1
Міністерство освіти і науки України
Харківський державний технічний університет
будівництва та архітектури
Коваленко Аліна Василівна
УДК 628.24+69.059
РОЗРОБКА ЕФЕКТИВНИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ РІШЕНЬ
ЛІКВІДАЦІЇ АВАРІЙ
В КАНАЛІЗАЦІЙНИХ КОЛЕКТОРАХ
05.23.08 – технологія промислового і цивільного будівництва
Автореферат
на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Харків-2002рік
Дисертація є рукописом.
Робота виконана на кафедрі “Технологія будівельного виробництва” Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури.
Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Корінько Іван Васильович, доцент Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури.
Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент Менейлюк Олександр Іванович, старший науковий співробітник Одеської державної академії будівництва та архітектури.
кандидат технічних наук, доцент Романушко Євген Григорович, доцент Київського національного університету будівництва та архітектури.
Провідна організація: Придніпровська державна академія будівництва та
архітектури Міністерства освіти і науки України,
м. Дніпропетровськ.
Захист відбудеться 30.05.2002 року о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.056.01 в Харківському державному технічному університеті будівництва та архітектури за адресою: 61002, м. Харків, вул. Сумська, 40.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури за адресою: 61002, м. Харків, вул. Сумська, 40.
Автореферат розісланий 30.04.2002 року.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Кутовий Е. М.
1
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА.
Актуальність теми. Довжина каналізаційних мереж в Україні складає більше 57 тис.км. Діючі колектори, при будівництві яких в основному використовувався бетон і залізобетон, мають діаметр 0,6-3,5 м і більше і закладені на глибині 4-10м (трубопроводи) та 10-70м (тунелі). Каналізаційні трубопроводи являються лінійно-протяжними спорудами і працюють спільно з оточуючим їх масивом грунту.
Експлуатаційна надійність каналізаційних тунелів забезпечується міцністю обробки. Як підтверджено цілим рядом зарубіжних і вітчизняних досліджень, одною із головних причин передчасного руйнування склепіння бетонної обробки безнапірних каналізаційних тунелів являється газова корозія. Висота можливого вивалу грунту в місці завалу, як правило, визначається в залежності від розмірів поперечного перетину тунеля і коефіцієнту міцності грунту. Відновлювальні роботи в місцях локального вивалу ведуться , як і при будівництві, відкритим і закритим способами.
Дослідження показали, що найбільш імовірні локальні вивали виникають в місцях гірського тиску, тобто в місцях пересічення тунелем зони нестійких водонасичених грунтів.
Небезпека завалу багатократно зростає якщо склепіння залізобетонної обробки має значні руйнування, визвані впливом агресивного середовища. В результаті обвалу тунельної обробки відбуваєтся деформація поверхні грунту. Нестійка стабілізація грунту надалі загрожує завалами великих масивів грунту, особливо водонасиченого, нестійкого типу пливунів.
Дослідженню факторів, які спричиняють руйнування конструкцій каналізаційних колекторів і розробці технології і організації робіт по їх відновленню, вибору будівельних матеріалів для цих робіт присвячені наукові праці І.О. Абрамовича, Д.Ф. Гончаренка, І.В.Корінька, Ю.Б. Клейна, В.М. Бабаєва, Г.Я. Дрозда, В.Д. Дмитриєва, С.С. Душкіна, Д. Штайна, Б. Майдла та інших.
Проте питання, які пов’язані з локальними обвалами залізобетонних обробок, вивалами і обвалами грунту в каналізаційних колекторах та їх ліквідації, в цих дослідженнях розглянуті недостатньо.
Аварії в тунелях глибокого та неглибокого закладання відбуваються не часто і аналіз виникнення не завжди знаходить відображення в спеціальній літературі. На сьогодні відсутні глибокі дослідження, які висвітлюють проблеми ліквідації аварій в підземних спорудах.
Приймаючи до уваги, що в багатьох містах України каналізаційні тунелі глибокого закладання знаходяться в передаварійному стані, проведення досліджень і розробка рішень, які направлені не тільки на ліквідацію аварій в стислі строки, але й на їх попередження являються своєчасними.
2
Тому розробка технічних, технологічних і організаційних рішень, які направлені на ліквідацію можливих локальних завалів в тунелях і мікротунелях в стислі строки актуальна.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Дисертаційна робота виконана в рамках роботи Науково-координаційної експертної ради з питань ресурсів і безпеки експлуатації конструкцій будівель і машин при Президії Національної академії наук України. Її автор являється співвиконавцем держбюджетної теми “Розробка організаційно-технологічних і технічних рішень по ліквідації аварій на підземних комунікаціях”, (номер державної реєстрації 010U001208), яка виконується на кафедрі технології будівельного виробництва Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури.
Мета досліджень - розробка технологічних рішень, які підвищують ефективність ремонтно-відновлювальних робіт при ліквідації аварій в каналізаційних колекторах.
Об’єкт досліджень- каналізаційні колектори глибокого закладання.
Предмет дослідження – технологічні і технічні параметри ремонтно-відновлювальних робіт при ліквідації аварій.
Методи дослідження - статистичний аналіз, натурне обстеження, моделювання, теорія пружності, системний аналіз.
Задачі досліджень:
–
дослідити фактори, що впливають на довговічність експлуатації та причини, які приводять до аварій в каналізаційних колекторах;
–
проаналізувати існуючі технології ремонтно-відновлювальних робіт, які застосовуються при ліквідації аварій в колекторах; визначити вплив підземних ремонтно-відновлювальних робіт на величину вертикальних деформацій поверхні землі;
–
розробити технологічні та організаційні рішення, які забезпечують проведення аварійно-відновлювальних робіт в стислі строки і з раціональними затратами.
Наукова новизна роботи:
-
в результаті дослідження процесів, що проходять при аваріях на каналізаційних колекторах глибокого закладання визначено вплив підземних відновлювальних робіт на величину вертикальних деформацій поверхні землі;
-
розроблена методика розрахунку несучої здібності зруйнованих газовою корозією конструкцій каналізаційного колектора, яка дає можливість визначати зусилля і навантаження, що виникають в них в період передаварійних і аварійних ситуацій і приймати рішення по безпечному виконанню аварійно-відновлювальних робіт;
-
теоретично обгрунтовані і розроблені технологічні рішення по ліквідації аварій на каналізаційних колекторах, відзначною особливістю яких
3
є подвійний захист масиву і поверхні грунту від зсувів і деформацій, зустрічне протиснення кілець вторинної обробки і безпечне проведення аварійно-відновлювальних робіт.
Практична значимість одержаних результатів досліджень полягає в розробці та впровадженні технічних, технологічних і організаційних рішень,
які дозволяють ліквідувати аварії в каналізаційних тунелях глибокого закладання в стислі строки і при умові безпечного проведення ремонтно-відновлювальних робіт.
Особистий вклад автора. Автором дисертаційної роботи розроблені технологічні, технічні і організаційні рішення, впровадження яких дозволяє підвищити ефективність ремонтно-відновлювальних робіт при ліквідації аварій в каналізаційних тунелях.
Апробація роботи. Основні положення і результати доповідались на 55-й та 56-й науково-технічних конференціях Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури в 2000 та 2001 роках, на
науково-технічній конференції “ Проблеми і перспективи очистки та повторного використання води” в Харківській державній академії міського господарства (2001р), а також на міжнородному конгресі “ЕТЕВК-2001” (Ялта, 2001р.).
Публікації. По результатах дослідження опубліковано 8 наукових робіт.
Обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох глав, висновків та пропозицій, списку літератури з 70 найменувань, додатків; викладена на 142 сторінках машинописного тексту, в тому числі 94 сторінки основного тексту, 47 рисунків, 7 таблиць, 2 додатка.
ЗМІСТ РОБОТИ.
В дисертації обгрунтована актуальність вибраної теми. Поставлена мета і завдання, приведені основні положення і результати, які виносяться на захист.
В першій главі констатовано, що головним показником експлуатації мереж і споруд водовідведення є надійність, яка в більшій або меншій мірі визначається рівнем будівельної техніки. Слід відзначити, що достатньо старі міські каналізаційні мережі нашої країни потребують уже сьогодні прийняття радикальних мір по плануванню та здійсненню ремонту, приведення каналізаційних мереж в належний стан.
Щороку на каналізаційних мережах України відбувається дві аварії на 1 км, що значно перевищує аналогічні показники в країнах Західної Європи.
В роботі розглянуті окремі приклади аварій на каналізаційних колекторах в Україні і за кордоном. Приведені причини, які привели до руйнування конструкцій.
Друга глава присвячена дослідженню факторів, які впливають на експлуатаційну надійність каналізаційних колекторів.
4
Розглянуто стан каналізаційних мереж в різних містах України, зазначені причини передчасного зносу і аварійного стану колекторів. Класифіковані фактори, що спричиняють руйнування тунелів. Виявлено, що газова корозія є головною причиною руйнування конструкцій, в першу чергу залізобетонних.
На основі виконаного в даній главі аналізу, установлено, що експлуатаційна надійність каналізаційних тунелів і мікротунелів забезпечується при дотриманні основної вимоги – межа міцності конструкцій повинна перевищувати величину гірського тиску та інших зовнішніх навантажень.
Дослідження показали, що зони нестійкого водонасиченого грунту, які пересікають тунелі і мікротунелі, потенційно являються аварійно- небезпечними. В роботі запропонована формула визначення можливого вивалу грунту.
В третій главі досліджено технологічний процес аварійно-відновлювальних робіт.
Як будівництво, так і відновлення підземних споруд пов’язано зі змінами природного напружено-деформованого стану грунтового масиву, при якому можуть виникнути незворотні руйнування грунтів. Характер виявлення і область поширення руйнувань визначається цілим рядом факторів і , в першу чергу, способом виконання аварійно-відновлювальних робіт. Так, при відновлюванні підземних виробок відкритим способом порушення грунтів виникають, головним чином, біля стін підземної споруди в межах призм
обвалу, обмежених площинами сковзання, які нахилені під кутом =450- /2 до вертикалі.
Якщо відновлення підземної споруди здійснюється закритим способом, то порушення грунтового масиву охоплює деяку область над підземною виробкою і в залежності від глибини закладання останньої можуть досягти поверхні землі. У цьому випадку можливі просадки фундаментів, розміщених поблизу споруд і підземних комунікацій, пошкодження шляхового покриття і трамвайної колії над підземною спорудою, яка будується, що в свою чергу, негативно впливає на умови руху наземного транспорту.
Все це потребує прийняття спеціальних заходів, які направлені на обмеження зсувів і деформацій поверхні землі, а також на захист будівель і інженерних комунікацій, які істотно впливають на вартість ремонтно-відновлювальних робіт.
Порушення грунтового масиву при відновленні підземних споруд закритим способом характеризується утворенням мульди зсуву, яка являє собою частину земної поверхні, в межах якої відбуваються зсуви і деформації грунту.
Розглянуто фактори, що впливають на інтенсивність процесу деформації грунтового масиву поверхні землі, серед яких: геологічні і гідрогеологічні умови; особливості планування і забудови даного міського району; наявність
5
підземних комунікацій і споруд; форма, розміри і глибина закладання підземної споруди, яка відновлюється; об’ємно-планувальні і конструктивні рішення; організація і технологія будівництва надземної споруди та інш.
Враховуючи, що при відновленні підземних споруд зсуви і деформації поверхні землі визначаються сукупністю згаданих факторів, то для кількісної оцінки зсувів і деформацій поверхні землі необхідно виконувати теоретичні і експериментальні дослідження.
Незважаючи на достатньо високу ефективність лабораторних досліджень, вони не завжди дозволяють одержати точний прогноз зсувів і деформацій грунтового масиву і поверхні землі, головним чином, через трудність моделювання та похибки вимірювань. Тому в багатьох випадках необхідні спостереження вимірів безпосередньо на підземному об’єкті, що відновлюється.
Прогнозування характеру та інтенсивності процесу зсуву і деформацій грунтового масиву і земної поверхні дозволяє приймати необхідні заходи по
попередженню і обмеженню поверхневих порушень грунту, забезпеченню стійкості будов і споруд під час проходки обвалу підземних виробок.
Конструктивні заходи зводяться до застосування тунельних обробок, найбільш раціональних з точки зору обмеження порушення стійкості грунтового масиву в процесі відновлення підземної споруди. Цим вимогам найбільше відповідають конструкції обробок з набризк-бетону, монолітно-пресованого бетону, а також збірних чавунних і залізобетонних обробок, обтиснених розпором в навколишній грунт. Такі обробки споруджують без зазору.
В главі розглянуті технологічні заходи, спрямовані на ліквідацію причин розвитку зсувів і деформацій. Ці заходи стосуються, головним чином, послідовності і технології розробки грунту в вибої і кріплення виробки. З цією метою необхідно обмежувати глибину заходки, не допускати переборів грунту в вибої, здіснювати швидке і ретельне кріплення виробки, виконувати своєчасне і якісне нагнітання тампонажної суміші за обробку. Ці та інші технологічні заходи застосовуються в залежності від способів відновлення підземних споруд в різних інженерно-геологічних умовах.
Найбільш радикальними заходами по усуненню або зменшенню зсувів і деформацій поверхні землі при будівництві та відновлюванні міських підземних споруд являється застосування спеціальних способів закріплення нестійких грунтів. Так, шляхом хімічного закріплення грунту над підземною виробкою створюється несуче склепіння, яке сприймає тиск вище розташованих грунтових мас і практично усуває зсуви і деформації поверхні землі.
Розглянуто різні способи закріплення нестійких грунтів, в першу чергу шляхом заморожування.
6
Серед способів безтраншейної розробки грунту, одним із ефективних, являється спосіб продавлювання. Даний спосіб ефективно можна застосовувати для відновлення обвалів дільниць каналізаційних колекторів.
Досліджені запірні пристрої, які дозволяють виключати стічні води з місця аварії.
Четверта глава присвячена розробці технології ліквідації аварій на каналізаційних колекторах.
З метою скорочення обсягу робіт по відновленню локального обвалу обробки при визначенні розмірів несучих конструкцій можна зменшити поперечний переріз тунелю в межах, які дозволять здійснити пропук стічних вод.
Конструктивні елементи, які відновлюють локальні обвали обробки, повинні бути: розраховані на сприйняття максимальних нагрузок як в період їх спорудження так і при експлуатації каналізаційного тунелю; простими для виготовлення в умовах заводу, транспортабельними і зручними для монтажу;
достатньо універсальними, розрахованими на використання в різних умовах і різними способами споруждення.
Так як відновлення тунелю відбувається в порушеному середовищі, збереження якого являється обов`язковим, то відставання робіт по спорудженню обробки від ведення забою повинно бути мінімальним.
Напружено-деформаційний стан (НДС) блочних обробок тунелю залежить від взаємодії констукцій стінок тунелю з навколишнім грунтом. При обробках виконаних з блоків кругового окреслення БКТ1-31, БКТ2-37,БКТ1к-37, БКТ2к-37, для визначення параметрів НДС можна скористатись розрахунковою схемою кругового стержня в грунтовому масиві, який знаходиться в стані плоскої деформації. Навантаження на такий стержень
залежить від його деформації і твердості, а також від параметрів в грунтовому масиві і змінюється з часом.
Для почасової оцінки параметрів НДС стінок тунелю в роботі використано комплекси “Міраж” і “SCAD”, які дозволяють з допомогою методу кінцевих елементів (МКЕ) знайти необхідні величини для оцінки міцності.
Для дуже слабких грунтів з коефіцієнтом пористості 0,8-1,2 і щільністю часток грунту 2,65 т/м3, тиск на стінки тунелю практично не залежить від деформації самих стінок і представляє собою:
(1)
де PZ- тиск на глибині z від поверхні, кПа;
S- щільність часток грунту, т/м3;
W- щільність води, т/м3;
е- коефіцієнт пористості.
7
Корозія стінок тунелю відбувається нерівномірно і обмежена верхньою половиною конструкції. Верхня частина бетонної обробки поступово тоншає, зменшується також поперечний перетин арматури AS1 (рис 1).
Рис.1 Поперечний переріз зруйнованої обробки тунелю
Корозійні зміни товщини обробки по периметру прийнято в вигляді:
hkp=khsin, (2)
де k- коефіцієнт 0 k 0,8;
h- товщина стінки, м;
- кутова координата, 0 1800.
Робоча величина верхньої частини обробки визначається рівнянням:
hp=h-hkp=h(1-ksin), 0 1800 (3)
Разом із змінами товщини стінки прийнято також зменшення площі арматури АS1.
Зміни зусиль в поперечних перерізах стінки обробки тунелю представлені в вигляді графіків. При цьому найбільш небезпечним з точки зору міцності являється переріз з координатою =900, в якому виникають позитивні вигинаючі моменти, із зменшенням товщини стінки вигинаючі моменти в цьому перетині також зменшуються, повздовжні сили при цьому незначно зростають.
Обвал обробки відбувається, якщо розрахункові значення зусиль в обробці досягнуть граничних значень, одержаних для обробки з урахуванням корозії бетону і арматури. Зміна розрахункових і граничних зусиль (вигинаючих моментів) в залежності від величини корозії представлена в вигляді графіків з яких випливає, що моменту обвалу відповідає ступінь корозії 0,7.
8
При таких умовах відновлювальні роботи починаються з відключення тунелю, обстеження усіх будинків і споруд, які знаходяться в зоні небезпечного впливу відновлювальних робіт представниками проектних, експлуатаційних, будівельних та інших організацій.
В необхідних випадках на будинках і спорудах виставляють репери і маяки, призначені для систематичного нагляду за станом будинків і споруд в процесі відновлювальних робіт.
Для проведення відновлювальних робіт в стислі строки без подальшої деформації земної поверхні, застосовується спосіб штучного заморожування водонасичених грунтів рідким азотом і спосіб протиснення збірних залізобетонних кілець в зоні локального обвалу тунелю. Для штучного заморожування грунту рідким азотом глибину заморожуючих свердловин установлюють з урахуванням глибини закладення тунелю, кута нахилу свердловини і ширини обвалу склепіння тунелю, а заморожуючі свердловини в плані розміщують з урахуванням контуру деформації земної поверхні, розмірів будівельного майданчика, існуючих наземних і підземних споруд, а головне- розмірів льодогрунтової огорожі.
Відмінна особливість (новизна) запропонованої льодогрунтової огорожі полягає в тому, що при відсутності водонепроникних грунтів не створюється штучне днище, так як його роль виконує не зруйнована газовою корозією лоткова частина тунельної обробки.
Льодогрунтова огорожа виконана в вигляді даху, обмеженого колонками зонального заморожування грунту. Відстань між осями заморожуючих колонок А і В 1-1,1 м, а між осями колонок В і С – 0,75 м (рис 2).
В даній главі розроблена технологія відновлення обробки каналізаційного тунелю діаметром 2960 мм. Залізобетонні кільця-вкладиші з внутрішнім діаметром 2660 мм виготовлені на заводі ЗБК з облицюванням
поверхні бетону ребристим поліетиленом, забеспечують корозійну стійкість конструкції і зменшують загальну шершавість колектора.
Після закінчення періоду утворення льодогрунтової огрожі (активного заморожування) і початку періоду підтримки мінусової температури замороженого грунту (пасивного заморожування) приступають до проходки завалу і спорудження вторинної обробки, використовуючи при цьому спосіб протиснення.
Розроблена технологічна схема протиснення включає (рис.3): просвердлювання через обвал горизонтальних свердловин і протягання через них стальних канатів; опускання через оглядовий шахтний стовбур залізобетонних кілець і протискуючих засобів, які транспортують з обох сторін до місця обвалу; послідовне ведення робіт з обох сторін обвалу.
11
Послідовне проведення робіт з обох сторін обвалу включає - розробку, навантаження і транспортування грунту, протискання залізобетонних кілець з використанням стальних канатів, які протягнені через обвал.
При цьому підземні відновлювальні роботи ведуть циклічно, заходками, відповідно довжині висунення домкратів. Після чергового циклу штоки гідродомкратів, повертаючись в початкове положення, підтягають траверси, а спеціальні затискачі на траверсах перекріплюють канати.
Розробку і виймання грунту виконують ручним способом з допомогою механізованого інструменту та малогабаритними машинами типу ПМЛ-4, ПМЛ-5. При наявності в ножовій частині горизонтальних площадок, грунт при протискуванні кілець, попадає в потік вторинної обробки, звідки забирається.
Для транспортування залізобетонних кілець, протискуючих пристроїв, вагонеток з грунтом та інших матеріалів і виробів використовуються акумуляторні автопогрузчики.
Після проходки обвалу і спорудження вторинної залізобетонної обробки виконують зачеканку стиків між залізобетонними кільцями з використанням швидкосхоплюючого розширюючого цементу, а в отвір за обробкою нагнітають цементно-піщаний розчин. Якість первинного нагнітання, тобто заповнення порожнин, перевіряють повторним контрольним нагнітанням цементного розчину. На заключному етапі робіт виконують зварювання стиків ребристого поліетиленового покриття поверхні бетону. Тривалість ліквідації локального обвалу тунельної обробки, що розглядається, складає 20 діб, із них 8 діб витрачається на буріння свердловин трьома буровими станками.
12
Загальні висновки та рекомендації.
1. В результаті виконання досліджень розроблені технологічні рішення, які підвищують ефективність ремонтно-відновлювальних робіт при ліквідації аварій в каналізаційних тунелях. Результати дослідження мають важливе наукове і практичне значення і можуть впроваджуватись на підприємствах, які експлуатують каналізаційні мережі.
2. Аналіз літературних даних і проведені дослідження показали, що каналізаційні трубопроводи не витримують гарантований термін експлуатації і виходять зі строю раніше нормативного строку. Практично в усіх регіонах України 25% каналізаційних мереж знаходяться в аварійному стані. Аналіз факторів, які впливають на довговічність каналізаційних тунелів дає підставу зробити висновок, що головною причиною руйнування конструкцій і в першу чергу залізобетонних, являється газова корозія.
3. Проведений аналіз показав, що експлуатаційна надійність каналізаційних тунелів і мікротунелів забезпечується при дотриманні основної умови – межа міцності конструкцій повинна перевищувати величину гірського тиску і інших зовнішніх навантажень.
4. Дослідження показали, що зони нестійкого водонасиченого грунту, які пересікають тунелі і мікротунелі, потенційно являються аварійно-небезпечними зонами. Запропонована формула визначення можливого вивалу грунту.
5. Виявлено, що каналізаційні тунелі і мікротунелі в разі проведення ремонтних робіт на якій-небудь дільниці каналізаційної мережі працюють не тільки в безнапірному, але й в напірному режимах, тому для них можливі пошкодження, характерні для гідравлічних тунелів, які працюють в різних режимах.
6. Визначено вплив підземних будівельних і відновлювальних робіт на величину вертикальних деформацій поверхні землі. Деформація поверхні землі має мінімальні значення при невеликих розмірах поперечного перерізу і великій глибині закладення тунелю, високій швидкості проходки і своєчасному улаштуванні постійного кріплення виробки, при закладенні тунелю в міцних і стійких грунтах (природних або штучно зміцнених).
7. Виконані дослідження, дозволили виявити принципові відміни процесів відновлення зруйнованого тунелю від будівництва нового. Установлено, що при обвалюванні тунелю відбувається нестійка стабілізація вивалу, яка загрожує подальшими вивалами великих масивів грунту.
8. Відновлення локального обвалу тунелю при непередбаченій нестабільності масиву грунту являється небезпечним як для тунелю, що відновлюється, так і для будинків і споруд, які розміщені в зоні обвалу.
13
Це необхідно враховувати, приймаючи рішення по ліквідації аварії. Досліджено запірне обладнання, яке дозволяє відключити стічні води від місця аварії.
9. Розроблена методика розрахунку несучої здібності конструкцій тунелю дає можливість визначати зусилля і навантаження, які виникають в ньому в перед аварійних ситуаціях. Використання данної методики дозволяє приймати необхідні рішення по попередженню локальних завалів обробок тунелів. В результаті виконаних досліджень теоретично обгрунтована і розроблена технологія ліквідації локальних обвалів каналізаційних тунелів, які знаходяться в зоні водонасичених нестійких грунтів. Відзначною особливістю розробленої технології є подвійний захист масиву і поверхні грунту від зсувів і деформацій. З цією метою розроблені технічні і технологічні рішення спрямовані на улаштування захисту масиву і поверхні грунту щляхом штучного заморожування його рідким азотом з подальшою проходкою завалу і спорудженням вторинної обробки зустрічним протисненням залізобетонними кільцями.
10. Запропоновано рішення по створенню льодогрунтової огорожі в формі “даху”, при цьому не зруйнована газовою корозією лоткова частина тунельної обробки використовується як загорожа знизу.
11. Розроблена технологія зустрічного протиснення кілець вторинної обробки з допомогою канатів, пропущених в свердловини через обвал.
12. Розроблену технологію ліквідації аварій включено в відомчі “Плани попередження і ліквідації аварій”.
Основні положення дисертації опубліковані в таких роботах:
1. Корінько І.В., Горох Н.П., Коваленко А.В., Костенко В.Ф.
Защита конструкций систем водоотведения полимерными материалами // сб. докладов научно-технической конференции “Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов”. Т.2- Крым, Щелкино, 2000. С. 404-407.
2. Коринько И.В., Коваленко А.В. Выполнение работ по восстановлению канализационного коллектора в г. Харькове с использованием отечественного оборудования // Сб. докладов международного конгресса. "ЭТЭВК - 2001".- Ялта, 2001. С. 223-226.
3. Коваленко А.Н., Коваленко А.В., Коринько И.В. Технологические решения, повышающие эффективность работ по ликвидации аварий на канализационных коллекторах// Коммунальное хозяйство городов. 2000. №3. С. 3-5.
4. Коринько И.В., Коваленко А.В. Проведение ремонтно-восстановительных
работ на сетях канализации бестраншейным методом с применением
полиэтиленовых труб // Коммунальное хозяйство городов. 2000. №22. С. 155-157.
5. Коринько И.В., Коваленко А.В. Обеспечение надежности эксплуатации канализационных тоннелей //Коммунальное хозяйство городов. 2000. №27. С.21-25.
14
6.Коринько И.В., Коваленко А.В. Способ ликвидации обрушений канализационных тоннелей // Науковий вісник будівництва.- 2001. Вип. 15. С. 49-52.
7.Коваленко А.В. Разработка решения по восстановлению канализационного тоннеля // Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин. -Київ: КНУБА, 2001. Вип. 9. С. 8-12.
8.Гончаренко Д.Ф., Корінько І.В., Коваленко А.В., Санков Г.О. Спосіб ліквідації локального відкритого завалу каналізаційного тунелю// Пріоритет по заявці №2001117633 від 8.11.2001.
АНОТАЦІЇ
А.В. Коваленко “Розробка ефективних технологічних рішень ліквідації аварій в каналізаційних колекторах”. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.08 – технологія промислового та цивільного будівництва. Харківский державний технічний університет будівництва та архітектури. Харків, 2002.
В дисертації розглянуті технології ліквідації аварій в каналізаційних колекторах.
Виконано аналіз факторів, що знижують довговічність каналізаційних колекторів і приводять до їх аварій.
Досліджено технологічні процеси аварійно-відновлювальних робіт.
Приведені фактори, що впливають на інтенсивність процесу деформації грунтового масиву поверхні землі під час аварій.
Розглянуті технологічні заходи, спрямовані на ліквідацію причин розвитку зсувів і деформацій.
Розроблена методика почасової оцінки параметрів напружено-деформаційного стану блочних обробок тунелю в залежності від взаємодії конструкцій стінок тунелю з навколишнім грунтом, яка дозволяє знаходити необхідні величини для оцінки міцності конструкцій.
Розроблені технологічні, технічні та організаційні рішення, що підвищують ефективність робіт при ліквідації аварій на каналізаційних колекторах.
Ключові слова: каналізаційні колектори, аварії, технологія ліквідації, обробка тунелів.
Kovalenko A.V. " Mining of effective technological solutions of liquidation of emergencies in sewer headers ".- The manuscript.
Thesis on the competition of a scientific degree of the candidate of engineering sciences on a speciality 05.23.08 - technology of industrial and civil buildinging. The Kharkov state engineering university of building and architecture.
15
Kharkov, 2002. In the thesis the technignes of emergencies in sewer headers shortage are reviewed.
The analysis of the factors, which decrease the durability of sewer headers and result in their emergencies are carried out.
The technological processes under abnormal conditions – are investigated.
The factors, which influence the intensity of process of a deformation of a soil massif of a ground surface under emergencies are given.
The technological measures directed on the shortage of the reasons of shear and strain spereading are considered.
The method of a time estimation(rate) of the strain-stressed the block treatment of a tunnel of depending on interaction of the wall constructions of a
tunnel with an enclosing ground, which allows to discover the necessary magnitudes for the estimation(rate) of constructions durability is developed.
The technological, engineering and organizational solutions, which inerease labontr productivity under liquidation of emergencies on sewer headers are developed.
Key words: a sewer header, emergency, know-how of liquidation, treatment of tunnels.
А.В. Коваленко “Разработка эффективных технологических решений ликвидации аварий в канализационных коллекторах”. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.08 – технология промышленного и гражданского строительства. Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры, Харьков, 2002.
Диссертационная работа посвящена разработке эффективных технологических решений ликвидации аварий в канализационных коллекторах.
В работе рассмотрены аварии в канализационных коллекторах на Украине и за рубежом. Приведены причины которые привели к разрушению конструкций.
Исследованы факторы влияющие на эксплуатационную надежность канализационных коллекторов. Рассмотрено состояние канализационных сетей в различных регионах Украины, а также причины преждевременного износа и аварийного состояния коллекторов.
Исследованы зоны неустойчивого обводненного грунта, которые пересекают тоннели и микротоннели и потенциально являются аварийно опасными. Предложена формула определения возможного вывала грунта.
Исследованы технологические процессы аварийно-восстановительных работ. Рассмотрены факторы, которые оказывают влияние на интенсивность процесса деформаций грунтового массива и поверхности земли. Установлено, что при восстановлении подземных сооружений сдвижения и деформации поверхности земли определяются совокупностью множества
16
факторов среди которых: гидротехнические условия; особенности застройки микрорайонов; формы и размеры, восстанавливаемого сооружения и другие. Поэтому для количественной оценки сдвижений и деформаций поверхности земли необходимо выполнение теоретических и экспериментальных исследований. Рассмотрены технологические меры, направленные на устранение причин развития сдвижений и деформаций, которые применяются в зависимости от способов восстановления подземных сооружений в различных инженерно-геологических условиях. Исследованы способы закрепления грунта и конструкции запорных устройств для отвода сточных вод.
Разработана методика расчета несущей способности конструкций тоннеля, которая дает возможность определять усилия и нагрузки в предаварийных ситуациях и принимать необходимые решения в процессе подготовки работ по ликвидации аварий.
В работе теоретически обоснована и разработана технология ликвидации локальных обрушений канализационных коллекторов, находящихся в зоне водонасыщенных неустойчивых грунтов. Отличительной особенностью разработанной технологии является двойная защита массива и поверхности грунта от сдвижек и деформаций путем искусственного замораживания и возведение вторичной обделки встречным продавливанием железобетонными кольцами.
Ключевые слова: канализационные коллекторы, аварии, технология ликвидации, обделка тоннелей.
