Експлуатація фундаментів опор ПЛ В УМОВАХ ПІВНІЧНОГО РЕГІОНУ.
ПРОБЛЕМИ ТА ЇХ ВИРІШЕННЯ
Василь Боровицкий. заступник головного інженера ВАТ «Тюменьенерго» м Тюмень
Для північних регіонів Росії характерні велика обводненість і заболоченість місцевості, пучіністие грунти і грунти з великими питомими опорами, різкі річні і добові перепади температур. Фахівці «Тюменьенерго» змушені долати ці несприятливі обставини, знаходячи і відпрацьовуючи рішення і технології, які дозволять гарантувати надійну роботу електричних мереж.
Василь Геннадійович Боровицкий розповідає про заходи, які допомагають сьогодні Тюменський енергетикам справитися з однією з найгостріших проблем північних регіонів - з руйнуванням залізобетонних фундаментів опор ПЛ.
РУЙНУВАННЯ БЕТОНУ ПАЛЬ
Бетон фундаментних паль руйнується під впливом навколишнього середовища, наприклад, в місцях розливу нафти, обводнення з домішками хімічних компонентів і т.п. вологонасичення грунту і різких перепадів температур.
Фото 1. Ремонт фундаментів опор
Для ремонту, який проводиться за методикою, запропонованої інститутом «Ураленергосетьпроект», застосовується труба діаметром 720 мм з товщиною стінки 8 мм, розрізана уздовж навпіл. Довжина труби визначається довжиною зруйнованої частини плюс 0,5 м. Перед виконанням робіт поверхня палі очищається від землі, половинки труб з'єднуються за допомогою болтового або зварного з'єднання і планок. Труба бетонується, для чого використовується бетон марки М400, суміш ущільнюється вібрацією. Зовнішню поверхню труби покривають бітумом у два шари.
Багаторічне застосування даного методу ремонту показує його ефективність і невелику вартість.
Морозного здимання пальових фундаментів
Для занурення паль в грунт до заданої глибини застосовується буроопускной спосіб занурення з використанням лідерних свердловин і дозабівкой останнього метра палі в непорушений грунт. При цьому між стінкою свердловини і поверхнею палі виникає зона неущільненого грунту. Під впливом смерзания-відтавання грунт на глибину його промерзання ущільнюється в зоні від кордону сезонного промерзання і вище. У міру збільшення площі зіткнення ущільнених грунтів в зоні промерзання, посилюється дія дотичних сил морозного здимання, і, як показує досвід експлуатації, через 5-6 років в рухливих грунтах починається вихід палі - до 5 см за сезон (рис. 1).
При видавлюванні палі з ненарушенного грунту (із зони дозабівкі) величина її щорічного виходу зростає за рахунок сил, прикладених до торця палі і виникають при розширенні замерзає рідини в водонасичених грунтах, які заповнюють простір лидерной свердловини. Величина цих сил у багато разів перевищує вертикальну складову дотичних сил морозного здимання і може перевищувати 50 тс на палю. В результаті щорічний вихід паль збільшується до 20-25 см і більше, фундамент втрачає несучу здатність, що може привести до падіння опор під впливом вітрових навантажень.
Протягом цілого ряду років співробітники «Тюменьенерго», інститутів «Енергомережпроект» (Москва) і «Ураленергосетьпроект» (Єкатеринбург) спільно працюють над проблемою морозного пученія фундаментів опор, і в даний час застосовуються випробувані методи і технології для її вирішення.
Обвалування ґрунтом фундаментів опор
Фото 2. обвалування ґрунтом фундаментів опор
Метод обвалування фундаментів опор на висоту, що виключає відтавання зони сезонного промерзання грунту, застосовується на ПЛ, що перебувають поблизу кар'єрів, в яких ведеться розробка і намивання грунту.
Установка термостабилизаторов - сезонно-охолоджувальних пристроїв (СОУ) поблизу паль фундаменту
Фото 3. Установка термостабилизаторов - сезонно-охолоджувальних пристроїв (СОУ) поблизу паль фундаменту
Стабілізація температурного режиму вічній грунтів забезпечує стійкість грунтових і пальових підстав об'єктів. Використання СОУ, в яких в якості холодоагенту використовується газоподібний аміак, дозволяє зупинити процес морозного обдимання пальових фундаментів, проте акти вандалізму обмежують застосування цієї технології на непідконтрольних територіях за відсутності нагляду.
Підсилення фундаментів хрестовими палями
Фото 4. Підсилення фундаментів хрестовими палями
- вибурюють лідерних свердловина на глибину три метри;
- паля опускається в лідерних свердловину і забивається до позначки плити палі 1 метр над рівнем поверхні;
- здійснюється складання тяги анкерного пристрою (допускається застосування ланок проміжних регульованих типу ПРР 30-1 з руйнівним навантаженням 30,0 тс);
- на плиту палі встановлюється кондуктор-подовжувач, всередину якого пропускається тяга анкерного пристрою, паля дозабівается на глибину три метри в непорушений грунт (плита палі знаходиться на дні пробуреної свердловини);
- після від'єднання кондуктора-подовжувача монтується вузол кріплення анкерного пристрою на фундаменті зміцнюється опори і з'єднується з тягою анкерного пристрою через регульоване пристрій;
- після регулювання пристрою в зборі лідерних свердловина засипається вибуренной грунтом.
Застосування гвинтових паль
Фото 5. Застосування гвинтових паль
Гвинтові палі, що випускаються ТОВ «Завод гвинтових паль» (м Алапаевск), заслуговують на увагу після усунення зауважень по їх доопрацювання - герметизації. У «Тюменьенерго» планується при реконструкції ПЛ в якості експерименту виконати поодинокі фундаменти із застосуванням гвинтових паль для подальшого спостереження і визначення їх ефективності.
Спорудження поверхневих (Лежневим) фундаментів і перестановка опор
Фото 6. Спорудження поверхневих (Лежневим) фундаментів і перестановка опор
В даний час існують проекти і технічні рішення для поверхневих фундаментів усіх використовуваних типів опор і відтяжок, розроблені інститутом «Ураленергосетьпроект» (г. Екатеринбург).
Поверхневі фундаменти застосовуються на місцевості з рівним рельєфом (без косогорів, схилів і т.п.). Монтаж такого фундаменту не вимагає застосування Палебійні і може бути виконаний навіть у літній час, але вимагає більшої кількості матеріалів у порівнянні з монтажем типових фундаментів.
В даний час в енергокомпанії діє довгострокова програма перекладу фундаментів опор повітряних ліній електропередачі, схильних до морозному пученію, на поверхневий тип установки на лежнях.
Екстремальні кліматичні умови змушують тюменських енергетиків переглядати традиційні методи експлуатації та обслуговування повітряних ліній. У ВАТ «Тюменьенерго» постійно ведуться експериментальні дослідження інноваційних технологій, випробування сучасної техніки і обладнання, випробування нових методів роботи, щоб в результаті забезпечити стабільне енергопостачання споживачів.