RU2194116C2 - Method of hydraulic structure concreting - Google Patents

Method of hydraulic structure concreting Download PDF

Info

Publication number
RU2194116C2
RU2194116C2 RU2001104850A RU2001104850A RU2194116C2 RU 2194116 C2 RU2194116 C2 RU 2194116C2 RU 2001104850 A RU2001104850 A RU 2001104850A RU 2001104850 A RU2001104850 A RU 2001104850A RU 2194116 C2 RU2194116 C2 RU 2194116C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
cementation
joints
dam
sections
Prior art date
Application number
RU2001104850A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.А. Ашихмен
В.М. Королев
Л.Э. Пронина
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Специальный проектно-изыскательский институт "Гидроспецпроект"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Специальный проектно-изыскательский институт "Гидроспецпроект" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Специальный проектно-изыскательский институт "Гидроспецпроект"
Priority to RU2001104850A priority Critical patent/RU2194116C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2194116C2 publication Critical patent/RU2194116C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: construction engineering; applicable in concreting of hydraulic structures, including those with small joint openings. SUBSTANCE: method includes injection of cement mortar into section-to-section joints. Cement mortar is dispersed and contains surfactant and introduced coagulant. Cement mortar is injected to section-to-section joints by tiers, from bottom upward, and from sides to center of structure. Prior to injection of mortar into joint, structure base is subjected to strengthening cementation. In so doing, motion of section to headwater is measured and stressed-strained state of structure is determined. EFFECT: higher efficiency of work due to improvement of stressed- strained state of structure. 4 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при омоноличивании гидротехнических сооружений. The invention relates to the field of construction and can be used for monopolizing hydraulic structures.

Известен способ омоноличивания гидротехнических сооружений, включающий монтаж подающих систем с выпусками и нагнетание в швы цементного раствора (см. СССР а.с. 1386694, кл. Е 02 В 3/16, 1986 г.). A known method of monopolizing hydraulic structures, including the installation of supply systems with outlets and injection into the seams of cement mortar (see USSR A.S. 1386694, class E 02 B 3/16, 1986).

Недостатком данного способа является недостаточно высокое качество выполняемых работ. The disadvantage of this method is the insufficiently high quality of work performed.

Известен также принятый за прототип способ омоноличивания гидротехнических сооружений, включающий нагнетание в межсекционные швы цементного раствора, содержащего поверхностно-активные вещества, предварительную его диспергацию и введение коагулянта (см. СССР а.с. 1758144, кл. Е 02 В 3/16, 1990 г.). Also known is the prototype method of monopolizing hydraulic structures, including injecting a cement mortar containing surfactants into intersection joints, preliminary dispersing it and introducing a coagulant (see USSR A.S. 1758144, class E 02 B 3/16, 1990 g.).

Недостатком данного способа является то, что не учитывается очередность цементации межсекционных швов. Тогда как правильно выбранная очередность цементации карт при первичном, повторном и последующем омоноличивании могут очень сильно влиять на напряженно-деформированное состояние сооружения, резко повышая его эксплуатационную надежность. Это объясняется следующим. The disadvantage of this method is that it does not take into account the sequence of cementation of intersectional joints. Whereas the correctly selected sequence of card cementation during primary, repeated and subsequent monolithic can very strongly affect the stress-strain state of the structure, dramatically increasing its operational reliability. This is explained by the following.

При цементации швов бетонных плотин развиваются очень большие напряжения, которые после заполнения швов твердеющим раствором консервируются в сооружении, т.е. осуществляется предварительное напряжение материала сооружения аналогично тому, которое возникает в балках при предварительном напряжении арматуры в них. Площадь карт швов достигает 300 м2 и более, а давление раствора в шве, особенно начиная с повторного омоноличивания, может достигать 1 МПа и более.When cementing the joints of concrete dams, very high stresses develop, which, after filling the joints with a hardening mortar, are preserved in the structure, i.e. the prestressing of the material of the structure is carried out similarly to that which occurs in the beams with prestressing of the reinforcement in them. The area of the seam maps reaches 300 m 2 or more, and the solution pressure in the seam, especially starting from repeated monolithization, can reach 1 MPa or more.

Неправильно выбранная очередность цементации швов, а также непроизведенная укрепительная цементация основания сооружения могут привести к непроектному перераспределению напряжений и деформаций в сооружении, что снижает жесткость сооружения, его надежность и долговечность. Следовательно, данный способ не обеспечивает необходимую эффективность работ по омоноличиванию сооружения. Incorrectly selected sequence of grouting of joints, as well as non-reinforcing cementing of the base of the structure can lead to non-project redistribution of stresses and deformations in the structure, which reduces the rigidity of the structure, its reliability and durability. Therefore, this method does not provide the necessary efficiency of work on monopolizing the structure.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности работ за счет обеспечения возможности улучшения напряженно-деформированного состояния сооружения. The technical result of the present invention is to increase the efficiency of work by providing the possibility of improving the stress-strain state of the structure.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе омоноличивания гидротехнических сооружений, включающем нагнетание в межсекционные швы цементного раствора, содержащего поверхностно-активные вещества, предварительную его диспергацию и введение коагулянта, нагнетание цементного раствора в межсекционные швы осуществляют поярусно снизу вверх и от бортов к центру сооружения, а перед нагнетанием раствора в швы производят укрепительную цементацию основания сооружения, при этом измеряют перемещение секций в верхний бьеф. The specified technical result is achieved due to the fact that in the method of monolithic hydraulic structures, including the injection into the intersection joints of a cement mortar containing surfactants, its preliminary dispersion and the introduction of a coagulant, the injection of cement into the intersection joints is carried out tiered from the bottom up and from the sides to the center of the structure, and before injection of the solution into the joints, reinforcing cementation of the base of the structure is carried out, while the movement of the sections to the upper beef.

При исследовании технического уровня предлагаемого изобретения не было обнаружено технического решения, обладающего признаками предлагаемого способа, на основании чего можно считать, что предлагаемое решение соответствует критерию "технический уровень". In the study of the technical level of the invention, no technical solution was found that has the features of the proposed method, on the basis of which it can be considered that the proposed solution meets the criterion of "technical level".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез гидротехнического сооружения (плотины) с секциями и ярусами омоноличиваемых швов; на фиг.2 - разрез по А-А (ключевое сечение),
на фиг.3 - план гидротехнического сооружения по гребню,
на фиг. 4 - схема расчета перемещений секций сооружения в верхний бьеф при омоноличивании швов.
The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a longitudinal section of a hydraulic structure (dam) with sections and tiers of monolithic joints; figure 2 is a section along aa (key section),
figure 3 is a plan of a hydraulic structure along the ridge,
in FIG. 4 is a diagram for calculating the movements of sections of the structure in the upper pool during monolithic seams.

Способ омоноличивания гидротехнических сооружений осуществляют следующим образом. The method of monopolization of hydraulic structures is as follows.

Выполняют укрепительную цементацию основания 1 сооружения. Perform reinforcing cementation of the base 1 of the structure.

Затем осуществляют нагнетание в межсекционные швы 2 сооружения диспергированного цементного раствора, содержащего поверхностно-активные вещества (ПАВ). При этом в него вводят коагулянт. Then carry out the injection into the intersection seams 2 structures dispersed cement mortar containing surface-active substances (surfactants). In this case, a coagulant is introduced into it.

Нагнетание раствора осуществляют в каждом ярусе 3 снизу вверх и от бортов 4 к центру сооружения. The injection of the solution is carried out in each tier 3 from the bottom up and from the sides 4 to the center of the structure.

Для получения наибольшего прогиба арочной плотины в сторону верхнего бьефа, т. е. достижения предварительного напряжения плотины в направлении, противоположном действию гидростатического давления воды, надо цементировать карты поярусно снизу-вверх плотины, а в пределах ярусов - от бортов к центру. В этом случае при цементации каждой последующей карты яруса мы будем как бы выталкивать ее в верхний бьеф, опираясь на уже омоноличенные секции, прогиб которых будет отсутствовать. Таким образом, прогиб секций в верхний бьеф с каждой картой цементации будет увеличиваться, т.к. он будет суммироваться с прогибом предыдущих секций от давления нагнетания раствора в швы и достигнет максимальной величины у центральной (ключевой) секции плотины. При такой очередности цементации карт в ярусе арочной плотины мы достигаем аналогичного эффекта, что возникает при омоноличивании секций гравитационных плотин в направлении от нижнего бьефа к верхнему, т.е. в направлении, обратном действию гидростатического давления воды. To obtain the greatest deflection of the arch dam in the direction of the upper pool, i.e., to achieve the prestress of the dam in the opposite direction to the hydrostatic pressure of the water, cement the charts in a tiered way from bottom to top of the dam, and from the sides to the center within the tiers. In this case, during the cementation of each subsequent tier map, we will, as it were, push it into the upper pool, relying on already monopolized sections, the deflection of which will be absent. Thus, the deflection of the sections in the upper pool with each cementation map will increase, since it will be summarized with the deflection of the previous sections from the pressure of the injection of the solution into the joints and will reach a maximum value at the central (key) section of the dam. With such a sequence of cementing maps in the tier of the arch dam, we achieve a similar effect that occurs when monolithic sections of gravity dams in the direction from the lower to the upper concretes, i.e. in the opposite direction to the hydrostatic pressure of water.

Важность получения прогиба арочной плотины в сторону верхнего бьефа при цементации швов, то есть получение предварительного напряжения бетона сооружения для улучшения его напряженно-деформированного состояния, а следовательно, и повышения эксплуатационной надежности, можно дополнительно объяснить следующим. The importance of obtaining the deflection of the arch dam in the direction of the upper pool during grouting of joints, that is, obtaining prestressing of the concrete of the structure to improve its stress-strain state, and therefore increase operational reliability, can be further explained as follows.

Арочную плотину можно условно рассматривать как пространственную систему, каждый элемент которой принадлежит с одной стороны консоли, защемленной в основании, а с другой стороны - арке, опертой на борта. Распределение гидростатического давления воды между условными консолями и арками плотины определяется исходя из равенства их прогибов. При этом часть нагрузки, воспринимаемая консолью, вызывает консольные напряжения, а часть нагрузки, воспринимаемая аркой, вызывает арочные напряжения. An arched dam can be conventionally regarded as a spatial system, each element of which belongs on one side of the console, pinched at the base, and on the other hand, an arch supported on the sides. The distribution of hydrostatic water pressure between conditional consoles and dam arches is determined based on the equality of their deflections. In this case, part of the load perceived by the console causes cantilever stresses, and part of the load perceived by the arch causes arched stresses.

При цементации межсекционных швов давление нагнетания совпадает по направлению с арочными напряжениями и поэтому преднапряжение плотины непосредственно от давления нагнетания раствора в швы увеличивает абсолютную величину арочных напряжений, эти напряжения вызывают сжатие бетона условных арок сооружения. When cementing intersectional joints, the discharge pressure coincides with the arched stresses, and therefore the prestressing of the dam directly from the solution forcing pressure into the seams increases the absolute value of the arch stresses, these stresses cause concrete compression of the conditional arches of the structure.

Прогиб сооружения в верхний бьеф от давления нагнетания раствора в швы переместит и условную консоль в верхний бьеф, то есть в направлении, обратном действию гидростатического давления воды, при этом возникшие в ней напряжения будут обратными по знаку напряжениям от давления воды. The deflection of the structure to the upper pool from the solution injection pressure into the seams will also move the conditional console to the upper pool, that is, in the direction opposite to the hydrostatic pressure of the water, while the stresses arising in it will be opposite in sign to the stresses from the water pressure.

Увеличение арочных напряжений при цементации швов сооружения не опасно, так как они сжимающие и для бетона не опасны, а вот уменьшение абсолютной величины консольных напряжений, которые в некоторых зонах плотины часто бывают растягивающими и значительной, недопустимой величины, имеет большое практическое значение для надежной эксплуатации сооружения. Таким образом, чем на большую величину переместим (прогнем) сооружение при цементации швов в верхний бьеф, то есть в направлении, обратном действию гидростатического давления воды, тем в большей степени уменьшим опасные растягивающие напряжения в нем. An increase in arch stresses during cementing of joints of a structure is not dangerous, since they are compressive and not dangerous for concrete, but a decrease in the absolute value of cantilever stresses, which in some zones of the dam are often tensile and of significant, unacceptable size, is of great practical importance for the reliable operation of the structure . Thus, the more we move (bend) the structure during cementing of the joints to the upper pool, that is, in the direction opposite to the hydrostatic pressure of the water, the more we reduce the dangerous tensile stresses in it.

Для достижения наибольшего эффекта с точки зрения получения предварительного напряжения плотины от ее омоноличивания необходимо соблюдать следующее:
1. Цементацию швов сооружения осуществлять поярусно (т.е. целыми ярусами) снизу-вверх по высоте плотины и в пределах каждого яруса - от бортов к центру.
To achieve the greatest effect from the point of view of obtaining the prestress of the dam from its monolithing, the following should be observed:
1. Cementation of construction joints shall be carried out in tiers (ie, in whole tiers) from bottom to top along the dam height and within each tier - from the sides to the center.

2. Перед нагнетанием раствора в швы производить укрепительную цементацию основания сооружения, иначе при цементации швов секций около основания перемещения секции в верхний бьеф не будет, а дополнительно раскрытие шва будет осуществляться за счет малого модуля деформации скалы основания. Укрепление скального основания инъекцией цементного раствора повышает его модуль деформации в 5 раз и более. 2. Before injecting the mortar into the joints, make cementing of the base of the structure, otherwise, when cementing the joints of the sections near the base, the section will not move to the upper pool, and additionally, the joint will be opened due to the small deformation modulus of the base rock. Strengthening the rocky base by injection of cement mortar increases its deformation modulus by 5 times or more.

3. Цементацию швов следует выполнять при минимальном уровне воды в водохранилище, так как минимальное противодавление воды способствует наибольшему перемещению секций в верхний бьеф от давления раствора в швах. 3. The cementation of the joints should be performed with a minimum level of water in the reservoir, since the minimum back pressure of the water contributes to the greatest movement of the sections in the upper pool from the pressure of the solution in the joints.

4. Омоноличивание плотины следует выполнять при минимально возможной температуре бетона, что способствует наибольшему раскрытию швов и оптимальному распределению давления раствора в них. 4. Dam monolithization should be carried out at the lowest possible temperature of concrete, which contributes to the maximum opening of the joints and the optimal distribution of the solution pressure in them.

5. Цементацию швов осуществлять с использованием растворов повышенной проникаемости (тонкодисперсные цементы, диспергированные растворы и т.д.) и растворов с регулируемым временем потери подвижности. Это позволяет более качественно зацементировать швы как с малым раскрытием, так и при наличии течей через шпонки и горизонтальные межблочные швы сооружения. 5. Cementation of joints should be carried out using solutions of increased permeability (finely dispersed cements, dispersed solutions, etc.) and solutions with an adjustable time of loss of mobility. This allows you to better cement the seams with a small opening, and in the presence of leaks through the dowels and horizontal interblock seams of the structure.

6. Цементацию швов следует производить при максимально допустимом давлении, что увеличит эффект предварительного напряжения бетона плотины. 6. The cementation of the joints should be carried out at the maximum allowable pressure, which will increase the effect of prestressing concrete dam.

Обоснование и вывод расчетных формул, используемых при выполнении данного способа омоноличивания гидротехнических сооружений
При цементации швов арочных плотин с радиальной разрезкой на секции (см. фиг. 4) силу давления раствора в шве (Рр) можно разложить на две составляющие: горизонтальную (Рг) и вертикальную (Рв), направленную в сторону верхнего бьефа, то есть в направлении, противоположном действию гидростатического давления воды.
The rationale and conclusion of the calculation formulas used in the implementation of this method of monolithic hydraulic structures
When cementing the seams of arch dams with radial cutting into sections (see Fig. 4), the pressure force of the solution in the seam (P p ) can be decomposed into two components: horizontal (P g ) and vertical (P c ), directed towards the upstream, that is, in the opposite direction to the hydrostatic pressure of the water.

При этом
Pв = Ppsinα (1)
где Рр - результирующая давления нагнетания раствора в шов карты;
α - угол наклона сечения шва к горизонтальной оси.
Wherein
P in = P p sinα (1)
where R p - the resulting pressure of the solution in the seam of the card;
α is the angle of inclination of the weld section to the horizontal axis.

Принимая во внимание, что перемещение секций от давления цементации пропорционально величинам действующих сил, можно записать:
δв = KвPв = KвKpPpsinα = Kcδpsinα (2)
где δв и δp - перемещение секции от давления нагнетания раствора в шов карты в направлении к верхнему бьефу и перпендикулярно ко шву;
Кв, Кр и Кс - коэффициенты пропорциональности.
Taking into account that the movement of the sections from the cementation pressure is proportional to the values of the acting forces, we can write:
δ in = K in P in = K in K p P p sinα = K c δ p sinα (2)
where δ in and δ p is the displacement of the section from the pressure of the solution injection into the seam of the card in the direction to the upper pool and perpendicular to the seam;
To in , To p and K with - the proportionality coefficients.

Учитывая, что при цементации карт в ярусе от бортов к центру каждая секция под действием силы Рв будет перемещаться в сторону верхнего бьефа, то есть перемещение каждой последующей секции будет суммироваться с перемещением предыдущей секции и достигнет максимальной величины у центральной (ключевой) секции плотины, то перемещение каждой (i-той) секции арочной плотины в пределах яруса цементации в сторону верхнего бьефа (δвci) можно определить по зависимости:

Figure 00000002

где Ксi - коэффициент, учитывающий влияние на перемещение секции в верхний бьеф при цементации швов соседних секций этого яруса карт;
δpci - перемещение секций в направлении, перпендикулярном шву;
i - число секций в ярусе цементации, считая от борта сооружения до i-той секции, 1<i≤n, где n - число секций в ярусе от борта до центральной секции.Given that the carburizing cards tier from the sides to the center of each section under the force F in will move toward the upstream, that is movement of each subsequent section is added together with the movement of the previous sections, and reaches a maximum value at the center (key) section of the dam, then the movement of each (i-th) section of the arch dam within the cementation tier towards the upper pool (δ bci ) can be determined by the dependence:
Figure 00000002

where K ci is a coefficient that takes into account the effect on the movement of the section into the upper pool during cementation of the seams of adjacent sections of this tier of cards;
δ pci — displacement of sections in the direction perpendicular to the seam;
i is the number of sections in the cementation tier, counting from the side of the structure to the i-th section, 1 <i≤n, where n is the number of sections in the tier from the side to the central section.

Учитывая, что цементация ярусов сооружения осуществляется снизу-вверх по высоте плотины, перемещение секции в верхний бьеф при цементации вышерасположенного яруса будет суммироваться с перемещением секции, полученным при цементации карт нижерасположенного яруса сооружения. При этом перемещение каждой (j-той) секции арочной плотины в сторону верхнего бьефа с учетом только ее перемещений при цементации нижерасположенных ярусов δвяj можно определить по зависимости:

Figure 00000003

где Кяj - коэффициент, учитывающий влияние на перемещение секций в верхний бьеф при цементации нижерасположенных ярусов;
δpяj - перемещение секции j-того яруса в радиальном направлении;
j - число нижерасположенных зацементированных ярусов карт,
1<j<m, где m - максимальное число нижерасположенных зацементированных ярусов.Considering that the cementation of the tiers of the structure is carried out from bottom to top along the height of the dam, the movement of the section to the upper pool during the cementation of the upper tier will be summed up with the movement of the section obtained by cementing the maps of the lower tier of the structure. In this case, the movement of each (j-th) section of the arch dam towards the upper pool, taking into account only its movements during cementation of the lower tiers δ vjj, can be determined by the dependence:
Figure 00000003

where K ij - coefficient taking into account the effect on the movement of sections in the upper pool during cementation of the lower tiers;
δ pяj - movement of the section of the jth tier in the radial direction;
j is the number of downstream cemented tiers of cards,
1 <j <m, where m is the maximum number of downstream cemented tiers.

Учитывая, что перемещение каждой секции в сторону верхнего бьефа при принятой очередности цементации швов снизу-вверх и от бортов к центру будет увеличиваться за счет перемещения секций при цементации карт в пределах яруса и нижерасположенных ярусов, общее перемещение секции (Fc) можно представить следующей зависимостью:

Figure 00000004

Максимальное перемещение в сторону верхнего бьефа будет наблюдаться у центральной (ключевой) секции арочной плотины F, то есть при i=n и j=m, тогда Fск = F'ск + F''ск;
где F'ск - перемещение центральной (ключевой) секции яруса без учета ее перемещений при цементации нижерасположенных ярусов;
F''ск - перемещение центральной (ключевой) секции плотины с учетом ее перемещений при цементации нижерасположенных ярусов.Considering that the movement of each section towards the upstream with the accepted sequence of cementation of the seams from bottom to top and from sides to the center will increase due to the movement of sections during cementation of cards within the tier and the lower tiers, the total movement of the section (F c ) can be represented by the following dependence :
Figure 00000004

The maximum displacement towards the upstream will be observed at the central (key) section of the arch dam F ck , that is, at i = n and j = m, then F ck = F ' ck + F''ck;
where F ' SK - the movement of the Central (key) section of the tier without taking into account its movements during cementation of the lower tiers;
F '' ck - displacement of the central (key) section of the dam, taking into account its displacements during cementation of the lower tiers.

или

Figure 00000005

Оценку эффективности предварительного напряжения сооружения за счет оптимального выбора порядка очередности цементации швов можно выполнить посредством определения коэффициента K1, равного отношению напряжений в сооружении до выполнения (σo) и после выполнения (σц) цементации швов.or
Figure 00000005

Evaluation of the effectiveness of the prestressing structure due to the optimal choice of the order of priority of the cementation of the joints can be performed by determining the coefficient K 1 equal to the ratio of the stresses in the structure before performing (σ o ) and after performing (σ C ) the cementation of the joints.

При этом в первом приближении принимаем, что максимальные напряжения в сооружении до и после цементации швов пропорциональны максимальному прогибу (перемещению) центральной секции сооружения в нижний бьеф. Тогда расчетную формулу можно записать в следующем виде:

Figure 00000006

или, подставляя значение F из формулы (6), получим
Figure 00000007

где Fo, Fц - прогиб верха центральной секции арочной плотины до и после проведения цементации швов.Moreover, in a first approximation, we assume that the maximum stresses in the structure before and after cementing the welds are proportional to the maximum deflection (movement) of the central section of the structure in the downstream. Then the calculation formula can be written in the following form:
Figure 00000006

or, substituting the value of F ck from formula (6), we obtain
Figure 00000007

where F o, F u - deflection of the top central section arch dam before and after grouting joints.

Для точной оценки эффективности предварительного напряжения сооружения от цементации швов определяют точную величину перемещений секций плотины в направлении верхнего бьефа при цементации швов, например, установив накладные (закладные) датчики или использовав геодезические методы. Затем вводят полученные данные в программу ЭВМ расчета сооружения и определяют реальное напряженно-деформированное состояние сооружения. Сравнивая полученные результаты с исходными, оценивают степень улучшения напряженно-деформированного состояния сооружения. For an accurate assessment of the effectiveness of the prestressing structure from cementing the seams, the exact value of the displacement of the dam sections in the direction of the upper pool during cementation of the seams is determined, for example, by installing overhead (embedded) sensors or using geodetic methods. Then, the obtained data is introduced into the computer program for calculating the structure and the real stress-strain state of the structure is determined. Comparing the obtained results with the initial ones, they evaluate the degree of improvement of the stress-strain state of the structure.

Пример выполнения предлагаемого способа
После ряда лет эксплуатации Ингурской арочной плотины (см. фиг.1, 2 и 3) выявлено, что вследствие деформации скального массива бортов и ложа водохранилища, а также разуплотнения самой плотины появились дополнительные раскрытия межсекционных швов, при этом в бетоне плотины появились значительные растягивающие напряжения и увеличились прогибы плотины в ключе.
An example of the proposed method
After a number of years of operation of the Inguri arch dam (see Figs. 1, 2, and 3), it was revealed that, due to deformation of the rock mass of the sides and the reservoir bed, as well as decompression of the dam itself, additional openings of intersection joints appeared, and significant tensile stresses appeared in the dam concrete and the deflection of the dam in the vein increased.

С целью повышения эксплуатационной надежности плотины было решено выполнить повторную цементацию межсекционных швов десяти верхних ярусов плотины. In order to increase the operational reliability of the dam, it was decided to re-cement the intersection joints of the ten upper tiers of the dam.

Цементация карт выполнялась при минимальном уровне воды в водохранилище и минимальной температуре бетона, что наблюдается в начале весеннего периода. The cementing of the cards was carried out with a minimum level of water in the reservoir and a minimum temperature of concrete, which is observed at the beginning of the spring period.

Цементацию карт проводили диспергированными растворами повышенной проникаемости, содержащими поверхностно-активные вещества и коагулянт, так как раскрытие швов невелико, а при наличии течей через шпонки и горизонтальные межблочные швы использовали растворы с регулируемым временем потери подвижности. The cards were cemented using dispersed solutions of increased permeability containing surfactants and a coagulant, since the opening of the joints is small, and in the presence of leaks through the dowels and horizontal interblock joints, solutions with an adjustable loss of mobility were used.

С целью достижения максимального эффекта предварительного напряжения бетона плотины вследствие обеспечения прогиба плотины в верхний бьеф от давления нагнетания раствора в карты цементацию карт решили проводить поярусно при максимально возможном давлении нагнетания, в очередности поярусно снизу-вверх плотины и от бортов к центру в каждом ярусе цементации. In order to achieve the maximum effect of prestressing the concrete of the dam due to the deflection of the dam in the upper pool from the pressure of the solution being pumped into the cards, it was decided to cement the cards in layers at the maximum possible pressure, in turn, in a tiered fashion from bottom to top of the dam and from the sides to the center in each cementation tier.

В таблице 1 приведены перемещения в сторону верхнего бьефа каждой секции XXII яруса (δвс) при очередности карт от бортов к центру.Table 1 shows the displacements towards the upper pool of each section of the XXII tier (δ sun ) with the order of cards from the sides to the center.

Figure 00000008

В таблице 2 приведены перемещения центральной (ключевой) секции в пределах каждого яруса цементации (F) в сторону верхнего бьефа без учета ее перемещений при цементации нижерасположенных ярусов, определенные по первому плану расчетной формулы (6)
Figure 00000009

В таблице 3 приведены перемещения центральной (ключевой) секции плотины (F) ярусов в сторону верхнего бьефа с учетом ее перемещения при цементации нижерасположенных ярусов, определенные по формуле (6)
Figure 00000010

при Kci=Kяj=1 и δpi = δяj = 1 мм и δpi = δяj = 0,3 мм.
В реальных условиях величина допустимого дополнительного раскрытия швов от давления цементации, то есть перемещение соседней секции в направлении, перпендикулярном шву для карт в ярусе (δpc) и для ярусов (δря), колеблются в небольшом диапазоне, особенно при повторной цементации швов. Поэтому принятие в расчет этих величин постоянными вполне оправдано.
Figure 00000008

Table 2 shows the displacements of the central (key) section within each cementation tier (F cc ) towards the upper pool without taking into account its movements during cementation of the lower tiers, determined according to the first plan of the calculation formula (6)
Figure 00000009

Table 3 shows the displacements of the central (key) section of the dam (F cc ) of the tiers towards the upstream taking into account its displacement during the cementation of the lower tiers, determined by the formula (6)
Figure 00000010

at K ci = K ij = 1 and δ pi = δ ij = 1 mm and δ pi = δ ij = 0.3 mm
In real conditions, the value of the permissible additional opening of the joints from the cementation pressure, i.e., the movement of the adjacent section in the direction perpendicular to the card seam in the tier (δ pc ) and for the tiers (δ row ), fluctuates in a small range, especially during repeated cementation of the seams. Therefore, taking these values into account as constants is quite justified.

На практике допустимое дополнительное раскрытие швов от давления цементации может достигать δpc = δря = 0,5 мм, но остаточное раскрытие шва после его цементации и обжатия цементного камня в шве силами упругого последействия деформированных секций, то есть величина Kc•δpc по данным показаний закладных и накладных датчиков в среднем равна 0,3 мм. Поэтому в таблице 3 приведены данные перемещения центральных секций ярусов цементации в сторону верхнего бьефа при Kc•δpc = 0,3 мм как наиболее вероятные. Из приведенных данных видно, что перемещения центральных (ключевых) секций ярусов цементации в сторону верхнего бьефа могут достигать значительных величин (до 20 мм).In practice, the permissible additional opening of the joints from cementation pressure can reach δ pc = δ ря ря = 0.5 mm, but the residual opening of the joint after cementing and crimping the cement stone in the joint by the elastic aftereffect of the deformed sections, that is, K c • δ pc data of mortgage and surface sensors readings is on average 0.3 mm. Therefore, Table 3 shows the data on the displacement of the central sections of the cementation tiers towards the upstream at K c • δ pc = 0.3 mm as the most probable. From the above data it is seen that the displacements of the central (key) sections of the cementation tiers towards the upstream can reach significant values (up to 20 mm).

Если учесть, что реальный наблюдаемый прогиб центральной секции рассматриваемой плотины до повторной цементации десяти верхних ярусов был равен 118 мм, то эффект от предварительного напряжения плотины после повторной цементации, определенной по формуле (7), свидетельствует об уменьшении опасных растягивающих напряжений до 0,83 от первоначальных значений, то есть они уменьшились на 17% или в 1/0,83=1,20 раза. If we take into account that the real observed deflection of the central section of the dam before re-cementation of the top ten layers was 118 mm, then the effect of prestress of the dam after re-cementation, determined by formula (7), indicates a decrease in dangerous tensile stresses to 0.83 from initial values, that is, they decreased by 17% or 1 / 0.83 = 1.20 times.

Figure 00000011

Таким образом, эффект по уменьшению опасных растягивающих напряжений в бетонных арочных плотинах от предварительного напряжения плотины при правильном выборе очередности цементации швов может быть значительным.
Figure 00000011

Thus, the effect of reducing dangerous tensile stresses in concrete arch dams from the prestress of the dam with the right choice of the sequence of cementation of the joints can be significant.

При цементации швов, используя различные приборы и методы (закладные и накладные датчики или геодезические методы), можно определить перемещение каждой секции плотины на разных ее уровнях (отметках) в сторону верхнего бьефа от давления цементации швов при выбранной очередности карт. Затем, заложив полученные данные в программу расчета сооружения на ЭВМ, можно получить более точное изменение напряженно-деформированного состояния сооружения с учетом предварительного напряжения его давлением цементации швов. При правильном выборе очередности цементации швов этот эффект может быть значительным. When cementing seams, using various instruments and methods (embedded and overhead sensors or geodetic methods), it is possible to determine the movement of each section of the dam at its different levels (marks) towards the upstream from the cementation pressure of the seams with the selected sequence of cards. Then, having laid the obtained data in the program for calculating the structure on a computer, it is possible to obtain a more accurate change in the stress-strain state of the structure, taking into account the prestress by its weld cementation pressure. With the right choice of the sequence of cementation of the joints, this effect can be significant.

Предлагаемый способ омоноличивания гидротехнических сооружений позволяет повысить эффективность работ за счет обеспечения возможности улучшения напряженно-деформированного состояния сооружения. The proposed method of monolithic hydraulic structures allows to increase the efficiency of work by providing the possibility of improving the stress-strain state of the structure.

Claims (1)

Способ омоноличивания гидротехнических сооружений, включающий нагнетание в межсекционные швы цементного раствора, содержащего поверхностно-активные вещества, предварительную его диспергацию и введение коагулянта, отличающийся тем, что нагнетание цементного раствора в межсекционные швы осуществляют поярусно снизу вверх и от бортов к центру в пределах каждого яруса сооружения, а перед нагнетанием раствора в швы производят укрепительную цементацию основания сооружения, при этом измеряют перемещение секций в верхний бьеф. The method of monolithic hydraulic structures, including the injection into the intersection joints of a cement mortar containing surfactants, its preliminary dispersion and the introduction of a coagulant, characterized in that the injection of cement into the intersection joints is carried out in tiers from the bottom up and from the sides to the center within each tier of the structure , and before injection of the solution into the joints, reinforcing cementation of the base of the structure is carried out, while the movement of the sections in the upper pool is measured.
RU2001104850A 2001-02-22 2001-02-22 Method of hydraulic structure concreting RU2194116C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001104850A RU2194116C2 (en) 2001-02-22 2001-02-22 Method of hydraulic structure concreting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001104850A RU2194116C2 (en) 2001-02-22 2001-02-22 Method of hydraulic structure concreting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2194116C2 true RU2194116C2 (en) 2002-12-10

Family

ID=20246315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001104850A RU2194116C2 (en) 2001-02-22 2001-02-22 Method of hydraulic structure concreting

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2194116C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109778859A (en) * 2019-03-12 2019-05-21 长江勘测规划设计研究有限责任公司 A kind of full dam of high concrete dam is without storehouse surface consolidation grouting method and structure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АДАМОВИЧ А.Н. Закрепление грунтов и противофильтрационные завесы. - М.: Энергия, 1980, с.293-298. КОТУЛЬСКИЙ В.В. и др. Омоноличивание Чиркейской плотины. Гидротехническое строительство, 1974, №9, с.6-8. ЧУРАКОВ А.И. Производство специальных работ в гидротехническом строительстве. - М.: Стройиздат, 1976, с.51. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109778859A (en) * 2019-03-12 2019-05-21 长江勘测规划设计研究有限责任公司 A kind of full dam of high concrete dam is without storehouse surface consolidation grouting method and structure
CN109778859B (en) * 2019-03-12 2023-12-12 长江勘测规划设计研究有限责任公司 Concrete high dam all-dam non-bin surface consolidation grouting method and structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lu et al. Cyclic testing of reinforced concrete walls with distributed minimum vertical reinforcement
Schneider Axially loaded concrete-filled steel tubes
Lings et al. The lateral pressure of wet concrete in diaphragm wall panels cast under bentonite.
Corley Rotational capacity of reinforced concrete beams
Shen et al. Ground movement analysis of earth support system
Rankin et al. PREDICTING THE ENHANCED PUNCHING STRENGTH OF INTERIOR SLAB-COLUMN CONNECTIONS.
Nilsson Restraint factors and partial coefficients for crack risk analyses of early age concrete structures
Dong Advanced finite element analysis of deep excavation case histories
Kang et al. Effects of frictional forces acting on sidewalls of buried box culverts
Angel Behavior of reinforced concrete frames with masonry infill walls
Ezzeldin et al. Experimental assessment of the system-level seismic performance of an asymmetrical reinforced concrete block–wall building with boundary elements
RU2194116C2 (en) Method of hydraulic structure concreting
Sun et al. Design of micropiles to increase earth slopes stability
Bernardes et al. Analysis of the geotechnical behavior of a piled raft in tropical lateritic soil based on long-term monitoring of columns, piles, and raft–soil interface
Burak Seismic behavior of eccentric reinforced concrete beam-column-slab connections
Haberfield Practical application of soil structure interaction analysis
Shemy Shear strength of short shear-critical reinforced concrete columns
Hodgson The behaviour of skewed masonry arch bridges
Nguyen Multiscale Damage Characterization of Hybrid Fiber-Reinforced Concrete Composites under Seismic and Environmental Conditions
US20220064894A1 (en) Foundation wall system
Jędrzejewska et al. Practical insights on standardised models for estimation of crack width due to imposed strains in edge-restrained reinforced concrete elements
Konstantakos Apparent Lateral Earth Pressures Below the Lowest Support Level
Schlosser Finite element method and multi-anchored walls for excavations in urban areas
Roosta SEISMIC PERFORMANCE ASSESSMENT OF ALL-MASONRY INFILLED FRAMES USING FINITE ELEMENT STUDY
Liu Lateral behavior of reinforced concrete columns supported on type II shafts

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140223