Диссертация (Диагностика технического состояния и оценка остаточного ресурса работоспособности водопроводящих сооружений оросительных систем), страница 2

281 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ........................................................................ 285 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................................... 286 Приложение А. Подтверждающие новизну методов диагностикитехнического состояния водопроводящих сооружений.......................................... 325 Приложение Б. Документы о внедрении результатов выполненных научныхисследований ...............................................................................................................

330 7ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследований. В соответствии с ФЦП «Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014 − 2020 годы»подъем производства продукции на мелиорируемых землях требует повышенноговнимания к техническому состоянию и уровню безопасности существующих,проектируемых и вновь строящихся гидротехнических сооружений мелиоративных систем.

Для мелиорации земель в России эксплуатируются более 50 тыс. кмводопроводящих сооружений, построенных в 50 – 70-е годы прошлого века. Результаты инвентаризации мелиоративных объектов, проведённой Департаментоммелиорации Минсельхоза России в 2014 г., установили неудовлетворительныйуровень технического состояния мелиоративного водохозяйственного комплекса.Порядка трети водопроводящих сооружений требуют восстановления или замены,так как срок их эксплуатации превышает проектный и составляет более 30 лет.Как показывают материалы статистической обработки показателей надёжностиводопроводящих сооружений, выполненной автором, дальнейшее функционирование сооружения без проведения соответствующих мероприятий техническойэксплуатации обусловливает резкое увеличение отказов, связанных с процессамистарения конструктивных элементов.Важной задачей современного периода мелиоративной деятельности становится совершенствование сложившейся системы обеспечения надёжности мелиоративных систем в соответствии с достижениями научно – технического прогресса, в сфере создания и использования эффективного комплекса планово – предупредительных мероприятий эксплуатации, отвечающего современным требованиям инновационного развития мелиоративного фонда.Вместе с тем современные социально-экономические условия в стране негарантируют в настоящее время и в ближайшем будущем возможность единовременной и, практически повсеместной, замены водопроводящих сооружений из-заистечения нормативного срока эксплуатации.

Однако для части водопроводящихсооружений мелиоративных систем возможно продолжение функционирования8при должном обосновании их надёжности и экологической безопасности. В связис этим обследование водопроводящих сооружений мелиоративной системы, обеспечивающее достоверную многофакторную оценку фактического техническогосостояния сооружений и определение остаточного ресурса работоспособности ихэлементов, становится перманентной задачей службы эксплуатации.Регулярное проведение плановых профилактических ремонто – восстановительных мероприятий, базирующихся на данных мониторинга технического состояния объектов мелиорации, гарантирует сохранение их надёжности. Превентивной процедурой повышения устойчивости водопроводящих сооружений мелиоративного водохозяйственного комплекса должно стать своевременное определение периода возможного функционирования объектов и выявление потенциально опасных, что обусловливает актуальность исследований по созданию системы диагностики и комплекса технических средств оценки остаточного ресурсаработоспособности, а также разработки конструктивных решений, продлевающихсрок службы обследуемых объектов.Степень разработанности темы.

Исследованием проблем техническогосостояния, оценки надёжности и продлением жизненного срока мелиоративныхсооружений занимались Абдразаков Ф. К., Алтунин В. С., Аскоченский А. Н., Баженов Ю. М., Волосухин В. А., Гумбаров А. Д., Дегтярев Г. В., Долгушев И. А.,Каганов Г. М., Колганов А. В., Козлов Д. В., Коваленко П. И., Косиченко Ю. М.,Маслов Б.

С., Манукьян Д. А., Мирцхулава Ц. Е., Ольгаренко В. И., Ольгаренко И. В., Пославский В. В., Рагольский В. Н., Рекс Л. М., Розанов Н. П., Румянцев И. А., Сенкевич Т. П., Сергеев Б. И., Суладзе И. Д., Тевелев Ю. А., Шабанов В. В., Шумаков Б. А., Шумаков Б. Б., Щедрин В.

Н. и др.Однако, большинство работ относится к периоду 60-х годов прошлого столетия, когда выполнялась оценка технического состояния строящихся и вновь построенных сооружений, имеющих малый срок службы. Цель совершенствованиятеории оценки заключалась в получении новых знаний, в проверке проектныхрешений и формировании нормативно-методической базы в связи с применениемновых материалов, прогрессивных технологий, технических средств в строитель-9стве водохозяйственного мелиоративного комплекса и с организацией эксплуатационного мониторинга.Основным документом, регламентирующим оценку работоспособности инадёжности мелиоративных сооружений, являются «Правила эксплуатации мелиоративных систем и отдельно расположенных гидротехнических сооружений»,которые действуют с 1998 г. В документе характеризуется комплекс технических,организационных и хозяйственных мероприятий, обеспечивающих исправное состояние мелиоративной сети, сооружений и оборудования; периодический их осмотр, проведение планово-предупредительных ремонтов и другие мероприятияактуальные для сохранения должного уровня технического состояния гидротехнических сооружений.

На практике приоритетная направленность разрабатываемых и использующихся методов контроля технического состояния мелиоративных объектов обеспечивала учёт и оценку показателей водонапорных сооружений.Техническое состояние водопроводящих сооружений мелиоративных систем в силу сложившихся условий развития экономики страны оставалось бездолжного внимания, начиная с 90-х годов ХХ века, что негативно отразилось наих работоспособности в настоящее время.Реализуемые на сегодняшний день подходы к оценке технического состояния водопроводящих мелиоративных сооружений базируются на визуальном контроле и методах разрушающего ударного воздействия, точность которых недостаточна для достоверного определения фактической надёжности и возможностипродолжения эксплуатации обследуемых объектов.

В связи с этим возникла потребность в исследованиях, разработке и внедрении теоретически обоснованнойтехнической диагностики водопроводящих сооружений мелиоративных систем,использующей методы оценки допустимого срока их дальнейшего функционирования с учётом остаточного ресурса работоспособности.Цель и задачи исследований. Цель исследований заключается в повышении качества и надёжности эксплуатации водопроводящих сооружений мелиоративного водохозяйственного комплекса, базирующихся на системе диагностики c10неразрушающими приборными методами контроля и показателях остаточного ресурса работоспособности наблюдаемых объектов.Достижение поставленной цели потребовало решения следующих основныхзадач:− выполнить анализ применяемых методов диагностики технического состояния водопроводящих объектов и установить перспективные направления вразвитии технологий оценки работоспособности сооружений оросительных систем;− определить закономерности изменения надёжности в течение жизненногопериода водопроводящих сооружений в лабораторных экспериментах и выполнить их проверку в опытно-производственных условиях;− установить эффективность методов неразрушающего контроля для оценкитехнического состояния водопроводящих сооружений и обосновать рациональноеприменение приборов неразрушающего контроля при обследовании оросительных систем;− разработать методику количественной оценки остаточного ресурса работоспособности наблюдаемого объекта по данным неразрушающих способов контроля технического состояния водопроводящих сооружений оросительных систем;− выполнить методом конечных элементов моделирование надёжности водопроводящих сооружений оросительных систем для различных сочетаний разрушающих воздействий и установить степень опасности и границы характерныхзон разрушения объектов;− обосновать систему принципов, способов организации и проведения диагностики технического состояния водопроводящих сооружений оросительныхсистем, базирующейся на показателях их остаточного ресурса работоспособности;− разработать и проверить в опытно-производственных условиях технические средства, модели и программное обеспечение для количественной оценкитехнического состояния водопроводящих сооружений оросительных систем, реализованного способами неразрушающего контроля;11− разработать методы автоматизированной диагностики технического состояния водопроводящих сооружений оросительной системы и провести их опытно – производственных проверку;− выполнить теоретическое обоснование, разработать и проверить в опытно-производственных условиях способ и устройство создания противофильтрационных геотекстильных покрытий для продления жизненного периода длительноэксплуатируемых водопроводящих сооружений оросительной системы.Объектом исследований являлись водопроводящие сооружения оросительных систем.Предмет исследований – технологии контроля и оценки технического состояния водопроводящих сооружений оросительных систем, методы повышениякачества и надёжности эксплуатации водопроводящих сооружений мелиоративных систем.Методология и методы исследований.

Методология исследований базируется на системном подходе, теоретических положениях механики твёрдого тела,гидравлики, мелиорации, а также теории надёжности. Методы исследованийвключали натурные и лабораторные эксперименты, математическое моделирование, статистическую обработку данных, полученных в лабораторных и полевыхусловиях, выполненную с использованием современных широко апробированныхпакетов прикладных программ. В работе учитываются систематические подходы,практические результаты и опыт отечественной и зарубежной научных школ, занимающихся изучением надёжности и критериев безопасности ГТС, методов испособов повышения эффективности эксплуатации мелиоративных систем.Научная гипотеза: инновационная диагностика работоспособности водопроводящих сооружений и методика количественной оценки остаточного ресурсаработоспособности обеспечат повышение безопасности эксплуатации оросительных систем и оценку возможности функционирования объекта сверх назначенного срока эксплуатации.Научная новизна проведённых исследований.

На основании теоретических исследований и изучения в лабораторных и опытных условиях закономерно-12стей изменения в течение жизненного периода надёжности гидротехнических сооружений:− впервые предложен метод приборного контроля технического состоянияводопроводящих сооружений оросительных систем, базирующийся на оценке остаточного ресурса работоспособности обследуемых объектов, знание которогоповышает эффективность назначаемых мероприятий их дальнейшей эксплуатации;− разработана методика оценки остаточного ресурса работоспособности водопроводящих сооружений оросительных систем, численное значение которогоустанавливается в зависимости от дефицита безопасности конструктивных элементов, и определяет возможность продолжения эксплуатации объекта сверх назначенного срока эксплуатации;− определены количественные зависимости для обоснования размеров истепени опасности характерных зон разрушения водопроводящих сооружений;− выявлены и классифицированы по типам и видам дефекты и поврежденияводопроводящих сооружений оросительных систем, разработаны математическиемодели для оценки влияния установленных дефектов и повреждений в характерных зонах разрушения на техническое состояние обследуемых объектов;− обоснованы методы диагностики и созданы новые технические средства,обеспечивающие количественную оценку работоспособности водопроводящихсооружений в целях повышения качества и безопасности эксплуатации оросительных систем;− разработаны и запатентованы способ и устройство создания противофильтрационного покрытия оросительных каналов, противофильтрационное геотекстильное покрытие низконапорной земляной плотины, устройство для заделкистыкового соединения лотковых каналов, продлевающие срок эксплуатации водопроводящих сооружений оросительных систем;− подготовлены методики реализации технологии контроля и учёта технического состояния и продления срока эксплуатации длительно эксплуатируемыхводопроводящих сооружений с помощью противофильтрационных геотекстильных покрытий.13Основные положения, выносимые на защиту:1.