Обследование и проектирование эстакады на Киришской ГРЭС

Даже самая прочная кабельная эстакада со временем ветшает. Это может привести к серьезной аварии или приостановки эксплуатации объекта. Обычно многие дефекты видны невооруженным глазом. Но, чтобы их устранить, важно понимать основную причину появления разрушений. Для этого необходимо провести техническое обследование эстакад. Мы расскажем об этом один случай из нашей практики.
Объект
Киришская ГРЭС крупнейшая тепловая электростанция Северо-Запада. Находится в 150 км от Санкт-Петербурга на берегу реки Волхов. Введена в эксплуатацию в 1965 году и принадлежит ОАО «Газпром». На территории находятся две кабельные эстакады. Часть опор установлены в отводящем от реки Волхов канале.

Схема расположения кабельных эстакад 1 и 2

Деформация несущей опоры
Цели и задачи
Обратившись к нам, клиент озвучил, что эстакады внешне находятся в рабочем состоянии. Деформация нескольких опор вызывает опасения, но причину возникновения установить не удалось. В каком состоянии находятся опоры под водой неизвестно.
Инженерной службе клиента важно понимать являются деформации критическими или нет? Требуются ли ремонтные работы для безопасной эксплуатации? Сколько еще времени прослужат без ремонта?

Обследование эстакады: лето 2016

Для проведения технического обследования кабельных эстакад инженерной службе предприятия важно обосновать работы и грамотно составить все необходимые документы для проведения тендера. Тендерный комитет есть практически на любом крупном предприятии.

Все начинается с составления технического задания и обоснования необходимых работ. За 13 лет наши специалисты, накопили большой опыт сотрудничества с крупными предприятиями, поэтому часть этой работы берем на себя. Составили техническое задание и помогли с обоснованием. Процедурные вопросы по организации и проведению тендера у нашего заказчика заняли несколько месяцев. В целом это обычные сроки на нашем рынке.

В августе 2016 года мы выиграли тендер и приступили к обследованию. Само обследование регламентируется нормативными документами ГОСТ 31937 и СП 13-102. Поэтому подробно описывать весь процесс не будем. Остановимся лишь на тех этапах, которые оказались существенными именно для этого обследования.

Для работы сформировали команду из восьми сотрудников. Ведущий инженер и два инженера-проектировщика работали постоянно, а остальные специалисты подключались по мере необходимости. Для изучения состояния опор эстакады под водой нанимали водолазов.

1 неделя: изучение документации

Задача включала в себя несколько этапов:

Поиск документации в архивах.
Сейчас вся документация выпускается в электронном виде и найти необходимые разделы можно быстро. В нашем же случае необходимо было перелопатить десятки коробок с документами. Они, кстати, хорошо сохранилась, учитывая, что датируется 60-ми годами.

Изучение документации.
На изучение ушла неделя. Это важный этап, так как необходимо достоверно понимать, что мы будем изучать на месте, допущены ли ошибки во время проектирования и соответствует ли документация текущим стандартам.

2 неделя: визуальное обследование

Визуальное обследование прошло быстро и стандартно. Три дня и все данные по этому этапу, были собраны.

Данные с визуального обследования
  • Основные разрушающие факторы – осадки, река и перепады температур.
  • Все чертежи на бумажных носителях - документация 60-х годов.
  • Часть колонн под водой – потребуются водолазы.
  • Большая часть элементов потребуют мелкий ремонт – заменить болты, усилить фермы приваркой уголков, антикоррозийная обработка.
  • Часть кирпичной кладки разрушена под воздействием времени.
  • Конструкции лестниц не соответствуют современным строительным стандартам.

3 неделя: подготовка к детальному обследованию

Подготовка к детальному обследованию заняла около недели.

Чертежи в Автокаде
Часть времени, стандартно, ушла на подготовку чертежей в Автокаде.

Подготовка к водолазному обследованию
А вот водолазное обследование, пришлось расписывать практически поминутно. Над поверхностью воды критических разрушений мы не обнаружили. Значит, причина незначительного смещения центральных опор скрывается под водой. Для несущих конструкций даже «незначительно» – недопустимо.

4 неделя: детальное обследование

Детальное обследование прошло почти по плану и заняло 4 дня. Все шло, как обычно, для таких работ:
  • Инструментальная проверка.
  • Обмер всех узлов и элементов.
  • Определение прочности бетона строительных конструкций.
Водолазное обследование
А вот во время водолазного обследования подтвердилось наше предположение. Бетон оказался частично разрушен, при этом оголилась арматура. Поскольку все это находится под водой, то коррозия быстро разрушает металл. Забегая вперед, после всех инженерных расчетов, до разрушения оставалось максимум пять лет. Это очень серьезно.

Бетон разрушен, оголилась арматура
Нулевая видимость
Во время погружения оказалось, что видимость под водой очень плохая. А в нашей работе важно все протоколировать на фото и видео. Чтобы качественно задокументировать серьезное разрушение пришлось брать дополнительный день на съемку под водой. Это крупные непредвиденные затраты для нас.

Итоги водолазного обследования:
  • Подводная часть показала значительное разрушение бетона и оголение арматуры. Потребуется срочный капитальный ремонт или полная замена двух опор.
  • Часть опор над водой деформирована, потребуется дополнительное усиление.
Замена двух опор или капитальный ремонт?

5-6 недели: оцифровка всех данных

Разрушения носят критический характер, поэтому потребуется либо замена двух опор, либо их усиление. Чтобы понять, как двигаться дальше, важно все детально рассчитать. Для исключения ошибок, лучше всего это делать в электронном формате.

Данные для поверочных расчетов
Заносим в таблицы данные по прочности бетона на каждом участке. Для этого обследования было достаточно показаний ультразвукового тестера. Выяснили, что для строительства использовали бетон классом не ниже B15, как и было заявлено в проекте. Это хорошо, иначе критические разрушения случились бы гораздо раньше.

Детализация чертежей в Автокаде
Наносим на чертежи, миллиметр за миллиметром все выявленные отклонения. Если пропустим, хоть одну небольшую трещину, то с течением времени это приведет к разрушению. Самый простой пример – это осенне-весенний сезон. Вода, то замерзает, то снова оттаивает. Таким образом, маленькая трещина превращается в большую. Если это несущая опора, то под воздействием нагрузки, со временем, произойдет обрушение всей конструкции.

7-8 недели: поверочные расчеты и заключение

После внесения всех данных, настало время для поверочных расчетов и составления заключения по результатам обследования.

Поверочные расчеты
Для поверочных расчетов использовали инженерное программное обеспечение SCAD Office, это существенно сокращает время на расчеты и позволяет избежать ненужных ошибок. Данных очень много и если все обрабатывать вручную, то можно случайно пропустить важную запятую. Это может привести к серьезным последствиям. При помощи современных программ это исключено.

Критическая нагрузка
Рассчитали все инженерные показатели за две недели. Выявили, что большинство опор эстакады эксплуатируются с нормальной нагрузкой, то есть в пределах 80%. А вот опоры, которые погружаются под воду эксплуатируются со сверх нагрузкой - 110%. Мы понимали, что это является критической зоной, но не могли предположить, что настолько. Присвоили колоннам ограниченно-работоспособное состояние, но понимали, что находимся очень близко к неработоспособному. Сразу же связались с инженерной службой нашего клиента и предупредили, что потребуется ограничить доступ персонала к эстакадам, чтобы избежать человеческих жертв.

Заключение о техническом состоянии
Заключение состоит из 123 страниц по первой эстакаде и, примерно столько же по второй. Чтобы успеть задокументировать весь объем работ, вносить данные в заключение начали еще на этапе изучения документации. Обычно мы всегда так делаем, помимо ускорения сроков, это позволяет также ничего не забыть и не упустить всех деталей.

Проектирование эстакады для ремонта: осень 2016

Когда все расчеты, обоснование и заключение были готовы, обсудили с клиентом план дальнейших работ. Предположили, что опоры, находящиеся в критическом состоянии можно отремонтировать и усилить. Это гораздо дешевле, чем менять их на новые. Конечно, в этом случае придется повозиться с проектированием, но ведь именно за это нас и ценят.
Во время обсуждения проектирования кабельной эстакады для ремонта нам поставили еще несколько непростых задач:
  • Разработать последовательность ремонтных работ без вывода эстакад из эксплуатации.
  • Разработать проект ремонта опор без перекрытия русла канала.
Заметно снизит стоимость ремонтных работ

1 неделя: поиск оптимального решения

Оговоримся, что здесь опускаем время, которое потребовалось заказчику для организации и проведения тендера на проектирование капитального ремонта кабельных эстакад.

Консультации с научными институтами
Погрузившись в проектирование, мы осознали, что решить все задачи заказчика будет крайне сложно. Специалистов, имеющих опыт в технологии подводного бетонирования, у нас в стране мало. За много лет мы наработали большое количество связей с научными институтами, но серия консультаций с ними нас в этом вопросе не сильно продвинула.

Специалист по подводному бетонированию
С трудом нашли специалиста по подводному бетонированию, который поделился своим опытом и дал нам исчерпывающие ответы. После этого приступили к проектированию. Времени для этого оставалось очень мало, поэтому задействовали еще несколько наших специалистов проектировщиков.

2 неделя: проектирование подводного ремонта

На первом этапе
Необходимо тщательно очистить всю поверхность подводной части опоры. Демонтировать при помощи подводных перфораторов одежду канала. Демонтировать слабые участки бетона. Вырубить бетон вокруг оголенных арматурных участков.

Схема ремонта подводной части
На втором этапе
Поставить разжимные анкеры из нержавеющей стали в шахматном порядке. Все стыки осушить и загерметизировать. Далее, установить стяжку на основе вертикальных стержней их базальтовой арматуры.

На третьем этапе
Обетонировать стяжку ремонтным составом Мапеграут Хай Флоу. Это высокотехнологичный материал с полимерной фиброй отлично подходит для усиления опор, находящихся под водой.

3-4 недели: проектирование надводного ремонта

Для надводной части технологий много, они широко известны и проектирование ремонта здесь для нас, дело техники. Также это касалось и проектирования остальных работ:

  • Частично заменить кирпичную кладку.
  • Установить новые плиты перекрытия.
  • Гидро струйная очистка поверхностей.
  • Усиление ферм дополнительными балками и уголками.
  • Антикоррозийная обработка.

5 неделя: смета и рабочая документация

После разработки основных решений составили подробные инструкции для строительной компании. Составили подробные сметы на материалы, оборудование и рабочую силу. Здесь в основном важно задействовать текущие нормативные документы: многочисленные СНиПы, СП, ГОСТы и т.д. В них многие моменты подробно расписаны. Полный перечень нормативных документов для этого проекта занял одну страницу мелким шрифтом. В наших проектах и заключениях мы всегда подробно расписываем нормативные источники. Особенно это помогает в проектах с государственной экспертизой. Получаем положительное заключение с первого раза.

Строительный контроль: лето 2018

Если все сделать согласно нашему проекту, то эстакада простоит еще минимум 50 лет. Это не только строительство, но и обслуживание – для которого мы также разработали подробные инструкции. Для строительства наш клиент проводил тендер, на все процедурные вопросы у них ушло около года. В этом году ремонтные работы пошли полным ходом. Летом мы были на объекте, во время работ. Строительная компания оказалась добросовестной. Все соответствовало нашему проекту. Строительство, конечно, тоже не обошлось без водолазов.

На десерт - полезная инструкция

Чтобы работа по «обследованию технического состояния зданий и сооружений» прошла гладко важно разбить ее на этапы. В этом случае каждый этап можно проконтролировать. Это поможет избежать неприятных сюрпризов в конце. Мы составили краткую инструкцию и выделили 7 этапов от обоснования до акта выполненных работ. Инструкцию сопроводили ссылками на нормативные документы и шаблонами на важные документы: техническое задание, пример технического заключения и акт выполненных работ.
This site was made on Tilda — a website builder that helps to create a website without any code
Create a website