Технология ремонта водопропускных труб

Технология ремонта водопропускных труб на основе анкерного листа V-LOCK

Водопропускные трубы являются одной из самых многочисленных категорий искусственных сооружений на дорогах как регионального, так и федерального значения. Данные инженерные сооружения расположены в теле насыпи автомобильной или железной дороги и обеспечивают безопасный отвод воды, поступающей к земляному полотну. Благодаря водопропускным трубам, в системе дорожного водоотвода обеспечивается постоянный благоприятный влажностный режим грунтовых оснований дорожных одежд и предотвращается размыв дорожной насыпи.

В современном дорожном строительстве наибольшее распространение получили два типа водопропускных труб: изготавливаемые из гофрированного металла и железобетонные из сборных элементов. Для увеличения пропускной способности без повышения высоты насыпи устраивают многоочковые трубы из уложенных рядом небольших труб, что позволяет использовать конструкции диаметром до 3-х метров. В нашей стране существенная часть водопропускных труб представляет собой конструкцию из не скреплённых друг с другом железобетонных звеньев, чаще всего круглого сечения, диаметром до 3 метров, которые эксплуатируются в различных климатических условиях.

В процессе эксплуатации на сооружение оказывают воздействие статические и динамические нагрузки (от веса насыпи и проезжающего по дороге транспорта), а также перепады температур и непосредственно протекающие по трубе талая и дождевая вода, ручьи и мелкие реки. Всё это, а также геологический фактор (землетрясения, подвижки и вибрация грунта) или изначально неправильная установка трубы, приводят к неизбежному её разрушению. Этот процесс происходит также в периоды проведения капитального ремонта дороги, когда с участка над трубой снимается асфальтобетонное покрытие и тяжёлая техника перемещается непосредственно по гравийной подушке насыпи. Результатом являются снижение или частичная потеря несущей способности звеньями трубы.

Кроме того, с течением времени, установленные железобетонные секции водопропускной трубы имеют обыкновение под воздействием разного рода нагрузок смещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях, что приводит к образованию зазоров и перепадов между ними. Перепады уменьшают эффективное сечение трубы, снижая пропускную способность и приводя к заиливанию. В условиях паводка наличие зазоров между звеньями трубы приводит к значительным размывам, оставляя пустоты в насыпи, что чревато обрушением земляного полотна и дорожной одежды, а в такой ситуации нельзя говорить о возможности эксплуатации участка автомобильной дороги в целом.

Традиционным эффективным решением данной проблемы является разборка насыпи и демонтаж трубы с последующим возведением новой, однако этот метод требует разрушения вышележащего дорожного полотна. Кроме того, на трассах федерального значения для проведения подобных работ необходимо предварительно создать временный объезд, что также влечёт за собой значительные временные и материальные вложения.

Необходимость оптимизации затрат на ремонт и реконструкцию магистралей федерального и регионального значения подталкивает дорожные службы к использованию современных альтернативных методов восстановления искусственных сооружений. Одним из таких методов является гильзование — протяжка внутри ремонтируемой конструкции пластиковой или металлической трубы меньшего сечения. На первый взгляд такая технология кажется эффективной, однако весь функционал и конструктивная нагрузка, в конечном итоге, переходят к внутренней трубе, диаметр которой меньше проектного значения, что со временем может привести к деформации или даже размытию насыпи. Кроме того, пластиковая труба, используемая для гильзования, не имеет достаточной несущей способности и не может существенно укрепить восстанавливаемое сооружение.

Уменьшения сечения трубы можно избежать при применении другой технологии — ремонта методом «чулка» или полимерного рукава. Данный метод позволяет восстановить локальные сильно разрушенные участки сооружения и повторить существующий профиль конструкции, не снижая её внутренний диаметр. Тем не менее, такая технология не только является дорогостоящей, но и никак не влияет на несущую способность сооружения, а ведь именно снижение несущей способности водопропускной трубы на участке дороги является критическим фактором, приводящим к её разрушению.

Таким образом, ни один из вышеописанных способов не является оптимальным и в полной мере не решает задачу по эффективному, быстрому и малозатратному ремонту искусственных сооружений на дорогах.

Для устранения этой проблемы специалистами ГК «ТехПолимер» была разработана система ремонта водопропускных труб на основе анкерного листа V–LOCK для конструкций диаметром от 1.2 метра и более, размещённых в дорожных насыпях высотой более 2 метров. Технология заключается в восстановлении несущей способности конструкции методом бетонирования по несъемной полимерной опалубке.

Система ремонта водопропускных труб «ТехПолимер» состоит из нескольких этапов:

• Очистка внутренней поверхности водопропускной трубы
• Возведение арматурного каркаса (металлических направляющих и стеклопластиковой навивки)
• Установка и сварка анкерного листа V–LOCK
• Развёртывание пневматической опалубки
• Заливка раствора и омоноличивание конструкции
• Извлечение баллона высокого давления и оценка качества сварных соединений
• Контроль равномерности заполнения раствором
• Предлагаемая технология позволяет в сжатые сроки произвести ремонт водопропускной трубы без подготовки индивидуальной опалубки, обеспечивая проектируемый срок службы конструкции в рамках 4–5 лет с возможностью его увеличения после проведения обследования.

Мнение
канд.техн.наук, доцент кафедры «Проектирование дорог» ФГБОУ ВО «СибАДИ»
Левашов Григорий Михайлович

Сложно переоценить влияние системы дорожного водоотвода не только на транспортно-эксплуатационные качества автомобильной дороги, но и на обеспечение транспортной безопасности нашей страны в целом. Как и все искусственные объекты, она нуждается не только в правильной эксплуатации, но и в периодических и капитальных ремонтах. Как мы знаем, стоимость устройства водопропускных сооружений значительна и может составлять от 5% до 15% от стоимости строительства участка автомобильной дороги. Бесспорно, дорожная отрасль нуждается в современных технологиях ремонта железобетонных водопропускных сооружений, одной из которых является санация с помощью полимерного анкерного листа. Применение данной технологии позволяет обеспечить уменьшение сметной стоимости и сроков проведения работ, а также увеличить сроки эксплуатации железобетонных конструкций водопропускных труб круглого, прямоугольного и арочного сечений. Технологию ремонта водопропускных труб на основе анкерного листа V–LOCK можно оценить не только как наиболее экономичную, но и как самую перспективную инновацию для выполнения ремонтных работ подобного рода.

В сравнении с описанными ранее методами, система восстановления водопропускных труб «ТехПолимер» обладает рядом существенных преимуществ:

• Увеличение несущей способности. После проведения работ создаётся цельная труба, компенсирующая присутствующие в звеньях санируемой конструкции повреждения и распределяющая нагрузку с разрушенных звеньев на близлежащие. Трещины и оголённая арматура цементируются, что укрепляет сооружение и увеличивает срок его службы.
• Максимальное полезное сечение. Система лишь незначительно уменьшает диаметр водопропускной трубы, оставляя его в рамках требуемых проектных значений.
• Контролируемое заполнение раствором. В отличие от, например, гильзования, данный метод позволяет произвести проверку равномерности заполнения раствором пространства между опалубкой и санируемой трубой. Такой контроль качества важен, так как позволяет избежать образования пустот и увеличить надёжность конструкции.
• Устранение полостей в насыпи. Смещение железобетонных звеньев водопропускной трубы приводит к образованию зазоров между ними, через которые грунт может осыпаться внутрь сооружения, образуя в дорожной насыпи полости, снижающие её устойчивость. Система «ТехПолимер» обеспечивает заполнение данных полостей цементным раствором, что устраняет риск повреждения насыпи.
• Цена. Данная технология является наиболее экономически оправданной из всех, предлагаемых сегодня на рынке.

В заключение следует отметить, что необходимость повышать долговечность и надёжность существующих искусственных сооружений в дорожном строительстве является бесспорной. В частности качественный ремонт водопропускных труб способен значительно продлить срок безопасной эксплуатации искусственного сооружения, а выбор оптимального метода такой ремонта, например система санации с помощью анкерного листа V–LOCK, обеспечит технологическую и экономическую эффективность процесса.

Источник

Технология ремонта водопропускных труб

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Рекомендации по технологии ремонта водопропускных труб с использованием композиционных материалов

Recommendations about technology of repair of water throughput pipes with use of composite materials

Дата введения 2015

1 РАЗРАБОТАН ООО «ДорТехИнвест».

2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Росавтодора.

3 ИЗДАН распоряжением Федерального дорожного агентства от » «________ 2015 г. N _________.*

* См. ярлык «Примечания». — Примечание изготовителя базы данных.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

1 Область применения

1.1 Рекомендации по технологии ремонта водопропускных труб с использованием композиционных материалов используются на стадии ремонта и содержания водопропускных труб, при выборе технологии и способов распределения материалов, видов используемых материалов, способов организации работ, а также для контроля качества и проверки соответствия выполненных работ требованиям технических регламентов, нормативных документов и контрактной документации 15.

1.2 Рекомендации предполагают постоянное совершенствование технологий ремонта водопропускных труб с использованием композиционных материалов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы ссылки на следующие документы:

ГОСТ 9.010-80 Единая система защиты от коррозии и старения. Воздух сжатый для распыления лакокрасочных материалов. Технические требования и методы контроля

ГОСТ 9.708-83 Единая система защиты от коррозии и старения. Пластмассы. Методы испытаний на старение при воздействии естественных и искусственных климатических факторов

ГОСТ 12.0.004-90 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.3.005-75 Система стандартов безопасности труда. Работы окрасочные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация

ГОСТ 12.4.068-79 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты дерматологические. Классификация и общие требования

ГОСТ 4648-71 Пластмассы. Методы испытания на статический изгиб

ГОСТ 4647-80 Пластмассы. Метод определения ударной вязкости по Шарпи

ГОСТ 4650-80 Пластмассы. Методы определения водопоглощения

ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 9550-81 Пластмассы. Методы определения модуля упругости при растяжении, сжатии и изгибе

ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 11262-80 Пластмассы. Методы испытания на растяжение

ГОСТ 12020-72 Пластмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред

ГОСТ 15088-83 Пластмассы. Метод определения температуры размягчения термопластов по Вика

ГОСТ 15139-69 Пластмассы. Методы определения плотности (объемной массы)

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 15173-70 Пластмассы. Методы определения среднего коэффициента линейного теплового расширения

ГОСТ Р 52129-2003 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия

ГОСТ 16783-71 Пластмассы. Методы определения температуры хрупкости при сдавливании образца, сложенного петлей

ГОСТ 22266-94 Цементы сульфатостойкие. Технические условия

ГОСТ 25607-2009 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия

ГОСТ 26633-2012 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия.

ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава

ГОСТ 30244-94 Материалы строительные. Методы испытания на горючесть

ГОСТ 30247.0-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования

ГОСТ 30402-96 Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость

ГОСТ 30403-96 Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности

ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия

ГОСТ 31416-2009 Трубы и муфты хризотилцементные. Технические условия

ГОСТ Р 54553-2011 Резина и термопластичные эластомеры. Определение упругопрочностных свойств при растяжении

ГОСТ Р 54560-2011 Трубы и детали трубопроводов из реактопластов, армированных стекловолокном. Технические условия

3 Определения, обозначения и сокращения

В настоящих рекомендациях использованы следующие термины с соответствующими определениями, применяемые в дорожном хозяйстве.

3.1 безнапорный режим работы трубы: ламинарное течение воды при пропуске водного потока через трубу в водопропускном сооружении с гарантированным обеспечением исключения возникновения турбулентности при расчетном и максимальном расходах.

3.2 геосинтетические материалы: материалы из синтетических или природных полимеров, неорганических веществ, контактирующие с грунтом или другими средами, применяемые в строительстве.

3.3 геотекстильная арматура: тканые и нетканые полотнища из синтетических материалов, плоские и объемные решетки из синтетических лент, пластины из вспененных пластиков, используемые для армирования грунтовых сред.

3.4 композиционный материал: искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов с границей раздела между ними.

3.5 муфта: устройство, служащее для соединения труб.

3.6 оголовок трубы: крайний, замыкающий тело трубы элемент, удерживающий откос насыпи по концам трубы и обеспечивающий необходимые условия входа водного потока в трубу и выхода из нее.

3.7 полиэфирные смолы: полимеры, сополимеризованные из мономеров.

3.8 ремонт водопропускной трубы: комплекс технологических операций, целью которого является сохранение (восстановление) свойств трубы.

3.9 спиральновитые трубы кольцевого сечения из полиэтилена: полиэтиленовые трубы, изготовленные методом непрерывной шнековой экструзии полого профиля стенки трубы с последующей навивкой и его экструзионной сваркой на цилиндрической оправке.

3.10 стеклопластик: композиционный материал, состоящий из стеклянного наполнителя и синтетического полимерного связующего.

3.11 термореактивные полимеры (реактопласты): группа полимерных материалов, которые при нагревании не переходят в расплавленное состояние.

3.12 труба: инженерное сооружение, имеющее замкнутый кольцевой контур, укладываемое в тело насыпи автомобильной дороги для пропуска водного потока.

3.13 фибра: материал в виде тонких волокон или узких полос.

3.14 эластичная труба: труба, обладающая свойствами деформативности, изменяющая свою форму под воздействием различных нагрузок (транспортных, почвенных вод, мерзлоты, уплотнения грунта и т.п.).

3.15 эластомеры: полимеры (например, каучуки и резины на их основе), способные к большим обратимым высокоэластическим деформациям в широком диапазоне температур (от -60°С до 200°С).

3.16 физически сшитый пенополиэтилен (ФПП): пенополиэтилен, устойчивые молекулярные связи которого формируются импульсно-лучевым ускорителем, который потоком электронов упорядочивает и «скрепляет» молекулярную структуру материала.

4 Диагностика состояния эксплуатируемых водопропускных труб. Получение исходной информации для выбора технологии ремонта

4.1 При получении исходной информации для выбора технологии ремонта труб рекомендуется использовать [5, 9, 10, 18-21].

4.2 В процессе обследования труб производят осмотр внутренних и наружных поверхностей труб и оголовков; измерения вертикальных и горизонтальных диаметров круглых труб, высоты и ширины отверстий прямоугольных труб, замеры величин зазоров в швах между звеньями и между секциями фундаментов, взаимных вертикальных деформаций звеньев; выявление признаков заносимости труб грунтом и посторонним материалом; проверку положения оси трубы в плане.

4.3 При необходимости производят: замеры углов пересечения осей трубы с осью автомобильной дороги; съемку поперечников земляного полотна; осмотр укрепленных откосов конусов, подводящих и отводящих русел, а также примыкающих водоотводов; съемку планов и характерных сечений логов, проверку правильности гидравлической работы; выявление фильтрации воды через тело насыпи; выявление признаков пучинения грунта или наледеобразования.

4.4 При обследовании труб, построенных на вечномерзлых грунтах, выявляют наличие просадок, которые могут быть вызваны деградацией вечной мерзлоты.

4.5 При осмотре железобетонных, бетонных и каменных труб выявляют наличие трещин, сколов бетона, мест с недостаточной толщиной защитного слоя бетона, потеков в швах сопряжения звеньев, мокрых пятен на бетонных поверхностях и других дефектов. Измерение вертикальных и горизонтальных размеров отверстий производят выборочно (в первую очередь — в местах наличия горизонтальных трещин или раскрытий швов).

4.6 При осмотре металлических гофрированных труб устанавливают материал и состояние дополнительного покрытия и лотка; качество и состояние цинкового покрытия; изменение формы поперечного сечения; правильность выполнения стыков (полноту установки болтов, качество затяжки болтов и положение шайб); наличие местных повреждений металла. Измерение диаметров производят в точках, расположенных под осью дороги и на концах труб. Замеры величин зазоров в швах выполняют при обнаружении признаков растяжки трубы. У круглых труб замеры производят в уровне горизонтального диаметра, у прямоугольных — на середине высоты звеньев. В случаях выраженных осадок или растяжек звеньев замеры делают в уровне верха звеньев и по лотку. При обнаружении наклонов или отрыва оголовка фиксируют величины раскрытия шва в местах примыкания к звеньям и углы наклона. Растяжку труб выявляют путем измерения длины трубы между фиксированными точками.

4.7 Выявление признаков заносимости труб грунтом производят в период между паводками, обращают внимание на толщину наносов в углублениях.

4.8 При наличии сплошной толщи наносов обследуют состояние русла и его укреплений выше и ниже трубы, а также проверяют правильность отметок лотка на входе, посередине длины и на выходе трубы.

4.9 Трубы нивелируют по лотку. Данные нивелирования по «замку» круглых труб или посередине ригеля прямоугольных труб могут быть использованы для косвенной оценки профиля труб в случаях, когда непосредственная нивелировка звеньев по лотку затруднена.

4.10 Положение звеньев труб в плане фиксируют (у круглых труб — в уровне их горизонтального диаметра, у прямоугольных — посередине высоты звеньев) измерениями по рейке с уровнем относительно мерной проволоки, протянутой вдоль оси трубы по центрам первого и последнего звеньев, или горизонтальным нивелированием.

5 Рекомендации по выбору технологии ремонта водопропускных труб с применением композиционных материалов

5.1 На изменение параметров и накопление повреждений трубы оказывают влияние многие факторы различной природы: нагрузка грунта и рабочей среды, коррозия, перепады пропускной способности, подвижки грунта, изменение температуры окружающей среды, изменение расхода воды и другие факторы.

Источник