Журнал "Гидротехника", № 3 2023 г.
Автор: Земляков Сергей Борисович
Должность: главный специалист ЗАО "ТЕХПОЛИМЕР"
Водопропускные гидротехнические сооружения (далее ГТС) постоянно подвергаются волновым и ледовым нагрузкам, абразивному износу взвешенных частиц, переносимых потоком воды, карчеходу, а также коррозионному воздействию на химическую структуру бетона и арматуру в теле бетона. Особенно сильно эти факторы проявляются в периоды прохождения паводков.
Особенности работы ГТС определяют необходимость тщательного мониторинга состояния сооружения в целом и его узлов в частности, а в случае обнаружения повреждений, требуют оперативного восстановления.
На рынке постоянно меняющихся технологий, технология восстановления водопропускных сооружений «ПайпАрм» имеет ряд неоспоримых преимуществ перед другими решениями и позволяет выполнить ремонт ГТС без демонтажа конструкций водопропускных сооружений и продлить сроки эксплуатации объектов до 50 лет и более.
Технология «ПайпАрм» предоставляет возможность купировать разрушения межзвеньевых швов, арматурного каркаса и защитного слоя бетона существующих конструкций. Кроме того, данный способ восстановления обеспечивает полную герметичность внутренней поверхности сооружения, тем самым увеличивая его коррозионную стойкость.
Продемонстрируем преимущества технологии «ПайпАрм» на примере Капитального ремонта водопропускной трубы паводкового водосброса гидротехнического сооружения пруда на реке Чесноковка Кемеровского муниципального округа.
Информация о ГТС
Согласно исходной проектной документации, выполненной в 1971 г. компанией «Запсибгипроводхоз» г. Новосибирск, ГТС представляет собой трубчато-ковшовый водосброс и состоит из водоприемного ковша, водопропускной трубы, выполненной в 2 нитки из труб диаметром 1500 мм каждая, оголовка с водобойной стенкой, укрепления русла на выходе.
Начало эксплуатации сооружения - 1979 год.
В 2022 году водопропускная труба работает в 3х режимах: напорном, полунапорном и безнапорном и требует капитального ремонта.
Выбор технических решений капитального ремонта ГТС
На основании результатов инженерных изысканий, проведенных в период с декабря 2021 г. по март 2022 г., были определены следующие особенности эксплуатации сооружения, которые необходимо учесть при разработке проектных решений:
- Тело дамбы обводнено по уровню кривой депрессии, в теле трубы активные напорные течи - капитальный ремонт должен быть выполнен при продолжении работы ГТС;
- Аварийное состояние части звеньев по левой нитке водопропуска, а именно: продольные силовые трещины по звену с потерей геометрии и несущей способности должны быть устранены;
- При полунапорном режиме велика вероятность образования эффекта кавитации – проектное решение должно быть устойчиво к эффекту кавитации и защищать тело трубы от повреждений;
- Проектное решение должно обеспечить полную герметичность внутренней поверхности трубы.
Санация тела трубы по технологии «ПайпАрм» с помощью несъемной опалубки из полимерного защитного рукава и инъецируемого высокопрочного безусадочного литьевого состава позволяет учесть все особенности проекта.
Разработанная проектная документация получила положительное заключение экспертизы ГАУ Управление Госэкспертизы Кузбасса.
Реализация технических решений
- Перед началом работ для обеспечения безопасности и большей надежности конструкции установлены распорные кольца с шагом 450 мм;
- Внутри трубы произведен монтаж дополнительного арматурного каркаса: продольная арматура А400 диаметром 16, поперечная кольцевая арматура А400 диаметром 10 с шагом 100 мм;
- По арматурному каркасу внутри тела трубы выполнено устройство футеровки из рукава полимерного защитного с устройством продольных и поперечных экструзионных швов. В пространство между телом трубы и полимерным рукавом производится нагнетание высокопрочной безусадочной инъекционной смеси ИС-21 по ТУ 23.51.12-010-56910145-2017 на основе минерального вяжущего. Омоноличивание сооружения надежно связывает арматурный каркас и элементы полимерного рукава.
Технико-экономические показатели участков ремонта
Отверстие трубы: до ремонта - 2 отверстия диаметром 1,5 м; после ремонта - 2 отверстия диаметром 1,165 м. и 1,310 м.
Длина трубы: до ремонта - 29,26 м; после ремонта - 29,26 м.
Материал тела трубы: до ремонта - железобетон, сталь; после ремонта - железобетон, сталь.
Сужение диаметра водопропускной трубы нивелируется низким коэффициентом шероховатости поверхности полимерного рукава из анкерного листа V-LOCK ТУ 2246-003-56910145-2014. Расчетная пропускная способность водопропускной трубы паводкового водосброса определена согласно гидравлического расчета – 55,2 м3/с после изменения сечения, что позволяет справиться с расчетным расходом в период прохождения паводка.
По результату капитального ремонта заказчик получил водопропускную трубу, стойкую к коррозии, абразивному износу и агрессивному воздействию воды.
Продолжительность капитального ремонта ГТС составила 61 день.
В весенний паводок 2023 года отремонтированная водопропускная труба выполнила свою функцию без нареканий. Технология восстановления «ПайпАрм» в очередной раз доказала свою эффективность на практике.
