Особенности ремонта гидротехнических сооружений
Гидротехнические сооружения обычно подразделяются на две группы: сооружения общего и специального назначения. Сооружения общего назначения применяются во всех или нескольких отраслях водного хозяйства, а специального назначения — только в одной определенной отрасли.
К гидротехническим сооружениям общего назначения относятся: водонапорные (плотины, дамбы и т.д.), водосбросные, водопроводящие (каналы, лотки, трубопроводы, гидротехнические туннели), регуляционные, водозаборные, сопрягающие и т.д. К специальным гидротехническим сооружениям относятся: гидроэнергетические — здания ГЭС, бассейны и т.д.; воднотранспортные — судоходные шлюзы и каналы, порты, пристани, причалы, волноломы, молы, мосты; водопроводные и канализационные — водозаборы, насосные станции, резервуары, коллекторы; мелиоративные — оросительные и осушительные каналы и сооружения на них; рыбохозяйственные и т.п. Существуют также совмещенные гидротехнические сооружения, в которых совмещается несколько сооружений разного назначения, например, водосливная ГЭС, шлюз-водосброс.
Все эти сооружения, отличающиеся целым рядом специфических особенностей, объединяет один существенный фактор: постоянный контакт с водой. Причем независимо от того, с чем контактирует сооружение (морская вода, пресная вода, грунтовые или сточные воды), водная среда является агрессивной по отношению к материалам, из которых построено большинство гидротехнических объектов. Вода оказывает на них механическое, физическое, химическое и биологическое воздействие. Механическое воздействие выражается в виде статического давления воды, льда или наносов, принесенных водой к сооружению, а также динамического воздействия от удара струй или льдин, движущихся с большой скоростью. Физическое воздействие связано с истиранием поверхности сооружения водой (кавитация), наносами, содержащимися в воде, или льдом, а также с переменными циклами замораживания-оттаивания. Химическое воздействие приводит к выщелачиванию бетона под воздействием агрессивных веществ и коррозии арматуры. Биологическое воздействие связано с деятельностью микроорганизмов, обитающих в водной среде. Все эти виды воздействий приводят к преждевременному разрушению гидротехнических сооружений и их отдельных конструкций.
В настоящее время по результатам инвентаризации большинство гидротехнических сооружений России (более 52%) находится в состоянии, требующем капитального ремонта. Средний возраст подпорных дамб, плотин и других гидротехнических сооружений составляет 30-40 лет, а в ряде случаев превышает 100 лет.
Анализ современного состояния проблемы показывает, что в целом по России гидротехнические сооружения характеризуются довольно низким уровнем безопасности. Подавляющее большинство гидротехнических сооружений нуждается в текущем ремонте, а более 400 находится в аварийном и предаварийном состоянии.
Основным материалом, из которого построено большинство гидротехнических объектов, является железобетон. В настоящее время существует большое количество материалов и технологий для ремонта, защиты и гидроизоляции бетонных и железобетонных конструкций, однако выбор оптимальных для каждого конкретного случая материалов и технологий является сложным многофакторным процессом, зависящим от множества условий.
Одним из важнейших факторов при определении стратегии ремонта является оценка условий эксплуатации всего сооружения и его отдельных элементов. Сюда входит зона расположения конструкции (подводная, надводная, переменного уровня воды), величина кавитационного воздействия, подверженность ударным и динамическим нагрузкам, агрессивность среды (контакт с морской водой, грунтовыми или сточными водами) и так далее. От точной оценки условий работы ремонтируемой конструкции зависит, насколько выбранный ремонтный материал должен быть, например, сульфатостойким, морозостойким или устойчивым к истиранию.
Большое значение имеет расположение конструкции в плане ее доступности для ремонта, то есть возможность установки опалубки или необходимость применения тиксотропных материалов.
Также необходимо определить причины и степень разрушения, то есть насколько данный дефект влияет на несущую способность конструкции. Само по себе это уже определяет выбор материала для конструкционного или неконструкционного ремонта.
Особенностью проведения ремонтных работ на гидротехнических сооружениях является их сезонность и ограничение сроков ремонта. Например, на внутренних водных путях принято проводить ремонтные работы в зимний период, после закрытия навигации. Однако появление большого количества быстротвердеющих материалов (например, серия материалов EMACO FAST производства ООО «БАСФ Строительные системы») создало возможность проведения ремонтных работ в «окна». Ведь при грамотной организации работ можно произвести быстрый ремонт за 2-3 часа, что не слишком скажется на графике пропуска судов, но позволит в кратчайшие сроки привести в порядок многие сооружения, давно требующие ремонта. Серия материалов ЕМАСО FAST представлена тиксотропным составом ЕМАСО ® Fast Tixo и литыми составами ЕМАСО ® Fast Fluid и ЕМАСО ® Fast Fibre .
ЕМАСО ® Fast Tixo — безусадочный быстротвердеющий состав тиксотропного типа для конструкционного ремонта. Применяется при температуре от — 10°С до +30°С. Предназначен для ремонта вертикальных и потолочных поверхностей без устройства опалубки, для восстановления бетонных конструкций, подверженных действию агрессивных сред, а также для ремонта армированных (в том числе преднапряженных) конструкций гидротехнических сооружений и сооружений морского и внутреннего водного транспорта, балок, опор, мостовых плит и т.д.
Результаты испытаний ЕМАСО ® Fast Tixo при различных температурах
Источник
Установка кессона на скважину: виды кессонов, монтаж своими руками
Частные дома в основном оснащены нецентрализованной подачей воды, поэтому чаще всего требуется сооружение скважины. Установка кессона необходима для защиты гидротехнического сооружения. Конструкция защитит водозабор зимой, убережет от грунтовых вод и ограничит нежелательный доступ любых субъектов. Кроме того, кессон обеспечивает дополнительную прочность водопровода. Монтаж кессона своими руками вполне посильная задача.
Виды кессонов
• Бетонные. Прочные и антикоррозийные конструкции. Могут быть сделаны из готовых колец или путем заливки бетонной смеси в подготовленную опалубку.
• Металлические. Прочность также высокая. Монтаж несложный, но конструкция требует защиты от коррозии, даже в случае использования нержавеющей стали.
• Пластиковые. Легкие, монтаж очень простой. Высока цена самого кессона.
Пластиковый кессон
Установка пластиковых кессонов – самый доступный метод. Такой кессон представляет собой камеру диаметром до 1,5 метров и высотой до 2,5 метров. Выпускается с крышкой или без нее.
Преимущества кессона из пластика:
• Легкость конструкции.
• Герметичность.
• Отсутствие риска коррозии.
• Возможность монтажа в одиночку из-за небольшого веса оборудования.
• Изготовление из безопасного полимера.
• Срок службы порядка 50 лет.
• Удобство в установке и обслуживании.
Недостатки:
• Большой риск деформации из-за сезонного сжатия грунтов.
• Монтаж для небольшой глубины скважины.
• Высокая стоимость.
Монтаж пластиковых кессонов производится следующим образом:
1. Подготовить котлован вокруг обсадной трубы с учетом того, что его ширина должна быть больше емкости на 30-50 сантиметров.
2. Дно ямы надо засыпать слоем песка и хорошо утрамбовать.
3. Обсадную трубу обрезают по высоте котлована.
4. Кессон опускают на трубу.
5. Предусматривают крышку для герметичности.
6. Проверяют вертикальность установки кессона.
7. Снаружи кессон запенивают. Монтажная пена закрепляет кессон на основании и служит теплоизоляцией.
8. Уплотняют котлован смесью песка и цемента.
Важно! При близком залегании грунтовых вод песчаного уплотнителя недостаточно. Дно котлована надо укрепить бетонной плитой или сделать ее с помощью заливки. При затекании в котлован воды, бетон предохранит грунт под кессоном от размывания.
Бетонный кессон
Установка бетонного кессона для скважины относится к самым распространенным вариантам работ по установке скважинного кессона.
Плюсы бетонных кессонов:
• Прочность.
• Простота конструкции.
• Износостойкость.
• Отсутствие коррозии.
• Любая глубина монтажа.
Конструкция имеет ряд минусов:
• Тяжесть конструкции усложняет монтаж кессона, если брать готовые бетонные кольца.
• Необходимость специального оборудования для установки. Понадобится кран для подачи колец в котлован.
• Необходимость дополнительных работ по герметизации.
Установка бетонного кессона на скважину своими руками вполне возможна, если использовать заливку.
Схема монтажа кессона:
1. Подготовительные работы. Включают определение размеров емкости и глубину залегания грунтовых вод. Если они близко, то кессон должен быть абсолютно герметичным с залитым полом. В ином случае для устройства дна достаточно щебеночной засыпки.
2. Выкапывание котлована вокруг обсадной трубы. Стенки котлована обтягивают пленкой для защиты от затекания грунтовых вод. На дно ямы трамбуют щебенку или делают бетонную заливку.
Заметка! Высота подушки из щебенки должна быть не менее 15 см. Фракцию лучше брать самую мелкую, она лучше подлежит уплотнению.
3. Установка арматурной сетки. От стенок котлована отступают порядка 8 см и вяжут сетку с шагом 30х30. При поэтапной заливке сетку вяжут по частям, при полной заливке – сразу на всю высоту ямы.
4. Установка опалубки.
5. Заливка бетонной смесью, трамбовка.
6. Бетон должен полностью застыть.
7. Удалить опалубку.
Важно! Доски для опалубки лучше обтянуть пленкой. Так они будут лучше отделяться от застывшего бетона.
8. Выполнение отверстий под трубы перфоратором.
9. В отверстия вставляют металлические гильзы по размеру труб.
10. Монтаж труб в гильзы.
11. Герметизация отверстий путем запенивания.
12. Трубы нужно вывести из кессона на длину, требуемую для подключения.
13. Формовка крышки кессона. Для нее также делают опалубку под заливку с расчетом последующей заделки люка.
14. После высыхания бетона убирают опалубку и монтируют люк. Его лучше сделать из металла. Можно соорудить из крепкого дерева, покрытого влагостойким составом. Минус деревянной конструкции в том, что в нее не установишь трубу для вентиляции.
15. Кессон нужно загерметизировать изнутри гудроном.
Металлический кессон
Установка металлического кессона для скважины требует навыка проведения сварочных работ.
Преимущества кессона из металла:
• Прочность конструкции.
• Любая глубина монтажа.
• Любые размеры.
• Кессон может быть квадратной или круглой формы.
• Самостоятельное выполнение работ.
Недостатки:
• Риск коррозии.
• Дополнительные работы по защите металла.
Монтаж металлического кессона производится в следующем порядке:
1. Проводится подготовка котлована с обязательным бетонированием дна.
2. Создается чертеж конструкции на бумаге со всеми размерами.
3. Из листовой стали вырезают детали кессона (крышку, стенки, дно и люк) по ранее установленным размерам.
4. Вертикальные стенки снаружи усиливают швеллерами. Куски швеллера высотой 10 см приваривают с внешней стороны через каждые 50 см. Высота швеллера должна быть больше, если кессон монтируется на большую глубину.
5. В дне вырезают отверстие по диаметру обсадной трубы.
6. В крышке кессона сооружают два отверстия. Одно для люка размером 60х60 см, другое диаметром 10 см – для вентиляции.
Заметка! Для монтажа металлического кессона потребуется сварочный аппарат для резки и сварки. Лучше брать газосварку, можно без проблем вырезать детали и отверстия.
7. Сваривают детали конструкции между собой, и устанавливают кессон в котлован.
8. Емкость соединяют с бетонным основанием анкерными болтами.
9. Зазор между обсадной трубой и емкостью герметизируют бетонированием или монтажной пеной высокой прочности.
10. Приваривают люк.
11. Снаружи емкость надо обмазать битумом или гудроном для защиты от коррозии.
12. Внутри кессон надо покрыть эмалью.
Важно! Ни в коем случае не применять нитроэмаль. При окраске ядовитым составом внутри емкости можно отравиться.
13. В крышку люка надо вварить трубу или ручку из прутка, чтобы обеспечить свободное открывание.
14. Трубу также надо приварить в вентиляционное отверстие на нужную высоту с учетом максимального снежного покрова.
15. Трубы и крышку люка окрашивают для защиты от коррозии.
16. Производят заливку цементно — песчаной смесью или засыпку котлована щебнем.
Для всех типов кессонов нужно предусмотреть монтаж лестницы для обслуживания оборудования.
Какой кессон лучше?
Какой кессон лучше можно определить, исходя из наличия оборудования и навыков работы с бетоном и сваркой. Также имеет значение стоимость монтажа, глубина скважины и максимальные зимние температуры.
- Самый простой, но и самый затратный способ – установка пластикового кессона. Стоимость емкости начинается от 20 тыс. рублей. Плюсом является скорость проведения работ.
- Монтаж металлического кессона для скважины является более трудоемким, но вполне доступным для мастеров, владеющих сваркой. Обойдется значительно дешевле.
- Установка бетонного кессона для скважины потребует серьезных временных затрат и опыта работы по сооружению опалубки и заливке. По стоимости такой монтаж примерно равен предыдущему способу.
- Для неглубоких скважин лучшим выбором будет установка пластикового кессона. Для большой глубины подойдет бетонный и металлический вариант. Для температур в зимнее время более 30 градусов пластиковый кессон не подойдет, его может деформировать движение грунтов. Кроме того, под воздействием низких температур он может дать трещину. Металлические и бетонные кессоны выдержат любые перепады погоды.
- Установка кессона на абиссинскую скважину производится так же, как и на другие, разница в размерах кессона. Абиссинская скважина очень узкая, соответственно размеры кессона должны ей соответствовать. Поэтому очевидным решением будет установка металлического кессона, его можно сварить любого диаметра. Другие типы в этом случае не подойдут.
- Установка кессона на скважину с самоизливом – задача трудоемкая. Самоизлив происходит, когда при бурении вскрываются напорные пласты. Вода начинает бить фонтаном или литься. С такой проблемой может справиться только профессионал, так как монтаж кессона надо производить в потоке воды. Не рекомендуется экспериментировать с самостоятельной установкой.
- Монтаж насосной станции в кессоне нужен при глубоком залегании воды. Для оборудования сооружают специальное помещение возле кессона. Глубина приямка должна быть ниже уровня промерзания. Насосную станцию помещают в углубление, которое можно забетонировать и предусмотреть место для обслуживания оборудования. От станции в кессон опускается всасывающая труба. Кессон и приямок должны быть закрыты (можно предусмотреть люк с утеплением).
- Если вода залегает не очень глубоко, в кессон устанавливают погружной насос. Автоматика управления оборудованием либо устанавливается самостоятельно, либо уже есть в комплекте с насосом или станцией.
Важно! Поверхностный насос работает только на глубине до 8 метров. Если глубина больше – в кессон нужен погружной насос. В артезианскую скважину – насосная станция большой мощности. Электрооборудование необходимо заземлить с помощью УЗО.
Установка фильтров в кессоне необходима, когда вода жесткая или имеет нежелательные примеси. Фильтры в кессон можно установить самостоятельно, предварительно предусмотрев его увеличенную ширину. Неудобство состоит в необходимости периодической замены фильтров.
Все работы по монтажу самого кессона и дополнительного оборудования можно провести своими руками, так как смета на установку в специальной компании достаточна высока.
Можно сократить свои затраты путем установки кессона на скважину своими руками.
Источник