книги из ГПНТБ / Техническая эксплуатация портовых сооружений

тального изучения отдельных участков объекта требуется останов­ ка передающей камеры на срок от 10— 15 сек, для анализа карти­ ны повреждений на данном участке и при фотографировании — до нескольких минут.

Подводные обследования с использованием телевизионных ус­ тановок без участия водолазов производятся при помощи направ­ ляющих или смотровых тележек. Если верхнее строение сооруже­ ния имеет нависающую часть, то применяются специальные склад­ ные консоли, обеспечивающие заводку камеры под сооружение. При использовании смотровых тележек подтягиванием одного из направляющих тросов достигается перемещение передающей теле­ визионной камеры в горизонтальном направлении. Смотровые те­ лежки позволяют также осуществить осмотр сооружения незави­ симо от глубины, так как можно легко изменить длину направля­ ющих тросов. Глубина осмотра определяется только характеристи­ ками подводной телевизионной установки.

Методика проведения подводных обследований и отчетная до­ кументация. Основными объектами обследований в портах явля­ ются: дно акваторий, подводная часть гидротехнических сооруже­ ний и дно у сооружений. Задачи, которые ставятся при обследова­ нии, и методика их проведения зависят от вида обследуемого объ­ екта и его технического состояния. Перед началом подводно-тех­ нических работ составляется программа обследований, которая должна содержать: перечень участков акватории и сооружений или перечень конструктивных элементов сооружений, подлежащих об­ следованию; основные задачи водолазных обследований, методи­ ку их проведения, а также требования, которые предъявляются к материалам, получаемым в процессе обследований; очередность и сроки проведения обследований.

Данные, полученные при обследованиях, фиксируются в журна­ лах наблюдений, которые ведутся непосредственно на обследуемых объектах.

Обследование дна акваторий портов осуществляется с целью обнаружения затонувших предметов, препятствующих безопасной эксплуатации акватории, и определения характера грунта, залега­ ющего на дне акваторий. При значительных размерах акватории ее дно обследуется с помощью судов (катеров), снабженных придон­ ными мягкими или жесткими тралами и имеющих на борту водо­ лазную станцию. В ходе обследования дна акватории заносят ха­ рактеристику обнаруженного предмета и номер вехи, установлен­ ной над ним. Для обследования дна малых акваторий при глуби­ нах, не превышающих 10— 12 м, наиболее целесообразно исполь­ зовать водолазов в автономном легководолазном снаряжении, поз­ воляющем работать, даже не касаясь дна.

При обследовании дна малых акваторий, вне зависимости от характера водолазного снаряжения, могут применяться круговой или линейный способы осмотра. Местоположение всех обнаружен­ ных на дне подводных препятствий и предметов отмечают вехами или буями. Одновременно определяются координаты и габариты

8* 227

подводных препятствий и предметов с привязкой их к координа­ там плана обледований. Описание препятствий и предметов с ука­ занием номеров вех и буев далее заносится в журнал обследова­ ния, а координаты препятствий и предметов фиксируются на плане обследования. Зондирование грунта производится металлическим щупом. При погружении щупа в грунт водолаз должен обратить внимание на степень 'прилагаемого усилия, величину и скорость по­ гружения щупа.

Обследование дна акватории порта рекомендуется сочетать с выполнением подробного промера. Периодичность обследования дна акватории определяется местными условиями, а именно: интен­ сивностью судоходства и перегрузочных работ, осуществляемых над акваторией, степенью заносимости акватории. Однако эти об­ следования не должны проводиться реже чем через два года. Об­ следования дна акватории и промеры должны производиться во всех случаях, когда создается ситуация, опасная для морепла­ вания.

Обследования подводной части гидротехнических сооружений и дна у сооружений. Цель обследования дна у сооружения — выяв­ ление промоин, просадок грунта, а также выпучин и заиления дна. Кроме того, при обследовании фиксируется положение на дне по­ сторонних предметов, мешающих судоходству. Если под сооруже­ нием находится каменная постель, при обследовании необходимо проверить состояние ее откосов и берм. Обследование подводной части гидротехнических сооружений производится для установле­ ния их технического состояния, а также характера и объема воз­ можных повреждений. Перед началом обследования сооружений необходимо тщательно изучить техническую документацию, после чего составить программу обследования. В программе работ, с уче­ том задач, поставленных при обследовании, должна быть указана необходимая точность измерений. В целях улучшения ориентации водолаза и повышения точности привязки результатов обследова­ ния предварительно следует осуществить пространственную при­ вязку объекта обследования и его отдельных участков. Для при­ вязки в плане на сооружениях большого протяжения (причалах, молах, волноломах) должен быть разбит пикетаж через 10 м пу­ тем маркировки краской, нанесенной на надводной части соору­ жения. После этого пикеты переносятся под воду при помощи ме­ рительных тросов, на которых должны быть бирки с указанием но­ мера пикета.

Для привязки объекта обследования в плане могут быть исполь­ зованы геодезические знаки (кордонные наблюдательные марки), установленные на причале, а также существующие температурно­ осадочные швы между отдельными секциями сооружения.

Привязку по высоте на гидротехнических сооружениях, выпол­ ненных из массивовой кладки, можно осуществить по границам курсов массивов. Если же на сооружении отсутствуют какие-либо четкие границы его деления по высоте, то для ориентировки могут быть Использованы несколько спусковых концов с грузами, разме­

228

ченных бирками и спущенных с лицевой стороны стенки сооруже­ ния на одинаковом расстоянии. Расстояние между ними назначает­ ся равным радиусу видимости под водой в данных условиях.

Задачи подводных обследований технического состояния огра­ дительных, причальных и берегоукрепительных сооружений опреде­ ляются типами конструкции этих сооружений.

Сооружения гравитационной конструкции. Для всех гравитаци­ онных сооружений вертикального профиля из массивовой кладки, массивов-гигантов, ряжей и уголковых Істенок при подводном обсле­ довании определяют наклон по высоте стенки и степень его нерав­ номерности по длине сооружения, перекос отдельных секций соору­ жения в плане, состояние швов между секциями и степень их рас­ крытия, состояние материала сооружения. Кроме того, проверяют состояние постели и грунта у ее подошвы для выявления промоин, просадок, выпучивания или замыва.

При осмотре бетонных и железобетонных сооружений устанав­ ливают состояние защитных поясов и антикоррозионных покры­ тий, сдвиги, наклон бетонных массивов и расхождение швов меж­ ду ними, наличие пробоин в железобетонных тонкостенных элемен­ тах и вымывание через них засыпки. При обследовании сооруже­ ний ряжевой конструкции выявляют возможный перенос ряжа, сте­ пень сохранности древесины, наличие выбоин, обрушение и вымы­ вание засыпки через эти выбоины, поломку отдельных венцов ря­ жа и сжимов, срезывание выступающих частей и врубок, истира­ ние стенок и вмятины на них, отрыв днища ряжа, а также состо­ яние металлических креплений: прочность натяжения болтов, по­ садку хомутов, глубину забивки скоб и нагелей, степень коррозии металла.

В процессе обследования оградительных сооружений (молов и волноломов) откосного профиля проверяют соответствие фактиче­ ского профиля подводной части сооружения проектному, состояние бермы откосов и материала, а также производят осмотр постели и грунта за ее пределами с целью установления подмыва и выпучи­ вания.

Сооружения свайной конструкции на цилиндрических оболочках

(сквозные). При обследовании сквозных сооружений: набережных, пирсов и эстакад на деревянных, железобетонных и металличе­ ских сваях и цилиндрических оболочках, необходимо обратить внимание на осмотр подводной части сооружения и дна перед ним (включая подпричальный откос). В процессе осмотра подводной части необходимо выявить поврежденные сваи (сломанные или изогнутые) и оболочки (со сплошными трещинами и пробоинами), определить состояние защитных кожухов и антикоррозионных по­ крытий, а также состояние материала самих свай и оболочек, з том числе степень их истирания, состояние верхнего строения, уз­ лов сопряжения свай и оболочек с ним и стыков между отдельны­ ми звеньями оболочек. В некоторых случаях при водолазном обсле­ довании требуется также установить отклонение верха свай и обо­ лочек от вертикали. При подводном обследовании подпричального

229

откоса определяются его уклон и повреждения защитного покры­ тия, фиксируются участки оползней и вымоин на откосе, а также размеры этих участков и их уклон

Сооружения из шпунта. При обследовании стенок из металли­ ческого, железобетонного и деревянного шпунта измеряются на­ клон и изгиб стенки по высоте, выявляются повреждения (изломы шпунтин, пробоины), устанавливается состояние защитных поясов и антикоррозионных покрытий, а также состояние материала само­ го сооружения. Кроме того, необходимо произвести осмотр дна пе­ ред сооружением с целью выявления участков размыва дна или его заиления.

Особое внимание при обследовании сооружений из шпунта сле­ дует обратить на состояние замков металлического шпунта (раз­ рывы замков), пазы железобетонного и деревянного шпунта (из­ ломы гребней и расхождение пазов), а также на обрушение и вы­ мывание засыпки из-за стенки через образовавшиеся в ней при этом отверстия.

Характерным для этого вида повреждений являются конусы выноса грунта на дне у стенки, которые могут быть обнаружены при отсутствии течения у сооружения, а также просадки террито­ рии за сооружением. Не менее важной задачей при обследовании сооружений из шпунта является проверка состояния крепления ан­ керных тяг к стенке и установление степени натяжения анкеров.

Берегоукрепительные сооружения. Обследования берегоукрепи­ тельных сооружений откосного типа производятся так же, как и оградительных сооружений откосного профиля. Особое внимание необходимо уделить узлам опирания откоса, концевым и угловым участкам, а также участкам сопряжений с берегоукрепительными сооружениями других конструкций.

Обследования берегоукрепительных стенок, бун и волноломов отличаются от обследований оградительных и причальных соору­ жений аналогичных конструкций только тем, что они ведутся в зо­ не малых глубин. Это обстоятельство несколько облегчает произ­ водство обследований, поскольку при этом отпадает необходимость в некоторых вспомогательных работах.

Подводные обследования гидротехнических сооружений реко­ мендуется проводить одновременно с их надводйым осмотром и об­ следованием. Периодичность подводных обследований сооружений зависит от местных условий, нО они не должны проводиться реже, чем через один год. Эти обследования рекомендуется выполнять в обычных условиях в следующие сроки: оградительные и берегоук­

После соответствующей камеральной обработки данных журналов наблюдений и других исходных ма­ териалов оформляются акт водолазного обследования или специ­ альный отчет, которые должны сопровождаться техническим за­ ключением Эти документы должны содержать:

230

^ fB epx причала

Рис. 139. Схема, поясняющая виды повреждений и деформаций участка причальной стенки из массивовой кладки

1) Задание водолазам и сроки его исполнения, состав участни­ ков.

2)Краткое описание конструкции обследованного сооружения, включая данные проектной и исполнительной документации.

3)Описание методики проведения подводных работ и их орга­

низации, а также техники безопасности, использованной при вы­ полнении этих работ.

4)Обмеры сооружения и его элементов, данные о техническом состоянии сооружения и его элементов, описание выявленных сме­ щений, деформаций и повреждений, контрольные измерения.

Кроме того, должны прилагаться иллюстративные материалы, включающие: план, поперечные разрезы и вид сооружения с ли­ цевой стороны с показанием основных размеров элементов соору­ жения и выявленных смещений, деформаций и повреждений, ко­ торые наносятся на чертежи с помощью условных обозначений (рис. 139); план дна перед сооружением с показанием глубин; под­

водные и надводные фотографии; графики смещений и деформа­ ций и т. п.

5) Выводы о техническом состоянии сооружения и возможных условиях его дальнейшей эксплуатации, рекомендации по ремонту сооружения и срокам проведения ремонта и т. п.

Техника безопасности и охрана труда при подводно-технических работах. Условия работы водолаза под водой резко отличаются от условий работы на земной поверхности. Профессия водолаза отно­ сится к категории профессий, которые имеют вредные условия тру­ да, определяемые совместным воздействием следующих факторов:

231

высоким давлением среды, в которой работает водолаз; резким охлаждением организма;

повышенным содержанием углекислого газа и влаги в скафан­

дре; большим нервно-психическим напряжением;

значительными физическими нагрузками при спусках, особенно при выполнении подводных работ.

В связи с этим выполнение правил техники безопасности и ох­ раны труда при подводных работах является совершенно обяза­ тельным, а любые их нарушения могут привести к тяжелым по­ следствиям.

§ 12. Наблюдения за состоянием конструктивных элементов и материалов сооружения

Организация наблюдений. Степень разрушения или сохранности материалов определяется следующими методами и приемами:

визуальный метод обследования частей сооружения по всем зо­ нам по высоте с применением фиксирующей состояние материала фото-, кино-телевизионной аппаратуры, водолазного снаряжения, аквалангов и простейшего измерительного инструмента;

метод определения физико-механических свойств материала и дефектов в нем непосредственно в сооружении с применением спе­ циальной аппаратуры и приборов;

лабораторный метод определения состояния материала путем всесторонних испытаний проб материала, взятых из сооружения; косвенный прием определения качества материала сооружения путем длительных испытаний в районе расположения сооружения или непосредственно на нем опытных конструктивных элементов и образцов, изготовленных из тех же материалов, что и обследуе­ мое сооружение, с последующими полигонными и лабораторными

испытаниями опытных элементов и образцов; метод огрузки опытных участков сооружения и нагрузки от­

дельных конструкций и их элементов с использованием монтируе­ мой в них специальной аппаратуры для регистрации местных де­ формаций в материале.

Наблюдения за техническим состоянием материалов и отдель­ ных конструктивных элементов могут быть полезны и дадут объек­ тивные данные по степени сохранности сооружения в том случае, если они выполняются по единой методике, позволяющей прово­ дить сравнительный анализ и статистическую обработку обширных материалов многочисленных обследований. Такие работы уже на­ чаты, в частности, Ленморниипроектом при участии НИ И Ж Б, ОИИМФ , Черноморниипроектом и ОИСИ . Разработана методика обследования железобетонных свай в сквозных сооружениях типа пирсов и эстакад. По мере накопления опыта обследований будет корректироваться и совершенствоваться применяемая методика.

232

Наблюдение за техническим состоянием гидротехнических соо­ ружений любых типов проводится в соответствии с «Временными техническими указаниями по ремонту бетонных и железобетонных гидротехнических сооружений в зоне переменного уровня» и «Пра­ вилами технической эксплуатации гидротехнических сооружений и акваторий портов Министерства морского флота».

Наиболее доступным и распространенным является визуальный метод освидетельствования, который применяется в повседневных, периодических и контрольно-инспекторских обследованиях. Этим методом пользуются порты при самостоятельном обследовании сооружений. При наблюдениях и обследованиях, выполняемых по специальной программе научно-исследовательскими и проектными организациями с участием портов, применяются по мере надоб­ ности, в зависимости от объекта и характера исследований, все вы­ шеназванные методы обследований.

Организацию наблюдений, как правило, следует начинать с под­ бора исходных данных о примененных материалах, способах произ­ водства работ, о количестве проведенных ремонтов, их стоимости и продолжительности межремонтных периодов, а также анализа результатов ранее проведенных осмотров и обследований соору­ жений.

Для общей характеристики сооружения необходимо иметь: пас­ порт сооружения, конструктивные разрезы и план с подробной ха­ рактеристикой грунтов, исполнительные чертежи. Для характери­ стики и прогноза долговечности материалов сооружения одних наблюдений за материалом еще недостаточно. Необходимо иметь гидрометеорологические данные, характеризующие агрессивность среды, в окружении которой работает сооружение: температуру воз­ духа и воды; соленость воды (химический состав); колебания уров­ ня воды; скорость и направление течений; направление и силу ветра и волнения; ледовый режим; движение наносов.

Характеристика этих факторов должна быть составлена на ос­ новании многолетних наблюдений за ними Гидрометеостанциями, проектными и научно-исследовательскими организациями. При отсутствии каких-либо сведений по некоторым факторам должны быть организованы наблюдения за ними по специальной програм­ ме. Составление характеристик среды является одним из важней­ ших разделов наблюдений.

Визуальный метод наблюдений, несмотря на простоту и доступ­ ность, может быть успешно использован лишь квалифицированны­ ми специалистами-гидротехни'ками, имеющими достаточный опыт в таких работах. Необходимость в организации инструментальных наблюдений устанавливается по результатам визуальных обследо­ ваний и специальных исследований, проводимых научными и про­ ектными организациями.

Наблюдения за состоянием материала должны проводиться на всех доступных для этой цели участках сооружения—фасадной ча­ сти, всех обозримых местах в подпричальной части сквозных соору­ жений, потерне, каналах инженерных сетей, а также на специально

233

вскрытых участках и отдельных элементах сооружения. Визуаль­ ные и инструментальные наблюдения за техническим состоянием бетонных и железобетонных сооружений включают следующие ос­

новные работы:

наблюдения за поверхностями, в том числе закрытыми, различ­ ного рода защитными покрытиями с фиксированием наименования элемента сооружения, местоположения и размеров, обнаруженных повреждений и разрушений в виде отслоений, трещин, отколов, ра­ ковин, каверн и т. п., наличия и месторасположения, размеров, формы и цвета налетов, потеков и других коррозионных разруше­

ний бетона; наблюдения за повреждениями, вызванными механическим дей­

ствием тех или иных факторов (удар волны, судна, истирание пес­ ком, галькой, швартующимися судами и др.);

исследование прочности и плотности бетона в сооружении; исследование напряженного состояния бетона и арматуры; наблюдения за коррозией арматуры, фиксация обнаженных

участков арматуры с указанием их размеров и глубины поражения коррозией;

наблюдения за трещинами и швами; наблюдения за температурой на поверхности и в толще отдель­

ных конструктивных элементов в различных частях сооружений.

В металлических конструкциях портовых сооружений произво­ дятся визуальные и инструментальные наблюдения за состоянием открытых поверхностей и антикоррозионных покрытий. Глубина коррозионных поражений определяется визуально при помощи про­ стейшего инструмента, а также с применением электро-ультразву- ковых приборов.

По образцам, высверленным в виде стружки и подвергнутым химическому анализу, проверяется качество металла, а образцы металла, вырезанные из конструкции, используются для испытания на прочность. При обследовании металлических конструкций особо тщательно должны быть освидетельствованы места сопряжения металла с другими видами материалов (бетон, дерево, камень, пластмассы и др.).

При наблюдениях за состоянием деревянных конструкций сле­ дует фиксировать места начавшегося гниения в виде плесени и дру­ гих следов грибка с указанием характера и размеров пораженных гниением участков. О начавшемся процессе загнивания судят по из­ менению цвета древесины, дряблости и трещинам. При обнаруже­ нии разрушения древесины морскими древоточцами в журнале наблюдений должны быть зафиксированы характер повреждений и их размеры. Степень поражения внутренних слоев древесины гриб­ ком определяют путем исследования в лаборатории проб, взятых с помощью пустотелых буравов.

При осмотре деревянных частей сооружения общее представле­ ние о качестве древесины можно получить путем простукивания, при этом дерево, пораженное гниением, издает глухой звук, хоро­ шее состояние материала характеризуется звонким звуком. Меха­

234

ническую прочность дерева определяют испытанием в лаборатории образцов, взятых из обследуемых элементов сооружения. Ориенти­ ровочную прочность дерева получают при применении метода стрельбы из мелкокалиберной винтовки и других простейших спо­ собов испытания дерева в сооружении.

При подводном осмотре также должны быть выявлены разру­ шения и повреждения материала и конструкции сооружения. Зона переменного уровня входит в состав работ по подводному обследо­ ванию сооружений. Первичная обработка результатов обследования должна выполняться по каждому дню работы не позднее следую­ щего за ним дня. По завершении полного комплекса наблюдений и обследований сооружения полученные результаты сопоставляются

сисходными проектными данными по конструкции и ее элемен­ там, а также с результатами предыдущих обследований для оцен­ ки состояния сооружений по всем зонам и разработки рекоменда­ ций по устранению выявленных повреждений и разрушений. Затем производится статистическая обработка материалов обследования

сцелью установления корреляционной связи отдельных видов раз­ рушения и дефектов конструктивных элементов с различными фак­ торами, их вызывающими.

На основании анализа материалов наблюдений и обследований составляется заключение о причинах разрушения и даются реко­ мендации по ремонту и защите сооружения. Данные наблюдений и обследования служат основанием для правильного выбора мате­ риалов и конструкций сооружений, а также усовершенствования методов производства работ. В результате наблюдений и обследо­ ваний должна быть получена не только качественная, но и количе­ ственная характеристика технического состояния сооружений с данными об основных свойствах и деформациях материала соору­ жения.

Для определения различных свойств материала непосредствен­ но в сооружении применяют многочисленные технические средст­ ва— от простейшего мерительного инструмента и несложных при­ боров до современной электрорадиометрической, оптической и аку­ стической аппаратуры.

Неразрушающие методы испытания материалов и изделий. Стан­ дартным методом определения физико-механических свойств строи­ тельных материалов является испытание опытных образцов раз­ личной формы и размеров разрушающей нагрузкой. Результаты испытаний относят на значительный объем материалов или изде­ лий. Такие испытания в силу неоднородности материала неизбеж­ но приводят к большим погрешностям. Кроме того взятие проб ма­ териала из сооружений для испытания на прочность сопряжено с большими трудностями, а в малодоступных местах и вовсе исклю­ чается.

Большинство морских гидротехнических сооружений выполнено из сборных тонкостенных железобетонных элементов, поэтому взя­ тие крупных проб бетона из несущих конструкций невозможно. Для получения объективных данных о качестве материалов в сооружении

235

необходимо иметь значительное количество опытных образцов или проводить испытания крупноразмерных производственных изделий разрушающей нагрузкой в натурных условиях. Ввиду сложности и высокой стоимости такие контрольные испытания могут быть про­ ведены только в особых случаях.

В последние годы широкое применение находят физические или неразрушающие методы контроля качества бетона, разработанные на основе достижений радиометрии, электроники и акустики. Не­ разрушающие методы контроля качества бетона включают две ос­ новные группы: акустические и радиометрические испытания. В первую входят ультразвуковые, импульсные и вибрационные испы­ тания, во вторую — методы сквозного просвечивания и рассеянного отражения.

В комплексных испытаниях, проводимых с целью определения физико-механических свойств бетона, в качестве параметров ис­ пользуются: скорость распространения сложного акустического импульса и характеристика рассеивания энергии составляющих его упругих волн в неустановившемся переходном процессе; частота собственных колебаний и их затухание в установившемся колеба­ тельном процессе; показатель ослабления проникающей радиации при просвечивании бетона гамма-лучами.

Первый параметр определяется при проведении так называе­ мых импульсных испытаний, которые не зависят от конструктивной формы сооружения. При вибрационных испытаниях измеряется ве­ личина второго параметра, зависящая от конструктивной формы и структуры бетона. Радиометрические испытания являются третьим видом комплексных физических исследований и позволяют оценить значение объемного веса бетона с точностью до 1,5—2,0%. Наи­ более распространенным методом по первому виду физических испытаний материалов является ультразвуковая дефектоскопия. Этим методом выявляют скрытые дефекты; крупные поры, трещи­ ны, полости в толще бетона, раковины, каверны, глубину коррози­ онных разрушений в поверхностном слое бетона. При акустических испытаниях бетонных и железобетонных портовых сооружений ис­ пользуют все типы отечественных ультразвуковых приборов, на­ пример АМ-У, «Бетон», ЛИМ -Б, приборы ПИК, УЗП , УП, ИМ, УКБ, ДУК-20, а также геофизическую аппаратуру типа ИПА.

Разнообразные ультразвуковые приборы применяются в зару­

(Англия). В этих приборах используется свойство ультразвука без потери своей силы и почти прямолинейно проходить сквозь одно­ родные твердые тела и сильно рассеивать энергию с удлинением пути прохождения через материалы с неоднородной или нарушен­ ной структурой II крупными воздушными порами.

Импульсный ультразвуковой метод основан на измерении ско­

236