ЭКСПЛУАТАЦИЯ БЕТОННЫХ СООРУЖЕНИЙ
Бетонные сооружения систематически осматривают, выявляя трещины, потеки, налеты и напластования предметов выщелачивания, раковины, пустоты, отслаивания бетона, обнажение арматуры и т. п. Поверхности бетонных сооружений, находящиеся в зоне переменных уровней, осматривают в период пониженных уровней воды летом с лодки.
Во время наполнения водохранилища и в первый год эксплуатации общий осмотр сооружений осуществляют ежедневно, в последующие
В бетонных сооружениях поверхностью марки размещают на всех секциях береговых устоев и плотины, чтобы можно было оценить осадку сооружения в пространстве, то есть в направлениях оси сооружения и движения потока. На высоких плотинах марки заделывают в бетон низовой грани, ближайшей к основанию незатопляемои смотровой галереи (по одной марке у краев). Кроме того, марки устанавливают в поперечных галереях через 8...10 м на границах межстолбчатых швов [30].
В плотинах, имеющих галереи со стабильной температурой, для измерения перемещений применяют гидростатический нивелир. Прибор представляет собой два сообщающихся сосуда, наполненных водой. По уровню воды судят о вертикальных перемещениях.
В период возведения плотины наблюдения за перемещениями проводят не реже двух раз в месяц; в период наполнения водохранилища - ежедневно; в первые годы эксплуатации - два раза в год; в последующие годы в процессе затухания осадок - один раз в год.
Нивелирование, проверку приборов и реек, а также ведение записей и обработку результатов выполняют в соответствии с руководством [44].
Для измерения относительных горизонтальных перемещений бетонных плотин используют прямые или обратные отвесы. Прямой отвес (рис. 10.2, а) представляет собой обычный отвес с точкой подвеса в верхней части плотины, в середине или в основании в зависимости от высоты плотины или целей измерения перемещений. Прикрепленный в нижней части груз обычно помещают в емкость, наполненную жидкостью для обеспечения демпфирования (успокоения) колебаний. Размещают отвесы в вертикальных шахтах или специально смонтированных трубах. С помощью координатомера, размещенного над грузом, измеряют перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В однотипных секциях и геологических условиях отвесы располагают примерно через 100 м. В плотинах на нескальном основании прямые отвесы устанавливают через 2...4 секции.
Обратный отвес (рис. 10.2, б) представляет собой натянутую нить, внизу закрепленную с помощью якоря, а вверху поддерживаемую и натягиваемую кольцевым поплавком, погруженным в бак с жидкостью. Якорь омоноличивают в забое скважины. Координатомер в обратном отвесе располагается несколько ниже бака с поплавком. Обратный отвес по своим возможностям более универсальный прибор, так как им одним можно определять перемещения гребня плотины относительно; заданной точки основания и подошвы плотины; точки закрепления якоря отвеса. Зачастую одновременно предусматривают устройство прямых и обратных отвесов (рис. 10.2, в).
Значения горизонтальных перемещений отдельных секций находят с помощью натянутой в смотровой галерее нити, закрепленной в крайних секциях. Смещения определяют по маркам, установленным на секциях плотины, относительно нити.
Углы наклонов гидротехнических сооружений или их элементов измеряют с помощью нивелирования марок, размещенных на напорной и низовой гранях сооружения.
Наблюдения за трещинами в зависимости от их характера, опасности развития, местоположения, размеров проводят: визуально; с помощью маяков из гипса, алебастра, цементного раствора, оргстекла, металла. Степень раскрытия швов обычно измеряют щелемерами. Их подразделяют на склоскостные и пространственные (рис. 10.3), а также на закладные и накладные.
Щелемеры подразделяются на плоскостные и пространственные (рис. 10.3), а также на закладные и накладные.
Прочность построенных бетонных, железобетонных и металлических сооружений определяют различными методами: разрушающими и неразрушающими [17]. Наибольшее распространение нашли вторые.
К неразрушающим методам относятся: ультразвуковые (ультразвуковой, резонансный, поверхностной волны); радиационные (нейтронные, гамма-излучение); электромагнитные (поглощения света высокой частоты, волн, электромагнитной индукции). Ультразвуковой метод нашел наибольшее распространение. Конструкции приборов приведены в работе [17].
Для определения напряженно-деформированного состояния сооружений в основном применяют два способа: тензометрический и непосредственное измерение напряжений с помощью закладных датчиков. Методика их размещения, монтажа и выполняемых при этом наблюдений изложена в работах [17,40].
Для телеизмерения статических относительных деформаций бетона, скалы и металлических сооружений служит прибор ПЛДС - преобразователь линейных деформаций струнный. При появлении деформаций в бетоне натяжение струны изменяется и частота ее колебания при выводе их равновесия электрическим сигналом становится другой. Это фиксируется регистрирующим прибором. По такому принципу работает большое число приборов, используемых для измерения местных перемещений, сил в арматуре, давлений, температуры и др.
При обнаружении фильтрации через бетон расходы определяют одним из следующих методов: путем наложения на очаг фильтрации щита с влагопоглощающим материалам (вата и т. п.) на некоторое время с последующим взвешиванием объемным способом; путем откачки или нагнетания воды через специально пробуренные скважины (в подводных и подземных частях сооружения и др.). Применяют также метод выбуривания керна и определения удельного водопоглощения.
Противодавление на подошву сооружения контролируют точечными пьезометрами.
При эксплуатации водопропускных сооружений ежегодно проводят обследование нижнего бьефа сооружений с обязательным снятием рельефа воронки местного размыва.
За водосбросными сооружениями с высокоскоростными потоками следят не только визуально, но и с помощью КИА. При этом натурные исследования проводят комплексно, то есть оценивают процесс взаимосвязи потока с элементами водосброса и сооружений в целом, обращая большое внимание на гидравлику, гидродинамику, кавитацию, вибрацию и др. Для этой цели разработан комплекс соответствующих преобразователей и аппаратуры, позволяющей вести автоматизированный процесс [30, 40].
Один из особо важных вопросов эксплуатации водосбросов - маневрирование затворами. Степень открытия пролетов должна не допускать сбой течений в зоне рисбермы и.за ее пределами, а также исключать недопустимые неравномерности распределения скоростей и удельных расходов. Порядок маневрирования затворами зависит от ряда факторов: конструктивных особенностей устройств нижнего бьефа, расходов воды, конструкции затворов, специфики работы гидротехнических сооружений, примыкающих к водосбросной плотине, решаемых задач, состояния крепления, конфигурации отводящего русла и т. д. [17].
