5.4 Особенности эксплуатации сопрягающих и водопроводящих сооружений.

Особенности эксплуатации сопрягающих (быстротоков, пере­падов, трубчатых и др.) и водопроводящих (акведуков, дюке­ров, лотков, труб-ливнеспусков, селепроводящих и др.) соору­жений заключаются в специфике их работы. Прежде всего боль­шинство из этих сооружений работает не круглый год, а перио­дически. Поэтому за креплением нижнего бьефа возникают по­вышенные размывы, вызванные нестационарными режимными течениями, а элементы сооружения подвергаются интенсивному атмосферному воздействию.

Во время визуального осмотра сопрягающих и водопроводя­щих сооружений обращают особое внимание на их общее состо­яние и работоспособность отдельных элементов. Бетонные креп­ления и облицовки не должны иметь повреждений и деформа­ций, которые могут привести к разрушению. Сороудерживающие решетки систематически очищают от застрявшего мусора. На входе в сооружение не должно быть плавающих тел, мусора и т. п. Следят, чтобы на водосбросном тракте не было посторон­них предметов, как уменьшающих пропускную способность от­верстий (камни, топляки, коряги и т. д.), так и истирающих бетон во время работы сооружения (остатки строительного му­сора, куски бетона, металлолом и т. п.). Обращают внимание на фильтрацию через основание и в обход сооружений. Высачивание воды на откосах, склонах свидетельствует о неудовлетво­рительной работе дренажей, требует срочного выяснения причин возникновения очагов фильтрации и их устранения. Дренажные колодцы зимой по мере необходимости своевременно покрывают теплоизоляционным материалом во избежание их промерзания и выхода из строя. Фильтрат из дренажей периодически прове­ряют на химический состав и мутность. Прозрачный фильтрат свидетельствует об отсутствии механической суффозии. На кру­тых склонах, сложенных из грунтов с низкими сдвиговыми ха­рактеристиками (φ и С), необходимо следить за оползанием откосов.

Устройства нижнего бьефа систематически осматривают. Во­добойный колодец неработающего сооружения перед началом зимы освобождают от воды, а перед пропуском паводка — от снега и льда. Дюкер, не работающий зимой, также должен быть полностью освобожден от воды, ила и посторонних предметов.

После прохождения паводка необходимо обследовать состоя­ние крепления нижнего бьефа и воронку местного размыва. При этом обращают внимание на места подмыва бетонного крепле­ния, устоев, обратных стенок и т. п. При обнаружении недопускаемых деформаций принимают срочные меры по устранению повреждений.

Систематически проводят ревизию состояния швов и уплот­нений. Расстройство швов элементов сооружений, работающих под напором (трубчатые сооружения, дюкеры), может привести к интенсивной фильтрации с выносом грунта и разрушению со­оружения. Поэтому в срочном порядке устраняют повреждения швов и ликвидируют течи. При жарком климате из открытых швов иногда вытекает размягчившаяся битумная мастика. В этом случае их заполняют термостойкой мастикой (тиоколовые, битэп, битумные с добавками и др.) с пределами применимости от —30...40°С до +70...120 °С [28].

В климатических условиях с отрицательными температурами могут появиться трещины как на бетонных элементах, так и в местах швов, а при наличии пучинистых грунтов — деформации сооружений, вызванные морозным пучением.

В дюкерах поддерживают скорости потока, обеспечивающие транспорт наносов без их осаждения. Вместе с тем периодиче­ски следят, чтобы в грязесборных колодцах и других понижен­ных местах дюкера не скапливалось большое количество ила. Колодцы от ила очищают путем промывки потоком с повышен­ными скоростями, применения грязевых наносов или механиче­ским путем. Трубы и дюкеры не реже 1 раза в пять лет осушают, просматривают и ремонтируют по мере надобности. Кроме того, водоводы дюкеров и трубы больших диаметров ежегодно осматривают водолазы, которые определяют количество осевших наносов, степень коррозии.

Для поочередного выключения водоводов дюкеров и труб для осмотра и ремонта сооружения комплектуются шандорами. На входном оголовке устанавливают сороудерживающие решет­ки. Во избежание заноса труб и дюкеров снегом на зимний пе­риод надводные отверстия перекрывают специальными щитами и утепляющими матами.

Подводящий и отводящий каналы содержат в очищенном от наносов состоянии, так как при их заилении уровни воды в водотоке могут превысить проектные отметки, что приведет к переполнению канала и нарушению гидравлического режима водопроводящего сооружения. Металлические водоводы дюке­ров, имеющие большую протяженность, очищают от ржавчины с помощью специальных устройств, представляющих собой ме­ханизмы, перемещающиеся внутри трубы, а затем обрабатыва­ют ингибиторами, эффективно защищающими внутреннюю по­верхность от коррозии.

Селепропускные сооружения требуют особого осмотра после пропуска селя, так как в процессе работы элементы этого соору­жения подвергаются значительному силовому воздействию по­тока, несущего большое количество твердых предметов (гальки,, гравия, камней, валунов, коряг, бревен и т. п.). Застрявшие предметы в сбросном тракте своевременно извлекают, освобож­дая входную, транзитную и выходную части сооружения. При пересечении селепровода с каналом возможно попадание про­дуктов селя в канал, образование препятствий движению воды с подпором, обусловливающим перелив воды через дамбы кана- * ла. В таком случае принимают срочные меры по разборке за­вала и устранению препятствий в канале.

Во время сброса воды через сопрягающие сооружения обра­щают особое внимание на маневрирование затворами и влияние их открытия на режим сопряжения бьефов. Наиболее приемле­мым является равномерное или симметричное открытие всех пролетов сооружения. В нижнем бьефе не должно быть сбойных течений на рисберме и в отводящем канале, а также местных повышений скоростей, вызывающих недопустимые размывы. Не­обходимо избегать переливов воды через стенки открытых водо­пропускных сооружений, появления катящихся волн, значитель­ных брызг и выплесков.

При пропуске воды через закрытые сооружения обращают внимание на обеспечение режимов без появления воздушных хлопков, «выстрелов» с прорывом воздушных пузырей, которые сопровождаются существенными динамическими нагрузками, вы­зывающими расстройство швов и повреждения элементов соо-

ружения. Не рекомендуется допускать образование гидравли­ческого прыжка в трубах, если это не предусмотрено проектны­ми режимами. В противном случае также могут возникнуть по­вышенные недопустимые динамические нагрузки на стенки водо­вода, приводящие к расстройству швов.

При истечении потока из-под щита следят за тем, чтобы не появлялась вибрация затворов.

Необходимо наблюдать за контактной фильтрацией, направ­ленной вдоль труб, уложенных в грунте. Незначительное появле­ние фильтрационного потока на контакте грунта с трубой дол­жно служить предметом незамедлительного выяснения причин и устранения очагов фильтрации.

В условиях работы надземного трубопровода при отрицатель­ной температуре необходимо иметь в виду, что возможно оле­денение, то есть образование льда на его внутренних стенках. Прогноз оледенения выполняют по рекомендациям, приведенным в литератур;[39]. Оледенение трубопровода, по П. А. Богослов­скому, наступает при нарушении следующего условия:

где v — скорость воды в трубопроводе, м/с; L_p — расстояние от входа в трубопровод до рассматриваемого сечения, м; D_p — диаметр трубопровода, м; t_ω и t_a — температура соответственно воды в трубопроводе и воздуха.

Если это условие не соблюдается, то необходимо увеличить скорость, устроить теплоизоляцию путем засыпки трубопровода торфом, песком или путем прокладки теплоизоляционного мате­риала в коробе, выполненном из железобетонных сборных или монолитных элементов.