Способ омоноличивания гидротехнических сооружений Советский патент 1983 года по МПК E02B3/16 

11 Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при омоноличивании масси&вых бетонных сооружений, возводимых с разрезкой временными (строительными) швами, при отрицательной температуре бетона. Известен способ омоноличивания .массивных гидротехнических сооружений, включакиций размец ние в шве иементаци шнЫх трубопроводов-, снабженных вь пуск:ными клапанами,№ нагревательных эпемен тов, разогрев шва и его цементацию f 1. Недостатками данного способа являются высокая трудоемкость электромонтажных работ и повышенная опасность работ по разогреву шва. Наиболее близким техническим решени ем к изобретению является способ омо- ноличивания гидротехнических сооружений включакщий размещение в шве цементационных трубопроводов с выпускными кла панами, подачу теплоносителя под давлением и нагнетание цементного раствора ,в трубопроводы 2. Недостатком известного способа является высокая длительность разогрева шва, объясняемая тем, что он начинается только после прогревания слоя бетона, отделяющего шов от цементационных трубопроводов. Вследствие ограниченйЬго давления подачи, не превьшающего давление срабатывания выпускных клапанов, теплоноситель не может выйти из трубопроводов в шов, а скорость, его движения в трубопроводах и, следовательно, интенсивность теплового потока, направляемого к шву через бетон, также являются ограниченными. Повышение температуры теплоносителя является недопустимым, так как при значительном температурном перепаде между теплоносителем и окружающим трубопровод бетсяоМ в последнем могут появиться значительные расгйгива-. юшие напряжения, вызывающие трещинообразование.. Целью изобретения является снижение трудоемкости работ, Поставленная цель достигается тем, что теплоноситель подают под давлением, превышающим давление срабатывания вб1- пускных клапанов, при этом по цементационным трубопроводам перюдически- пропускают электрический ток. Кроме того, подачу электрического тока ведут с перерывом на 1 ч после 4 ч его подачи. 24 На фиг. 1 изображен омоноличиваемый участок сооружения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Предлагаемый способ осуществляется следукидим образом. Участок сооружения, например, плотины со швом 1 между блоками 2 и 3, бетон которых имеет отрицательную температуру, подлежит омоноличиванию. В бетоне размещакЬг цементационные трубопроводы 4 .с выпускными клапанами 5, объединенные в цементационную систему, Участок шва 1 оконтурйвают уплотнением 6, предотвращающим вытекание раствора, В верхней части ограниченного участка шва 1 (карты цементации) устраивают дренажную штра 7. Для отогрева шва 1 в цемент1цион- ные трубопроводы 4 подают теплоноситель под давлением, вызывающим открытие выпускных клапанов 5, При этом интенсивность отоГрева бе тона определяется следующим образом, Растягиваклцие напряжения вследствие -температурньтх изменений можно оценить таким образом; Увеличение линейных размеров элемента при повышении его температуры на д-t равно: Atf oIcfAr, () де cL - коэффициент линейного расширения, С. Отсюда относительно деформации ( ё ) лементаv . (а) Исходя из закона Гука, можно опредеить растягивающие напряженияХСУЛ, возикающие на границах выделенного элеменаcy gErolA-tEK Ka, (а; - модуль упругости материала; К.- коэффициент, учитывающий степень заделки граней элемента; Ко коэффициент, учитывающий релаксацию напряжений, Принимая во внимание, что процесс тсгрева бетона непродолжигален (одинри дня), принимает К 1, При рассмотрении элементов плотины а большом расстоянии от ее основания ожно также принять ICj 1, Из формулы (З) можно определить аксимальную избыточную температуру пемента Допустимые растягивающие напряже(Г 25 ния для бетона составляют 5О -Krc/cW ; oL Е 2,5 4О V/ Тогда Д, ,o- r 2fsV-- - Q° На каждый момент времени процесс температуропроводности в материале мож но считагь стационарным и величину тепловото потока можно оценить; по v .Г &т 1 коэффициент теплопровод ности (f - тогашна слоя;. A-t-T-To - перепад температур; коэффициент аппроксимаши. Подставляя biT из (4) в (5), получи:М допустимый тепловсй поток на грани полуплоскости, при котсфсм растягиваю- щйё напряжения в материале не превышают допустимых Л - ЛЕКс, Для бетона o6 l6--::; Еч2,5« 1О кг етона ct.i . . 5 Т- -i ycMi А 1 Вт/м; Ка 1, принимаем tf 0,05-0,1 м, тсяда -() ЮО-400ЬТм. 10-5- 2, foo) Таким образом, интенсивность отогрева бетона принимают равной 100 4ОО Вт/м. Если в трубопроводах 4 имеются ледя ные пробки, их удаляют, прогревая трубо проводы 4 электрическим током, который подают по проводникам 8, присоединяемым к выведенным Из бетона концшл tpy6onpo водов 4. Теплоноситель, циркулируя по Tjy6onp водам 4 цементационной системы, отогревает бетон блока 2 в зоне, првшетающей к шву 1, Теплоноситель, выходящий из выпускных клапанов 5 в полость шва 1, продвигается к дренажнс штрабе 7, прогревая стенки шва 1 и способствуя удалению из него льда. (Стрелками на 4юг 1 и 2 показано направление даижения теплоносителя в трубопроводах 4 це ментационной системь и щве 1|. При этом для повышения равнсялернос ти отсмгрева бетона электрический той И теплоноситель целесообразно пропускать периодически, например, с перерывом на 1 ч после 4 ч разогрева. Обоснование.длительности перерывов в прогреве.. Полное количество тепла, переданное ., через нагреваемую поверхность материала, для полуограниченной полуплоскосте равно:V QV. X2 гдеЦг - температуропроводность, м /с; 2- плотность, кг/м ; f -. удельная теплоемкость, Дж/(Кг. С). Количество тепла Q,, которое переходит от полуограниченного тела через площ&дь F. равно: ToF, (i) откуда Qo Для обеспечения интенсивного отогрева примем услоИ1е, чтобы количество Поскупающего тепла в бётоц бьшо в два раза больше того количества тепла, которое выходит из бетона при перерыве в прогреве, т.е. ., Тогда ТГ, .e. время прогрева должно быть в четыре раза больше перерыва в прогреве, наприм, перерыв 1 ч после 4 ч прогрева. Перерывы в прогреве необходимы для уменьшения тепловых градиентов в бетоне, а следовательно, и для уменьшения температурных напряжений в нем. Вследс 1Вие того, что теплоноси гепъ в шов выходит через точечные выпускные клапаны, наиболее интенсивный отогрев бетона у шва будет происходить в непо средртвенной близости от них. Для более равномернио отогрева по теплоносителю также целесообразно пропускать . электрический ток, например, подсоединив источник электроэнергии к выводам 8 цементацйоннь1х труб и воздухоотводаштрабе 7, В этс случае электрический ток будет проходить в основном по зонам теплоносителя с меньшей температурой, т. е, по зонам, где сопротивление наименьшее, и дополнительно нагревать его. Это ускорит и сделает его более .равн Яъ{ерным по площади шва. Принимая из условий безопасности на-, пряжение прогрева 36 В, а интенсивность теплового потока 1ОО-4ОО Вт/м, опреS10депяем требуемое сопротивление тепяоносйтепя:iл- , 00 (f . ТГ 36 ,; откуда (f%i«- . Таким обрааоМ| при conpotimneHmi теп лоносителя в шве (6-2) Ом и при напряж нин питания 36 В будет обеспечиваться прогрев бетона с интенсивностью 100400 6т/м. 24 После окончания прогрева теплоноси- тепь удаляют из трубопроводов 4 и шва 1 и npo)i3Bo;u T их промывку горячей водой до полного удаления осадка твердой фазы теплоносителя. Затем наг)1ет1ают пементный раствор через трубопроводы 4 с вылогскными клапанами 5 в отогретый участок шва 1. Использование изобретения позволяет ум аьшить длительность прогрева шва, увеличить равномерность прогрева, снизить трудозатраты и стоимость работ по омойоличиванию плотины, получить аконо мический эффект 132 тыс. руб.

1. СПОСОБ ОМОНОЛИЧИВАНИЯ гаЛФОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ, включающий размещение в шве цементационных трубопроводов с выпускными клапанами, подачу теплоносителя под давлением.и нагнетание цементного раствора в трубопроводы, отличающийся тем, что, С целью снижения трудоемкЬсти работ, теплоноситель подают под давлением, превышающим давленйе срабатывания выпускных клапанов, при эт(л по цементационным труботроводам периодически пропускают электрический ток. 2. Способ по п. 1, отличающий с ;я тем, что подачу электрического тока ведут с перерывом на 1 ч после 4 ч его подачи.

, , J , F .

. V . Л « е , , .

;. r-.v-.. V- --:..:-г --4.

Vk

4V/

/;. iv уу.с- .-. у.-.

ЦлЛ . . t vja

5fc

fev Ari%VJ . л

А:4

/