Способ омоноличивания гидротехнических сооружений

 

1. СПОСОБ ОМОНОЛИЧИВАНИЯ гаЛФОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ , включающий размещение в шве цементационных трубопроводов с выпускными клапанами, подачу теплоносителя под давлением.и нагнетание цементного раствора в трубопроводы, отличающийся тем, что, С целью снижения трудоемкЬсти работ, теплоноситель подают под давлением, превышающим давленйе срабатывания выпускных клапанов, при эт(л по цементационным труботроводам периодически пропускают электрический ток. 2. Способ по п. 1, отличающий с ;я тем, что подачу электрического тока ведут с перерывом на 1 ч после 4 ч его подачи.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

S(59 Е 02 В 3/16..

Д

11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ::, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21} 3357673/29-15 (22} 10,09,81 (46) 07.07.83. Бюл, М 25 (72) Э, С. Аргал и В. М. Королев, (7 1) Специализированный проектно-изыскательский и экспериментально-конструкторский институт ."Гидроспецпроект" (53) 678.742 (088.8) (56) 1. Адамович А. H. Закрепление грунтов и противофильтрационные аавесы.

М., "Энергия, 1980, с. 300.

2. Авторское свидетельство СССР

М 653327, кл, Е 02 В 3/16, 1977. (54)(57) 1. СПОСОБ ОМОНОЛИЧИВАНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕб

„„SU„„.102 324 А и

НИЙ, включающий размещение в шве цементационных трубопроводов с выпускны- ми клапанами, подачу теплоносителя под давлением.и нагнетание. цементного раствора в трубопроводы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения трудоемкбсти работ, теплоноситель пода- ют под давлением, превышающим давление срабатывания выпускных клапанов, при этом по цементационным трубопроводам периодически пропускают электрический ток.

2, Способ по и. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что подачу электрического тока ведут с перерывом на 1 ч после

4 ч его подачи.

1 1027

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть испопьзовано при омонопичивании. массивных бетонных сооружений, возводимых с разрезкой временными (строитепьными) 5 швами, при отрицатепьной температуре бетона, Известен способ омонопичивакия,мас сивных гидротехнических сооруженяй, вкпючакиций раэмещение в шве цементаци-. О

,!О онных трубопроводов; снабженных выпуск-

;нымикпапанами,и(нагревательных эпемен- тм, разогрев шва и его цементацию fl), Недостатками данного способа являются высокая трудоемкость электромонтажных работ и повышенная опасность работ по разогреву шва.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ омонопичивания гидротехнических сооружений,, 20 включающий размещение в шве цемента» : циоиных трубопроводов с выпускными клапанами, подачу теплоносителя под давпекием И нагнетание цементного раствора

;в трубопроводы (2).

Недостатком известного способа является высокая дпитепьность разогрева шва, объясняемая тем, что он начинается только после прогревания слоя бетона, отделяющего шов от цементационных тру- 30 бопроводов. Вследствие ограниченйЬго давления подачи, не превышающего давление срабатывания выпускных кпапанов, теппоноситепь не может выйти из трубопроводов в шов, а скорость. его движения 35 в трубопроводах и, следовательно, интенсивность теплового потока, направпяемого к шву через бетон, .также являются ограниченными. Повышение температуры теппоносителя является недопустимым, 4О так как при значительном температурном перепаде между тепноноситепем и окружающим трубопровод бетоном в последнем могут появиться значительные растягива юшие напряжения, вызывающие трещино- 45 образование.

324

6= "-d.ь1. (т)

Ь(Исходя из закона Гука, можно определить растягивающие напряжения (О 3, возникающие на границах выделенного эпемен« та

e=- E K = А А.ь е к„ка, (3) где ) - модуль упругости материала;

К - коэффициент, учитывающий степень заделки граней элемента;

К - коэффициент, учитывающий релаксацию напряжений, Принимая во внимание, что процесс

I отогрева бетона непроцолжителен (одинтри дкя), принимаем К = 1.

При рассмотрении элементов плотины ка бопьшом расстоянии от ее основания можно также принять К4 = 1.

Из формулы (Э) можно определить максимальную избыточную температуру зпемекта

М= — (4)

4.E, Целью изобретения является снижение трудоемкости работ.

Поставленная цель достигается тем, . 5О что теплоноситепь подают под давпением, превышающим давление срабатывания выпускных клапанов, при этом по цементационным трубопроводам периодически- пропускают электрический ток.

Кроме того, подачу электрического то ка ведут с перерывом на 1 ч после 4 ч

его подачи.

На фиг. 1 изображен омонопичиваемый участок сооружения; на фиг. 2 - раз- . рез А-А иа фиг. 1.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образ.ом.

Участок сооружения, например, плотины со швом 1 между блоками 2 и 3, бетон которых имеет отрицательную температуру, подлежит омонопичиванию, В бетоне размещают цементационные трубопроводы 4,с выпускными кпапанами 5> объединенные в цементационную систему, Участок шва 1 оконтуривают уплотнением 6, предотвращающим вытекание раствора. В верхней части ограниченного участка шва 1 (карты цементации) устраивают дренажную штрабу 7, Дпя отогрева шва 1 в цемент ционные трубопроводы 4 подают теппоноситепь под давпением, вызывающим открытие выпускных клапанов 5.

При этом интенсивность отогрева бе тона определяется следующим образом.

Растягивающие напряжения вспедатвие .температурных изменений можно оценить таким образом:

Увепичение линейных размеров элемента при повышении его температуры на Д равно: ь&а д к; р) где oL — коэффициент линейного расширения, С, Отсюда относительно деформации (Я ) элемента

3 10273

Допустимые растягиваюшие напряжения для бетона составляют / =25

50 кгс/смК с = 10; E-"2,5 10 кс/см, На каждйй момент времени процесс температуропроводносж в материале можно считать стационарным и величину теплового потока можно оценить по формуле

9=, " И) 0

3. откуда

Чо о

Для обеспечения интенсивного огогрева примем условие, чтобы количество по° ступающего тепла в бетон было в два ра.за больше того количества тепла, которое выходит. из бетона при перерыве в прогреве, т.е. 0 = 2.

Тогда С = 4То,т.е. время прогрева должно быть в четыре раза больше перерыва в прогреве, например, перерыв 1 ч после 4 ч прогрева.

Перерывы в прогреве необходимы для уменьшения тепловых градиентов в бетоне, а следовательно, и для уменьшения температурных напряжений в нем.

Вследствие того, что теплоноситель в

:шов выходит через точечные выпускные клапаны, наиболее интенсивный отогрев бетона у шва будет происходить в непо- средзтвеиной бпиэости от них. для более равномерного отогрева по тепионосителю также целесообразно пропускать электрический ток, например, подсоединив источник электроэнергии к выводам

8 цементационных труб и воэдухоотводаштрабе 7. В этом случае электрический ток будет проходить в основном по зонам теплоносителя с меньшей температурой, т. е. по зонам, где сопротивление наименьшее, и допсанительно нагревать его. Это ускорит и сделает его более ..равномерным по плошади шва. 2. или р = — 1Д,К g > (о)

9 д

ГЬт 1 15 где g(- коэффициент теплопровод м гро ности

d - толшина слоя;

М=Т-То - перепад температур;

Кц - коэффициент аппроксимации.

Подставляя йьТ из (4) в (5), получим допустимый тепловой поток на грани полуплоскости, при котором растягиваю= шие напряжения в материале йе превышают о стимых

/1-, 9 ю

Ц

- 4 я бетона С(, 10 —; Е2,5 10 кгс/ /см; А = 1 Втlм; Ка = 1, принимаем З0 д - 0,05-0,1 м, тогда

gp-400 Ьтм

% о-5.2,q. о5+05- оо)

Таким обраэак, интенсивность отогре=* З5 ва бетона принимают равной 100

400 Вт/м .

Если в трубопроводах 4 имеклся ледя1 ные пробки, ик удаляют, прогревая трубо-, проводы 4 электрическим током, который

40 подают по проводникам 8, присоединяемым к выведенным иэ бетона концам трубопроводов 4.

Теплоноситель, цириулируя по трубопро-.

45 водам 4 цементационной системы, отогревает бетон блока 2 в зоне, прилегающей к шву 1, Тевьоноситель, выходящий из выпускных клапанов 5 в нопость шва

1, продвигается к дренажной штрабе 7, прогревая стенки шва 1 и способствуя удалению из него льда. (Стрелками на фиг. I è 2 показано направление движения теплоносителя в трубопроводах 4 ае-. ментационной системы и шве Ц. 55

При этом для повышения равномерности отогрева бетона электрический ток И . тейлоноситель целесообразно пропускать

24 4 периодически, например, с перерывоь на

1 ч после 4 ч разогрева.

Обоснование длительности перерывов в прогреве.

Полное количество тепла, переданное ., через нагреваемую поверхность материала, для полуограниченной полуплоскосж равно:

/ я„= 9 È ьт4 и,(3)

2 гдето"- -- температуропроводность, м /c; — плотность, кг/м ;

С вЂ, удельная теплоемкость, Дж/(Кг ° С) .

Количество тепла Q, которое переходит от полуограниченного тела через площадь F равно:

g =- — - /1СУ 1/ 0, T,F, (2) Принимая из условий безопасности на-. пряжение прогрева 36 В, а интенсивность теплового потока 100-400 Вт/м, опреS 1027324 деляем требуемое сопротивление теплоносителя3 „Й 100 -400 (6-47)д

U Ъ6 откуда рр = — - — = (6- й) Ом ° (6- Ф)Д. Таким образом, при сопротивлении теплоносителя s шве (6-2) Ом и при напражении питания 36 В будет обеснечиваться nporpes бетона с интенсивностью 100400 Вт/м, После окончания прогрева теплоноси. тель удаляют иэ трубопроводов 4 и шва

4, и производят их промывку горячей водой до пшного удаления осадка Ыьердой фазы теплоносителя. Затем нагнетают пементный раствор через трубопроводы 4 с выпускными- клапанами 5 в отогретьтй участок шва 1.

Использование изобретения позволяет

1О уменьшить длительность прогрева шва, увеличить равномерность прогрева, снизить трудозатраты и стоимость работ по омонолишванию плотины, получить экономический аффект 132 тыс. руб.

Составитель М. Моргунова

Редактор A. Шандор Техред A.Áàáèíeà / Корректор д, Макаренко

Заказ 4691/34 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

118035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.,4/8, Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4