Разработка технологии ремонта и реконструкции гидротехнических сооружений с использованием алмазной резки и сверления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.07, кандидат технических наук Косолапов, Андрей Владимирович

• Косолапов, Андрей Владимирович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Косолапов, Андрей Владимирович

Введение.

Глава 1. Обзор зарубежного и отечественного опыта по использованию метода алмазной резки и сверления в строительстве.*.

1.1. Использование метода в промышленно-гражданском, транспортном, подземном и энергетическом строительстве.

1.2. Использование метода в гидротехническом строительстве.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Особенности и специальные требования при использовании метода алмазной резки и сверления в гидротехническом строительстве. 46.

2.1. Специфика условий производства работ методом алмазной резка и сверления в гидротехническом строительстве.

2.2. Оборудование и инструмент, используемый при алмазной резке и сверлении бетона и железобетона.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Разработка технологии ремонта, реконструкции и демонтажа гидротехнических сооружений с использованием метода алмазной резки и сверления.

3.1 Технология ремонта, реконструкции и демонтажа с использованием метода алмазной резки в гидротехническом строительстве.

3.1.1 Методика составления схем разрезки бетонных и железобетонных конструкций и сооружений.

3.1.2. Методика подбора оборудования и расчета времени при выполнении работ по ремонту и реконструкции гидросооружений методом алмазной дисковой резки.

3.1.3. Методика подбора оборудования и расчета времени при выполнении работ по ремонту и реконструкции гидросооружений методом алмазной канатной резки.

3.2. Технология с использованием метода алмазного сверления в гидротехническом строительстве.

3.2.1 Методика подбора оборудования и расчета времени при выполнении работ по ремонту и реконструкции гидросооружений методом алмазного сверления.

3.3. Особенности подбора оборудования и расчета времени при выполнении работ по ремонту и реконструкции подводной части гидросооружений методом алмазного сверления и резки

Выводы по главе.

Глава 4. Экономическая эффективность применения «алмазных» технологий в гидротехническом строительстве и их технологическая и экологическая безопасность.

4.1. Технико-экономическое сравнение технологии алмазной резки и сверления с другими, используемыми в гидротехническом строительстве, технологиями.

4.2. Технологическая и экологическая безопасность технологии алмазной резки

Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии ремонта и реконструкции гидротехнических сооружений с использованием алмазной резки и сверления»

Гидротехническое строительство является неоспоримым лидером по объемам бетона железобетона, используемого при возведении гидротехнических сооружений. В процессе строительства и эксплуатации неизбежно возникает проблема проведения работ по изготовлению отверстий, проемов и частичному демонтажу, как массивов, так и элементов железобетонных конструкций. Очень часто необходимо заменять лицевой повреждённый слой бетона элементов гидросооружений. Это, прежде всего, зоны, подверженные динамическим нагрузкам (поверхности водосливов, элементы водобойных сооружений и т.д.), или части сооружений в зоне переменного уровня воды (элементы нижнего бьефа водосливных плотин, стенки шлюзов и т.п.). Возникает необходимость удаления бетона в этих зонах [78]. В отдельных случаях, как показывают примеры из практики, вносятся изменения в конструкцию гидротехнических сооружений, заключающиеся в изменении размеров отдельных конструктивных элементов, сооружении проёмов, отверстий и т.д. Для этого используются различные технологии: пневмо- и гидромолоты, буровзрывной метод, а также нагнетаемые в специально просверленные скважины и разрушающие бетон, расширяющиеся химические реагенты. В последнее десятилетие получает всё более широкое распространение на отечественных строительных объектах, метод алмазной резки и сверления, позволяющий с большой точностью и без динамических нагрузок, выполнять работы по разрушению и обработке бетона. Опыт применения метода алмазной резки и сверления в промышленном и гражданском строительстве выявил те неоспоримые преимущества при работе с бетонными и железобетонными конструкциями и массивами, которые очень востребованы в гидротехническом строительстве. Возможность неразрушающего воздействия на сооружение при изменении его геометрических размеров открывал широкие перспективы для использования данной технологии при строительстве и реконструкции различных гидротехнических объектов.

С 1975 года в европейских странах и США начали использовать алмазные стенорезные машины для резки строительных конструкций из железобетона. В 1992 году эту технологию стали применять в нашей стране. Новизна метода заключалась в применении алмазного инструмента в виде рабочего органа стенорезной машины, которая не создает ударных нагрузок при воздействии на конструкции и не оставляет после себя макро- и микротрещин. Отсутствие ударных нагрузок на сооружение и возможность проведения работ в подводной части сооружений делает этот метод особенно привлекательным для использования в гидротехническом строительстве, позволяющим Применение алмазной резки и сверления позволяет решать уникальные задачи, которые невозможно решить другими методами. Кроме указанного преимущества, данный метод обладает также экономической эффективностью по сравнению с применением других методов по демонтажу конструкций из бетона и железобетона.

В тоже время, несмотря на то, что объемы работ с применением метода алмазного сверления и резки в строительстве за последнее десятилетие выросли в 1,5-2 раза, как за рубежом, так и в нашей стране отсутствуют рекомендации и нормативные документы по применению этого перспективного технологического процесса.

Учитывая это, необходимо всестороннее изучение этого метода с целью разработки рекомендаций по оптимизации технологического процесса при его использовании в гидротехническом строительстве, где он уже доказал свою перспективность.

Цель диссертации — на основе обобщения отечественного и зарубежного опыта разработать научное обоснование технологии ремонта и реконструкции гидротехнических сооружений с применением алмазного сверления и резки. Для достижения цели были сформулированы следующие задачи:

- разработать теоретическое обоснование эффективности технологического процесса ремонта и реконструкции гидротехнических объектов методом алмазной резки и сверления;

- исследовать влияние производственных факторов на эксплуатационную производительность алмазных машин и механизмов, занятых в технологическом процессе ремонта, реконструкции и демонтаже гидротехнических сооружений;

- исследовать и определить экономическую и организационную эффективность использования данной технологии.

Предметом исследований является совокупность теоретических, методических и практических аспектов организации и технологии ремонта гидросооружений, при использовании алмазной резки и сверления.

Научная новизна работы: на основании анализа факторов, характеризующих технологический процесс (подбор используемого оборудования, разработка схем резки конструкций и массивов, влияние прочностных характеристик бетона и железобетона, количество подаваемой для охлаждения воды и хронометраж технологических операций и т.д.) разработаны рекомендации по организации технологического процесса при ремонте, реконструкции и демонтаже гидротехнических объектов, с применением алмазной резки и сверления.

Практическая значимость работы состоит в том, что разработанные соискателем рекомендации позволяют организовать оптимальный технологический процесс ремонта и реконструкции гидротехнических сооружений с использованием алмазной резки и сверления бетона и железобетона.

На защиту выносятся: разработка технологии реконструкции, ремонта и демонтажа гидротехнических объектов с использованием процесса алмазной резки и сверления и ее апробирование на различных типах гидросооружений.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена результатами, полученными при использовании метода для реконструкции и демонтажа гидротехнических сооружений.

Личный вклад автора состоит в том, что соискатель, используя международный и свой многолетний опыт применения метода при реконструкции, ремонте и демонтаже сооружений различного назначения, одним из первых в нашей стране, оценил те преимущества, которые метод может дать при его использовании в гидротехническом строительстве. Принимая во внимание технологические особенности метода, позволяющие выполнять работы, не нарушая монолитность гидротехнического объекта, а также минимально вредное его влияние на окружающую среду, он начал активно разрабатывать и внедрять, основанную на методе, технологию ремонта и реконструкции гидросооружений, в практику отечественного гидротехнического строительства.

Результаты проведённых автором исследований использовались: при проектировании Красно-Полянской ГЭС-2, при реконструкции плотины гидроузла «Кузьминск» на р. Ока, при ремонте объектов канала им. Москвы, при реконструкции Акуловского гидроузла и нефтеналивного причала Новороссийского порта, а также при восстановительных и ремонтных работах на Саяно-Шушенской ГЭС.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах из них 2 в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4-ех глав, основных выводов, списка литературы из 110 наименований и приложений на 11 листах. Объем диссертации составляет 192 страницу, включая 159 страниц текста, 29 таблиц, 78 иллюстраций.

Заключение диссертации по теме «Гидротехническое строительство», Косолапов, Андрей Владимирович

9. Результаты работы могут быть использованы как основа для разработки нормативного документа, регламентирующего технологический процесс, основанный на методе алмазной резки и сверления и используемый при ремонте, реконструкции и демонтаже гидротехнических объектов и сооружений.