ПОПОЛНЕНИЕ ПОЛОСТИ ШПОНОК АСФАЛЬТОВОЙ МАСТИКОЙ

Надежная работа асфальтовых шпонок может быть обеспечена только в том случае, если в них давление со стороны асфальтового материала несколько превышает внешнее гидростатическое давление. Вместе с тем избыточное внутреннее давление может привести к разрушению ограждающих устройств шпонки. Регулирование давления внутри полости шпонки можно обеспечить своевременным наполнением ее мастикой при расхождении температурного шва пли удалением части асфальтового материала при его схождении. В период эксплуатации сооружения возможны некоторые утечки асфальтовой-мастики. Это также требует пополнения мастикой полости шпонки. Чем меньше вязкость битума, на котором приготовлена мастика, тем легче может быть обеспечено регулирование давления в шпонке.

В этом отношении большой интерес представляет устройство автоматического регулирования уровня асфальтовой мастики в шпонках на водосливной плотине Кегумской ГЭС, где уплотнением температурного шва служит асфальтовая шпонка круглого сечения диаметром 15 см, заполненная асфальтовой мастикой на битуме, приближающейся по своим реологическим характеристикам к битуму марки БН-Т. Надежность работы асфальтовых шпонок обеспечивается здесь путем пополнения или удаления излишней мастики автоматическими устройствами, которые применены впервые в практике гидротехнического строительства.

Указанное устройство состоит из компрессорной установки, воздухопроводяшей сети и питательной колонки для автоматического регулирования давления, подачи асфальтовой мастики в шпонку и приема вытекающей из нее мастики.

Во время эксплуатации, при расширении температурного шва это устройство обеспечивает непрерывное пополнение полости шпонки асфальтовым материалом и создает в ней необходимое давление; при схождении шва асфальтовая мастика вытесняется из полости шпонки и поступает в указанную колонну. При утечке асфальтового материала из шпонки, так же как и при расхождении шва, давление в колонке падает и она автоматически подключается к воздухоподводящей сети, в результате чего давление восстанавливается и асфальтовая мастика подается в шпонку. При схождении температурного шва асфальтовая мастика вытесняется в колонку; при переполнении колонки, вследствие превышения давления в ней над внешним, открывается предохранительный клапан и избыток мастики вытесняется наружу.

Указанное автоматическое устройство по регулированию давления в асфальтовых шпонках требует специальных асфальтовых мастик. Данное устройство применимо для замкнутых или кольцевых уплотняющих шпонок в температурных швах, где затруднена наружная установка по регулированию давления.

Как показывает опыт эксплуатации и строительства некоторых гидроэлектростанций (ГЗС Янискоски), надежное уплотнение строительных швов особо ответственных элементов гидросооружений (железобетонные спиральные камеры, турбинные водоводы) может быть обеспечено при помощи кольцевых (замкнутых) уплотняющих шпонок.

Регулирование давления в таких шпонках может быть достигнуто более простыми устройствами. Одним из таких устройств может являться небольших размеров резервуар с запасом мастики, расположенный в хорошо отепленном помещении и на отметках, несколько превышающих наивысший уровень верхнего бьефа. Наличие такого резервуара может обеспечить автоматическую подачу в шпонку и удаление из нее асфальтовой мастики. Сообщение резервуара с полостью шпонки в этом случае должно осуществляться при помощи напорногб трубопровода. Наиболее простое соединение такого трубопровода с полостью шпонки может быть обеспечено при шпонке круглого сечения. Для обеспечения необходимой подвижности асфальтового материала резервуар с запасом мастики должен быть расположен в хорошо отепленном помещении.

При незамкнутых вертикальных шпонках регулирование давления может быть обеспечено при помощи напорных шахт, соединенных с полостями шпонок. Площадь сечения этих шахт должна быть больше, чем площадь сечения шпонок, верх таких шахт должен быть выше наивысшего уровня воды в верхнем бьефе. При такой схеме напорные шахты должны иметь надежный обогрев мастики.

Несколько иная схема принята для пополнения шпонок асфальтовой мастикой в осадочных швах плотины и здания Боткинской ГЭС.

Для пополнения мастикой замкнутых асфальтовых шпонок (являющихся внутренними уплотнениями в пределах узкой части осадочного шва) в галереях подводной части плотины и здания ГЭС и горизонтальных шпонок на границе узкой и расширенной части швов предусмотрена установка специальных труб подпитки диаметром 15-20 см. Устья труб для подпитки выведены на отметки мостов (плотины) и пола машинного зала здания ГЗС. В трубах подпитки предусмотрена система электронагрева для мастики, подающейся для заполнения полости контурных шпонок. При такой системе в случае обрыва в цепи электродов в трубах подпитки заполнение мастикой шахты шпонки вокруг галереи невозможно.

Заполнение шахты шпонки Мамаканской плотины производилось асфальтовой мастикой до укладки бетона вышележащего яруса. Проектный состав мастики: битум БН-Ш - 35%, минеральный порошкообразный заполнитель (известковая мука, зола ТЭЦ и другие материалы) - 60%, коротковолокнистый асбест (№ 7-8) - 5%. Фактически же заполнителем является цемент, потерявший активность.

А.Б. Гаджиев, Деформационные швы гидротехнических сооружений, Л., Энергия, 1975