Меню

ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЧНЫХ ПОРТОВЫХ И БЕРЕГОУКРЕПИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ ТРУБЧАТОГО СВАРНОГО ШПУНТА (по итогам доклада на симпозиуме «Отечественный трубошпунт как гарант экономической безопасности»)

МОНИТОРИНГ ПОСТРОЕННЫХ ТРУБОШПУНТОВЫХ СТЕНОК С ВЫПОЛНЕНИЕМ НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫЯВЛЕНИЕМ ПРОБЛЕМ И РЕКОМЕНДАЦИЯМИ

Аннотация. В статье рассматриваются вопросы проектирования гидротехнических сооружений из трубошпунта, требующие научного анализа и мониторинга: возможность использования для производства трубошпунта труб, бывших в эксплуатации на трубопроводах; учет коррозии трубошпунта с внутренней и внешней стороны профиля; заполнение трубошпунта; назначение величины углов трения по расчетной поверхности трубошпунтовой стенки на уровне замков и ниже их уровня; учет несплошности трубошпунтового ряда при расчете больверка. Автор опирается на имеющиеся разработки специалистов и опыт строительства с применением трубошпунта, акцентируя внимание на том, что современные нормативы, регулирующие проектирование и строительство гидротехнических сооружений, должны быть доработаны с учетом опыта и имеющихся разработок.

Ключевые слова: проектирование гидротехнических сооружений, строительство гидротехнических сооружений, сварной трубчатый шпунт, больверк, берегоукрепительное сооружение.


Abstract. The article deals with engineering questions of hydraulic structures made of pipe sheet pile, demanding a scientific analysis and monitoring: salvageability for pipe sheet piles fabrication of pipes after their pipelines operation; corrosion consideration of pipe sheet pile inside and outside of its profile; filling of pipe sheet pile; a value assignment of friction angles due to reference surface of pipe sheet pile wall at the level of sheetpile interlocks and below it; discontinuity consideration of pipe sheet piling at revetment calculation. The author draws on available experts’ researches and construction experience with use of pipe sheet pile, highlighting that the valid standards, regulating design and construction of hydraulic structures, are to be improved upon experience and available developments.

Keywords: hydraulic structures engineering, construction of hydraulic structures, seam-welded pipe sheet pile, revetment, coast-protecting construction.

Институт «Сибречпроект» активно проектирует речные гидротехнические сооружения из трубошпунта с 1995 г. За эти годы наши специалисты прошли через многое — недоверие заказчиков и свой внутренний скепсис, массу технических вопросов, возникавших при проектировании и строительстве. В ходе проектирования первых объектов (к примеру, причалов речного вокзала и причала БПТОиК в г. Ханты-Мансийске, набережных р. Саймы в г. Сургуте) при взаимодействии с «Трестом «Запсибгидрострой» возникало немало идей и технических решений, которые не всегда отвечали нашей предыдущей практике проектирования из стальных шпунтов типа «ларсен». Очень многие из этих идей оказались воплощены в металле и существуют уже почти 20 лет.

Мы являемся свидетелями реальной работы этих примененных решений и знаем их в мельчайших деталях. Результаты 20-летней эксплуатации первых сооружений, выполненных из трубошпунта (ШТС), необходимо изучать. Цель совершенно понятна — анализ бесценного опыта и его использование в дальнейшей работе. Именно практический опыт позволяет разрешить многие существующие сугубо теоретические вопросы. Исследование построенных сооружений поможет внести ясность во множество актуальных проблем и дать более полное представление о технологиях строительства:

  • Принципиальный вопрос применения в ШТС стальных труб, бывших в эксплуатации газо- и нефтепроводов. Необходимо выполнить полное исследование состояниябывших в эксплуатации стальных труб на первых построенных сооружениях.-Опыт применения различных типов больверков одно анкерных, безанкерных, с разгрузочными устройствами.-Минимально допускаемая толщина стенки трубы в реаль-ных эксплуатационных условиях.
  • Работа различных конструкций дренажных устройств.
  • Опыт применения различных вариантов заполнения полости трубошпунта.
  • Опыт эксплуатации монолитных, сборно-монолитных и стальных сварных оголовков по верху трубошпунтовых стенок.
  • Состояние узлов крепления анкерных тяг к трубошпунту в различных вариантах исполнения.Если к поставленным задачам отнестись практически, то следует составить программу работ с определением перечня объектов мониторинга и составом исследований. Безуслов-но, для реализации этой программы необходимо искать источники финансирования. Остановимся более детально на некоторых обозначенных выше вопросах.

Применение бывших в эксплуатации труб

На наш взгляд, вопрос крайне важен и актуален. Он может рассматриваться — и рассматривается — с нескольких противоположных точек зрения:

  • производителей отечественной трубы, заинтересованных в сбыте продукции и достижении в последующем эталонного качества трубошпунта;
  • застройщиков и подрядчиков, заинтересованных в снижении стоимости строительства и применении для этого труб, бывших в составе нефтепродуктопроводов;
  • технических специалистов, работающих в области вопросов долговечности и надежности металлоконструкций речных гидротехнических сооружений;
  • собственников гидротехнического сооружения (большей частью — государственных заказчиков), заинтересованных в балансе надежности сооружения и минимизацииего стоимости.

Помимо этого, должен быть огромный государственный интерес в дальнейшем рациональном использовании первоклассной трубы, демонтированной с выведенных из эксплуатации ниток нефтепродуктопроводов. Мы отнюдь не претендуем на полное и окончательное решение данного затянувшегося вопроса, но считаем, что необходимы реальные результаты натурных исследований построенных за последние 20 лет сооружений из бывшей в эксплуатации трубы. Это внесло бы окончательную ясность в сугубо технический аспект проблемы прочности идолговечности этого материала. Необходимо выработать рекомендации по возможности использования таких труб в конструктивных элементах больверка — лицевом трубошпунте, анкерных сваях и плитах, экранирующих сваях и платформах.

Учет коррозии трубошпунта с внутренней и внешней стороны профиля

Как все помнят, классический советский стальной шпунттипа «ларсен» имел толщину полки 14 или 21 мм. Минималь-ная толщина замковой части в нейтральной зоне профилястенки достигала 7 мм.

Для трубошпунта с несущим элементом из тонко-стенной трубы вопрос учета величины коррозионного по-ражения особенно актуален. Кроме коррозии внешнейповерхности трубы (что частично компенсируется антикор-розионными покрытиями), может корродировать ничем незащищенная внутренняя поверхность трубы. В действовав-шей до 1985 г. редакции СН–РФ 54.1-68 в расчет несущейспособности сечения стального шпунта — «ларсена», ШК,ШП — вводился коэффициент 0,85, интегрально учиты-вающий коррозию на расчетный срок эксплуатации стен-ки. Редакция СНиП II-23-81 «Стальные конструкции» п. 1.2 уже содержала указание о недопустимости учета коррозиипри расчете сечения стальных элементов. В действующихнормативных ведомственных документах указания по уче-ту коррозии отсутствуют.

В практике проектирования нашей организации принят расчет прочности сечения с учетом коррозионного осла-бления сечения, рассчитанного в соответствии с методикойСП 32-101-95 «Проектирование и устройство фундаментовопор мостов в районах распространения вечномерзлых грун-тов». Данные нормы разработаны для мостовых конструкций,поэтому они не учитывают условия работы подпорной стенкив зоне переменного уровня воды, с одной стороны засыпаннойгрунтом. Но более современные или более авторитетные реко-мендации нам неизвестны.

По нашему мнению, очевидна научно-практическая задача о разработке рекомендаций по учету величины коррозиис внутренней и внешней сторон трубы как несущего элементатрубошпунта или экранирующей сваи. Следует придать этимрекомендациям статус нормативного документа.

ИСТОЧНИК: ГИДРОТЕХНИКА 4 (37) / 2014

Оригинал статьи в PDF скачать