Реконструкция сооружений защиты от подтопления

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ П.А. СТОЛЫПИНА»

 

 

 

 

 

Реферат по дисциплине

«Реконструкция объектов природообустройства и водопользования»

На тему: «Реконструкция сооружений защиты от подтопления»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Раздел	Наименование	Страница
1	2	3
	Ведение	3
1
2
3
	СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В ходе эксплуатации сооружений защиты от подтопления возникает необходимость проведения их реконструкции. Реконструкция сооружений защиты от подтопления может быть вызвана следующими причинами:

— общей реконструкцией города, его центра, районов, микрорайонов,

кварталов или групп домов, включая снос старой, ветхой застройки, разуплотнением застройки, созданием лесопарков и зелёных насаждений;

— строительством глубоких коллекторов дождевой канализации ;

— полным или частичным отказом эксплуатируемых систем защиты от подтопления;

— моральным износом существующих систем защиты от подтопления в связи с появлением новых и существенно более эффективных, экономичных, энергосберегающих и экологичных систем защиты от подтопления застройки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РЕКОСТРУКЦИИ

Рисунок 1 – этапы реконструкции.

Предпроектная стадия включает практически те же действия что и при "новом" строительстве (чаще всего в несколько упрощенном виде).

Этапу инженерных изысканий соответствует обследование реконструируемых объектов и оснований. Без такого этапа реконструкция недопустима. По сравнению с инженерными изысканиями для "нового" строительства, обследование реконструируемых объектов решает более широкий круг вопросов, Оцениваются не только грунтовые условия, рельеф, гидрогеологический режим, но и состояние всех надземных и подземных конструкций, возможность их дополнительного нагружения и эксплуатации в новых условиях. Обследование элементов здания должно делаться подробно, с описанием и точным указанием расположения любых повреждений. Каждая трещина, каждое искривление, каждое пятно сырости должны быть замерены, сфотографированы и описаны. При необходимости делаются вскрытия отдельных элементов, отрываются шурфы, которые также фотографируются, описываются. Производятся лабораторные анализы отбираемых образцов материалов или грунтов, делаются поверочные расчеты. По результатам обследования составляется специальный отчет, в котором приводится весь фактический материал - фотографии, результаты замеров, лабораторных анализов, все расчеты и т.д. Для водохозяйственных объектов при необходимости проводятся дополнительные инженерно - гидрометереологические изыскания и в любом случае оценивается состояние всех надземных и подземных конструкций, как и при обследовании промышленных зданий.

Проект реконструкции также по форме сходен с проектом вновь строящегося объекта, хотя обычно включает меньше документации. В общем случае он содержит те же составные части, в том числе технологическую, архитектурно-строительную, сметы, проект организации строительства, общую пояснительную записку. Процедура рассмотрения и утверждения проекта реконструкции практически такая же, как и при новом строительстве.

Реализация проекта реконструкции включает строительные работы и монтаж технологического оборудования. Главной особенностью является необходимость увязки работ по реконструкции с основной производственной деятельностью предприятия, которая должна либо совсем не сокращаться, либо сокращаться минимально. Дирекция реконструируемого предприятия, генподрядчик и проектировщик должны тщательно согласовать технологическую последовательность проведения" СМР, условия их совмещения с работой производственных цехов.

Наиболее эффективной является организация реконструкции узловым методом. Предприятие разбивается на узлы, т.е. конструктивно обособленные части, в пределах которых можно независимо вести строительные работы, монтаж и наладку технологического оборудования, и сдавать эту законченную часть службе эксплуатации. В проекте организации строительства даются схемы разбивки предприятия на узлы, схемы технологической взаимоувязки этих узлов, последовательность их ввода. Часто в этом случае составляется укрупненный" сетевой график СМР.

Во время ведения работ на каком-либо узле непрерывность основного технологического процесса предприятия обеспечивается за счет следующих мероприятий:

использование резервного оборудования, как правило, имеющегося в цехах этого предприятия

использования резервных площадок на предприятии

создание межузловых запасов

полуфабрикатов, позволяющих на какое-то время обходиться без эксплуатации реконструируемых объектов

перехода предприятия на какую-либо временную технологическую схему работы

Такие же проблемы взаимодействия строителей со службой эксплуатации возникают при реконструкции объектов природообустройства. Например, при реконструкции обводнительных систем должны предусматриваться мероприятия по обеспечению бесперебойного полива сельскохозяйственных угодий.

Все эти вопросы подробно прорабатываются в проекте реконструкции.

Работы по реконструкции обычно приходится вести, как отмечалось, в стесненных условиях, когда выбор технологии и механизации СМР очень ограничен и принимаемые решения зачастую находятся на уровне рационализаторских предложений или даже изобретений. Тем не менее специфика реконструкции состоит не только в дополнительных организационно-технологических проблемах, имеются факторы, которые, напротив, упрощают ход работ. Например, на предприятии обычно имеются свои средства связи, электроснабжение, водоснабжение, канализация, теплоснабжение, различные грузоподъемные механизмы, транспорт - все это, как правило, может использоваться и строителями. Дирекция реконструируемого предприятия (заказчик) и генподрядчик должны составить список услуг и технических, средств этого предприятия, которыми могут пользоваться строители в период проведения реконструкции.

Пуско-наладочные работы при завершении реконструкции практически не отличаются от таковых при "новом" строительстве.

В делом рациональная организация реконструкции должна обеспечивать выполнение работ в минимальные сроки, с минимальным снижением выпуска продукции реконструируемого предприятия.

 

 

 

 

 

СООРУЖЕНИЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПОДТОПЛЕНИЯ

В зависимости от источников питания выделяют три основных типа подтопления: градостроительный (городской), гидротехнический и ирригационный.

Градостроительный тип подтопления определяют прогнозом на основании учета действия внутригородских источников подтопления.

Гидротехнический тип подтопления определяют прогнозом распространения подпора подземных вод на основе гидродинамических расчетов при расчетном уровне воды в водном объекте (река, водохранилище).

Ирригационный тип подтопления определяют прогнозом распространения подпора подземных вод на основе гидродинамических и воднобалансовых расчетов с учетом режима орошения.

 Комплекс мероприятий  и инженерных сооружений по  защите от подтопления должен  обеспечивать как локальную защиту  зданий, сооружений, грунтов оснований, так и (при необходимости) защиту  всей территории в целом. При  использовании в качестве защитных  мероприятий дренажей и организации  поверхностного стока в комплекс  защитных сооружений следует  включать системы водоотведения  и утилизации (при необходимости  очистки) дренажных вод. В состав  мероприятий по инженерной защите  от подтопления должен быть  включен мониторинг режима подземных  и поверхностных вод, расходов (утечек) и напоров в водонесущих коммуникациях, деформаций оснований, зданий и сооружений, а также наблюдения за работой сооружений инженерной защиты.

Локальная система инженерной защиты должна быть направлена на защиту отдельных зданий и сооружений. Она включает дренажи (кольцевой, лучевой, пристенный, пластовый, вентиляционный, сопутствующий), противофильтрационные завесы и экраны, а также вертикальную планировку территории с организацией поверхностного стока и гидроизоляцию подземных частей зданий и сооружений.

Территориальная система должна обеспечивать общую защиту застроенной территории (участка). Она включает перехватывающие дренажи (головной, береговой, отсечный, систематический и сопутствующий), противофильтрационные завесы, вертикальную планировку территории с организацией поверхностного стока, прочистку открытых водотоков и других элементов естественного дренирования, дождевую канализацию и регулирование уровенного режима водных объектов.

Система инженерной защиты от подтопления должна быть территориально единой, объединяющей все локальные системы отдельных участков и объектов. При этом она должна быть увязана с генеральными планами, территориальными комплексными схемами градостроительного планирования развития территорий районов.

В территориальной системе инженерной защиты от подтопления в зависимости от природных, гидрогеологических и техногенных (застройки) условий следует применять дренажи:

головные - для перехвата подземных вод, фильтрующихся со стороны водораздела; располагают, как правило, нормально к направлению движения потока подземных вод у верховой границы защищаемой территории;

береговые - для перехвата подземных вод, фильтрующихся со стороны водного объекта и формирующих подпор; располагают, как правило, вдоль берега или низовой границы защищаемых от подтопления территории или объекта;

отсечные - для перехвата подземных вод, фильтрующихся со стороны подтопленных участков территории;

систематические (площадные) - для дренирования территорий в случаях питания подземных вод за счет инфильтрации атмосферных осадков и вод поверхностного стока, утечек из водонесущих коммуникаций или напорных вод из нижележащего горизонта;

смешанные - для защиты от подтопления территорий при сложных условиях питания подземных вод.

В локальной системе инженерной защиты от подтопления в зависимости от гидрогеологических, инженерно-геологических условий и типа застройки следует применять следующие типы дренажей:

кольцевой (контурный) - для перехвата подземных вод при смешанном их питании, а также для защиты отдельных объектов или участков территории; располагают за наружным контуром площадок, зданий и сооружений;

пристенный - при устройстве непосредственно с наружной стороны защищаемого объекта; может рассматриваться в качестве элемента ограждающих конструкций;

пластовый - для защиты заглубленных конструкций и помещений при наличии в их основании достаточного по мощности пласта слабопроницаемых грунтов, а также для перехвата и отвода утечек воды из сооружений с "мокрым" технологическим процессом; располагают непосредственно под зданием и сооружением; пластовый дренаж следует применять независимо от глубины заложения; при устройстве пластового дренажа последний должен сочленяться с пристенным;

сопутствующий - для предупреждения обводнения грунтов от утечек водонесущих коммуникаций; располагают, как правило, в одной траншее с ними;

совмещенный с водостоком - для дренирования верховодки; располагают на трассе водостока.

Другие типы дренажей для защиты от обводнения или увлажнения и снижения уровня подземных вод в специальных видах строительства (гидротехническом, дорожном, аэродромном) следует проектировать на основании соответствующих сводов правил.

Противофильтрационные устройства предназначаются:

завесы - для барража подтопления со стороны рек, каналов и водоемов, а также защиты от загрязнения поверхностных и подземных вод и от заболачивания сопредельных территорий; противофильтрационные завесы следует применять при близком залегании водоупора;

экраны - для уменьшения питания подземных вод вследствие фильтрации утечек из наземных и подземных резервуаров при отсутствии или глубоком залегании водоупора.

Гидроизоляцию (наружную и внутреннюю, горизонтальную и вертикальную) следует применять для защиты подземных частей зданий и сооружений от капиллярного увлажнения и процессов термовлагопереноса, а также при защите от воздействия подземных вод. В последнем случае гидроизоляцию следует рассматривать как самостоятельный способ локальной защиты зданий и сооружений, альтернативный дренажам.

Дренажи берегового, головного, кольцевого, систематического и смешанного типов по конструкции подразделяют на горизонтальные, вертикальные, комбинированные, лучевые и специальные.

Выбор конструкции дренажа следует производить с учетом водопроницаемости грунтов защищаемой территории, расположения водоупора, требуемой величины понижения уровня подземных вод, характера хозяйственного использования защищаемой территории.

Ливневая канализация должна являться элементом территориальной инженерной защиты от подтопления и проектироваться в составе общей системы инженерной защиты или отдельно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕКОНСТРУКЦИЯ СООРУЖЕНИЙ ЗАЩИТЫ ОТ ПОДТОПЛЕНИЯ

Реконструкция - это процесс переустройства предприятия или водохозяйственного объекта, при котором изменяется сама система его функционирования. Например, изменяется технология производственного процесса, расширяются функции гидротехнического объекта, повышается эффективность оросительной или осушительной системы и т.д.

Реконструкция подразумевает восстановление существующей дренажной системы или дополнение дренажной схемы новыми элементами с целью обеспечения гарантированного перехвата и отведения грунтовых вод, притекающих к подземной части сооружения, а также понижения их уровня до требуемых отметок.

Устройство одиночных или веерных горизонтальных и/или наклонных дрен (рис. 2.) из подвальных помещений методом горизонтального или наклонного бурения с последующим обустройством фильтровой зоны, со сбросом дренажного стока во внутренний объем защищаемого подземного контура. Такая конструкция рекомендуется в случае, если доступ к вертикальным элементам подземного контура сооружения с поверхности невозможен, а грунты пристенной зоны обладают некоторой водопроницаемостью.

Рисунок 2 - Горизонтальные или наклонные дрены.

(1 – расчетное положение  депрессионной поверхности при  устройстве котлована; 2 – горизонтальные или наклонные дрены; 3 – водоприемный лоток подземного помещения; 4 – подземный контур сооружения)

Устройство одиночных, ряда или секущихся пристеночных поглотительных бесполостных колодцев, с поверхности, буронабивным методом, с соответствующим подбором фильтрующего материала, с последующей организацией приема дренажных вод во внутренний объем защищаемого подземного контура. Такая конструкция рекомендуется в случае, если доступ к вертикальным элементам подземного контура сооружения с поверхности существенно ограничен, а грунты пристенной зоны практически водонепроницаемы.

Рисунок 3 - Водопонизительные дренажные колодцы в основании фундамента.

(1 – положение кривой  депрессии после устройства дренажа; 2 – кессон с перфорированными стенками и обратным фильтром; 3 – дренажный насос; 4 – подземный контур сооружения)

Устройство одиночных или системы поглотительных колодцев в основании, сквозь фундаментную плиту, методом опускного колодца. Колодец образуется перфорированной обечайкой (обсадной трубой или коробом), и оборудуется внутренним одно или двуслойным фильтром с коаксиальной внутренней аванкамерой. Водоотлив осуществляется одиночным или групповым насосом во внутренний объем защищаемого подземного контура. Такая конструкция рекомендуется в случае, если доступ к вертикальным элементам подземного контура сооружения с поверхности ограничен, а в основании горизонтальных элементов подземного контура устроена относительно водопроницаемая подготовка.

Рисунок 4 - Водопоглотительные колодцы.

(1 – положение кривой  депрессии после устройства дренажа; 2 – засыпка инертным хорошо  проницаемым инертным материалом; 3 – дренажная труба для ввода в здания; 4 – подземный контур сооружения; 5 – водоприемный приямок подвального помещения)

Устройство веерного, горизонтального или наклонного многоярусного лучевого дренажа из одиночного или системы опускных колодцев (шахт) методом горизонтального (наклонного бурения), с последующим устройством водоприемных зон. Дренажный сток принимается в колодцы и перекачивается далее с применением механического водоотлива, либо, при благоприятном рельефе – самотеком. Такая конструкция рекомендуется в случае, если прямой доступ к подземному контуру невозможен, подземный контур существенно заглублен и имеет развитую пространственную конфигурацию.

Рисунок 5 - Лучевой дренаж.

(1 – положение кривой  депрессии после устройства дренажа; 2 – лучевая дрена; 3 – рабочий  колодец из которого выполняются буровые работы; 4 – подземный контур сооружения; 5 – дренажный насос;)

Устройство традиционного пристеночного дренажа с использованием современных геосинтетических материалов. Выполняется для неглубоких фундаментов с минимальным объемом земляных работ.

Рисунок 6 - Пристенный дренаж с использованием геосинтетических материалов.

(1 – положение кривой  депрессии после устройства дренажа; 2 – дренажная труба; 3 – геотекстиль; 4 – подземный контур сооружения; 5 – откос траншеи при укладке дренажа)

Устройство специальной системы, регулирующей уровни грунтовых вод, предназначенной для участков, расположенной в зоне исторической застройки, для защиты деревянных свайных фундаментов и ростверков от осушения. Представляет собой систему подпочвенного орошения, устроенную в непосредственной близости от котлована и предотвращает развитие депрессионной воронки, формируемой его осушительным эффектом.

Рисунок 7 - Система поддержания стабильного УГВ при производстве работ по устройству котлованов.

(1 – расчетное положение  кривой депрессии при устройства котлована с противофильтрационной завесой и системой подпитки горизонта грунтовых вод; 2 – положение кривой депрессии при отсутствии противофильтрационной завесы; 3 – труба-ороситель; 4 – противофильтрационная завеса; 5 – котлован; 6 –естественный водоупор).

при реконструкции подвала, подверженного подтоплению техногенными грунтовыми водами. Пол подвала углубляют с уклоном к центру. По грунту насыпают слой песка (min 10 см), в центре укладывают дрену. Затем насыпают слой щебня (min 15 см), который накрывает дрену. Дрену выводят из здания наружу, подсоединяют к смотровому колодцу для стока дренажных вод. Щебень прикрывают рубероидом, делают цементно-песчаную стяжку, а по ней устраивают пол подвала. Таким образом, пластовый дренаж можно сооружать и для существующего здания.

Рисунок 8 –  Реконструкция пластового дренажа.

Технологии проведения реконструкции систем защиты от подтопления в городах разработаны недостаточно. Дефицитна малогабаритная техника для проведения работ по устройству дренажей и других систем в условиях тесной застройки с обилием существующих сетей водопровода, канализации, теплотрасс, электрокабелей. Поэтому реконструкционные работы содержат большую долю ручного труда. Теснота застройки принуждает делать траншеи и котлованы с вертикальными креплениями, а часто вообще переходить на закрытые способы прокладки дрен с помощью горизонтального бурения, прокола, продавливания. Такие особенности приводят к значительному удорожанию работ и увеличению их продолжительности. Решению о реконструкции должны предшествовать оптимизационные расчёты по выбору наиболее подходящего варианта.

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

Актуальность решения задач по ремонту и реконструкции дренажных систем, эксплуатирующихся в условиях уже сложившейся плотной застройки, на сегодняшний день достаточна высока. Потребность в водообустройстве селитебных территорий будет увеличиваться вмести с уплотнением городской застройки; интенсивным освоением подземного пространства (подземные паркинги, гаражи, торговые центры,транспортные развязки и др.) и ростом потребительских требований к комфорту в жизнедеятельности.

Принятие правильного и взвешенного решения о необходимости ремонта или реконструкции дренажной системы, применение новых конструктивных элементов, современных материалов и технологий позволяет обеспечивать требуемое водопонижение для практически любых условий в городской инфраструктуре.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. С.В. Сольский, Е.В. Булганин, Е.В. Герасимова Проблемы реконструкции дренажа в условиях плотной застройки.
2. Сологаев В.И. Защита от подтопления в городском строительстве. Устройство и работа: Конспекты лекций. – Омск: Изд-во СибАДИ, 1999. - 56 с.
3. СП 116.13330.2012 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов.