Автореферат (Диагностика технического состояния и оценка остаточного ресурса работоспособности водопроводящих сооружений оросительных систем), страница 3

Системы орошения на площади 1,05 млнгатребуютреконструкции,перевооруженияидругихплановопредупредительных мероприятий технической эксплуатации.В общей структуре объектов орошения заметна большая доля водопроводящих сооружений (магистральные, межхозяйственные и внутрихозяйственные каналы, лотки, гидротехнические туннели, дюкеры, акведуки, ливнеотводящие сооружения и пр.), надлежащее состояние которых определяет эффективностьфункционирования оросительных систем в целом. Количество водопроводящихсооружений сферы мелиорации достигает 60 тыс. единиц, в том числе на юге России, где сосредоточена основная часть мелиоративного водохозяйственного комплекса, – 14339 сооружений из них в ЮФО – 7158, СКФО – 7181 сооружение.Общая протяженность каналов оросительных систем юга России всего –31265.3 км и трубопроводов – 3618.1 км.

Распределение водопроводящих сооружений по пропускной способности представлено на рисунке 1.12Рисунок 1 – Протяженность каналов и трубопроводов на Юге России, кмНаиболее частыми дефектами, приводящими к нарушению режимов нормального функционирования водопроводящих сооружений, являются скрытыедефекты внутреннего характера (просадка и разуплотнение, образование пустот вгрунте; коррозия арматуры; наличие внутренних ослабленных участков, разрушение зоны опирания, трещины, выщелачивание бетона и др.), для установления,которых необходим приборный метод обследования.

Выполненная автором визуальная оценка состояния сооружений Азовской, Кубань-Калаусской, КубаньЕгорлыкской, Нижне-Донской, Терско-Кумской оросительно-обводнительных систем юга России, с площадью орошаемых земель порядка 2007 тыс. га земель выявила деформацию и смещение, разрушение основания, потерю прочности и др. воблицовке конструктивных элементов водопроводящих сооружений и в грунтовом основании. Площадь дефектов доходила до 55 % площади сооружения, чемвызваны потеря воды и недопустимый подъем грунтовых вод.Надежность сооружений мелиоративного водохозяйственного комплексаизучалась в работах известных ученых, среди которых: Ф. К.

Абдразаков,А. Н. Аскоченский, Ю. М. Баженов, В. А. Белов, В. А. Волосухин, С. М. Васильев,А. И. Голованов, Д. П. Гостищев, М. С. Григоров, А. Д. Гумбаров, Г. В. Дегтярев,И. А. Долгушев, Д. В. Козлов, П. И. Коваленко, Ю. М. Косиченко, А. Н. Костяков,И. П. Кружилин, Б. С. Маслов, Ц. Е. Мирцхулава, В.

В. Пославский, П. А. ПоладЗаде, В. Н. Рагольский, Т. П. Сенкевич, Б. И. Сергеев, И. Д. Суладзе, Ю. А. Тевелев,Б. А. Шумаков, Б. Б. Шумаков, В. Н. Щедрин и др.Методам диагностики технического состояния объектов оросительной системы посвящены работы А. Г. Алимова, В. Н. Белобородова, С. Я. Выгодского,М. Ф. Натальчука,Ю. П. Полякова,Н. Т.

Кавешникова,Н. П. Розанова,И. С. Румянцева, Ю. А. Свистунова, Н. А. Фадеева и др.13Исследованием ресурсов работоспособности мелиоративных сооружений ипродлением периода их функционирования занимались В. С. Алтунин, Г. П. Ачкасов, Ц. Е. Мирцхулава, Г.

Л. Зоделава, С. Ш. Зюбенко, В. И. Ольгаренко,А. В. Колганов, Ю. М. Косиченко, Ф. В. Кошулян, В. А. Невский, А. А. Рачинский, А. Л. Цырульников, В. М. Федоров, С. В. Шестоперов и др.По результатам выполненного анализа определена потребность в своевременной диагностике надежности водопроводящих сооружений и ремонте повреждений, что обеспечивает сохранение работоспособности всех участков распределительной сети оросительных систем. Установлено, что приоритетной направленностью исследований теории диагностики технического состояния оросительныхсистем является надежность водонапорных сооружений.

В то же время методическим аспектам выявления износов, повреждений, деформаций, предотвращенияаварий на водопроводящих сооружениях уделено недостаточное внимание.В практике работ методы определения надежности мелиоративных сооружений в большинстве своем относятся к визуальным методам, использующим, какправило, качественную оценку работоспособности обследуемого объекта. Приборный контроль надежности сооружений базируется на разрушающих методахударного воздействия, не гарантирующих точность оценки.

Методическое обеспечение контроля и количественной оценки технического состояния водопроводящих сооружений оросительных систем с использованием приборов неразрушающего контроля не разработано. Отсутствуют расчетные методы оценки надежности водопроводящих сооружений оросительной системы на основе остаточного ресурса работоспособности. Данные методы получили широкое распространение в сферах автодорожного и железнодорожного строительства; в автомобилестроении; железнодорожном транспорте, в службе эксплуатации трубопроводов нефти, газа и водоснабжения.Концептуальная модель формирования системы диагностики техническогосостояния водопроводящих сооружений, базирующейся на акустических и георадиолокационных способах неразрушающего контроля скрытых дефектов и оценкеостаточного ресурса работоспособности обследуемого объекта, представлена нарисунке 2.Предложенный подход направлен на контроль соответствия функциональныхвозможностей сооружения нормативным требованиям и способности сохраненияработоспособности до следующего диагностического периода.

Прогнозированиеизменений работоспособности позволит принять решение о продолжении или завершении эксплуатации объекта. Разработка методов оценки остаточного ресурсаработоспособности водопроводящих сооружений оросительных систем повыситза счет реализации современных подходов к контролю технического состояния14ГТС достоверность оценки их безопасности и, как следствие, качество принимаемых управленческих решений по назначению мероприятий технической эксплуатации мелиоративного водохозяйственного комплекса.Рисунок 2 – Концептуальная модель формирования системы диагностикитехнического состояния водопроводящих сооружений оросительных систем,базирующейся на показателях остаточного ресурса их работоспособностиСистема автоматизированной диагностики технического состояния и оценкиостаточного ресурса работоспособности обеспечит в сфере организационной деятельности службы эксплуатации сокращение сроков обследования, обработки полученной информации, снижение трудоемкости ее обработки и повышение производительности труда.

Теоретическое обоснование и разработка блоков функциональной структуры системы автоматизированной диагностики техническогосостояния водопроводящих сооружений выполнялась в составе настоящих исследований.Вторая глава «Обоснование элементов диагностики технического состояния и параметров остаточного ресурса работоспособности длительноэксплуатируемых водопроводящих сооружений» посвящена вопросам изучения элементов, обусловливающих неисправности сооружения и параметров технического состояния этих элементов, характеризующих остаточный срок службыобъекта.Визуальное изучение характерных дефектов и повреждений водопроводящихсооружений выполнялось в условиях натурных обследований Азовской, Кубань-15Калаусской, Кубань-Егорлыкской, Нижне-Донской, Терско-Кумской оросительно-обводнительных систем юга России в соответствии с методическими указаниями.

Результаты исследований позволили выполнить классификацию выявленных повреждений по группам (в соответствии со степенью опасности) и зонам (взависимости от вида, интенсивности и частоты проявления). Распределение повреждений водопроводящих сооружений оросительной сети по группам опасности и зонам частоты и интенсивности проявления представлено на рисунке 3 (напримере дюкера).Рисунок 3 – Распределение дефектов дюкера оросительной сети по группамопасности и зонам частоты и интенсивности проявленияПримечание: Группа № I – дефекты не восстанавливаемого сооружения; Группа№ II – дефекты сооружения, подлежащего восстановлению; Группа № III – сооружения с нормальным техническим состоянием при истекшем нормативномсроке эксплуатации.

Зона I – максимального проявления истирания наносами, Зона II – истирания и проявления кавитационных процессов, Зона III – минимальнойподверженности дефектам.Зоны, отличающиеся видом дефектов и интенсивностью их проявления,сформированы делением сооружения на три участка. Длина участка равна длинесооружения, ширина – трети периметра сооружения. Так Зона III наименее подвержена дефектам и повреждениям, когда занимает верхнюю часть сооружения, иотличается образованием сталактитов и коррозийных высолов на арматуре.

ЗонаII в этом случае подвержена истиранию и различным кавитационным процессам,а также образованию продольных трещин, а Зона I располагается по дну сооружения и максимально истирается наносами, а также подвержена заилению.Предложенная классификация, повышает информационное обеспечение икачество принимаемых решений по планированию и реализации технической диагностики водопроводящих сооружений оросительной системы, позволяя упоря-16дочить процессы формирования профилей георадарного зондирования и определения точек оценки технического состояния объекта способами неразрушающегоконтроля. На ее основании разработана классификация технического состоянияводопроводящих сооружений по категориям (таблица 1), отличающихся оценкамистепени и значимости проявляющихся дефектов.Таблица1Категориятехнического состояниясооружения12345−Классификация технического состояния водопроводящихсооружений по степени и значимости проявляющихся дефектовОценка технического состояния сооруженияИсправное состояние.

Визуальные дефекты, не наблюдаются. Необходимости в проведении технического освидетельствования нет.Работоспособное состояние. Наблюдаются визуальные дефекты,до 40 % снижающие работоспособность сооружения. Необходимопровести техническое освидетельствование.Ограниченно работоспособное состояние. Визуальные и скрытыедефекты, снижающие работоспособность сооружения более 50 %.Необходимо провести техническое освидетельствование и ремонт.Недопустимое.

Значительные визуальные и скрытые дефекты, которые подтверждают опасное техническое состояние, снижающиеработоспособность сооружения более 80 %. Необходимо ограничить эксплуатационные нагрузки и в дальнейшем провести техническое освидетельствование и капитальный ремонт.Аварийное состояние.