Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы наблюдается увеличение количества катастрофических паводков и, как следствие, вызванных ими разрушения » эрозий берегов водоемов. Одним из способов борьбы с паводками является строительство защитных сооружений на оврагах и малых водотоках. В ряде регионов России такие сооружения имеются, в том числе и на территории Самарской области. Однако около 30% напорных сооружений находятся в аварийном состоянии или разрушены. В связи с вышесказанным необходимо продолжить строительство защитных сооружений и своевременно проводить реконструкцию существующих плотин. Для возведения подобных сооружений используются как местные материалы (песок, камень, связанные грунты), так и привозные (цемент, битум, металл). Более надежны, чем грунтовые, бетонные плотины, среди которых экономичными являются плотины из укатанного малоцементного бетона.
К отдельному классу плотин из малоцементных укатанных бетонов относятся «жесткие насыпи», к которым предъявляются пониженные прочностные требования. В таких сооружениях можно использовать материал низкой прочности и возводить их на слабых грунтах. Плотину из крупнопористого бетона (КПБ) по своим шнструкгивно-технологическим свойствам можно классифицировать как «жесткую насыпь». Первый опыт применения крупнопористого бетона для создания плотины оказался неудачным, поскольку существующая крановая технология укладки 20-30-х годов являлась неэкономичной и трудозатратной. Неудачная конструкция противофильтрационного устройства (ПФУ) также повлияла на отказ от применения крупнопористого бетона в качестве материала для возведения плотины.
К настоящему времени разработано большое количество конструкций противофильтрационных устройств в дамбах / плотинах, но не проведено исследование по оценке влияния технологии возведения ПФУ на технологию создания всего сооружения, в том числе и плотины из крупнопористого бетона. Таким образом, актуальной является
разработка технологии возведения противофильтрационного устройства в плотине из КПБ.
Цель диссертационной работы. Целью диссертационной работы является разработка технологии возведения противофильтрационного устройства в плотине из крупнопористого бетона.
Основные задачи исследования. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
-
Анализ конструкции, технологии и опыта строительства плотин из малоцементного укатанного бетона и камня с ПФУ
-
Разработка технологии создания противофильтрационного устройства в сооружениях из крупнопористого бетона с учетом технологии возведения основного массива.
-
Разработка методики исследования по оценке влияния параметров материала ПФУ на технологические режимы его возведения и конструкцию противофильтрационного устройства при использовании усовершенствованной технологии.. ' : " '
-
Проведение модельных исследований по оценке влияния материала ПФУ на технологические режимы его создания.
-
Разработка практических рекомендаций по использованию созданной технологии возведения ПФУ и выявление ее эффективности.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Уточнена классификация противофильтрационных устройств по способу их создания.
-
Разработана новая технология создания противофильтрационного устройства в плотине из крупнопористых материалов - формированием в предыдущем слое ядра из литых материалов на битумной основе.
3 Получены, на основании модельных и натурных исследований,
данные влияния параметров материала ПФУ на технологические режимы
его создания и конструкцию.
4 Выявлена взаимосвязь технологии возведения ПФУ с технологией
возведения основного массива и разработаны рекомендации по возведению
ПФУ в плотине из крупнопористого бетона.
Личный вклад автора заключается в разработке новой технологии создания противофильтрационного устройства в плотине из крупнопористого бетона, методики проведення модельных исследований; в проведении эксперимента на физической модели и получении результатов, их анализе и обобщении, в том числе выявлении зависимости определения высоты слоя бетонирования с учетом глубины проникновения материала ПФУ в тело сооружения, определении толщины ядра, объема расходуемого материала. Кроме этого, на основе выполнения анализа конструкции и технологии создания ПФУ уточнена их классификация.
- Достоверность и обоснованность научных положений и выводов подтверждаются использованием современных теоретических и экспериментальных методов исследований, совпадением результатов опытов по определению высоты проникновения материала противофильтрационного устройства в тело сооружения на различных моделях, в том числе и на натурном фрагменте.
Практическая ценность работы:
1 Данные, полученные в исследованиях, позволяют выбрать и
разработать конструкцию и технологию возведения
противофильтрационного устройства и само сооружение.
2 Полученные математические выражения позволяют назначить
высоту слоя бетонирования основного массива в зависимости от глубины
проникновения материала противофильтрационного устройства в тело
сооружения, объемы расходуемого материала на создание ПФУ.
3 Даны рекомендации контроля качества работ при возведении
противофильтрационного устройства по разработанной технологии, которые
позволяют обеспечить его надежность.
Реализация работы. Результаты исследований внедрены на опытном блоке Новокуйбышевской ТЭЦ - 2 Самарской области, использованы ООО «Специализированное управление подводно-технических работ» при разработке проекта реконструкции гидроузла на р. М. Сульча, отделом капитального строительства ОАО «Вннтайский моторостроительный завод» при разработке конструкции и технологии возведения берегозащитного
сооружения, а также использовались в учебном процессе Самарского государственного архитектурно-строительного университета при проведении практических занятий со студентами, дипломного и курсового проектирования.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на вузовских, областных, российских и международных научно* технических конференциях:
- Международная научно-техническая конференция «Научные
проблемы энергетики возобновляемых источников» (Самара 2000 гг.);
- научно-практические конференции Ks 58, 59, 60, 61, 62, 63
«Исследования в области архитектуры, строительства и охраны
окружающей среды. Образование. Наука. Практика» (Самара, 2000-2006
г.);
Международная научно-техническая конференция «Гидротехника и гидроэнергетика: проблемы строительства, эксплуатации, экологии и подготовки специалистов» (Самара-Волгоград-Самара, 2002 г.);
VIII Международная конференция «Окружающая среда для нас и будущих поколений» (Самара - Астрахань - Самара, 2003 г.);
- MiKdzynarodowa konferencja naukowa II Okr№giy styi
Hydroenergetyki Wisia - Woiga. (Wiociawek, 2004 г.).
Публикации. Основные результаты и положения диссертации опубликованы в одиннадцати работах, из них результаты экспериментальных исследований отражены в четырех статьях. Результаты исследований использовались также при составлении отчетов по НИР, выпущено два отчета. Для ЗАО «Волгоспецстрой» разработаны рекомендации по проектированию и созданию противофильтрационного устройства в берегозащитных сооружениях из крупнопористого бетона.
Основные положення, выносимые на защиту:
1 Уточненная классификация противофильтрациокных устройств.
-
Технология создания противофильтрационного устройства в плотине из крупнопористого бетона.
-
Методика проведения исследований по оценке влияния
параметров материала ПФУ при использовании усовершенствованной технологии на его технологические режимы возведения и конструкцию.
4 Зависимость глубины проникновения материала
протнвофильтрационного устройства в крупнопористый бетон.
5 Результаты экспериментальных исследований по оценке влияния
параметров материала ПФУ при использовании усовершенствованной
технологии на технологические режимы его возведения и конструкцию
противофильтрационного устройства.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 155 страниц печатного текста, включая 51 рисунок и 38 таблиц.
