Технологическая схема замены дефектных конструктивных блоков гидротехнических сооружений

Состав ремонтно-строительных операций	Средства выполнения
Освобождение, блока от завала грунтом и от соединений	Экскаваторы, бульдозеры, ручные лопаты, нарезчики швов, резаки для резки железобетона и металла
Разрушение дефектных блоков на куски	Оборудование и механизмы для механических (клин- и шар-молоты, бетоноломы, отбойные молотки) или термических способов разру­шения железобетона (термобуры, прожигание кислородным копьем отверстий с последующим разру­шением перемычек)
Разборка кусков бетона	Краны, лебедки, тали, домкраты, автоподъемники, монтажные приспособления
Ремонт основания	Электротрамбовки, средства ук­ладки материала подготовки
Монтаж конструктивных блоков (сборные детали)	Монтажные краны, сварочные агре­гаты
Устройство конструктивных блоков (монолитная кадка)	Средства приготовления, транспор­та, укладки и ухода за свежеуложенной бетонной смесью
Заделка швов	Оборудование и материалы для заделки швов

Ремонт покрытий на откосах каналов и плотин

Основные причины разрушения покрытий верховых откосов плотин и дамб (бетонные и железобетонные плиты, каменная наброска, каменное мощение, асфальтобетон, биологическое) - динамическое воздействие волн; воздействие природных факторов на материал покрытий откосов; деформация грунтов оснований и воздействие на них фильтрационных сил при быстром понижении уровня воды на откосе.

При ремонте поврежденных участков старое разрушенное покрытие удаляют, восстанавливают выравнивающую и фильтровую подготовку, ук­ладывают новое покрытие, заделывают швы. В случае замены нескольких смежных плит, разборку плит начинают с вышележащей, укладку с ниже­лежащей плиты. Выступы плит над соседними не должны быть более 10 мм, отклонения в ширине открытых швов между плитами - не более ±5 мм. На месте одиночных разрушенных плит по условиям сопряжения старого покрытия с новым проще устраивать плиты из монолитного желе­зобетона. При восстановлении участков покрытий, расположенных под во­дой, на период ремонта понижают уровень воды.

Ремонт мощения откосов ведут снизу вверх параллельными рядами вдоль откоса по слою песка (5-10 см) или слою щебня (10-15 см). Камни укладывают на ребро плотно друг к другу и осаживают молотком в уро­вень со шнуром, натянутым на высоту мощения. Промежутки между кам­нями заделывают невымываемым материалом (щебнем или мхом). По окончании мощения мостовую уплотняют тяжелыми трамбовками с допол­нительной расщебенкой. Мощение считается устойчивым, если при пробном выламывании ломом поднимается не один камень, а и прилегающий к нему.

2.4 Ремонт закрытой осушительной сети

Повреждения и дефекты дренажной сети, причины повреждений

Наиболее характерные признаки неисправности закрытой осуши­тельной сети:

• застой воды над дренами, образование луж, вымочек;

• угнетенное состояние, гибель сельскохозяйственных культур от из­бытка влаги;

• просадка, провалы грунта, промоины над дренами, коллекторами и у сооружений;

• медленное просыхание почвы в полосе дрены после схода талых вод и в период летнее-осенних дождей по сравнению с примыкающими к этой полосе участками;

• прекращение или уменьшение стока воды из отдельных коллекто­ров в сравнении с рядом расположенными при одинаковых почвенных ус­ловиях.

Главной причиной плохой работы закрытого дренажа считается его заиление - отложение в дренажных трубках грунта, поступающего через стыки и отверстия, химических и биологических соединений, растительно­сти, живых организмов.

Причины механического заиления дренажных труб:

• превышение допустимых размеров зазоров между стыками трубок;

• недопустимые или обратные уклоны дренажных линий;

• недостаточная или плохая изоляция зазоров фильтрующим мате­риалом;

• некачественное или неправильное соединение дрен-осушителей с закрытыми коллекторами, коллекторов с устьями, фильтрами, колодцами.

Причины зарастания дренажных труб корнями растений:

- проникновение корней растений через зазоры между трубками;

- отсутствие изоляции на стыках труб или расположение деревьев ближе 10-20 м от коллекторов и дрен.

Причина подтопления дренажных устьев и создания подпора в дре­нажной сети:

• заиление и зарастание подводящего канала;

• осадка грунта на участках, проходящих в торфянике;

• повышенный уровень воды в проводящих каналах в результате не­правильного гидравлического расчета параметров канала.

Причина заиления отложениями химических соединений, содержа­щихся в грунтовых водах: содержание в грунтовой воде соединений желе­за более 10 мл/л.

Причины разрушения дренажных устьев:

• осадка устьев;

• подмыв откосов и дна выходной части устья водой, вытекающей из коллектора;

• размыв устьев водой, проходящей по проводящему каналу;

• деформация поперечного сечения канала на участке расположения устьев;

• износ деревянных устьев.

Причины образования подпора в закрытых коллекторах:

• закупорка устьев наносами или посторонними предметами;

• неисправность обратных клапанов, установленных на выходном от­верстии устья;

• заиление и засорение дренажных колодцев;

- повышенный уровень воды в колодцах, создающий подпор в кол­ лекторах.

Причины нарушения соединения дренажных линий с закрытым кол­лектором:

• просадка грунта обратной засыпки у коллектора;

• некачественное соединение дрены с коллектором, отсутствие твер­дого основания под дренажными трубками у коллектора;

- смещение дренажной сопрягающей трубки, недопустимый зазор; отсутствие или смещение робки на свободном конце дрены.

Причины разрушения дренажных гончарных, пластмассовых и других труб:

• скрытые дефекты в дренажных трубках;

• старение материала труб в условиях агрессивной среды;

• физическое разрушение труб в местах пересечения дрен дорогами и переездами.

Виды ремонтов и состав работ

Состав работ по текущему ремонту:

- очистка от наносов смотровых колодцев, устьев, замена сеток и об­ ратных клапанов на устьях коллекторов;

• восстановление соединений устьевой трубы с коллектором, креп­ление откосов и дна выходной части устьев;

• выправление покосившихся колей смотровых колодцев, заделка из­нутри сколов, раковин и зазоров между кольцами, трубами и стенками ко­лодцев;

• очистка отдельных дрен и коллекторов (пунктирный способ);

- вскрытие водопроницаемой засыпки поглощающих колодцев (фильтры-поглотители), промывка или замена щебня и гравия;

• замена отдельных неисправностей гончарных труб, поврежденных, закальматированных участков пластмассового дренажа;

• очистка каналов от заиления и сорной растительности, удаление грунта в местах обвалов, исправление креплений, подсев трав на восста­новленных откосах;

- очистка и исправление незначительных повреждений труб- переездов, шлюзов, труб-регуляторов, подсыпка подъездов к мостам и трубам-переездам;

- исправление водомерных постов, наблюдательных колодцев, береговых знаков.

К капитальному ремонту относят следующие работы:

• придание открытым каналам проектного профиля, устранение крупных деформаций русел каналов;

• прочистка или полная перекладка вышедших из строя дренажных линий и отдельных коллекторов;

• замена или восстановление отдельных частей дренажных устье смотровых колодцев или всего сооружения;

• полное вскрытие поглощающих колодцев с промывкой или замене щебня и гравия, очисткой дренажных труб;

• ремонт сооружений на открытых каналах;

• строительство отдельных дополнительных дрен, водопоглощающих колодцев, участков проводящих каналов, подпорных сооружений, мостов или труб-переездов, дорог, необходимость в которых появилась в процессе эксплуатации системы.

Наиболее сложным и ответственным моментом при ремонте закрытых дренажных систем считается определение мест повреждений и разрушений. Расположение трасс дренажных линий можно определить по более просохшей почве или более развитой растительности над ней, по полосам с примесью почвы из более глубоких слоев, впадин микрорельеф по плотности почвы и ее неоднородности.

При отсутствии внешних наземных признаков расположения трасс дренажных линий устанавливают с помощью поисковых траншей, отрываемых на глубину 0.05-0.1 м ниже пахотного слоя поперек к предполагаемому направлению дренажных линий, расположение дренажных трубок определяют по обнаружению в поисковой траншее дренажной засыпки отличающейся меньшей плотностью и темными включениями гумусового грунта. Окончательное расположение гончарных дрен устанавливают зондированием (щупом, отрыванием отдельных шурфов).

После установления трасс дренажных линий устанавливают места повреждения дренажа. Для этого через каждые 30-40 м по длине дрен отрывают шурфы или бурят скважины ручным буром, выше повреждений дренажа в шурфах и скважинах накапливается и поднимается вода. Этот способ трудоемок. Чаще используют трассоискатели электроиндуктивного действия.

Без вскрытия дрены находят с применением физических методов прослушиванием звуков, исходящих из дрены или пропускаемым через нее; звуко- или радиолокацией; использованием электропроводности воды, находящейся в дрене.

Наиболее трудоемкий вид ремонтных работ, выполняемых на дренажных системах, - очистка дренажных трубопроводов. В зависимости от характера повреждений применяют:

- сплошной способ вскрытия дренажных трубопроводов с перекладкой дренажных труб;

- пунктирный способ вскрытия с прочисткой труб между шурфами специальными приспособлениями (проволочные спирали и др.);

- прочистку без вскрытия труб.

Сплошной способ вскрытия и перекладки дренажных труб отличается большой трудоемкостью и применяется:

- при полном заполнении полости труб сухим наилком, отвердевшими железистыми отложениями и скоплении в них растительности (закупорки корнями);

- при обратных уклонах продольного профиля дрен;

- при недопустимых зазорах в стыках труб, смещениях труб и их повреждении, замене фильтрового материала.

Технологическая схема ремонта дрен (коллекторов) сплошным способом вскрытия дренажных трубопроводов

Ремонтно-строительные операции	Средства механизации, инструмент, приспособления
Закрепление вешками дренажных трубопроводов, подлежащих ремонту	Вручную, мерная лента, топор
Вскрытие дренажных трубопроводов отрывкой траншеи, шириной 0,4-0,6 м	Многоковшовый или одноковшовый экскаватор
Доработка грунта в траншее до верха дренажных труб	Вручную, лопаты
Извлечение труб, прочистка их и укладка на берму вдоль траншеи	Вручную, мастерки, ерши, буравы с приводом от бензодвигателя малой мощности
Нивелировка дна траншеи через 2-3 м и вычерчивание продольного профиля дна восстанавливаемой дренажной линии	Вручную, нивелир, рейка, колья, молоток, мерная лента
Доработка дна траншеи до проектных отметок (придание заданного уклона)	Вручную, лопаты, строительный уровень, рейка
Укладка дренажных труб на дно траншеи с обкладкой фильтровым материалом	Вручную или экскаватором - дреноукладчиком
Устройство сопряжения дрены с коллектором	Вручную, фасонная трубка, шаблон, молоток
Первоначальная присыпка трубопровода гумусовым грунтом	Вручную, лопаты
Контрольная нивелировка по верху дренажных труб через 3-5 м	Вручную, нивелир, рейка
Обратная засыпка дренажного трубопровода (без уплотнения)	Бульдозер

Ремонт дренажных трубопроводов с частичным вскрытием труб применяется при заилении полости труб на 0,3-0,6 диаметра и влажном наилке, когда не требуется исправление или перекладка дренажных линий. При этом выполняется следующий состав операций:

• вскрытие труб отдельными шурфами, расположенными через 10-15 м друг от друга;

• извлечение из дрены в шурфе 2-3 гончарных труб;

• установление причин заиления и прочистка труб на участке между двумя соседними шурфами (длина 10-15 м);

• подготовка основания с тщательным уплотнением под извлеченные трубы;

• укладка извлеченных 2-3 трубок с обкладкой фильтровым материалом;

• контрольная нивелировка трассы дрены по шурфам;

обратная засыпка шурфов грунтом.

Шурфы отрывают одноковшовым экскаватором или ЭТЦ-202. Прочистку дрен между шурфами ведут снизу вверх. Очищенный участок защищают от засорения пробкой из минеральной ваты или мха, стеклохолстом. Дрены прочищают проволокой длиной 4-5 м со спиралью на конце, которую проталкивают в дрену с одновременным прокручиванием и, периодически извлекая вместе с наносами (вручную, лебедка, трактор). После прочистки спиралью сквозь участок дрены между шурфами протаскивают ерш, прикрепленный к концу той же проволоки или промывают дрену водой.

Ремонт дренажных трубопроводов без вскрытия применяется при отсутствии обратных уклонов, качественной укладке гончарных трубок, когда нет необходимости в перекладке дренажных линий. Применяют химический, гидравлический и гидромеханический способы.

Химический способ применяют при очистке дрен от водонерастворимых соединений железа, алюминия и марганца (охра). В дрену подаются реагенты (дренопромывочной машиной), переводящие соединения железа в растворимую форму, удаляемую дренажными водами (самотеком).

Для механической очистки применяют специальные машины, состоящие из комплекта быстро соединяемых стержней длиной по 10-30 м и диаметром 8-32 мм и механизма вращательного привода. Головная секция стержней оснащена спиральным рыхлителем, буравом и ершом.

Наибольшее распространение получил гидравлический способ. Применяют два вида этого способа: без протаскивания шланга по дрене периодическим нагнетанием воды под давлением с последующим сливом и выносом наносов из дрены; протаскиванием шланга (дренопромывочная машина).

Сущность промывки дрен без протаскивания шланга состоит в том, что в дренажном трубопроводе создают скорости воды, достаточные для размыва и выноса мягких наносов (наилка), порядка 1-2 м/с и более. Воду в трубопровод нагнетают через верхнюю часть дрены (через открытый шурф) передвижной насосной установкой или мотопомпой. Дрены промывают без вскрытия их соединений с коллектором. К недостатком этого способа относят: потребность в большом количестве воды, очистку в основном от рыхлых, малосвязных отложений, невозможность контроля результатов очистки.

Очистка дренажных трубопроводов с введением в них напорного шланга обеспечивает более надежную и контролируемую промывку труб. Для очистки применяют дренопромывочные машины. До начала промывки выбирают и оборудуют места водозабора и отрывают шурфы на коллекторных и дренажных трубопроводах экскаватором (последние 10-15 см дорабатывают вручную). Разрывы во времени между отрывкой шурфа и промывкой трубопровода не допускаются, т.к. стенки шурфа могут разрушиться.

Промывку начинают с устьевого участка коллектора. В шурфе из коллектора извлекают 1-2 трубы, шланг с насадкой вставляют в трубопровод, перемещают на 0,4-0,5 м и включают насос. По мере удаления наилка шланг перемещают по коллектору к следующему шурфу. При промывке следующего участка коллектора нижерасположенный участок изолируют пробкой. Вода с наилком поступает в отстойник, пульпу из которого откачивают. После промывки коллекторов промывают дрены.

Особенности ремонта пластмассовых дрен.

Шурфы отрывают в том же порядке, что и при очистке гончарного дренажа. После вскрытия шурфа вырезают участки труб длиной 0,5-1,0 м. После промывки вырезанные участки труб устанавливают на место, соединяя с помощью муфт или отрезков труб большего диаметра. Поврежденные участки пластмассового дренажа вскрывают и вырезают, укладывая на их место новые отрезки труб. Заменяемые участки пластмассового дренажа обертывают по всему периметру хорошо фильтрующим материалом (стеклохолст), делают первоначальную присыпку грунтом с хорошими фильтрационными свойствами.

Ремонт закрытой оросительной сети

Закрытая оросительная сеть состоит из следующих элементов:

• насосные станции, обеспечивающие забор и подачу воды на орошаемые участки (стационарные, передвижные, плавучие);

• сеть подземных трубопроводов для транспортирования воды (асбестоцементные, железобетонные, стальные; чугунные, полиэтиленовые трубы);

• арматура (вантузы, задвижки, гидранты, предохранительные клапаны) для создания требуемого режима работы сети;

• фасонные части для обеспечения на трубопроводах местных ответвлений, поворотов, переходов от одного диаметра к другому и для установки арматуры;

• сооружения, создающие требуемый режим эксплуатации системы.

При ремонте закрытой оросительной сети выполняют следующие виды работ:

• промывка или прочистка оросительной сети или ее отдельных участков;

• демонтаж стыковых соединений;

• замена дефектных труб;

• замена отдельных участков трубопровода трубами из других материалов;

• восстановлений оснований и обратной засыпки трубопроводов и сооружений;

• восстановление антикоррозионной защиты на отдельных элементах оросительной сети;

• исправление дефектов на бетонных и железобетонных сооружениях;

• исправление дефектов или замена арматуры;

• замена фасоных частей;

• послеремонтные испытания трубопроводов, отремонтированных участков;

• исправление дефектов на насосных станциях;

• очистка русла водоисточника от наносов и растительности.

Виды и причины возникновения дефектов на закрытой оросительной сети

Виды дефектов и места их образования	Причины возникновения
Оросительная сеть из асбестоцементных труб
Волосные трещины на стенках труб	Ударные нагрузки при транспортировке, погрузке, разгрузке, укладке в траншею
Вмятины или сколы на торцах труб	Использование при разгрузочных и погрузочных работах жестких захватных приспособлений
Поперечные трещины, разломы труб возле муфт, разрывы труб	Жесткое соединение стыка, не допускающее поворота труб при деформации основания (фланцевое соединение, отсутствие зазора между концами смежных труб)
Свищи на трубах и муфтах	Брак завода-изготовителя, отсутствие должного контроля при монтаже
Поперечные трещины, разломы на средних частях труб	Отсутствие контакта по длине между трубой и основанием, воздействие подвижных нагрузок при малой глубине закладки труб
Разрыва труб и муфт	Давление воды, превышающее прочностные характеристики уложенных труб, недоброкачественность труб и муфт
Сплющивание резиновых уплотнителей	Недостаточная эластичность уплотнителей, брак завода-изготовителя
Выпирание резиновых уплотнителей из муфт	Резиновые уплотнители повышенной эластичности, неправильное положение уплотнителей в муфтах
Течь в стыках со стороны уплотнителей	Неправильное положение резиновых уплотнителей, несоответствие сечения резиновых уплотнителей размерам щели между муфтами и трубами, разрушение уплотнителей, продольное смещение труб при отсутствии на поворотах упоров
Смещение труб в горизонтальной плоскости	Односторонняя засыпка траншей при отсутствии подбивки труб грунтом
Смещение труб в вертикальной плоскости, просадка труб	Неустойчивое основание, размыв его грунтовыми или атмосферными водами
Смещение муфт на стыке	Дефекты монтажа: муфта недотянута перетянута или перекошена
Из железобетонных труб
Разрушение поверхностного слоя бетона	Воздействие на бетон агрессивной внешней среды
Образование трещин и разрывов труб при повышении давления	Недоброкачественность труб или ослабление механической прочности их стенок
Течь в стыках со стороны раструбной щели	Некачественная установка резиновых уплотнителей и заделки стыка, трещины в раструбной части труб, продольное смещение труб
Раковины, отслоение защитного слоя, поры, наплывы	Дефекты технологии изготовления труб, отсутствие должного контроля при монтаже
Сколы на торцах, трещины, выбоины на трубах	Механические повреждения в процессе транспортировки, погрузочно-разгрузочных и монтажных работах
Выпирание резиновых уплотнителей из раструба	Некачественные заделки раструбной щели, неправильное положение уплотнителей в раструбе
Просадка труб	Неустойчивое основание, основание, размытое грунтовыми и поверхностными водами
Разломы труб на раструбном участке	Жесткие соединения, не допускающие поворота труб при деформации основания
Отлипание защитного цементно-песчаного слоя	Коррозия стального цилиндра и арматуры
Отложения на внутренних стенках труб	Кристаллизация солей
Из чугунных труб
Продольные трещины	Ударные нагрузки при транспортировке, погрузочно-разгрузочных и монтажных работах, отсутствие должного контроля при монтаже трубопроводов
Наросты и излишки асфальтовой мастики в раструбах и на концах труб, свищи, раковины, скошенные концы	Дефекты завода-изготовителя, отсутствие должного контроля при монтаже труб
Муфта ввернута не на всю глубину	Загрязнения, наплывы битума по резьбе
Течь из раструбной щели	Дефекты резиновой манжеты, муфта не довернута по глубине, перекручено резиновое кольцо, трещина в раструбе
Поперечные трещины, разломы, просадки труб	Деформация основания
Из стальных труб
Трещины, выходящие на поверхность сварного шва или основного металла	Нарушение технологии сварки
Наплывы и подрезы в местах перехода наплавленного металла к основному металлу трубы	Нарушение технологии сварки
Истирание нижней части трубы	Большое количество влекомых наносов в воде
Смещение кромок свариваемых труб	Нарушение технологии сварки
Отслоение гидроизоляции	Сплошная коррозия металла
Язвы в виде раковин, свищи	Местная коррозия металла
Коррозия металла	Нарушение гидроизоляции, выход из строя или отсутствия системы защиты трубопроводов от коррозии
Из полиэтиленовых труб
Проколы, царапины на стенках труб	Механические повреждения при транспортировке и погрузочно-разгрузочных работах
Образование плесени, пятен различных оттенков на поверхности труб	Разрушительная деятельность микроорганизмов
Дефекты сварного шва: трещины, раковины, пузырьки воздуха	Нарушение технологии сварки
Неполное вдвигание конца трубы в раструб	Недостаточная глубина оплавления соединяемых концов труб
Складки внутри трубы	Перегрев конца трубы при плавлении
Разрыв труб	Давление воды, превышающее прочностные характеристики труб, недоброкачественность труб
Течь в стыках	Недоброкачественность сварки в стыках, растягивающие усилия в трубопроводе
Массовые разрывы труб при повышении давления	Снижение прочности труб в результате процессов ползучести и старения
Хрупкие изломы труб	Усталостные процессы в стенках трубопроводах

Главные технические требования, предъявляемые, к любому подземному оросительному трубопроводу: прочность, определяемая качеством применяемых труб; герметичность, зависящая от конструкции стыковых соединений и качества работ по их устройству; правильное положение в плане и в профиле; устойчивость против просадок, сдвигов на поворотах и в тупиках.

Технологическая схема ремонта подземного трубопровода

Последовательность выполнения работ		Средства и способы выполнения
Подготовительные работы
Определение дефектного места на трубопроводе	Визуальное обследование участка трассы; шурфованик, ручное бурение или устройство временных траншей на трассе трубопровода с помощью экскаватора
Отключение поврежденного участка от действующей сети и опорожнение нижележащего участка	С помощью задвижки, ближайшей к месту дефекта (выше места дефекта), и концевых водосбросов
Исследование дефектного места и условий доставки машин	С помощью щупа, исполнительных чертежей определяют глубину заложения, материал труб; визуально определяют условия подъезда
Основные работы
Доработка траншеи и очистка трубы от остатков грунта	Вручную, лопаты, отбойные молотки
Исследование характера дефекта и определение способов его ликвидации	Визуально
Ликвидация дефекта на трубопроводе	В зависимости от вида дефекта: сваечные аппараты, автокраны, приспособления для монтажа и демонтажа труб
Обратная засыпка траншей	Бульдозеры
Послеремонтное испытание трубопровода	Гидравлический пресс, манометры, компрессоры

Ликвидация дефектов

Свищи, трещины (продольные) и раковины на стыках асбестоцементных, железобетонных и чугунных труб, являющиеся причиной утечки воды в виде струи незначительной интенсивности, ликвидируются с помощью "пластырей" из листовой резины, стальных накладок и хомутов. На место дефекта укладывают два слоя листовой резины толщиной 4-5 мм, поверх резины металлическую накладку, с помощью стальных хомутов или стяжных болтов стягивают "пластырь" с трубой.

На чугунных трубах по концам трещины сверлят шпуры диаметром 5-6 мм для снятия напряжений со стенок труб и предотвращения дальнейшего развития трещины, а затем устраивают "пластырь".

Трещины длиной менее 50 мм, а также дефектные участки сварного шва на стальных трубах можно ликвидировать с помощью ручной электродуговой сварки.

Поперечные трещины и разломы на асбестоцементных, чугунных и стальных трубах ликвидируют в следующей технологической последовательности. Поврежденный участок удаляют (с помощью сварки на стальных трубах, обрубают зубилом, распиливают на асбестоцем. и чугун. трубах), выравнивают и зачищают кромки, заготовленный кусок от другой трубы вставляют в трубопровод и соединяют их между собой фланцевыми муфтами.