Результат интеллектуальной деятельности: Способ ремонта бетонных облицовок оросительных каналов

Изобретение относится к гидромелиоративному строительству и может быть использовано при проведении ремонта бетонных облицовок длительно работающих оросительных каналов с использованием геосинтетических материалов.

Известны различные способы ремонта бетонных покрытий (облицовок) и деформационных швов (см. например, «Руководство по ремонту бетонных и железобетонных сооружений водного транспорта», Москва, 2006 г. - 36 с. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://emaco-spb.ru/d/49220/d/rukovodstvo_giprorechtrans_po_remontu_betonnyh_i_zhelezob etonnyh_sooruzheniy_vodnogo_transporta_specialnymi_betonami.pdf), включающие заполнение повреждений различными цементными составами и бетонами, введение в трещины и швы суспензий на основе цемента и полимеров, герметизацию мастиками холодного и горячего применения, использование сухих смесей (в том числе разбухающих на основе бентонита), ремонт тиоколовыми и силиконовыми герметиками и многие другие мероприятия, направленные на повышение срока службы и водонепроницаемости бетонного покрытия.

Следует отметить, что каждый из представленных способов ремонта повреждений бетонных облицовок имеет свои определенные недостатки. Так, ремонтные слои, выполненные из бетонов и суспензий на основе полимеров, являются недолговечными, а тиоколовыми и силиконовыми герметиками возможно заделать лишь повреждения в виде небольших повреждений. При этом многие сухие смеси и герметики необходимо наносить лишь на сухую поверхность при температуре выше +10°С, отсюда основной недостаток - «привязанность» режима ремонта к погодным и другим условиям. Более того, ремонт больших повреждений представленными материалами и способами будет достаточно дорогостоящим мероприятием, не способным обеспечить повышенную долговечность, водонепроницаемость и низкую шероховатость поверхности, что особенно важно для облицованных оросительных каналов.

Известен способ ремонта бетонных или железобетонных покрытий дорог, мостов и аэродромов (патент RU 2148690, опубл. 10.05.2000), включающий послойное горизонтальное удаление дефектного участка покрытия, удаление продуктов разрушения покрытия, нанесение связующего материала с образованием адгезионного слоя, заполнение дефектного места строительным материалом, его разравнивание и втапливание поверхностью с фибрами в свежеуложенную смесь и устройство пригруза.

Недостатком способа является длительность сроков ремонта бетонных покрытий, низкие показатели качества и невозможность проведения ремонта бетонных облицовок оросительных каналов. Кроме этого, строительный материал, внесенный в дефектное место, будет разрушаться при просадках основания и воздействии воды.

Известен способ ремонта бетонной облицовки на просадочных грунтах (см. SU, авторское свидетельство 1477819, опубл. 07.05.1989), включающий заполнение затвердевающим пластичным составом посредством инъекции через отверстия в плитах пространства между плитами облицовки и уложенным под ними над грунтом пленочным экраном, причем перед заполнением подплитного пространства затвердевающим пластичным составом впрыскивают в него водоотталкивающую смесь в виде адвективного облака.

Недостатком данного способа является необходимость впрыскивания в подплитное пространство водоотталкивающей смеси в виде адвективного облака, что значительно усложняет производство работ, особенно при наличии большого количества повреждений. Кроме того, при проведении инъекционных работ не обеспечивается полная водонепроницаемость облицовки, а инъекционный состав в трещинах, швах и отверстиях при эксплуатации оросительных каналов может разрушаться и выноситься с водой. Проведение инъекций больших повреждений является дорогостоящим мероприятием, а заполнение трещин пластичными составами приведет к образованию просадочных трещин с последующим разрушением ремонтного материала.

Наиболее близким техническим решением является способ ремонта бетонных и железобетонных покрытий и конструкций (патент RU 2212487, опубл. 20.09.2003), включающий удаление дефектного участка покрытия, прогрев его до температуры 80-120°С на глубину не менее 20 мм и заполнение этого участка предварительно нагретым строительным материалом (до температуры 120-180°С) - смесью серного вяжущего и минерального наполнителя.

Основной недостаток представленного технического решения - сложность производства работ по ремонту бетонных и железобетонных конструкций, заключающаяся не только в нагреве строительного материала, но и в прогреве дефектного участка покрытия до температуры 80-120°С. Все эти работы, безусловно, приводят к удорожанию технологии ремонта повреждений, несмотря на то что после осуществления ремонта данным способом возможна эксплуатация сооружения через 1,5 часа.

Технический результат, на который направлено заявленное изобретение, заключается в повышении срока службы и водонепроницаемости повреждения, а также в обеспечении наименьшей шероховатости отремонтированного участка бетонной облицовки.

Технический результат достигается за счет того, что по контуру повреждения с каждой из его сторон на заранее увлажненную поверхность наносят бетон с толщиной слоя δ=0,05 м, на который жесткими ребрами вниз укладывают полимерную профилированную геомембрану, а при наличии больших повреждений с шириной b_пов≥1,5 м на слой бетона дополнительно укладывают полимерную геосетку. Ширина полоски геомембраны (b_пол.гм) определяется в зависимости от размеров повреждения бетонной облицовки с учетом запаса по формуле: b_пол.гм=b_пов+2b_дев+2b_зап, м, где b_пов - ширина повреждения, м; b_деф - ширина области деформации, м; b_зап - ширина запаса с каждой из сторон, принимаемая как b_зап≥0,15 м при наличии малых повреждений шириной b_пов≤1,5 м; b_зап≥0,30 м при наличии больших повреждений шириной b_пов≥1,5 м.

Изобретение поясняется следующими чертежами: фиг. 1 - схема ремонта бетонных облицовок геомембраной; фиг. 2 - схема ремонта бетонных облицовок геомембраной и геосеткой.

Цифрами на чертежах обозначено:

1 - бетонная облицовка канала; 2 - повреждение в бетонной облицовке; 3 - бетон; 4 - профилированная геомембрана; 5 - полимерная геосетка.

В процессе эксплуатации оросительных каналов, выполненных в бетонной облицовке, под влиянием различных факторов бетон изнашивается, стареет, и, как следствие, образуются различные повреждения. Для восстановления монолитности и несущей способности, обеспечения водонепроницаемости бетонные облицовки, на которых образовались различные повреждения, подлежат ремонту и восстановлению. Перечень работ по ремонту противофильтрационных бетонных облицовок оросительных каналов зависит от типа и размера разрушений, условий эксплуатации и многих других факторов. При обнаружении повреждений на бетонной облицовке для начала необходимо произвести опорожнение участка оросительного канала, на котором будут проводиться ремонтные работы. Для сезонно-действующих оросительных каналов ремонтные работы рекомендуется проводить в осенне-зимний период.

Способ ремонта бетонных облицовок оросительных каналов выполняется следующим образом (фиг. 1, 2).

При обнаружении повреждений на бетонной облицовке 1 оросительного канала сначала производят удаление дефектного участка покрытия, заключающееся в отчистке и удалении грязи, ила, крупных и острых включений вблизи места повреждения 2. Далее по контуру повреждения 2 (с каждой из его сторон с запасом, равным, соответственно, b_зап≥0,15 м) на заранее увлажненную поверхность наносят бетон 3 с толщиной слоя δ=0,05 м, на который укладывают жесткими ребрами вниз полимерную профилированную геомембрану 4. При затвердевании бетона 3 происходит самопроизвольное закрепление геомембраны жесткими ребрами к бетону, тем самым обеспечивается водонепроницаемость повреждения и снижется его шероховатость.

При наличии больших повреждений на бетонной облицовке канала (с шириной повреждения b_пов≥1,5 м), наличии значительного напора на сооружении, а также на тех участках, где наблюдаются просадочные процессы, на слой бетона 3 укладывают полимерную геосетку 5, поверх которой выполняют заделку повреждения полимерной профилированной геомембраной 4 жесткими ребрами вниз на свежеуложенный бетон 3. Использование дополнительного слоя из полимерной геосетки для заделки больших повреждений на бетонных облицовках каналов способствует уменьшению просадок и прогибов полимерной геомембраны. При наличии больших повреждений с шириной b_пов≥1,5 м для обеспечения надежности крепления геомембраны к бетону ширину запаса с каждой из сторон геомембраны следует принимать b_зап≥0,30 м.

Ширина полоски полимерной профилированной геомембраны (b_пол.гм) определяется в зависимости от размеров повреждения бетонной облицовки с учетом запаса по формуле: b_пол.гм=b_пов+2b_дев+2b_зап, м, где b_пол.гм - ширина повреждения, м; b_деф - ширина области деформации, м; b_зап - ширина запаса с каждой из сторон, принимаемая как b_зап≥0,15 м при наличии малых повреждений b_пов≤1,5 м; b_зап≥0,30 м при наличии больших повреждений b_пов≥1,5 м.

В случае невозможности устройства под профилированную геомембрану слоя бетона 3 могут быть применены гладкие полимерные геомембраны низкого давления высокой плотности (HDPE) с закреплением к бетонной поверхности с помощью металлических анкеров.

Применение разработанного способа позволит достаточно быстро и эффективно производить ремонт различных повреждений на бетонных облицовках оросительных каналов. Благодаря использованию полимерных геомембран будет значительно снижена шероховатость бетонной облицовки (особенно на поврежденных участках), что позволит увеличить пропускную способность оросительной системы в целом.

Применение полимерной профилированной геомембраны и геосетки для ремонта повреждений бетонных облицовок оросительных каналов позволит существенно продлить срок службы сооружений на 30-40 лет, снизить потери воды на фильтрацию, а также отказаться от больших объемов бетонных работ.