АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, КОНСТРУКЦИЙ И УСТРОЙСТВ ПО СНИЖЕНИЮ НЕГАТИВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ОПАСНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

Хачатрян А.Н.
Академия государственной противопожарной службы министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий

Научный руководитель: Седых Н.И.
профессор кафедры Защиты населения
и территории, кандидат военных наук

Аннотация

Серьезную опасность для населения, техносферы и природной среды представляют аварии на гидротехнических сооружениях. В соответствии с Федеральным законом «О безопасности гидротехнических сооружений» [1] такими сооружениями являются: плотины, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции; сооружения, предназначенные для защиты от наводне¬ний и разрушений берегов водохранилищ, берегов и дна русел рек; сооружения (дамбы), ограждающие хранилища жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций; устройства от размывов на каналах, а также другие сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвращения вредного воздействия вод и жидких отходов.
Для многих городов и заселенных территорий Российской Федерации характерно подтопление густонаселённых территорий, на которых проживают люди. Из всех стихийных бедствий наводнения на реках занимают первое место по суммарному ущербу. Зашита населения и территорий от подтопления рек представляет огромную значимость для государства. В комплекс заблаговременных и оперативных мер по защите населения в чрезвычайных ситуациях в качестве важной составной части входят мероприятия инженерной защиты [2]. Особенностью инженерной защиты в условиях чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера является то, что она используется не только для защиты населения, но служит также важным направлением обеспечения защиты территорий.

Ключевые слова: гидротехнические сооружения, инженерные технологии, современные материалы.
Keywords: hydraulic Structures, engineering technologies, modern materials.

В настоящее время наблюдается устойчивое снижение аварий на гидротехнических сооружениях. Основой данной тенденции можно считать использование в строительстве актуальных и проверенных методов, материалов и технологий. Повышение уровня инженерно-технических сооружений в Российской Федерации достигнуто благодаря использованию новых материалов и конструкций.

Новые технологии при строительстве гидросооружений предназначены для уменьшения негативных воздействий гидрологических явлений: наводнений, половодий, паводков, заторов и т.п.

Применение современных материалов используется независимо от сложности задуманной технологии гидросооружения. Современное строительство основано на использовании стальных шпунтовых свай, к примеру, к таким конструкциям относят ограждения котлованов и траншей, берегоукрепление, при возведении причалов, шлюз гидроузлов и многое другое.

Рассмотрим сам термин. Шпунтовые сваи или конструкции — это цельные ограждения различного назначения, выполняемые из шпунтов. Их делают из различных материалов: армированный бетон, дерево, металл. Как показывает практика – стальные шпунты самые востребованные. Подобное ограждение – это отличная водопроницаемая преграда, которая способна удержать грунт от обрушения при разных способах погружения: ударным методом либо методом вибропогружения.
Бетон в строительстве гидросооружений используется особенный, который называется гидробетон [3]. К основным его достоинствам можно отнести высокую прочность на сжатие и разжатие, что достигается благодаря использованию фибронаполнителей.

Погодные условия не маловажны при бетонировании, в особенности под водой. Современные специалисты освоили технологию подводного бетонирования с применением безусадочных быстротвердеющих бетонов с высокой степенью сцепки.

Состав бетона может быть различный, в зависимости от сферы применения. Подбираются определенные соотношения цемента, воды, песка и других вспомогательных компонентов, в зависимости от характеристик местности, где будет воздвигаться конструкция. Качественные характеристики бетона улучшаются с помощью микронаполнителей с различными химическими компонентами, способными пластифицировать, воздухововлекать, уплотнять раствор.

Для прочности построенных конструкций нужно тщательно подходить к выбору сыпучих компонентов. Использование щебня и гравия обеспечивает устойчивость не только к морозам, но и к перепадам температуры.

Актуальным в гидротехническом строительстве на сегодняшний день является использование воздуховодного устройства для прогрева бетонных откосов (обогрев бетона и термоизоляция). Это способствует равномерному твердению бетона.
Гидротехнические сооружения [5] сложные объекты, при строительстве которых в основном использовался бетон и железобетон.

Помимо положительных сторон в использовании бетона и железобетона есть так же и отрицательные:

разрушение бетона из-за морозов в местах, где уровень воды не постоянен;
разрушение защитного слоя бетона в результате коррозии арматуры;
механические нагрузки, превышающие придел прочности бетона и т.д.

Инженеры решили эти проблемы с помощью применения полимерных составов, укрепленные фиброй. К таким относят Nafufill KM 250 (его использовали в ремонте Саяно — Шушенской ГЭС и Богучанской ГЭС ). Применение данной технологии повышает долговечность эксплуатации на отремонтированных конструкциях, что подтверждено на практике.
Устойчивость и долговечность гидроконструкций – это результат наблюдений и диагностики технического состояния с помощью современных приборов и своевременного обслуживания. К таким приборам, позволяющим вести натурные наблюдения, диагностировать техническое состояние можно отнести: горизонтальную систему инклинометра [6], ультразвуковой расходометр многолучевой [7], датчики вибрации для мониторинга оборудования, виброанализатор. Использование таких технологий делает гидротехнические сооружения прочными, долговечными, а самое главное безопасными для окружающих.

На территории России этап обеспечения безопасности гидротехнических сооружений является достаточно остым, т.к. сохраняется опасность гидродинамических аварий. В стране эксплуатируется более 30 тыс. водохранилищ и несколько сотен накопителей промышленных стоков и отходов. Имеется около 60 крупных водохранилищ емкостью более 1 млрд. м3. Гидротехнические сооружения на 200 водохранилищах и 56 накопителях отходов эксплуатируются без рекон¬струкции более 50 лет и находятся в аварийном состоянии. Например, особенно остро стоят проблемы состояния бетона первых столбов плотины Саяно-Шушенской ГЭС, ремонта плотины и берегоукрепления Боткинского водохранилища в Пермской области, реконструкции берегозащитной дамбы в г. Юрьевце Ивановской области, замены затворов шлюзов и укрепления ограждающих дамб на Волгодонском судоходном канале, укрепления стен камер и замены ворот шлюзов на водных путях Волжского и Камского бассейнов.

Литература:

Федеральный закон от 21.07.1997 N 117-ФЗ (ред. от 29.07.2018) «О безопасности гидротехнических сооружений»
СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита территорий от затопления и подтопления. М., 1990.
СНиП 1.02.07-87. Инженерные изыскания для строительства. М., 1988.
ГОСТ 25100-82. Грунты. Классификация.
ГОСТ 19185-73. Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения.
ГОСТ 24151-87. Инклометры. Типы. Основные параметры и технические требования.
ГОСТ 8.611-2013 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Расход и количество газа. Методика (метод) измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода.