Конструктивно-технические решения по ремонту бетонных облицовок длительно работающих каналов | Статья в сборнике международной научной конференции

Автор:

Рубрика: 16. Новые технические решения

Опубликовано в

VII международная научная конференция «Технические науки в России и за рубежом» (Москва, ноябрь 2017)

Дата публикации: 30.10.2017

Статья просмотрена: 43 раза

Библиографическое описание:

Гарбуз А. Ю. Конструктивно-технические решения по ремонту бетонных облицовок длительно работающих каналов [Текст] // Технические науки в России и за рубежом: материалы VII Междунар. науч. конф. (г. Москва, ноябрь 2017 г.). — М.: Буки-Веди, 2017. — С. 179-182. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/286/13186/ (дата обращения: 25.06.2018).



В статье рассматривается проблема ремонта бетонных облицовок длительно работающих каналов. Приведены и кратко проанализированы существующие способы ремонта, выявлены основные их недостатки, рассмотрена необходимость проведения ремонта поврежденных участков облицовок. Представлены некоторые разработанные конструктивно-технические решения (на основе заявки и патента на изобретение) по ремонту бетонных покрытий с использованием современных строительных материалов.

Ключевые слова: бетонная облицовка, повреждение, ремонт, конструктивно-техническое решение, фильтрация, канал

В настоящее время подавляющее большинство (около 70 %) каналов оросительных систем выполнено в земляном русле. К их числу относится и ряд крупных каналов переброски стока на Юге России: Донской магистральный, Невинномысский, Большой Ставропольский (I очередь), Право-Егорлыкский и другие. Общая протяженность только крупных оросительных каналов на Юге России с расходом более 10 м3/с составляет 23128 км [1–4].

Кроме того, некоторые участки каналов имеют противофильтрационные облицовки из бетона (например, объект исследований — Багаевский распределительный канал – БГ-Р-7 выполнен с бетонопленочной облицовкой). По результатам проведенных натурных обследований, было выявлено, что за более чем за 30 лет эксплуатации, некоторые участки каналов имеют ряд дефектов и мелких разрушений.

Для исключения потерь воды на фильтрацию в местах повреждений, предупреждения образования аварийных ситуаций (размыва и деформации откосов и дамб канала), а также с целью продления жизненного цикла бетонных облицовок необходимо проведение своевременной их реконструкции и ремонта [2, 3].

В настоящее время известны различные способы ремонта бетонных покрытий (облицовок) и деформационных швов (например, включающие заполнение повреждений различными цементными составами и бетонами, введение в трещины и швы суспензий на основе цемента, герметизацию мастиками холодного и горячего применения), ремонт тиоколовыми и силиконовыми герметиками, и многие другие мероприятия, направленные на повышение срока службы и водонепроницаемости бетонного покрытия [3, 5].

На рисунке 1 проиллюстрирован участок бетонной облицовки, на котором наблюдается оползание бетонной плиты, оголение арматуры и расхождение швов между плитами.

F:\Каналы_АМК_БГР\DSC_0128.JPG

Рис. 1. Поврежденный участок бетонопленочной облицовки канала

Следует отметить, что каждый из выше представленных способов ремонта повреждений бетонных облицовок имеет свои определенные недостатки. Так, ремонтные слои, выполненные из бетонов и суспензий являются недолговечными, а тиоколовыми и силиконовые герметиками, возможно, заделать лишь повреждения в виде небольших повреждений. При этом, многие сухие смеси и герметики необходимо наносить лишь на сухую поверхность при температуре выше + 10 º С, отсюда основной недостаток — «привязанность» режима ремонта к погодным и другим условиям. Более того, ремонт больших повреждений представленными материалами и способами будет достаточно дорогостоящим мероприятием, не способным обеспечить повышенную долговечность, водонепроницаемость и низкую шероховатость поверхности, что особенно важно для облицованных оросительных каналов.

Для ремонта и предупреждения образования различных дефектов и повреждений (в том числе малых трещин, щелей, швов) бетонных покрытий может быть рекомендован к применению комплекс конструктивно-технических решений (на основе патентов и заявок на изобретения) с использованием современных строительных (рулонных геосинтетических и жидких композиционных) материалов для различных условий применения.

В связи с этим, автором в составе творческого коллектива разработано техническое решение в виде способа ремонта и герметизации повреждений бетонных облицовок каналов (заявка на изобретение № 2017120124), которое может быть использовано для ремонта крупных повреждений (деформационных швов, провалов плит и других дефектов) и герметизации малых повреждений (трещин, пустот, щелей, пор и других).

Способ ремонта и герметизации повреждений бетонных облицовок каналов (рисунок 2) выполняется следующим образом. На опорожненных каналах гидромелиоративных систем при обнаружении повреждений на бетонной облицовке сначала производят подготовку дефектного участка покрытия к ремонту, которая заключается в удалении с поверхности воды, пыли, ила и других крупных включений вблизи места повреждения. Для ремонта крупных повреждений (деформационных швов, подплитного пространства, больших трещин и других повреждений с шириной м) производят заполнение дефектного участка гравийно-щебеночным материалом, с последующим закреплением поверхности дефектного участка жидкой водонепроницаемой полибентонитовой композицией. Для обеспечения адгезии, композиция наносится дополнительно на стенки и бетонную поверхность облицовки с каждой из ее сторон на расстояние 5–10 см. Герметизацию малых повреждений ( м) в бетонных облицовках осуществляют путем нагнетания под давлением полибентонитовой композиции через установленные в повреждениях трубчатые инъекторы.

Рис. 2. Способ ремонта и герметизации повреждений бетонных облицовок каналов: 1 — бетонная облицовка; 2 — крупные повреждения; 3 — дефектный участок; 4 — щебеночно-гравийный материал; 5 — жидкая композиция; 6 — малые повреждения; 7 — инъекторы

Используемая для герметизации малых повреждений полибентонитовая композиция представлена в следующем соотношении компонентов, масс %: жидкий полиэтилен 60, бентонит 30, антифрикционные добавки. При введении в поврежденный участок жидкой полибентонитовой композиции происходит регенерация повреждений (трещин, щелей и др.) за счет набухания бентонита с последующим затвердеванием композиции и полимера, что и обеспечивает водонепроницаемость повреждений.

Преимуществом разработанного технического решения является возможность ремонта и герметизации различных повреждений бетонных облицовок каналов вне зависимости от их размеров, повышение надежности, эффективности и продление срока службы бетонных облицовок, ликвидация зон фильтрации на противофильтрационных покрытиях и снижение их шероховатости.

При проведении реконструкции бетонных облицовок длительно работающих оросительных каналов может быть использовано конструктивно-техническое решение с использованием рулонных геосинтетических материалов (рисунок 3) [9].

При обнаружении повреждений на бетонной облицовке канала, сначала производят удаление дефектного участка покрытия, которое заключается в отчистке и удалении грязи, ила, крупных и острых включений вблизи места повреждения. Далее по контуру повреждения (с каждой из его сторон с запасом равным, соответственно, м) на заранее увлажненную поверхность наносят бетон, с толщиной слоя м, на который укладывают жесткими ребрами вниз полимерную профилированную геомембрану. При затвердевании бетона происходит самопроизвольное закрепление геомембраны жесткими ребрами к бетону, тем самым обеспечивается водонепроницаемость повреждения и снижется его шероховатость.

F:\(Патенты)\24 патент 24 Способ ремонта бетонных облицовок оросительных каналов\ФИГ 2.jpg

Рисунок 3 — Схема ремонта бетонных облицовок каналов геомембраной: 1 — бетонная облицовка канала; 2 — повреждение в бетонной облицовке; 3 — бетон; 4 — профилированная геомембрана; 5 — полимерная геосетка

Применение полимерной профилированной геомембраны для ремонта повреждений бетонных облицовок позволит продлить срок службы сооружений на 30–40 лет, снизить потери воды на фильтрацию, а также отказаться от больших объемов бетонных работ.

Реконструкция каналов оросительных систем, выполненных в бетонной облицовке, позволит практически полностью исключить потери воды на фильтрацию на поврежденных участках, стыках и швах, повысить обеспеченность водными ресурсами системы до 70–90 %, КПД — до 0,85–0,90, обеспечит гарантированное получение сельскохозяйственной продукции на 85 %.

Литература:

  1. Ищенко, А. В. Гидравлическая модель водопроницаемости и эффективности противофильтрационных облицовок крупных каналов // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. — 2010. — Т. 258. — С. 51–64.
  2. Косиченко, Ю. М. Современные методы борьбы с фильтрацией на оросительных системах / Ю. М. Косиченко, О. А. Баев, А. В. Ищенко // Инженерный вестник Дона [Электронный ресурс]. — 2014. — № 3. — 12 с. — Режим доступа: http:ivdon.ru/uploads/article/pdf/ IVD_91_-kosichenko.pdf_55f9154bc5.pdf.
  3. Козлов, В. В. Гидроизоляция в современном строительстве: учеб. пособие / В. В. Козлов, А. Н. Чумаченко. — М., 2003. — 120 с
  4. Баев, О. А. Противофильтрационные покрытия с применением бентонитовых матов для накопителей жидких отходов [Электронный ресурс] / О. А. Баев // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации: электрон. периодич. изд. / Рос. науч.-исслед. ин-т проблем мелиорации. — Электрон. журн. — Новочеркасск: РосНИИПМ, 2013. — № 3 (11). — 10 с. — Режим доступа: http://rosniipm-sm.ru/archive?n=188&id=199.
  5. Косиченко, Ю. М. Классификация геосинтетических материалов и их применение для противофильтрационных устройств / Ю. М. Косиченко, О. А. Баев // Актуальные вопросы гидротехники и мелиорации на юге России: сб. ст. / ФГБОУ ВПО «НГМА». — Новочеркасск: Лик, 2013. — С. 108–117.
  6. «Руководство по ремонту бетонных и железобетонных сооружений водного транспорта», Москва 2006 г. — 36 с.
  7. Косиченко, Ю. М. Математическое и физическое моделирование фильтрации через малые повреждения противофильтрационных устройств из полимерных геомембран / Ю. М. Косиченко, О. А. Баев // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. — 2014. — Т. 274. — С. 60–74.
  8. Баев, О. А. Изучение особенностей конструкций противофильтрационных экранов каналов и прудов-накопителей / О. А. Баев // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации: электрон. периодич. изд./Рос. науч.-исслед. ин-т проблем мелиорации. -Электрон. журн. — Новочеркасск: РосНИИПМ, 2014. — № 3 (15). — 16 с. — Режим доступа: http://rosniipm-sm.ru/archive?n=273&id=283.
  9. Пат. 2612419 Российская федерация, МПК E02B 5/02. Способ ремонта бетонных облицовок оросительных каналов / Баев О. А.; заявитель и патентообладатель Баев Олег Андреевич. — № 2016105674; заявл. 10.07.16; опубл. 09.03.17, Бюл. № 7. — 6 с.
Основные термины (генерируются автоматически): бетонная облицовка, бетонная облицовка каналов, повреждение, облицовка, ремонт, дефектный участок, герметизация повреждений, герметизация малых повреждений, полибентонитовая композиция, конструктивно-техническое решение.

Ключевые слова

фильтрация, ремонт, канал, бетонная облицовка, повреждение, конструктивно-техническое решение

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос