Диссертация (1151675), страница 7
Текст из файла (страница 7)
При неисправности одного звена лотка выходит из строя весь канал. При установке лотковых каналов на отдельных системах выявлено отклонение от проектных данных[101] на +5 – 20 см. Стыки лотковых каналов, даже простейшей конструкции, выполняются зачастую с низким качеством. Данные неисправности трудно устранимы эксплуатационными службами, и это приводит к фильтрации воды через стыки и снижению пропускной способности лотковых каналов, так как коэффициентшероховатости увеличивается в 1,2 — 1,5 раза (от n = 0,012 до n=0,018). Анализнаправлений работ мелиоративного строительства показывает, что борьба с последствиями указанных неисправностей осуществляется в основном путём разработки новых конструкций стыков, упругих прокладок, полимерных стыков [5].
Вто же время направление, связанное с повышением качества строительномонтажных работ по водопроводящему сооружению лотковых каналов и созданием эффективной системы контроля их эксплуатации, не развивается в должноймере. Достаточно отметить, что лаборатории контроля качества производствастроительных работ находятся в системе строительных объединений, которые сами себя должны контролировать, а это им не всегда выгодно [26].Водопроводящие лотки можно рассматривать как одну из разновидностейоболочек. По материалу наибольшее распространение получили железобетонныелотки, вместе с тем наиболее перспективны армоцементные, стеклопластиковые,полимер-железобетонные тонкостенные лотки (рисунок 1.4).
Из различных видоводежд каналов, применяющихся для борьбы с фильтрацией, наиболее эффектив-35ными считаются бетонные и железобетонные облицовки, так как они удовлетворяют одновременно большинству требований, предъявляемых при эксплуатацииоросительных систем.Рисунок 1.4 – Внутрихозяйственный лотковый каналНижне − Донской оросительно-обводнительной системыПо форме в основном используются тонкостенные призматические лотки,две грани которых имеют трапецеидальное, прямоугольное, треугольное иликвадратное сечения, а также цилиндрические лотки (задания кривизны вдоль дуги ( К 2 =болической (К2 =cos2 fpf ( s) = 0 )К1 =1=0R1)c различным типом– лотки полукруговой ( К 2 = const ), пара-, где р – параметр параболы), эллиптической (К2 =a cos3 fв2, гдеа, в – большая и малая полуоси эллипса), эластиковой ( К2 = СУ , где с – const), оваидальной ( К2 = const , i=1,2) многоцентровой ( Кii2= const ,i=1, 2, 3, 4, 5, …, 10) форм.36В зависимости от топографических и геологических условий лотки можноукладывать на поверхность грунта, или используются рамные, стоечные и свайные опоры.
В первом случае раструбы водопроводящих лотков устанавливают наопорные железобетонные плиты. Они имеют толщину 10 см и размеры в плане 60х 45 см под лотки глубиной Н < 80 см и 90 х 60 см - при Н < 100 см. Просвет между дном лотка и поверхностью земли должен быть не менее 0,2 м.Изучение опыта работы, проектирования и изготовления лотков показывает [262, 319], что выбор той или иной формы лотков цилиндрической формы осуществляется на основе различных методических позиций. В них, как правило, закритерий выбора принимается один из типов факторов – гидравлических, статических, технологических, эксплуатационных. Вместе с тем, в выборе оптимальных параметров конструкции лоткового канала их следует рассматривать только вкомплексе. Согласно сводам правил [271, 276, 278, 281], выбор конструкций лотковых каналов (лотков, фундаментов, свай, стоек, раструбов и др.) принимаетсяпри сравнении технико-экономических показателей с учётом топографических,геологических и климатических условий [270, 277, 285].Железобетонные лотки, имеющие глубину 40 – 100 см, подразделяются поформе поперечного сечения на полукруглые и параболические, а по армированию –с ненапрягаемой и предварительно напряжённой арматурой [244].
Толщина стенокпо высоте поперечного сечения – переменная и увеличивается к дну до 5 – 8 см взависимости от глубины лотка. Лотки с ненапрягаемой арматурой изготовляют длиной 6 м, а предварительно напряжённой − 8 м. Длинные лотки более выгодны, таккак уменьшается число опор и стыков по длине канала [82].Внутренняя поверхность параболических лотков очерчена по параболех3 = 2 р у, где р = 0,2 и 0,35 соответственно для лотков глубиной < 80 и > 80 см. Вполукруглых лотках внутренняя поверхность очерчена по дуге окружности с радиусом, равным глубине лотка. Внешняя поверхность лотков в днище имеет прямолинейную вставку шириной 25 или 40 см для удобства формирования изделияв перевёрнутом положении.37Пропускная способность выше у полукруглых лотков, так как у них больше гидравлический радиус.
Изгибающие моменты в их дне от давления воды наборта в поперечном направлении меньше, особенно в лотках со значительнымрасходом воды. Жёсткость в продольном направлении больше у параболическихлотков, что позволяет увеличить их длину. Кроме того, при формировании параболических лотков всех глубин достаточно два типа форм, соответствующих параметру р = 0,2 и 0,35 [26]. В каждой форме можно изготавливать два-три типоразмера лотков разной глубины. При использовании параболических лотковуменьшается также число типов вырезов в сопрягающих сооружениях, к которымпримыкают лотки.
На строительстве оросительных систем применяют главнымобразом раструбные лотки параболического сечения.Мировой опыт водохозяйственного строительства свидетельствует о совершенствовании лотковых каналов. Развитие выражается в улучшении формлотков, применении новых материалов, использовании более совершенных технологий в изготовлении, строительстве и эксплуатации [5]. Изменились геометрические размеры (например, длина лотков возросла с 0,7 до 6,0 – 8,0 м, толщинауменьшилась с 10 – 15 до 3 – 5 см), разработаны новые формы элементов сооружений.
Водопроводящие лотки имеют следующие формы сечения: полукруговую;параболическую; эллиптическую; эластиковую; оваидальную; трапецеидальную;прямоугольную; треугольную.Созданы опоры каналов: рамные, свайные, в виде стоек-колонн с фундаментом. Коренным образом изменились заводские технологии изготовления.
Появились новые типы армирования с переходом на пространственное, разработаныновые конструкции стыков, полимерных герметиков, улучшены способы строительства и монтажа, изменилась техника и способы полива с применением лотковых каналов.Массовый характер имеют водопроводящие сооружения на пересечении,служащие для пропуска воды через препятствия, как естественные (русло реки,склон оврага или долины), так и искусственные (канал, дорога и т.д.).
Наиболеераспространёнными являются: дюкеры, гидротехнические туннели, акведуки,38ливнеотводящие сооружения. Увеличение количества указанных сооруженийпрослеживается на юге РФ в субъектах с резкими перепадами местности. Так, вРостовской области, имеющей перепад местности менее 300 м, количество сооружений на оросительных системах составляет 50 – 55, а на рисовых системах до 150 единиц на 1000 га площади. В Ставропольском крае с перепадом местности более 1000 м количество таких водопроводящих сооружений на пересеченииувеличивается более чем в два раза [253]. Ряд сооружений на пересечениях Курской, Степновской и других обводнительно-оросительных систем Ставропольского края были введены в эксплуатацию в 30-х годах ХХ века и эксплуатируютсяболее 70 лет [46].Опыт проектирования, строительства и эксплуатации водопроводящих сооружений на пересечении показал экономическую целесообразность применениянапорного трубопровода (дюкера), (рисунок 1.5) [28].Рисунок 1.5 – Ташлинский дюкер Право − Егорлыкского магистрального каналаНапорные трубопроводы в основном выполнены из металла и железобетона, ограниченное применение имеют деревянные или ещё реже композитные (из39нескольких видов материалов).
Напорные трубопроводы из железобетона используют при напорах от 30 до 50 м, а для напора до 100 м используются уже предварительно-напряжённый железобетон. Металл очень хорошо для применения в таких сооружениях, параметры от 30 до 100 м, но экономически из-за высокой стоимости не всегда выгодно его использовать [126]. Железобетонный дюкер эффективно строить из индустриальных элементов, произведённых на заводах железобетонных изделии. Композитные материалы и дерево сейчас применяют мало, дерево отличается своей недолговечностью, а композит стоимостью.Согласно требованиям будущей эксплуатации напорные трубопроводыобычно укладывают в грунт или располагают на поверхности (рисунок 1.6), чтообусловлено технической необходимостью выполнения строительства и последующей эксплуатации.
В основном это многоочковые трубопроводы, редко – одноочковые.Рисунок 1.6 − Ташлинский дюкер Право − Егорлыкского магистрального канала,переход металлической части в железобетонную часть40К конструкции напорного трубопровода и правилам его эксплуатациипредъявляются следующие требования:а) возможность визуального технического обследования, а также ремонтная способность в ходе использования;б) герметичность швов элементов сооружения;в) своевременное выявление предполагаемых дефектов приводящих к разгерметизации швов, а также смещение элементов сооружения;г) применение многоочковых трубопроводов, для возможности вывода одной нитки сооружения из эксплуатации для последующего ремонта, без нарушения процесса водоподачи;д) понижение уровня грунтовых вод.Напорные трубопроводы малого диаметра используют в основном припропуске небольших расходов воды, они имеют входной и выходной вертикальные колодцы, соединённые горизонтально.
Для пропуска больших объёмов водыприменяют трубопроводы более сложной конструктивной особенностью: их отличия это входной и выходной оголовок, с двумя наклонными и одним горизонтальным отрезкам трубопровода, изменяемой длины.При проектировании выходного участка необходимо обеспечивать затопление гидравлического прыжка при всех возможных расходах и режимах в дюкере, применяя при необходимости соответствующие гасители [241].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
