ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГРУНТОВЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
Основной состав работ во время эксплуатации грунтовых гидротехнических сооружений, как, впрочем, и других - осмотр состояния (визуальные наблюдения), содержание сооружений и контроль за надежностью с помощью приспособлений и КИА.
Осмотр состояния позволяет получить предварительное впечатление о работе сооружений и выполняется независимо от их классов. Его проводят в соответствии с инструкцией. При этом в журналах визуальных наблюдений зарисовывают, описывают дефекты, отклонения и нарушения, делают их схемы, эскизы и фотографии. Кроме того, указывают дату, место их нахождения, привязку, размеры, предположительные причины возникновения, принятые меры и предложения.
В процессе осмотра обращают внимание на последствия воздействия потока на сооружения и их элементы, фиксируя очаги фильтрации, обвалы, оплывы, осыпи, трещины, просадки, выпор, пучение, размывы, состояние креплений, ливнесбросной сети и т. д.
Возможны зарастание, заиление, засорение, разрушение, деформа-ция лотков, кюветов и водосбросных канав.
Иногда наблюдаются осадки обратных засыпок, пазух устоев, зон контакта грунтовых и бетонных частей сооружений.
При осмотрах проверяют состояние КИА, пикетов, марок, створных знаков и других приспособлений и устройств.
В условиях жаркого климата внимательно следят за состоянием швов, залитых битумными композициями или другими материалами, размягчающимися при высокой температуре.
Во время сильного ветра, бури, урагана и после них возможны вынос и разрушение уплотняющих материалов из швов крепления под воздействием волн, вынос гравийно-песчаной подготовки или грунта основания из-под одежды через щели и трещины, выход фильтрационного потока, образование промоин под облицовками й т. д. При штормовой погоде может быть перелив воды через гребень, если при назначении его отметки не были в должной мере учтены большие волны и нагон. При этом может разрушаться как гребень, так и низовой откос сооружения.
Выявленные дефекты и повреждения немедленно устраняют. Надлежащий уход за сооружениями частично определяет их долговечность. В процессе ухода за грунтовыми сооружениями ремонтируют крепления откосов, очищают от мусора ливнеотводные лотки и кюветы, поддерживают зеленый покров откосов в хорошем состоянии, ведут борьбу с землеройными грызунами, разрушая их ходы и уплотняя грунт в этих местах, своевременно окрашивают лестницы и ограждения, следят за освещением и т. д.
Инструментальные наблюдения проводят с целью определения характеристики фильтрации, вертикальных и горизонтальных перемещений, деформаций, напряженно-деформированного состояния.
Наблюдения за фильтрацией осуществляют с помощью пьезометров, показывающих уровень депрессионной поверхности фильтрационных вод в сооружении или в основании [17], и с помощью устройств, позволяющих определить расход фильтрационного потока, а иногда и его мутность. При устройстве пьезометров в качестве фильтрового материала начали широко применять геотекстиль (техническую ткань).
В скальных основаниях фильтровым материалом может быть один слой гравия толщиной 8...10 мм. Если по трещинам возможен вынос продуктов их заполнения, то устанавливают сетку из винипласта, стеклоткани и т. п. с отсыпкой фильтрового материала.
Пьезометры требуют систематического ухода и наблюдений. При необходимости их очищают от ила желонками, промывают под давлением 0,2...0,4 МПа или путем откачки воды из пьезометра, заменяют на новые [17].
Скорость фильтрации потока устанавливают путем пуска в пьезометры или в верхний бьеф перед понуром индикаторов и замера времени их появления в нижерасположенном пьезометре. Расход вычисляют обычными гидрометрическими способами.
Профильтровавшиеся воды подвергают химическому анализу и определяют состав их твердой фазы (мутность воды).
Наблюдения за перемещениями невысоких гидротехнических сооружений проводят с помощью геодезических приборов: реперов марок и створных знаков (рис. 10.1), знаков-указателей [29].
При измерении осадок оснований или отдельных слоев используют глубинные и телескопические марки [17].
Относительные деформации высоких плотин в любом направлении иногда определяют с помощью глубинных марок, состоящих из неэлектропроводных труб, уложенных в заданном направлении, вокруг которых в необходимых местах вмонтирован металлические пластины. При изменении положения этих пластин на несколько миллиметров зонд, проходящий внутри этих труб, подает электрический сигнал. Таким образом фиксируются горизонтальные подвижки.
Для измерения горизонтальных перемещений применяют такж инклинометр, основанный на принципе маятника, фотоустро натяжения струны.
Периодичность наблюдений за перемещениями тела плотин зависит от вида грунтов тела и основания, продолжительности эксплуатации, условий работы сооружения и др. Ориентировочно замеры осадок в первый год эксплуатации проводят два раза в месяц, а затем - один раз в квартал. После двух лет эксплуатации замеры выполняют весной и осенью, а при стабилизации осадок - один раз в год.
Если необходимо получить более точные данные, то используют дублирование приборов. Например, в Мексике в последние годы осадки ряда плотин измеряли инклинометрами и гидравлическими уровнями (плотины Джозе Морелос, Гваделупа, Нетруаотнойотль и др.).
Наблюдения за поровым давлением в маловодопроницаемых грунтах (противофильтрационных устройств, оснований и т. п.) в плотинах высотой более 25 м осуществляют с помощью пьезодинамометров струнного типа, двухтрубного точечного типа, гидравлического действия и др. [17].
В проекте грунтовой плотины гидроузла Теодорос (Кипр; плотина с ядром, напор 102 м) предусмотрены створы измерений параметров сооружения со следующими приборами: пьезометрами опускными - 31, напорными - 13; преобразователями порового давления - 20; марками поверхностными - 16, высотными - 19; инклинометрическими установками фирмы Телемак - 3; акустическими уровнемерами - 1; сейсмологическими акселерометрами - 8 и др.