МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Факультет агробизнеса, технологий и ветеринарной медицины кафедра агробиотехнологий, инженерии и агробизнеса Базаров Сергей Вячеславович «Работы по текущему ремонту сетевых ГТС» Курсовая работа выполнена в рамках изучения дисциплины «Технология и организация строительства и реконструкции мелиоративных систем» Направление подготовки: 20.03.02Природообустройство и водопользование Направленность (профиль): Мелиорация, рекультивация и охрана земель Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры агробиотехнологий, инженерии и агробизнеса Анишко Михаил Юрьевич Астрахань – 2020 2 Оглавление Введение ................................................................................................................... 3 1. Гидротехнические сооружения. Классификация гидротехнических сооружений .............................................................................................................. 4 2. Ремонт и реконструкция гидротехнических сооружений, виды и состав ремонтов ................................................................................................................... 8 3. Работы по текущему ремонту сетевых гидротехнических сооружений ... 12 Заключение ............................................................................................................ 15 Список используемой литературы ...................................................................... 16 3 Введение Гидротехническое сооружение – это инженерное или естественное сооружение для использования водных ресурсов или для борьбы с разрушительным действием воды. Гидротехнические сооружения бывают общие и специальные. Общие применяются почти при всех видах использования вод: водоподпорные, водопроводящие, регуляционные, водозаборные и водосбросные. Классификация гидротехнических сооружений напрямую зависит от целей их использования, к которым можно отнести: охрану водных ресурсов от негативного воздействия людей и их жизнедеятельности; предотвращение влияния загрязненных вод на окружающую среду; защиту от разрушений берегов; хранение жидких отходов после производства или сельского хозяйства; причаливание судов и купание населения; подачу воды из водоема и сброс использованной жидкости. Актуальность. Анализ современного состояния проблемы показывает, что в целом по России гидротехнические сооружения характеризуются довольно низким уровнем безопасности. Подавляющее большинство гидротехнических сооружений нуждается в текущем ремонте, а более 400 находится в аварийном и предаварийном состоянии. Цель курсовой работы: определение работ по текущему ремонту сетевых ГТС. Задачи: 1. Дать определение и классификацию гидротехническим сооружениям; 2. Выявить виды ремонта гидротехнических сооружений; 3. Охарактеризовать текущий ремонт гидротехнических сооружений. Предмет исследования: работы по текущему ремонту сетевых гидротехнических сооружений. Объект исследования: ремонт гидротехнических сооружений. 4 1. Гидротехнические сооружения. Классификация гидротехнических сооружений Гидротехнические сооружения располагают в зависимости от рельефа местности и качества грунтов вблизи источников водоснабжения. Гидроузел, комплекс гидротехнических сооружений построены на одном участке реки и связаны между собой назначением и работой. Гидроузел создается на малых реках для поднятия уровня воды до нужной отметки, обеспечивая самотечную подачу воды для полного спуска воды с водохранилища и для сброса излишков паводковых вод из верхнего бьефа в нижний [4]. Все сооружения гидроузла связаны между собой, поэтому проектирование начинают с компоновки, которая заключается в выборе створа земляной платины, мест расположения водозаборных и водосбросных сооружений и увязке основных отметок. Створ платины выбирают в узком месте поймы реки с таким расчетом, чтобы обеспечить удобный сбор излишек воды. Тип и место водосбросного сооружения выбирают методом сравнения при сопоставлении различных вариантов и от величины сбрасываемой воды. Водозаборные сооружения располагают в местах сопряжения плотин с берегами на крупных реках России. ГТУ — являются комплексными, т. е. предназначенными для полной энергии, обеспечения судоходства, осуществления орошения, водоснабжения городов и поселков и пропуска рыбы к местам нереста. Следовательно, гидроузел обязательно входит в рыбопропускное сооружение. Всего выделяют 10 групп гидротехнических сооружений: 1. Сооружения для водоснабжения: ·водозаборные сооружения; ·шлюзы регуляторы; ·водоподающие каналы лотки; ·трубопроводы; ·регулирующие сооружения; 5 ·водовыпуски; ·сопрягающие переходные сооружения; ·аэраторы; ·отстойники; ·фильтры. 2. Плотины, дамбы; различают плотины: ·земляные; ·насыпные; ·низконапорные. 3. Водосбросные сооружения в теле платины или в обход ее. 4. Водоспуски, сбросная система. 5. Комплекс ГТС с механической подачей воды. 6 .Специальные сооружения. 7. Причалы. 8. Рыбозащитные сооружения. 9. Рыбозаградительные сооружения. 10. Рыбопропускные сооружения. Также следует различать ГТС временные и постоянные. При проектировании станции следует предварительно изучить местность, так как особенности рельефа, уровня воды в водоеме, климатических условий играют важную роль в работе сооружения [5]. Гидротехнические сооружения обычно подразделяются на две группы: сооружения общего и специального назначения. Сооружения общего назначения применяются во всех или нескольких отраслях водного хозяйства, а специального назначения - только в одной определенной отрасли. К гидротехническим сооружениям общего назначения относятся: водонапорные (плотины, дамбы и т.д.), водосбросные, водопроводящие (каналы, лотки, трубопроводы, гидротехнические туннели), регуляционные, водозаборные, сопрягающие и т.д. К специальным гидротехническим сооружениям относятся: гидроэнергетические - здания ГЭС, бассейны и т.д.; 6 воднотранспортные - судоходные шлюзы и каналы, порты, пристани, причалы, волноломы, молы, мосты; водопроводные и канализационные водозаборы, насосные станции, резервуары, коллекторы; мелиоративные оросительные и осушительные каналы и сооружения на них; рыбохозяйственные и т.п. Существуют также совмещенные гидротехнические сооружения, в которых совмещается несколько сооружений разного назначения, например, водосливная ГЭС, шлюз-водосброс [1]. Все эти сооружения, отличающиеся целым рядом специфических особенностей, объединяет один существенный фактор: постоянный контакт с водой. Причем независимо от того, с чем контактирует сооружение (морская вода, пресная вода, грунтовые или сточные воды), водная среда является агрессивной по отношению к материалам, из которых построено большинство гидротехнических объектов. Вода оказывает на них механическое, физическое, химическое и биологическое воздействие. Механическое воздействие выражается в виде статического давления воды, льда или наносов, принесенных водой к сооружению, а также динамического воздействия от удара струй или льдин, движущихся с большой скоростью. Физическое воздействие связано с истиранием поверхности сооружения водой (кавитация), наносами, содержащимися в воде, или льдом, а также с переменными циклами замораживания-оттаивания. Химическое воздействие приводит к выщелачиванию бетона под воздействием агрессивных веществ и коррозии арматуры. Биологическое воздействие связано с деятельностью микроорганизмов, обитающих в водной среде. Все эти виды воздействий приводят к преждевременному разрушению гидротехнических сооружений и их отдельных конструкций [2]. В настоящее время по результатам инвентаризации большинство гидротехнических сооружений России (более 52%) находится в состоянии, требующем капитального ремонта. Средний возраст подпорных дамб, плотин 7 и других гидротехнических сооружений составляет 30-40 лет, а в ряде случаев превышает 100 лет. Таким образом, анализ современного состояния проблемы показывает, что в целом по России гидротехнические сооружения характеризуются довольно низким уровнем безопасности. Подавляющее большинство гидротехнических сооружений нуждается в текущем ремонте, а более 400 находится в аварийном и предаварийном состоянии. 8 2. Ремонт и реконструкция гидротехнических сооружений, виды и состав ремонтов Техническое обслуживание является одним из важнейших профилактических мероприятий в системе планово-предупредительного ремонта и выполняется силами эксплуатационного персонала сооружения. По результатам технического обслуживания определяют состояние сооружения или отдельных его конструкций и необходимость проведения их ремонта. Система ППР предусматривает два вида ремонта текущий и капитальный [3]. Текущий ремонт позволяет восстановить или обеспечить требуемое техническое состояние сооружения и увеличить периоды между I очередными капитальными ремонтами. При этом устраняют незначительные повреждения конструкций, начальные деформации, не влекущие за собой снижение основных эксплуатационных характеристик сооружения. Выполняют профилактические мероприятия по обеспечению сохранности элементов конструкций (побелку, местную покраску, оштукатуривание, шпаклевку и т.д.) Текущий ремонт проводят в течение всего года, но наибольший 1 его объем приходится на межнавигационный период. Выполнение текущего ремонта возлагается на персонал, обслуживающий сооружение, а его финансирование осуществляется за счет средств основной эксплуатационной деятельности. Капитальный ремонт - это восстановление поврежденных или изношенных важнейших элементов и частей сооружения, неисправность которых существенно ограничивает его эксплуатационные возможности. Задача капитального ремонта - доведение всех параметров и частей сооружения до номинальных паспортных данных с обеспечением требуемой работоспособности до очередного капитального ремонта [6]. Основные работы следует планировать на межнавигационный период. Во время навигации можно ремонтировать объекты, не влияющие на нормальную эксплуатацию сооружения и не ухудшающие его внешний вид. 9 К капитальному ремонту относятся следующие работы: восстановление или полная замена отдельных элементов, конструкций и частей сооружения, поврежденных вследствие естественных факторов (фильтрации и агрессивных свойств воды, атмосферных воздействий, колебаний температуры) и механического воздействия; повышение прочности и изменение размеров отдельных частей и конструкций, приведение их в соответствие с изменившимися расчетными нагрузками; полная замена или частичное восстановление деревянного сооружения (либо отдельных частей) с применением металлических, железобетонных и бетонных конструкций; исправление и замена элементов и конструкций с осушением подводных частей сооружения (камер шлюзов, отсасывающих труб гидроэлектростанции и т.п.) с использованием ремонтных заграждений и временных перемычек; исправление и замена отдельных элементов и частей сооружения под водой (водолазные работы); восстановление нарушенных профилей земляного напорного сооружения (плотины, дамбы), ликвидация повреждений дренажей, креплений откосов, полотна проезжей части и других элементов; устройство и восстановление подпорных стенок, навалозащитных и других ограждающих сооружений; исправление тела и креплений откосов и гребня оградительной дамбы с доведением их технических характеристик до норм, соответствующих условиям эксплуатации (уширение, повышение отметок, улаживание откосов, замена материала креплений более прочным и долговечным); частичный ремонт или полная замена конструкций судоподъемного и судоремонтного сооружений (слипов, стапелей) с целью повышения их грузоподъемности и обеспечения ремонта судов новых современных серий; 10 устройство, восстановление и усиление асфальтовых и бетонных покрытий территории сооружения с модернизацией крановых и железнодорожных путей и подъездных дорог. Аварийный ремонт осуществляют вне очереди с выводом или без вывода сооружения из эксплуатации при обнаружении угрожающих деформаций конструкций или частей сооружения в результате воздействия стихийных сил, катастрофических нагрузок или аварий. Реконструкцию постоянных гидротехнических сооружений выполняют для повышения их эксплуатационных и технико-экономических показателей, а именно - для увеличения выработки электроэнергии, повышения водообеспеченности оросительных систем, улучшения режима грунтовых вод на орошаемых или осушаемых массивах и прилегающих к ним территориях; вдоль трасс каналов, увеличения грузо- и судопропускной способности портов и судоходных сооружений, интенсификации работ на стапельных и подъемноспускных сооружениях, улучшения экологических условий зоны влияния гидроузла, замены оборудования [4]. Реконструкцию проводят, как правило, без прекращения основных эксплуатационных функций сооружения, каналы, шлюзы, некоторые виды плотин реконструируют обычно с разбивкой на этапы. Продолжительность каждого этапа - межнавигационный период. Таким образом достигается непрерывность транспортного процесса. Реконструкцию грузовых причалов в портах, слиповых путей и стапельных мест можно проводить очередями непрерывно, с выводом части сооружения из эксплуатации при повышении интенсивности переработки грузов, судостроения или судоремонта на кутавшихся участках. Таким образом, при реконструкции следует предусматривать максимальное использование действующих сооружений, качественных их частей или отдельных конструктивных элементов, а также транспортных коммуникаций, инженерных сетей, грузоподъемного строительным и эксплуатационным персоналом. оборудований 11 12 3. Работы по текущему ремонту сетевых гидротехнических сооружений Все гидротехнические сооружения ГЭС должны регулярно подвергаться периодическим техническим осмотрам для оценки состояния сооружений, уточнения сроков и объемов работ по ремонту, разработки предложений по улучшению их технической эксплуатации, а также качества всех видов ремонтов [1]. Плановые технические осмотры сооружений могут быть общими и выборочными. Общие осмотры следует проводить два раза в год - весной и осенью. Общий весенний осмотр сооружений проводится для оценки их состояния и готовности к пропуску паводка после таяния снега или весенних дождей. При весеннем осмотре уточняются сроки и объемы работ по текущему ремонту перед пропуском паводка, а также определяются объемы работ по текущему ремонту сооружений на предстоящий летний период и по капитальному ремонту на текущий и следующий год. Общий осенний осмотр проводится с целью проверки подготовки гидротехнических сооружений к зиме. К этому времени должны быть закончены все летние работы по ремонту. При выборочном осмотре обследуются отдельные гидротехнические сооружения или отдельные их элементы. Периодичность выборочных осмотров определяется местными условиями эксплуатации. Основным материалом, из которого построено большинство гидротехнических объектов, является железобетон. В настоящее время существует большое количество материалов и технологий для ремонта, защиты и гидроизоляции бетонных и железобетонных конструкций, однако выбор оптимальных для каждого конкретного случая материалов и технологий является сложным многофакторным процессом, зависящим от множества условий. 13 Одним из важнейших факторов при определении стратегии ремонта является оценка условий эксплуатации всего сооружения и его отдельных элементов. Сюда входит зона расположения конструкции (подводная, надводная, переменного уровня воды), величина кавитационного воздействия, подверженность ударным и динамическим нагрузкам, агрессивность среды (контакт с морской водой, грунтовыми или сточными водами) и так далее. От точной оценки условий работы ремонтируемой конструкции зависит, насколько выбранный ремонтный материал должен быть, например, сульфатостойким, морозостойким или устойчивым к истиранию [3]. Большое значение имеет расположение конструкции в плане ее доступности для ремонта, то есть возможность установки опалубки или необходимость применения тиксотропных материалов. Текущий ремонт гидротехнического сооружения – это плановые мероприятия, направленные на улучшение общего состояния объекта. В его рамках обязательно проводится тщательный осмотр конструкций и поверхностей, изучается их состояние и наличие повреждений. В зависимости от результатов осмотра может проводиться мелкий ремонт, включающий заделку поврежденных участков ремонтными смесями, локальное восстановление гидроизоляционного слоя, устранение прочих дефектов. За счет средств, предусмотренных на текущий, ремонт, исправляют незначительные повреждения и дефекты, не связанные с изменением конструкций сооружений. В состав работ по текущему ремонту обычно входят: исправление небольших повреждений откосов плотин и дамб; восстановление креплений откосов; устранение оползней, вызванных фильтрацией воды и другими причинами; частичная подсыпка плотин и дамб в местах их просадок; исправление повреждений гребня и откосов дамб и плотин, причиненных движением транспорта и прогоном скота; 14 очистка от наносов, зарастания и заиления водоснабжающих и сбросных каналов осушительно-рыбосборной сети и рыбоуловителей; исправление повреждений бетонных и железобетонных сооружений; восстановление вымытой загрузки под флютбетом и за стенами сооружений; восстановление крепления у водосбросных и водорегулирующих сооружений (водосбросов, шлюзов, водоспусков и др.); мелкий ремонт проезжих мостов, дорог, подъемных механизмов и др. [5] Таким образом, текущие ремонты гидротехнических сооружений предусматривают выполнение работ по предохранению конструктивных элементов гидротехнических сооружений путем своевременного устранения повреждений от износа. 15 Заключение Особенностью функционирования данных сооружений является как постоянное взаимодействие с влагой, так и оказываемое на них воздействие ветра, температурных перепадов и прочих агрессивных факторов внешней среды. Это вызывает износ отдельных элементов, которые нуждаются в плановом обслуживании, своевременной замене, ремонте. Провести ремонт гидротехнических сооружений означает выполнение целого комплекса квалифицированных работ, предусмотренных технологической картой. В их состав включаются восстановление бетона, демонтаж поврежденных строительных конструкций, монтаж отельных элементов сооружения, обработка металлических деталей, очистка и углубление дна, укрепление бетона. Техническое обслуживание является одним из важнейших профилактических мероприятий в системе планово-предупредительного ремонта и выполняется силами эксплуатационного персонала сооружения. По результатам технического обслуживания определяют состояние сооружения или отдельных его конструкций и необходимость проведения их ремонта. Система ППР предусматривает два вида ремонта текущий и капитальный. Текущий ремонт гидротехнического сооружения – это плановые мероприятия, направленные на улучшение общего состояния объекта. В его рамках обязательно проводится тщательный осмотр конструкций и поверхностей, изучается их состояние и наличие повреждений. В зависимости от результатов осмотра может проводиться мелкий ремонт, включающий заделку поврежденных участков ремонтными смесями, локальное восстановление гидроизоляционного слоя, устранение прочих дефектов. 16 Список используемой литературы 1. Гришин, М.М Гидротехнические сооружения; М. Издательство литературы по строительству и архитектуре; Издание 2-е, испр. и доп. Москва, 2003. - 950 c. 2. Кавешников Н.Т. Эксплуатация и ремонт гидротехнических сооружений. – М.: Агропромиздат, 1989. – 272 с. 3. Розанов Н.П. Гидротехнические сооружения. – М.: Агропромиздат, 1985 – 432 с. 4. Черкасов А.А. Гидротехническая мелиорация; Книга по Требованию - Москва, 2012. - 346 c. 5. Чугаев, Р.Р. Гидротехнические сооружения. Водосливные плотины; М.: Высшая школа - Москва, 1978. - 352 c. 6. Шуравилин А. В., Кибека А. И. Мелиорация. Учебное пособие; ЭКСМОС - 2006. - 944 c.
