Инновационные технические решения помогают выдерживать требования к прочности конструкций и при этом экономить

В рамках прошедшей в Москве III-й международной научно-практической конференции «Современные технологии проектирования и строительства гидротехнических сооружений» был представлен ряд новых материалов и технологий. Многие из них могут заинтересовать не только генподрядчиков и субподрядчиков по строительству гидротехнических сооружений, экспертов из проектных и научных институтов, но и строительные компании в других видах строительства. Объединяет все эти технические решения не только применение новых материалов и технологий, но и существенная выгода при их использовании в строительстве и дальнейшей эксплуатации возводимых объектов.

СНЯТЬ ИЛИ ОСТАВИТЬ?

Ярким примером экономичности может служить представленная на конференции новая конструкция стальной несъемной опалубки, которая применяется в берегоукреплении и противооползневых конструкциях. Она представляет собой ячеистую панель, которую изготавливают путем прокатки стального оцинкованного листа с просечкой и вытяжением ячеистых участков. В отличие от обычной сетки, которую применяют в рабочих швах, ребро жесткости такой панели воспринимает нагрузку от давления бетонной смеси и позволяет сохранять геометрию конструкций. При этом происходит адгезия вытекающего из ячеек цементного молочка с металлом, и после схватывания бетона опалубка включается в работу конструкции. Это позволяет уменьшить сечение арматуры и бетона и сэкономить на материалах. Также, благодаря ячейкам, через которые воздух выходит как через верхнюю, так и боковые грани опалубки, сокращается время и интенсивность вибрации смеси в опалубке. Поскольку демонтаж панелей не требуется, значительно снижаются трудозатраты в сравнении с щитовой опалубкой. Сравнительно небольшой вес ячеистых панелей позволяет использовать при строительстве подъемные краны и автомобили с меньшей грузоподъемностью. В то же время отмечался и недостаток новой технологии – необходимость дополнительного выравнивания поверхности готовой конструкции в проектах, предъявляющих повышенные требования к классу поверхности бетона.

Совершенствуются и традиционные виды опалубки, что особенно проявляется при строительстве гидроэлектростанций, отличающихся большим объемом бетонирования. Чего стоит только возведение огромной плиты водозабора плотины! В таких случаях снизить расходы помогает широкое применение консолей и шахтных подмостей. На конференции приводился пример, когда в качестве опалубки стен использовалась балочно-ригельная опалубка со свободной планировкой и установкой анкерной системы, позволяющей быстро переставлять опалубку.

ГАБИОНЫ ПРЕВРАЩАЮТСЯ ... В БАСТИОНЫ

Большие возможности открываются и при использовании в гидротехническом строительстве габионов – объемных изделий из стальной сетки, заполненных крупными камнями. Как известно, они широко применяются для укрепления грунтов, склонов, устройства подпорных стенок. Гибкие, обладающие высокой несущей способностью они часто применяются для защиты населенных пунктов от дождевых паводков. На конференции рассматривались варианты их использования и в качестве низконапорных плотин. Для этого они укладываются на основание, в котором предусмотрен обратный фильтр из геотекстиля и защитным слоем из щебня. Другая актуальная сейчас тема – устройство городских набережных, тоже может быть дополнена габионными конструкциями: они гасят энергию набегающих волн и предохраняют прилегающую территорию от залива.

Но при этом сами габионы нуждаются в защите, потому что традиционно используемое с этой целью цинковое или цинк-алюминиевое не может полноценно защитить стальную проволоку от коррозии. На конференции были представлены полимерные покрытия, которые могут значительно снизить химическое и механическое воздействие на нее. Такие покрытия значительно увеличивают срок службы габионных конструкций и позволяют сэкономить на их обслуживании. Благодаря полимерному составу покрытия габионы можно теперь шире использовать в гидротехническом и дорожном строительстве.

РЕКОРДСМЕНЫ В РЕКОНСТРУКЦИИ

Были продемонстрированы на конференции и буроинъекционные технологии с использованием новых гидроизоляционных материалов, применяемые при реконструкции гидротехнических сооружений. Такие инъекционные материалы способны проникать в разные типы грунтов и закреплять их, создавая своего рода барьер. При этом они усиливают грунты, не утяжеляя существующие конструкции. Другой материал, состоящий из бентонитовых глин с наполнителями и полимерными добавками, применяется для устройства щелевых траншей в качестве бурового раствора, и затем остается в них как противофильтрационный экран.

Находкой для строителей, которые занимаются реконструкцией гидротехнических и иных объектов, являются и новые инструменты на базе синтетических алмазов. С их помощью можно удалять пришедшие в негодность слои бетона, сохраняя при этом без изменений армокаркас.

Расположенные под водой элементы реконструируемых сооружений можно теперь обследовать телеуправляемых подводных аппаратов, оснащенных гидролокаторами, осветительными приборами и источниками света. Такое оборудование позволяет аппаратам выполнять съемку объектов даже при пониженной видимости.

КОМПОЗИЦИЯ ИЗ КОМПОЗИТОВ И ВЕТРЯНЫХ МЕЛЬНИЦ

Новые материалы начинают использоваться и при создании важнейшего конструктивного элемента гидротехнических сооружений – затворов и задвижек. Традиционно подвижная часть плоских затворов гидроэлектростанций состоит из стальной обшивки, которая находится обычно с напорной стороны затвора и принимает на себя давление воды. Однако эксплуатация затворов из традиционных материалов требует больших затрат на ремонт и очистку от ржавчины и льда. Разрабатываемые сейчас российскими ученными затворы из полимерных композитных материалов могут способны обеспечить эксплуатацию затворов до 50 лет без покраски и борьбы с коррозией. На них не намерзает лед, и они не подвержены воздействию растворенных в воде химических веществ. Такие затворы выполняются в виде многослойной панели, внешние листы которой изготовлены из стеклотекстолита, за которым расположен стеклопластиковый двутавр. Центральный лист – стеклотекстолитовый. Пустоты между элементами конструкции заполняются вспененной композицией и бетоном. Как утверждают ученые, спроектированная ими конструкция превышает требования по прочности с сохранением жесткости на уровне металлического аналога. Ее применение позволит значительно снизить эксплуатационные затраты.

В перспективе гидротехнические сооружения будут также оснащены ветроэнергетическими установками. Сейчас прорабатываются два варианта их монтажа – с суши и с воды. При этом второй вариант строительства весьма проблематичен из-за отсутствия в России специализированной техники для монтажных работ с воды.

СПРАВОЧНО

Организатор конференции «Современные технологии проектирования и строительства гидротехнических сооружений» – Международная ассоциация фундаментостроителей.

Алексей Торба

«Строительная газета», 9 октября 2020 г.

На снимке: участники конференции «Современные технологии проектирования и строительства гидротехнических сооружений» на технической экскурсии по Москве-реке

Фото представлено Международной ассоциацией фундаментостроителей.