книги из ГПНТБ / Техническая эксплуатация портовых сооружений

блюдения за возможными смещениями и деформациями сооруже­ ний, как например, при аварийном состоянии сооружения или при опытной его огрузке. В этих условиях возникает потребность в создании автоматических и дистанционных приборов, приспособ­

дистанционный прибор для автоматической регистрации плановых смещений линии кордона сооружения. Подробное описание конст­ рукции прибора ЛИВТа и его электрической схемы приводится в

створных наблюдений используется в комбинациях с другими ме-і годами наблюдений. г Методом створных наблюдений устанавливаются отклонения в плане (ординаты) промежуточных наблюдательных марок от ли­ нии створа, проходящего через крайние наблюдательные марки —

207

Отклонения марок от линии створа могут определяться с при­ менением: подвижной визирной дели-— ординатометра; неподвиж­ ной визирной цели. Результаты створных наблюдений необходимо обрабатывать в соответствии с рекомендациями «Руководства по |

занного предела измерений при благоприятных условиях могут определяться горизонтальные смещения оградительных сооруже­ ний (молов и волноломов). Особенность метода состоит в том, что при определении величин горизонтальных смещений за период между двумя циклами наблюдений не требуется предварительного вычисления координат наблюдательных марок в различных цик­ лах наблюдений.

Методом триангуляции ведутся наблюдения за горизонтальны­ ми смещениями узких пирсов и оградительных сооружений в тех случаях, когда отсутствуют необходимые условия для создания створа. Метод триангуляции заключается в непосредственном из­ мерении в специальной сети, которая состоит из треугольников, соединяющих опорные и наблюдательные знаки, некоторых сторон (базисов) и всех углов, решении треугольников и вычислении ко­ ординат наблюдательных марок на сооружении.

Особенность триангуляции, применяемой при наблюдениях за горизонтальными смещениями, состоит в том, что при наличии ко­ ротких сторон сети она должна обеспечить получение данных, со­ ответствующих триангуляции I класса. На выбор длины сторон триангуляции значительное влияние оказывает расположение со­ оружения и его протяженность; практически длины сторон триан­ гуляции составляют от 500 до 2500 м. Кроме того, длины сторон триангуляции зависят от требуемой точности определения величи­ ны горизонтального смещения и ошибок при измерении направ­

ления.

Обработка полученных данных производится в соответствии с указаниями «Инструкции по вычислениям триангуляций и нивели­

ровок» (М., Геодезиздат, 1951).

Методом полигонометрии осуществляется наблюдение за гори­ зонтальными смещениями причальных сооружений, образующих сплошной открытый причальный фронт. Этот метод основан на из­ мерении сторон и углов замкнутых полигонов, которые образова­ ны знаками опорной сети (реперами) и наблюдательными пунк­ тами, расположенными на сооружении, с целью вычисления коор­ динат наблюдательных пунктов.

Горизонтальные смещения наблюдательных пунктов за период между двумя наблюдениями определяются из двух циклов наблю­ дений с учетом возможного смещения знаков опорной сети. При измерениях горизонтальных смещений наблюдательных пунктов, расположенных на сооружении, работы следует выполнять приме­

208

нительно к требованиям полигонометрии 1-го разряда повышенной точности.

Комбинированные методы измерения горизонтальных смещений применяютсяПв~случае неустойчивости наблюдательных пунктов. Метод створных наблюдений при этом комбинируется с методами направлений, триангуляции или полигонометрии. Комбинирован­ ный метод измерений позволяет вычислять горизонтальные смеще­ ния промежуточных наблюдательных марок на сооружении за пе­ риод между двумя циклами измерений с учетом данных створных наблюдений и наблюдений за положением концевых знаков ство­ ра (наблюдательных пунктов), полученных в результате двух цик­ лов_наблюдений.

Измерение горизонтальных углов. Выбор способа измерения на пунктах опорной сети и необходимое число приемов зависит от тре­ бований, предъявляемых к точности получаемых измерений, а так­ же точности теодолита. Требуемая точность измерения горизон­ тальных углов и рекомендуемые типы теодолитов указаны в опи­ сании соответствующих видов геодезических работ.

Измерение линий. Работы по измерению базисов триангуляции и сторон полигонометрии мерными приборами (инварными про­ волоками) включают следующие операции:

установку теодолита и неподвижной визирной цели над знака­ ми по концам измеряемой линии с помощью оптического центрира (лотаппарата);

разметку мест для установки штативов с целиками лентой или рулеткой с учетом длины проволоки (24 м) ;

расстановку штативов в створе измеряемой линии по теодо­ литу;

измерение длин целых пролетов инварными проволоками при постоянном натяжении 10 кг и длин неполных пролетов (остатков) инварными лентами при том же натяжении;

нивелирование целиков пролета измеряемой линии в одном направлении при двух горизонтах инструмента с целью введения поправок на наклон линии;

измерение температуры термометром-пращом с точностью до 0,5° для учета поправок на температуру.

Базисы триангуляции измеряют двумя инварными проволоками в одном направлении и двумя другими — в обратном направле­ нии, а линии полигонометрии—двумя инварными проволоками в одном направлении.

При измерениях деления шкал проволок должны возрастать в направлении измерения линии.

Измерение вертикальных смещений при помощи нивелирова­ ния. Для определения высотного положения (отметок) сооружений в зависимости от требуемой точности измерений производится ни­ велирование I и II классов всех знаков опорной и наблюдатель­ ной сетей. В нивелирный ход включаются глубинные реперы, стен­ ные нивелирные марки и реперы, грунтовые реперы и наблюда­ тельные марки. Одновременно для характеристики профиля

209

сооружения и прилегающей территории, методом IV класса нивели­ руются точки верхнего строения сооружения, расположенные на кордонной линии в районе наблюдательных марок, а также голов­ ки рельсов крановых путей. Все дополнительные точки в плане должны располагаться на поперечниках, проходящих через кор­ донные наблюдательные марки, нормально к створным линиям.

Работы по нивелированию должны проводиться в соответствии с «Инструкцией по нивелированию I, II, III и IV классов» (М., «Нед­ ра», 1966). После окончания полевых измерений составляется схема нивелирных ходов и вычисляются превышения между наблюдатель­ ными марками и реперами; на схеме нивелирных ходов выписыва­ ются вычисленные превышения, а также полученные и допустимые невязки. Затем составляется ведомость увязки превышений и вы­ числяются отметки знаков опорной и наблюдательной сетей. Отмет­ ки вычисляются в соответствии с «Инструкцией по вычислению ни­ велировок». (М., «Недра», 1971).

Измерение вертикальных углов наклона верхней грани соору­ жения в поперечном направлении производится в следующем по­ рядке: креномер С. Ф. Городецкого и Ю. И. Васильевского или штангенщелемер В. П. Бомчинского устанавливается поочередно на всех группах специальных марок, предусмотренных для изме­ рений. Затем основание прибора приводится по уровню (по уров­ ням) при помощи микрометрического винта к горизонтальной плос­ кости. После чего, по шкале микрометра снимается отсчет, харак­ теризующий высоту подвижной опоры прибора над отметкой соот­ ветствующей марки, устанавливается средняя высота неподвижных опор прибора (или высота неподвижной опоры) над отметками соответствующих марок, измеряется база прибора и вычисляется вертикальный угол наклона. Штангенщелемером В. П. Бомчинского можно проводить измерения при двух положениях прибора — пря­ мом и обратном. Точность отсчета превышений с помощью микро­ метров указанных приборов составляет 0,1 мм.

Обработка результатов геодезических наблюдений за общими смещениями сооружений и отчетно-техническая документация. Об­ работка результатов полевых наблюдений включает два этапа: первый — предварительная обработка результатов в полевых жур­ налах на месте производства работ и второй — окончательная ка­ меральная их обработка, необходимая для составления техничес­ кого отчета или пояснительной записки.

Технический отчет или пояснительная записка должны осве­ щать следующие вопросы: цели и задачи измерений на данном обекте: требуемую точность измерений, примененную методику работ и использованные инструменты, периоды наблюдений, производст­ во работ по видам (рекогносцировка, изготовление и установка знаков, угломерные наблюдения, створные наблюдения, линейные измерения, нивелирование, измерение углов наклона верхней гра­ ни сооружения и т. п.), камеральную обработку с оценкой точно­ сти измерений.

К техническому отчету прилагаются:

210

1) ситуационный план сооружения в масштабе 1 :1 0 0 0 4 - 1 :2 0 0 0 ; на плане должно быть нанесено положение геодезических знаков опорных и наблюдательных сетей;

2) план и поперечный разрез сооружения с геологическим раз­ резом его основания в масштабе 1:50-4-1:100. На геологическом разрезе должны быть указаны физико-механические характеристи­ ки грунтов;

3)сведения о техническом состоянии сооружения к началу на­ блюдений, данные ранее выполненных геодезических наблюдений, визуальных осмотров и подводных обследований сооружения, ре­ зультаты опытных огрузок и т. п.;

4)данные о допускаемых и фактических эксплуатационных нагрузках, акты о перегрузках сооружения сверх установленных норм (для причальных сооружений);

5) разрезы в масштабе 1:104-1:20, описание конструкций и мест установки знаков опорных и наблюдательных сетей;

6)общий каталог координат и высот всех пунктов наблюдений;

7)каталоги углов наклона верхней и лицевой граней сооруже­ ния в поперечном направлении по всем выбранным поперечным сечениям;

8)сводные ведомости горизонтальных смещений, осадок и уг­ лов наклона верхней и лицевой грани сооружения в поперечном

направлении за период времени между отдельными наблюдениями. Для причальных сооружений сводные ведомости должны быть до­ полнены данными о средних величинах эксплуатационных нагру­ зок, действовавших на сооружение за указанные периоды вре­

мени; 9) планы и продольные профили в масштабах; продольном

1:500— 1:1000 и поперечном 1:104-1:20;

планы кордонных линий с нанесенными наблюдательными мар­

ками; совмещенные продольные профили по стенным, кордонным и

тыловым наблюдательным маркам; сводные планы расположения кордонных линий и наблюдатель­

ных марок, составленные по данным первоначальных и повторных

наблюдений; сводные 'совмещенные продольные профили по стенным, кор­

донным и тыловым наблюдательным маркам, составленные по дан­ ным первоначальных и повторных наблюдений;

10)графики углов наклона верхней и лицевой граней вдоль со­ оружения (в поперечных сечениях);

11)сводные графики углов наклона верхней и лицевой граней

вдоль сооружения (в поперечных сечениях) составленные по дан­ ным первоначальных и повторных наблюдений;

12) графики общих смещений наблюдательных марок за пе­ риод между первоначальными и повторными наблюдениями в мас­ штабах: продольном 1:5004-1:1000 и поперечном 2:1-И:1;

график горизонтальных смещений (сдвигов) кордонных на­ блюдательных марок;

211

совмещенный график осадок стенных, кордонных и тыловых наблюдательных марок;

13)графики изменения углов наклона (кренов) верхней и ли­ цевой граней вдоль сооружения (в поперечных сечениях) за пери­ од между первоначальными и повторными наблюдениями;

14)поперечные разрезы сооружения в характерных точках по его длине при первоначальных и повторных наблюдениях в масш­ табе 1:50-е 1:100.

Графики углов наклона верхней и лицевой граней сооружения (п. п. 10, 11, 13) должны иметь тот же продольный масштаб, что и графики, указанные в п. 9. Поперечный масштаб этих графиков бу­ дет зависеть от величин измеряемых углов. При исследовании об­ щих смещений причальных сооружений, графики, указанные в п. п.

12 и 13, должны дополняться графиками изменения нагрузок на территории причала за период между наблюдениями. Если геодези­ ческие наблюдения за общими смещениями сооружения сопровож­ даются наблюдениями за его местными деформациями (см. да­ лее), то материалы этих наблюдений также должны быть прило­ жены к техническому Отчету.

Технический отчет о проведенных наблюдениях за общими сме­ щениями и деформациями портовых гидротехнических сооружений должен храниться вместе с паспортом сооружения в отделе гидро­ технических и инженерных сооружений порта.

Наблюдения за местными деформациями портовых гидротехни­ ческих сооружений. В состав наблюдений за техническим состояни­ ем портовых гидротехнических сооружений, наряду с наблюдения­ ми за общими смещениями и деформациями сооружения, входят также наблюдения за местными деформациями. К местным дефор­ мациям сооружений относятся: образование и развитие трещин на сооружении и за его пределами, в частности на поверхности терри­ тории; изменение размеров температурных и осадочных швов; де­ формации поперечного профиля сооружения и каменной постели, включающие смещения отдельных элементов и их деформации; изменение профиля подпричального откоса, деформации роствер­ ка, наклон, изгиб и излом свай, оболочек и шпунта, а также нару­ шение их соединения с ростверком; изгиб, излом и разрыв анкеров и нарушение их связи с сооружением и анкерными устройствами, просадки территории; выпучивание, заиление или размыв дна у сооружения; просадка и вымыв засыпки и т. п.

Наблюдения за состоянием трещин и температурно-осадочных швов на сооружении следует проводить периодически, в соответст­ вии с заранее составленной программой и графиком наблюдений. Выявленные при наблюдениях за состоянием сооружений трещины в бетоне должны стать объектом систематических наблюдений, по­ скольку они могут свидетельствовать о нарушении прочности все­ го сооружения в целом. Границы трещины должны быть обведены краской, а сама трещина зарисована или сфотографирована. На

212

кон струкц и и

по обе стороны от наблюдаемой трещины. Расстояние между штырями должно измеряться периодически при помощи штангенциркуля. Указанные данные сводятся в журнал наблюдений за показаниями щелемеров. В этом журнале должно быть указано наименование сооружения и тех конструктивных элементов, на которых установлены щелемеры. Журнал должен содержать также следующие данные: дату наблю­ дений, первоначальный и последующие отсчеты (в мм), разности между каждыми из двух последующих отсчетов и разности между первоначальным и каждым из последующих отсчетов (в мм).

В примечании к журналу должны быть приведены данные, по­ казывающие изменение условий эксплуатации сооружения, темпе­

ных исследований деформаций

2 1 4

температурно-осадочных швов в трех взаимно перпендикулярных плоскостях могут быть применены пространственные щелемеры конструкции Н. П. Прибыткова и др. Пространственные щеле­ меры подробно описаны в ряде работ, например, в «Наставлении по наблюдениям за осадками и горизонтальными смещениями гидротехнических сооружений геодезическими методами. (М.—Л., Госэнергоиздат, 1958). Материалы наблюдений за местными дефор­ мациями портовых гидротехнических сооружений, включающие актнаблюдений за состоянием трещин и температурно-осадочных швов, а также журналы визуальных наблюдений за трещинами и наблю­ дений за показаниями щелемеров являются приложениями к тех­ ническому отчету по наблюдениям за общими смещениями и дефор­ мациями этих сооружений.

§ 11. Подводно-технические работы по наблюдению за состоянием сооружений и акваторий портов

Особенности проведения подводных обследований гидротехни­ ческих сооружений и акваторий портов. По степени сложности во­ долазные работы разделяются на три группы, причем подводно­ технические работы, выполняемые при эксплуатационном обслужи­ вании гидротехнических сооружений и акваторий, относятся ко вто­ рой группе, т. е. к работам средней сложности. Подводные обсле­ дования дна акватории и технического состояния подводной части портовых гидротехнических сооружений играют весьма существен­ ную роль в общем объеме подводно-технических водолазных работ.

Одна из основных задач подводного обследования дна аквато­ рий— обнаружение затонувших предметов, препятствующих безо­ пасной эксплуатации акваторий. В тех случаях, когда на данном участке акватории предусмотрено проведение дноуглубительных работ при помощи земснарядов, также необходимо обнаружить и удалить затонувшие предметы, поскольку их наличие во время дно­ углубительных работ может вызвать остановку или даже аварию земснарядов.

Важной задачей подводного обследования дна акваторий перед намечаемым дноуглублением является установление характера грунта, залегающего на дне акватории, в частности установление толщины слоя наносного грунта. Цель водолазного обследования подводной части портовых гидротехнических сооружений — уста­ новление технического состояния сооружений, характера и объема повреждений, а также объема необходимых ремонтных работ. Ос­ новная особенность подводных работ по наблюдению за состояни­ ем сооружений и акваторий портов заключается в том, что, в отли­ чие от других видов подводно-технических работ, эти работы обыч­ но характеризуются отсутствием тяжелых физических нагрузок.

Необходимо при этом отметить, что наибольшие глубины, на ко­ торых расположены основания молов и волноломов, т. е. наиболее удаленных от естественной береговой линии гидротехни-

215-

веских сооружений, доходят до 25—30 м. В то же время, по суще­ ствующей классификации, осуществляемые водолазами спуски под воду делятся на мелководные— до 12 м, средние — до 45 м и глу­ боководные— свыше 45 м. Таким образом, только наиболее слож­ ные спуски, которые производятся для осмотра подводной части выступающих в море участков оградительных сооружений, отно­ сятся к числу средних, а в большинстве случаев эти спуски являют­ ся мелководными.

В связи с этим оптимальными видами водолазного снаряжения для проведения подводных обследований в данных условиях яв­ ляются вентилируемые (мягкие) скафандры и легководолазное снаряжение. При этом создается возможность участвовать в ука­ занных работах не только обычным водолазам, которые не всегда достаточно хорошо знакомы с конструкцией портовых гидротехни­ ческих сооружений и их работой, но и специалистам-гидротехни- кам, снабженным легководолазным снаряжением. Непосредствен­ ное участие специалистов-гидротехников в работах по обследова­ нию состояния сооружений и акваторий портов позволяет более оперативно организовать подводные обследования и улучшить их ■ качество. Однако при обследовании подводной части сооружений и акваторий портов имеются также и специфические трудности, оп­ ределяемые местными условиями.

Особенность подводных обследований гидротехнических соору­ жений и акваторий портов состоит в том, что водолазам нередко приходится вести работы в условиях плохой видимости. Снижение прозрачности воды связано с наличием взвешенных частиц, выно­ симых реками, а также сбросом -загрязненных промышленных и бытовых вод как с территории порта, так и с плавучих единиц, на­ ходящихся на акватории. Другими причинами замутнения воды являются прибрежное волнение и работа судовых винтов. Плохая видимость при обследовании подводной части сооружений некото­ рых видов, как например, сквозных сооружений и набережных — эстакад, усугубляется также низкой освещенностью объектов об­ следования.

В некоторых случаях обследование подводной части причаль­ ных сооружений осложняется также из-за стесненных условий, на­ пример, при обследовании свайного основания с частым располо­ жением свай. Трудности при •подводных обследованиях создают также течения, вызванные приливно-отливными явлениями в при­ ливных морях, а также течения в реках, каналах и местные тече­ ния, возникающие при продолжительной работе судовых винтов.

Тщательному осмотру подводной части сооружения препятству­ ет наличие значительных обрастаний растительного и животного происхождения, которые иногда полностью скрывают поверхность подводной части этих сооружений. Определенные трудности созда­ ет имеющаяся в некоторых местах захламленность дна вблизи от сооружения. Крэме того, водолазные работы по обследованию гидротехнических сооружений и акваторий портов ведутся в пре­

216