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
Полное меню
Основные ссылки
На правах рекламы:
Вернуться в «Каталог СНиП»
Особенности ремонта гидротехнических сооружений.
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
Проект ремонта гидротехнических сооружений
Богданов И.С., главный конструктор ООО «ГЕОИЗОЛ Проект»
Компания «ГЕОИЗОЛ Проект» выполняет услуги по проектированию различных типов берегоукрепления, а также занимается вопросами реконструкции и восстановления гидротехнических сооружений, таких как набережные, причальные стенки и др. аналогичные сооружения.
В проектных решениях применяются различные новые технологии и материалы. Одна из таких технологий — геотехническая система GEOIZOL-MP (Рисунок 1), которая производится на «Пушкинском машиностроительном заводе», входящем в группу компаний «ГЕОИЗОЛ». Геотехническая система GEOIZOL-MP позволяет выполнять свайные работы различного уровня сложности, в том числе, в крайне стесненных условиях. Кроме того, многофункциональная геотехническая система GEOIZOL-MP повсеместно применяется в качестве анкерного крепления как в конструкциях существующих причальных стен с целью увеличения их несущей способности, так и для возведения новых подпорных стен и других сооружений. При необходимости строительства или реконструкции сооружений, находящихся под водой, анкерные крепления и основания подпорных стен можно выполнять с плавучих платформ.
Рисунок 1 — Многофункциональная геотехническая система GEOIZOL-MP
Описанные выше решения уже применялись при строительстве гидротехнических сооружений. К примеру, систему GEOIZOL-MP используют в качестве микросвай в основании несущих конструкций, удерживающих лицевую поверхность набережных, а также в качестве анкерного крепления причальных стенок.
Данные анкеры применялись на объекте ОАО «Средне-Невский судостроительный завод», расположенный по адресу: г.Санкт-Петербург, пос. Понтонный, при проведении работ по техническому перевооружению производства и реконструкции судоспусковых устройств для обеспечения строительства судов длиной 100 м, спусковой массой 2700 т.
Анкерное крепление строительных конструкций с применением системы GEOIZOL-MP предполагается при реконструкции нефтяной гавани в Новороссийске (проектирование планируется начать ближайшей осенью).
Один из значимых проектов по берегоукреплению — «Строительство пляжеуgерживающих сооружений в районе пос. Отраgное — г. Светлогорск, Калининграgская область» (Рисунок 2).
Рисунок 2 – Пляжеудерживающие сооружения в Калининградской области
Группой компаний «ГЕОИЗОЛ» выполнены работы по капитальному ремонту трех участков набережных реки Фонтанки в Санкт-Петербурге, у домов 2-6 (рисунок 3), 9-15 (рисунок 4), 53-55 (рисунок 5).
Рисунок 3 – Реконструкция набережной реки Фонтанки, 2-6, г. Санкт-Петербург
Рисунок 4 – Реконструкция набережной реки Фонтанки, 9-15, г. Санкт-Петербург
Рисунок 5 – Реконструкция набережной реки Фонтанки, 53-55, г. Санкт-Петербург
В настоящее время специалисты компании «ГЕОИЗОЛ Проект» выполняют проектные работы по объекту: «Реконструкция сооружения №17 Южной оградительной стенки ПБ Кронштадт», Санкт-Петербург.
Южная оградительная стенка Кронштадт — одно из уникальных сооружений, памятник федерального значения, одно из первых сооружений Петербурга, построенный при Петре I.
Южная оградительная стенка Кронштадт, построенная в XVIII веке, — гидротехническое сооружение, являющееся объектом культурного наследия федерального значения. Предназначена для ограждения гаваней Кронштадт от волнового воздействия (рисунок — 6).
Рисунок 6 – Южная оградительная стенка, г. Кронштадт
Реконструкцию данного сооружения необходимо провести с восстановлением первоначального облика в части бетонных и гранитных поверхностей парапетных и подпорных стен. На сегодняшний день сооружение имеет значительные разрушения (рисунок 7):
- вывалы исторической кладки;
- часть элементов находится на дне Финского залива (глубина до 12 м);
- часть несущих элементов основания (рисунок 8 — ряжевая кладка) разрушена и требует замены.
Рисунок 7 – Разрушения Южной оградительной стенки, г. Кронштадт
Рисунок 8 – Ряжевая кладка Южной оградительной стенки, г. Кронштадт
В настоящее время планируется провести масштабные работы по восстановлению данных конструкций. Поскольку необходимо исключить выполнение крупногабаритных железобетонных конструкций и сохранить исторические элементы, выбираются технологии, не требующие использования громоздкой техники и оказывающие минимальное воздействие на памятник во время проведения работ.
В данном случае предполагается применение микросвай GEOIZOL-MP для устройства свайного основания, шпунтовых свай — для защиты места работ на время проведения реконструкции и восстановления, а также в качестве постоянных конструкций для защиты от размыва исторических элементов (Рисунок — 9).
Рисунок 9 – Решение по реконструкции Южной оградительной стенки, г. Кронштадт
Основные сложности при проведении работ:
- подъем исторических элементов гранитной облицовки со дна Финского залива– трудоемкий процесс (рисунок — 10);
- на дне залива конструкции заилены;
- риск взрыва снарядов, оставшихся на дне после Великой Отечественной Войны;
- вода низкой температуры и малой прозрачности осложняет работу водолазов;
- конструктив памятника не позволяет применить многие стандартные конструктивные решения, и часть работ проводится с воды;
- разрушенные ряжи не только не выполняют свою функцию, но и мешают погружению новых строительных конструкций (шпунт, микросваи).
Рисунок 10 – Подъем исторической каменной кладки со дна Финского залива. Южная оградительная стенка, г. Кронштадт
Несмотря на кажущуюся простоту работ по реконструкции данного объекта, он представляет собой достаточно сложную инженерную задачу, которую не каждая организация может выполнить. Все работы необходимо согласовать с Комитетом по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры. Для этого требуется разработать отдельный проект по восстановлению данных строительных конструкций.
- СП 58.13330.2012 Гидротехнические сооружения. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003.
- СП 287.1325800.2016 Сооружения морские причальные. Правила проектирования и строительства;
- СП 38.13330.2012 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). Актуализированная редакция СНиП 2.06.04-82*;
- СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*;
- СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*;
- СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85;
- СП 28.13330.2017 Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85;
- СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003;
- СП 16.13330.2017 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*;
- СП 116.13330.2012 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 22-02-2003.
Источник