. Камень в воду отсы пают шаландами с открывающимися днищами, саморазгружающимися баржами, саморазгружающимися контейнерами с применением берегово го или плавучего крана, при помощи крана с многочелюстным грейфером, сталкиванием камня бульдозером, автосамосвалами с берега или плавуче го пирса.

В статье рассматриваются возможности ремонта отводящих или подводящих каналов, имеющих узлы сопряжения железобетонных и зем ляных их частей. Ниже приводятся варианты устранения наиболее распро страненных дефектов железобетонных каналов, возникающих вследствие их длительной эксплуатации.

Восстановление швов железобетонного канала для предотвращения выноса грунта Вариант с использованием грейфера предусматривает разработку обратной засыпки в зонах примыкающих к дефектным швам, с последую щим заполнением разработанной выемки плотным неразмывающимся ма териалом (см. рис.1).

Рис.1. Восстановление швов для предотвращения выноса грунта (Вариант с использованием грейфера) Необходимость применения таких материалов диктуется тем, что в любом случае после образования выемки материал придется укладывать под воду. Для предотвращения оползания грунта выемку следует произво дить с использованием глинистого раствора.

Другие способы выемки грунта, в частности без использования ме ханизмов сопряжены со значительными затратами, вызываемыми необхо димостью крепления выемки и соблюдения соответствующих мер техники безопасности.

Вариант с устройством шпонок со стороны канала предусматрива ет изготовление из листового металла омегообразных шпонок (), с таким расчетом, чтобы они могли перекрыть зону разрушения в области шва.

Диаметр петли шпонки должен быть таким, чтобы обеспечить в после дующем нагнетание раствора через шланг диаметром не менее 1,5 c ме таллическим наконечником (отрезком трубы, вставляемой в шланг).

Перед установкой шпонки следует выполнить расчистку зоны шва от дрейсены, растительности, грязи и т.п. на всю ширину шпонки. При обнаружении крупных повреждений (выколов, подозрений на наличие сквозных щелей и т.п.) в зоне шва необходимо их уплотнить паклей, клиньями, рейками и т.п. с таким расчетом, чтобы это уплотнение не ме шало примыканию шпонки к бетонной поверхности.

Далее производится пристрелка шпонки к бетону, которую реко мендуется выполнять через специально подготовленные полосы техниче ского войлока либо для удобства производства работ допускается исполь зовать полосы линолеума на войлочной подкладке. Уплотнение следует проводить только по крыльям шпонки, то есть на одну шпонку должно использоваться две полосы, с тем, чтобы они не перекрывали петлю. На личие прокладок из подобного материала препятствует сосредоточенному появлению течей, выходу раствора из шпонки и позволяет отфильтровать избыток воды из раствора.

Допускается монтировать шпонку из отдельных звеньев с перехле стом нижнего звена на верхнее. Низ шпонки (ее донная часть) должен плотно прилегать к бетону уголкового элемента, либо этот стык должен быть уплотнен с тем, чтобы предотвратить непроизводительный выход раствора из нижней части шпонки. Уплотнение можно производить и на “берегу”, например, установкой деревянной пробки в петлю шпонки, либо уплотнением петли цементно-песчаным раствором. Заливка раствора ве дется через шланг диаметром 38 50 мм, снабженный в нижней части ме таллической трубой длиною 0,7 0,8 м. Для контроля за глубиной погру жения резиновый шланг должен иметь разметку по длине.

Рекомендуется выполнять заливку в следующей последовательно сти:

шланг с металлической трубой вставляется в петлю шпонки и опус кается до возможно низкой отметки (не более 20 30 см от дна);

через воронку (или растворонасос) подается раствор;

по мере поступления раствора шланг медленно извлекается с таким расчетом, чтобы нижний конец металлической трубы постоянно находил ся на 30 40 см ниже уровня раствора в шпонке.

При использовании растворонасоса для заливки необходимо, чтобы давление на насосе находилось в пределах 0,2 0,5 атм, учитывая высо кую плотность раствора.

Контроль процесса заливки следует осуществлять (по возможно сти) наблюдая за подъемом раствора в шпонке. Если это осуществить за труднительно, надлежит контролировать расход раствора, принимая в первом приближении двукратный запас от геометрической емкости петли шпонки. В случае опускания раствора в шпонке после выполнения залив ки следует производить дозаливку.

Вариант с вибропогружением швеллера со стороны обратной за сыпки (рис. 2) предусматривает подачу раствора в полость между железо бетонной стенкой и швеллером как и в предыдущем варианте. В зависи мости от размеров повреждения шва, а соответственно, и размеров швел лера раствор должен быть таким, чтобы максимально снизить его потери за счет проникновения его через шов в канал. В связи с этим, необходимо использовать густые быстротвердеющие смеси с принудительной вибра цией раствора посредством вибрирования самого швеллера.

Рис.2. Восстановление швов для предотвращения выноса грунта (Вариант с вибропогружением швеллера со стороны обратной засыпки) Вариант с бурением скважин со стороны обратной засыпки (рис.3) предусматривает бурение скважин диаметром 150 250 мм в зоне швов.

Учитывая, что обратная засыпка выполняется из несвязного грунта, имеющего значительное водонасыщение, бурение следует выполнять с обсадкой.

После бурения скважины до проектной отметки целесообразно про мыть полость трубы и начать укладку мелкозернистого бетона или рас твора с постепенным извлечением обсадной трубы.

Рис.3. Восстановление швов для предотвращения выноса грунта (Вариант с бурением скважин со стороны обратной засыпки) Вариант с использованием буросмесительного способа для созда ния цементогрунта в зоне швов. Сущность способа заключается во вве дении цемента или цементной суспензии в грунт с помощью буросмесите ля, прикрепленного к концу полой штанги буросмесительной установки.

Лопасти буросмесителя размельчают и перемешивают грунт с вводимыми в него цементом или цементной суспензией, а также равномерно распре деляют раствор в грунте, что достигается регулировкой выпуска закреп ляющего материала через отверстия, расположенные в лопастях. Величина принудительной подачи буросмесителя регулируется в зависимости от вида закрепляемого грунта (большая подача в песчаный грунт, меньшая – в глинистый).

Ремонт земляных отводящих каналов Основными дефектами земляного отводящего канала являются оползание откосов и размывы русла.

Варианты технических решений по ремонту канала представлены на рис. 4 К сожалению, в современной нормативно-технической документа ции практически отсутствуют технические решения по ремонту такого типа каналов без снижения уровня. Поэтому предлагаемые на схемах ре шения должны быть в обязательном порядке отработаны на опытных уча стках.

Для ремонта оползней откосов следует руководствоваться следую щими положениями:

нижняя граница основного крепления откоса должна ограждаться упором, назначением которого является защита от подмыва низа откоса, а также увеличение устойчивости крепления против оползания;

упоры креплений надлежит выполнять в виде бетонных блоков (рис.4), а также в виде зуба, представляющего каменные отсыпки, свайные или шпунтовые ряды со межсвайной заборкой (рис.5);

габариты и компоновку нижних ограждений откосов принимают по конструктивным соображениям, допускается использование габионных конструкций;

под упоры должна быть уложена подготовка по типу, применяемому для покрытий, высота упора должна быть не менее суммарной толщины покрытия и его подготовки;

во всех случаях при укреплении откосов верхний облицовочный слой должен выполняться в виде двухслойного мощения из камня разме ром не менее 25 см. Под слоем камня должны располагаться: слой крупно го гравия толщиной 15 см, слой мелкого гравия толщиной 10 см и слой крупнозернистого песка толщиной 10 см;

при ликвидации размывов должны соблюдаться те же правила ук ладки в них материала, что и для восстановления профиля откосов (про порционально глубине размыва).

Целесообразно уплотнение подаваемого материала специальными трамбовочными устройствами.

Ликвидацию размывов, в частности на участке сопряжения железо бетонного и земляного каналов, рекомендуется проводить после специ альных опытных работ, предполагающих уточнение технологии и рецеп туры материалов.

Рис.4. Схема ремонта откосов земляного канала железобетонными плитами и упорным блоком:

1 – упорные железобетонные блоки;

2 – плиты;

3 – крупный гравий или щебень – 15 см;

4 – мелкий гравий или щебень – 10 см;

5 – крупнозернистый песок;

6 – упорная призма из камня d = 20 см Рис.5. Схема ремонта откосов земляного канала каменной мостовой и железобетонными шпунтовыми сваями:

1 – камненная мостовая (камень 30 см);

2 –крупный гравий 15 см;

3 – мелкий гравий 10 см;

4 крупнозернистый песок;

5 – железобетонная шпунтовая свая;

6 – железобетонная упорная плита;

7 – упорная призма из камня d = 20 см Для ремонта откосов земляных каналов рекомендуется использовать следующие технологии.

1. Крепление откосов каменной наброской в сочетании с коробча тыми габионами.

На первом этапе разрушенная зона откоса заполняется отсыпкой щебня F 300, D50 = 10 20 мм с последующим разравниванием поверхно сти экскаватором, оборудованным планировочным ковшом. После восста новления проектной поверхности откоса на нее укладывается слой щебня F 300 D50 = 10 20 толщиной = 150 мм (рис.6), который уплотняется катком. На щебенистую подготовку откоса грейферным ковшом уклады вается камень F 300, F 100 D50 = 500 толщиной = 700 мм. В нижней части откоса из этого же камня отсыпается упорная призма. Разрушение откоса в зоне переменного уровня воды устраняется с помощью крепления коробчатыми габионами 1,51,01,0 (ГОСТ 51285 – 99). Устройство ко робчатых габионов выполняется при возможно минимальном уровне воды в канале (например, при остановке 1-го из 3-х блоков станции) (рис.6).



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.