4.3 Наблюдения за размывами в нижнем бьефе
В течение всего периода эксплуатации водопропускных сооружений нижний бьеф их обследуют не реже 1 раза в год и после паводка. При этом обязательно снимают рельеф воронки местного размыва. Наблюдения проводят с плавсредств или путем подводно-технических обследований.
С плавсредств замеряют глубины воды в воронке размыва по отдельным створам, расположенным через 5..10 м. На каждом створе замеры проводят примерно через 10 м и в наиболее характерных точках. Для этих целей используют рейки, шесты, гидротермические грузы с лебедками, профилографы, ультразвуковые эхолоты с магнитострикционными или пьезоэлектрическими вибраторами-излучателями, подающими ультразвуковые импульсы в водную среду и принимающие отраженный импульс (эхо) от дна. Эхолот применяют при глубине 0,2 ..20 м. Замеры записываются на ленту самописца или другого регистрирующего прибора. Лот типа ЛПР-48 служит для промера глубин водоемов до 100 м. Техника измерения и методы определения глубин русел достаточно подробно изложены в специальной литературе. После замеров глубин определяют абсолютные отметки и строят горизонтали воронки размыва, по которым судят о состоянии местных деформаций русла в нижнем бьефе.
Особое внимание обращают на места сопряжения русла с элементами крепления, так как здесь зачастую возникают локальные ямы размыва, подмывы бетонных плит, деформации каменного или другого гибкого крепления и т. п.
Сопоставляя полученную в горизонталях картину местного размыва с условиями деформации русла в предыдущие годы устанавливают состояние ямы размыва. Кроме того, оценивают полученную воронку местного размыва путем сравнения ее с прогнозируемой на модели или по существующим зависимостям, служащим для этой цели. Такие данные позволяют судить о состоянии нижнего бьефа и правильно наметить эксплуатационные мероприятия по защите сооружения от опасные подмывов и разрушения его крепления (закрепление русла, маневрирование затворами и т. д.)
Подводно-технические обследования осуществляют водолазы по одному из трех способов: линейному, зигзагообразному или радиальному. При линейном способе зону обследования ограждают вехами или буйками и разбивают на полосы шириной 3...10 м, которые обозначают уложенными на дно тросами. Осматривая состояние дна, крепления или грунтового русла, водолаз по телефону передает информацию на поверхность и проводит подводную фотосъемку. Зигзагообразный способ перемещения является разновидностью линейного и применяется при обследовании больших площадей. Радиальный способ применяют на небольших участках. Для этой цели водолаз спускает в заданную точку груз (балласт), фиксируемый на плавсредствах, а сам, закрепив за груз веревку, снабженную метками на расстоянии радиусов обследований, перемещается по кругу, исследуя рассматриваемый участок. Радиус обследования составляет 10...20 м.
При незначительных глубинах и прозрачной воде обследование можно выполнить с поверхности воды путем применении ящика со стеклянным дном. С этой целью ящик устанавливают на поверхности воды стеклом вниз (рисунок 2) и наблюдают за обследуемой поверхностью. Иногда применяют смотровую трубу диаметром 50-100 мм, снабженную в нижней части герметичным иллюминатором Длина трубы может достигать 1,5 м. При большей ее длине работать неудобно, так как и большой диаметр иллюминатора ограничивает зону наблюдении. Применяют также специальные смотровые трубы с оптическим, устройствами, перископы и др.
Рисунок 2 – Осмотр подводной поверхности при помощи ящика со стеклянным дном:
1 – деревянный ящик; 2 — битум; 3 — стекло. Размеры в мм.
Во время эксплуатации водосбросных сооружений периодически, в первые годы эксплуатации 1. .2 раза и год, а в последующие 1 раз в 2...3 года, необходимо сравнивать фактические уровни воды в нижнем бьефе с проектными с учетом общих пропускаемых расходов в него. Имеются случаи снижения расчетных уровней по сравнению с проектными на 1,5...2 м и более (Сурский гидроузел и др.) Причина этого явления—общее понижение русла в результате прекращения поступления наносов из водохранилища и возникновение размывов.
Общее понижение уровней воды в нижнем бьефе обычно уменьшает степень затопления гидравлического прыжка и отгоняет его в зону рисбермы или концевого крепления, что недопустимо, так как это в основном приводит к разрушению устройств нижнего бьефа, аварийной ситуации и необходимости выполнения ремонтных работ. В нижнем бьефе ответственных сооружений (чаще I… IIIкласс капитальности) в зоне местного размыва иногда в специальных шурфах устанавливают преобразователи размыва (рисунок 3). Как правило, их делают в конце бетонного крепления, чтобы получать своевременную информацию о eго подмыве.
Рисунок 3 – Схема размещения первичных преобразователей размыва:
1 – шурф с заполнителем, подбираемый по сопротивляемости размыву; 2 — преобразователь; 3 — электрический кабель; 4 – кабельный лоток, заливаемый битумом.