Способ омоноличивания гидротехнического сооружения и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E02B3/16 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при омоноличивании гидротехнических сооружений преимущественно с малым раскрытием швов.

Цель изобретения - повышение качества работ и снижение затрат.

На фиг.1 приведена схема устройства, реализующего способ омоноличивания гидротехнических сооружений с малым раскрытием швов при наличии негерметичности швов; на фиг.2 - принципиальная схема гидродинамического сумматора.

Устройство включает емкости 1, 2 и 3 для приготовления цементного раствора. Соответственно в емкости 1 находится цемент, в емкости 2 - вода и в емкости 3

пластификатор (поверхностно-активное вещества - ПАВ) Емкости 1, 2, 3 соединены с дозаторами 4 соответственно цемента, воды и ПАВ,расположенными над смесителем 5 для приготовления цементного раствора, который соединен с насосом б, снабженным регулятором давления 7 и контрольно-измерительной аппаратурой 8, например манометром. Устройство снабжено дополнительными смесителями 9 и 10, соединенными с ними насосами 11 и 12 с регуляторами давления и гидродинамическими диспергаторами 13 и 14, расположенными в дополнительных смесителях 9 и 10, причем перед диспегатором 13 установлен фильтр 15.

V|

сл

00

I

Кроме того, в устройство входит емкость 16 с коагулянтом требуемой концентрации, соединенная с насосом 17 и регулятором давления.

Насосы 12 и 17 соединены в одну технологическую линию через гидродинамический сумматор 18 (фиг.2).

Способ ономоличивания гидротехнических сооружений в малым раскрытием швов осуществляют следующим образом.

В области строительных швов 19, ограниченных уплотненйе м 20, монтируют подающую систему 21 с выпусками 22 и нагнетают через них в швы цементный раствор. При этом цементный раствор приготавливают в устройстве, изображенном на фиг. 1.

Цемент, воду и пластификатор из емкостей 1,2 и 3 через соответствующие дозаторы 4 подают в смеситель 5, при этом пластификатора подается только часть от требуемого количества, после чего при помощи насоса 6 нагнетают цементный раствор через фильтр 15 и пропускают его через гидродинамический диспергатор 13 в смесителе 9. После одного цикла обработки в гидродинамическом диспергаторе цементный раствор с частью требуемого пластификатора подается насосом 11 в смеситель 10.

Перед производством омоноличивания гидротехнических сооружений с малым раскрытием швов в смеситель 10 подают из емкости 3 через дозатор 4 оставшуюся от требуемого количества часть пластификатора и насосом 12 пропускают цементный раствор через гидродинамический диспергатор 14. Готовый цементный раствор насосом 12 закачивается через гидродинамический сумматор 18 (фиг.2) в шов с малым раскрытием.

Исследования влияния поверхностно- активных пластифицирующих добавок на свойства диспергированных растворов показали, что оптимальное количество вводимых добавок составляет 0,05-0,25% от веса цемента. При этом они должны вводиться в раствор перед его диспергированием сразу или дробно: перед каждым проходом рас- твор а через диспергатор, при этом разовая величина вводимой добавки определяется делением всего количества добавки на необходимое число проходов через диспергатор, определяемое требуемыми свойствами раствора при омоколичивании.

Если уплотнение 20 не обеспечивает герметичность шва с малым раскрытием 19, в диспергированный с пластификатором цементный раствор подают из емкости 16 насосом М коагулянт через сумматор 18, при этом сохраняется синхронное для обоих насосов 12 и 17 давление нагнетания е шов с малым раскрытием (3,0-4,0 МПа)

При этом диспергированный с пластификатором цементный раствор поступает в

гидродинамический сумматор 18 (фиг.2) например, через напорный патрубок 23, тогда коагулянт - через напорный патрубок 24, подпружиненные шары 25 внутри корпуса 26 под давлением цементного раствора и

0 коагулянта отходят по направляющей обойме 27 от эластичных седел 28, сжимая пружину 29 и смесь диспергированного с пластификатором цементного раствора с коагулянтом через напорный патрубок 30

5 поступает в шов с малым раскрытием Давление нагнетания в шов фиксируется манометром, установленным на предохранителе 31, холостые пропуски и промывка гидродинамического сумматора осуществляется че0 рез патрубок 32.

При устранении негерметичности шва (кольматации течи цементно-коагулянтным раствором) нагнетание коагулянта насосом 17 прекращается, подпружиненный шар

5 прижимается к эластичному седлу напорного патрубка 24, после чего продолжается нагнетание только диспергированного с пластификатором цементного раствора - через подпружиненный шар к напорному

0 патрубку 23 гидродинамического сумматора в шов 19 до прекращения поглощения раствора этим швом.

П р и м е р. На Ингурской плотине в области строительных швов в отдельных

5 картах смонтирована подающая трубная система с выпусками.

Перед проведением обязательной по проекту повторной цементации контрольно-измерительная аппаратура показала, что

0 дополнительное раскрытие швов очень мало и составляет 0,2 мм и менее.

В этих условиях необходимо применение цементных растворов повышенной про- никаемости, прошедших обработку в

5 гидродинамическом диспергаторе с целью измельчения крупных частиц цемента. Но поскольку высокодисперсные частицы в таком растворе стремятся к слипанию в более крупные агрегаты (процесс агрегатирова0 ния) и он вследствие этого быстро теряет свойства высокой проникаемости в тонкие щели, перед диспергацией в него добавлялся раствор пластификатора ЛСТ, в результате чего способность к агрегатированию

5 снизилась в несколько раз. Это дало возможность при больших масштабах работ и индустриальных методах производства, которые наблюдались при омоноличивании Ингурской плотины, использовать готовый диспергированный раствор в течение 3-4

часов для цементации нескольких карт без холостых сбросов вышедшего из строя раствора.

Около 30% строительных швов Ингур- ской плотины во время повторной цементации имели негерметичность и, как следствие, большие непроизводительные потери цемента. Для ликвидации негерметичности в таком шве в ходе цементации в диспергированный с пластификатором цементный раствор добавлялся коагулянт (силикат натрия) по специальной технологии.

Для реализации способа омоноличива- ния швов Ингурской плотины применили устройство для омоноличивания сооружений гидротехнических с малым раскрытием швов, включающее емкости для цемента, воды, пластификатора ЛСТ, дозаторы, расположенные под этими емкостями, три смесителя типа РМ-750 для приготовления цементного раствора, три насоса типа НБ- 50 с регуляторами давления и манометрами, первый из которых соединен с последовательно расположенными фильтром и гидродинамическим диспергатором, а третий - с другим гидродинамическим диспергатором.

Гидродинамические диспергаторы помещены в смесители РМ-750 и служат для диспергации раствора, причем перед каждым циклом диспергации в соответствующую емкость добавляется 0,1% лигносульфоната технического (3,33 л, раствора ЛСТ плотностью 1,16 г/см3 на 1 м цементного раствора плотностью 1,73 г/см В/Ц 0,6), таким образом, общее количество вводимой добавки ЛСТ составляет 0,2% (6,66 л на 1 м цем. раствора).

Третий насос одновременно служит для нагнетания в шов через подводящую систему с выпусками готового диспергированного раствора с добавкой ЛСТ.

Между подводящей системой с выпусками в шве и устройством для приготовления цементного раствора было применено устройство для одновременной закачки, в случае необходимости диспергированного цементного раствора и коагулянта (силиката натрия) - гидродинамический сумматор.

При обнаружении негерметичности в шве из емкости с коагулянтом типа РМ-350 насосом с регулируемой подачей расхода типа НБЗ-130/40, в гидродинамический

5 сумматор нагнетается силикат натрия, который, смешиваясь с цементным раствором, закачивается через подающую систему с выпусками в шов - до полной или частичной герметизации течи. После этого нагнетание

0 коагулянта заканчивается, через гидродинамический сумматор нагнетается только цементный раствор до окончания цементации (полного отказа в поглощении швом раствора).

5 Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я

1. Способ омоноличивания гидротехнического сооружения преимущественно с малым раскрытием швов, включающий монтаж подающих систем с выпусками и нагнетание

0 в швы цементного раствора с предварительной его диспергацией, отличающийся тем, что, с целью повышения качества работ и снижения затрат, перед диспергацией в цементный раствор вводят поверхностно5 активные вещества, например лигно-суль- фонат технический, а после диспергации в цементный раствор вводят коагулянт, например раствор силиката натрия.

0 2. Устройство для омоноличивания гидротехнического сооружения преимущественно с малым раскрытием швов, включающее емкости для приготовления цементного раствора, дозаторы, смесители,

5 насос, гидродинамический диспергатор и контрольно-измерительную аппаратуру, о т- личающееся тем, что устройство снабжено емкостями поверхностно-активных веществ и коагулянтов и гидродинами0 ческим сумматором, содержащим соединенный с патрубками и контрольно- измерительной аппаратурой корпус, внутри которого размещены в направляющей обойме подпружиненные шары, опирающиеся

5 на эластичные седла, причем сумматор соединен через дополнительные насосы, смесители и дозаторы с емкостями поверхностно-активных веществ и коагулянтов.

чТГ

со ю /

I

и

L3r

N.

«М

X

JJ4

S|

«Xl

I

Использование: при омоноличивании гидротехнических сооружений, например плотин. Существо изобретения: при осуществлении способа омоноличивания швов, включающего монтаж подающих систем с выпусками и нагнетание в швы цементного раствора с предварительной диспергацией его, перед диспергацией в цементный раствор вводят поверхностно-активные вещества, например ЛСТ, а после диспергации в цементный раствор вводят коагулянт, например раствор силиката натрия. Устройство для омоноличивания гидротехнич еского сооружения снабжено гидродинамическим сумматором, содержащим соединенный с патрубками и контрольно-измерительной аппаратурой корпус, внутри которого размещены в направляющей обойме подпружиненные шары, опирающиеся на эластичные седла Сумматор соединен через наносы, смесители и дозаторы с дополнительными емкостями поверхностно-активных веществ и коагулянтов. 2 с п ф-лы, 2 ил. (Л