Устройство банкеток при обваловке фундаментов промежуточных опор вл
Василий Боровицкий, заместитель главного инженера ОАО «Тюменьэнерго» г. Тюмень
Для северных регионов России характерны большая обводненность и заболоченность местности, пучинистые грунты и грунты с большими удельными сопротивлениями, резкие годовые и суточные перепады температур. Специалисты «Тюменьэнерго» вынуждены преодолевать эти неблагоприятные обстоятельства, находя и отрабатывая решения и технологии, которые позволят гарантировать надежную работу электрических сетей.
Василий Геннадьевич Боровицкий рассказывает о мерах, которые помогают сегодня тюменским энергетикам справиться с одной из самых острых проблем северных регионов – с разрушением железобетонных фундаментов опор ВЛ.
Массовое строительство ВЛ в 1980–1990 годы в малоизученном в тот момент северном регионе, когда в работу вводилось зачастую более тысячи километров линий в год, создало ряд проблем их эксплуатации из-за неполного учета геологических и климатических условий территории при проектировании и сооружении ВЛ. Эти проблемы приходится решать специалистам компании «Тюменьэнерго», в хозяйстве которой протяженность воздушных линий напряжением 35–220 кВ составляет более 17 тыс. км по трассе и около 24,5 тыс. км по цепям. В 1992–2000 гг. институт «Энергосетьпроект» (Москва) проводил научно-исследовательские работы, направленные на выявление основных причин аварийного состояния ВЛ в районах Ноябрьских электрических сетей «Тюменьэнерго». Результаты исследований показали, что аварийное состояние опор ВЛ вызвано комплексным воздействием различных природных факторов (обводнением грунтов, деградацией мерзлоты в месте установки опор, морозным пучением, ветровыми нагрузками на элементы конструкций опор) и эксплуатационных нагрузок, как статических (от веса проводов, горизонтального тяжения на анкерно-угловых опорах), так и динамических, возникающих при ветровых нагрузках и приводящих к низкочастотным колебаниям системы «провод – гирлянда изоляторов – конструкция опоры – свайный фундамент».
Наиболее серьезный ущерб ВЛ тюменского региона наносит повреждение фундаментов опор из-за морозного пучения, а также разрушение бетона свай из-за резких перепадов температур и воздействия агрессивной среды в местах разлива нефти, обводнения с примесями химических компонентов, используемых в процессе нефтедобычи.
РАЗРУШЕНИЕ БЕТОНА СВАЙ
Бетон фундаментных свай разрушается под воздействием окружающей среды, например, в местах разлива нефти, обводнения с примесями химических компонентов и т.п., влагонасыщенной почвы и резких перепадов температур.
Фото 1. Ремонт фундаментов опор
Для ремонта, который проводится по методике, предложенной институтом «Уралэнергосетьпроект», применяется труба диаметром 720 мм с толщиной стенки 8 мм, разрезанная вдоль пополам. Длина трубы определяется длиной разрушенной части плюс 0,5 м. Перед производством работ поверхность сваи очищается от земли, половинки труб соединяются с помощью болтового или сварного соединения и планок. Труба бетонируется, для чего используется бетон марки М400, смесь уплотняется вибрированием. Наружную поверхность трубы покрывают битумом в два слоя.
Многолетнее применение данного метода ремонта показывает его эффективность и небольшую стоимость.
МОРОЗНОЕ ПУЧЕНИЕ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
Для погружения свай в грунт до заданной глубины применяется буроопускной способ погружения с использованием лидерных скважин и дозабивкой последнего метра сваи в ненарушенный грунт. При этом между стенкой скважины и поверхностью сваи возникает зона неуплотненного грунта. Под воздействием смерзания-оттаивания грунт на глубину его промерзания уплотняется в зоне от границы сезонного промерзания и выше. По мере увеличения площади соприкосновения уплотненных грунтов в зоне промерзания, усиливается действие касательных сил морозного пучения, и, как показывает опыт эксплуатации, через 5–6 лет в пучинистых грунтах начинается выход сваи – до 5 см за сезон (рис. 1).
При выдавливании сваи из ненарушенного грунта (из зоны дозабивки) величина ее ежегодного выхода растет за счет сил, приложенных к торцу сваи и возникающих при расширении замерзающей жидкости в водонасыщенных грунтах, которые заполняют пространство лидерной скважины. Величина этих сил во много раз превышает вертикальную составляющую касательных сил морозного пучения и может превышать 50 тс на сваю. В результате ежегодный выход свай увеличивается до 20–25 см и более, фундамент теряет несущую способность, что может привести к падению опор под воздействием ветровых нагрузок.
На протяжении целого ряда лет сотрудники «Тюменьэнерго», институтов «Энергосетьпроект» (Москва) и «Уралэнергосетьпроект» (Екатеринбург) совместно работают над проблемой морозного пучения фундаментов опор, и в настоящее время применяются опробованные методы и технологии для ее решения.
Обваловка грунтом фундаментов опор
Фото 2. Обваловка грунтом фундаментов опор
Метод обваловки фундаментов опор на высоту, исключающую оттаивание зоны сезонного промерзания грунта, применяется на ВЛ, находящихся вблизи карьеров, в которых ведется разработка и намыв грунта.
Установка термостабилизаторов – сезонно-охлаждающих устройств (СОУ) вблизи свай фундамента
Фото 3. Установка термостабилизаторов – сезонно-охлаждающих устройств (СОУ) вблизи свай фундамента
Стабилизация температурного режима вечномерзлых грунтов обеспечивает устойчивость грунтовых и свайных оснований объектов. Использование СОУ, в которых в качестве хладагента используется газообразный аммиак, позволяет остановить процесс морозного пучения свайных фундаментов, однако акты вандализма ограничивают применение этой технологии на неподконтрольных территориях в отсутствие надзора.
Усиление фундаментов крестовыми сваями
Фото 4. Усиление фундаментов крестовыми сваями
Технология, разработанная «Энергосетьпроектом» (Москва), используется в сезоннопромерзающих грунтах и заключается в следующем:
- выбуривается лидерная скважина на глубину три метра;
- свая опускается в лидерную скважину и забивается до отметки плиты сваи 1 метр над уровнем поверхности;
- производится сборка тяги анкерного устройства (допускается применение звеньев промежуточных регулируемых типа ПРР 30-1 с разрушающей нагрузкой 30,0 тс);
- на плиту сваи устанавливается кондуктор-удлинитель, внутрь которого пропускается тяга анкерного устройства, свая дозабивается на глубину три метра в ненарушенный грунт (плита сваи находится на дне пробуренной скважины);
- после отсоединения кондуктора-удлинителя монтируется узел крепления анкерного устройства на фундаменте укрепляемой опоры и соединяется с тягой анкерного устройства через регулируемое устройство;
- после регулировки устройства в сборе лидерная скважина засыпается выбуренным грунтом.
Опыт эксплуатации показывает, что данный метод эффективен для укрепления свай фундаментов при их выпучивании на высоту до 1,5 метров и прекращает их дальнейшее пучение.
Применение винтовых свай
Фото 5. Применение винтовых свай
Винтовые сваи, выпускаемые ООО «Завод винтовых свай» (г. Алапаевск), заслуживают внимания после устранения замечаний по их доработке – герметизации. В «Тюменьэнерго» планируется при реконструкции ВЛ в качестве эксперимента выполнить единичные фундаменты с применением винтовых свай для дальнейшего наблюдения и определения их эффективности.
Сооружение поверхностных (лежневых) фундаментов и перестановка опор
Фото 6. Сооружение поверхностных (лежневых) фундаментов и перестановка опор
В настоящее время существуют проекты и технические решения для поверхностных фундаментов всех используемых типов опор и оттяжек, разработанные институтом «Уралэнергосетьпроект» (г. Екатеринбург).
Поверхностные фундаменты применяются на местности с ровным рельефом (без косогоров, склонов и т.п.). Монтаж такого фундамента не требует применения сваебоя и может быть выполнен даже в летнее время, но требует большего количества материалов по сравнению с монтажом типовых фундаментов.
В настоящее время в энергокомпании действует долгосрочная программа перевода фундаментов опор воздушных линий электропередачи, подверженных морозному пучению, на поверхностный тип установки на лежнях.
Экстремальные климатические условия заставляют тюменских энергетиков пересматривать традиционные методы эксплуатации и обслуживания воздушных линий. В ОАО «Тюменьэнерго» постоянно ведутся экспериментальные исследования инновационных технологий, испытания современной техники и оборудования, опробование новых методов работы, чтобы в итоге обеспечить стабильное энергоснабжение потребителей.
 |
© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна
Источник
Как правильно выполнить (применить) обвалование фундаментов под опоры ВЛ?
14.05.2013, 12:38
14.05.2013, 13:08
инженер-проектировщик ВЛ 110кВ и выше
14.05.2013, 22:58
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
Вижу пока два смысла обвалования:
1) Сток воды от фундаментов, аналог плохенькой обмостки. Раньше в 1950-1960 года был плохой бетон и он боялся движения воды, по слухам.
2) Недоуплотнённый грунт будет доуплотняться сам. Будет ямка, если не сделать горку. В ямке опять же будет вода.
Наши электрики всегда делают обсыпку.
Обвалование это немного другое слово. Это когда валами ограждают территорию. У нас просто делают конус к опоре.
15.05.2013, 08:34
инженер-проектировщик ВЛ 110кВ и выше
Tyhig согласен с тобой полностью, в моем понятии она служит для защиты от временного затопления во время паводков, ветрового нагона воды и т.д. А для того, чтобы грунт доуплотнялся делается обсыпка. Получается следующим образом, под опоры где есть возможность возникновения поверхностных вод, делаем обвалование, а под все опоры делаем обсыпку.
Для справки высоту конуса не приведешь. И получается, что этот досыпной грунт будет прямо до наголовников (металлоконструкции фундамента), которые установлены на 200 мм от ур.земли.
15.05.2013, 09:55
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
15.05.2013, 12:38
инженер-проектировщик ВЛ 110кВ и выше
15.05.2013, 14:13
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
15.05.2013, 15:31
инженер-проектировщик ВЛ 110кВ и выше
15.05.2013, 15:43
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
Источник
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
Сборник К-1-18 состоит из 5-ти технологических карт: К-1-18-1, К-1-18-2, К-1-18-3, К-1-18-4, К-1-18-5 на производство работ до разбивке котлованов для фундаментов унифицированных промежуточных анкерно-угловых стальных опор ВЛ 35 — 500 кВ.
Карты служат руководством при сооружении линий электропередачи, а также в качестве пособия при составлении проектов производства работ.
Типовые технологические карты предусматривают разбивку котлованов специализированной бригадой рабочих.
Разрыв во времени между окончанием разбивки котлованов и их копкой должен быть минимальным и не превышать 1 — 2 дней во избежание потери знаков основных и вспомогательных осей.
Колья основных разбивочных осей (ось ВЛ и ось траверсы, а для анкерно-угловых опор — ось ВЛ, ось траверсы и ось, перпендикулярная траверсе) должны быть сохранены до окончания работ по копке котлована, устройству фундамента и установке опоры, включая выверку, закрепление и приемку.
Следует применять для основных разбивочных осей колья длиной 600 — 700 мм, диаметром 60 — 80 мм.
Для вспомогательных знаков в летнее время в виде шпилек рекомендуется использовать деревянные колышки длиной 200 мм, сечением 30×30 мм.
В зимнее время для вспомогательных знаков необходим о применять металлические шпильки.
Металлические шпильки должны быть длиной 200 мм и диаметром 10 — 12 мм. Один конец деревянных колышков и металлических шпилек должен быть заострен.
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ТРУДА РАБОЧИХ
1. Разбивка котлованов под фундаменты стальных опор производится звеном рабочих в составе:
2. Последовательность и способы выполнения работ:
а) бригадир направляет одного электролинейщика на соседний пикет по ходу трассы для установки вешки на пикетном столбе, обозначающем центр опоры;
б) бригадир устанавливает теодолит на пикетном столбе (центр опоры), определяет ось ВЛ и ось траверсы, а для анкерно-угловых опор — ось, перпендикулярную траверсе;
в) второй электролинейщик забивает колы в створе ВЛ и по оси траверсы;
г) электролинейщики под руководством бригадира определяют рулеткой размеры котлованов, границы верхнего и нижнего контуров котлованов, выносят оси центров верха подножников, а при опорах на оттяжках — центры танкерных плит, забивают колышки, укрепляют окончательно основные знаки разбивки котлованов.
Для разбивки на местности котлованов бригадир должен для каждого пикета иметь чертеж разбивки с указанием оси ВД, оси траверсы, верхних и нижних контуров котлованов, мест забивки основных знаков, а для анкерно-угловых опор также ось, перпендикулярную траверсе, ось центров верха подножников, оси анкерных плит и т.д.
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ (Для одной бригады рабочих)
Треугольник с размером
Ломы диаметром 28 мм
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
РАЗБИВКА КОТЛОВАНОВ ДЛЯ ФУНДАМЕНТОВ УНИФИЦИРОВАННЫХ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ СТАЛЬНЫХ ОПОР НА ОТТЯЖКАХ ВЛ 110, 220 и 330 кВ
Технологическая карта К-1-18-2 служит руководством при разбивке котлованов для фундаментов унифицированных промежуточных стальных опор на оттяжках ВЛ 110, 220 и 330 кВ.
Карта предназначается также в качестве пособия при разработке проектов производства работ.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НА РАЗБИВКУ КОТЛОВАНОВ
(На одну опору)
Работа механизмов, машино-смен
Расход дизельного топлива, кг
Численность бригаду, человек
Производительность бригады в смену, котлованов на одну опору
Продолжительность разбивки котлованов (на одну опору), смен
Организация и технология разбивки котлованов
Разбивка котлованов производится в следующей последовательности:
а) Трубой теодолита, установленного на стоянке, совпадающей с пикетным столбом (центр опоры К-1), направленной на центр соседних опор, определяется ось ВЛ (А-А), забиваются колья (2) на расстояние 4,0 м от верхних границ будущего котлована под анкерные плиты, примерно 25 — 30 м от центра опоры, см. рис. 3, лист 15;
б) ось траверсы (Б-Б) определяется с помощью теодолита, повернув его трубу на 90° и на этой оси забиваются колья (3), см. р ис. 3 , лист 15 ;
в) определяются границы верхнего контура котлована под подножник опоры, для чего откладываются размеры: в/2 — половина расстояния между границами верхнего контура котлована вдоль трассы и г/2 — половина расстояния между границами верхнего контура котлована поперек трассы. В полученных точках забиваются колышки.
Проведя через эти точки линии параллельно осям Б-Б и А-А, получается верхний контур котлована под подножник опоры. В пересечениях по контуру котлована забиваются колышки.
Нижний контур котлована находится аналогичным образом.
г) закрепляется центр анкерной плиты № 1, для чего по оси Б-Б отмеряется размер (М) ж забивается кол (К-2);
д) закрепляется центр анкерной плиты № 2, для чего по оси А-А откладывается размер (П) в точку С и из этой точки размер (Т) параллельно оси Б-Б и в точке (К-3) забивается кол.
На продолжении оси В-В (К-1 и К-3) на расстоянии 4 м от верхнего контура котлована забивается кол 4.
Аналогично закрепляется центр анкерной плиты № 3.
е) определяются границы верхнего контура вод анкерн ую плиту № 1, для чего откладываются размеры; б/2 — половина расстояния между границами верхнего контура котлована вдоль оси траверсы и а/2 — половина расстояния между границами верхнего контура котлована поперек траверсы. В полученных точках забиваются колышки.
Проведя через эти точки линии параллельно осям А-А и Б-Б, получается верхний контур котлована.
Нижний контур котлована находится аналогичным образом.
Разбивка котлована под анкерную плиту № 2 производится аналогично:
ж) определяются границы верхнего контура котлована, для чего по оси В откладываются размеры:
(от центра кола К-3) б/2 — половина расстояния между границами верхнего контура котлована вдоль оси В и а/2 — половина расстояния между границами верхнего контура котлована поперек оси В. В полученных точках забиваются колышки.
Проведя через эти точки линии параллельно оси В и перпендикулярно той же оси, получается верхний контур котлована под анкерную плиту № 2, см. рис. 3 лист 15.
В пересечениях по контуру котлована забиваются колышки.
Нижний контур котлована находится аналогичным образом.
Разбивка котлована под анкерную плиту № 3 производится аналогично анкерной плите № 2.
Рис . 3 Разбивка котлованов для фундаментов унифицированных промежуточных стальных опор на оттяжках ВЛ 110 — 220 кВ
Рис . 4 Допускаемые отклонения при разбивке котлованов
КАЛЬКУЛЯЦИЯ ТРУДОВЫХ ЗАТРАТ
на разбивку котлованов для фундаментов унифицированных промежуточных стальных опор на оттяжках ВЛ 110, 220 и 330 кВ
Источник