Спосіб сироти укріплення греблі водосховища

Реферат: UA 98139 U UA 98139 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівництва гідротехнічних споруд. Відомі греблі, що споруджується на ріках при створенні водосховища [див. Советский энциклопедический словарь. - М.: "СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ", 1990. - С. 1027]. Гребля це складна і відповідальна споруда, яка повинна мати достатню міцність і надійність під дією напору води та власної ваги. Але вказані якості не завжди належно забезпечуються. Тому, досить часто виникає потреба укріплення греблі. Більше того, не можуть виключатися випадки, коли заради збереження греблі ліквідується водосховище, але гребля залишається як самостійна споруда, що продовжує своє функціональне призначення в якості транспортної споруди типу мостової для проїзду, наприклад автотранспорту через річку. Зрозуміло, що така ситуація буде надзвичайно вартісною в усіх смислах її розуміння. Можливі варіанти укріплення греблі при її збереженні без ліквідації водосховища, або при частковому зменшені об'єму води (див. інтернет Безопасность плотин и землетрясения). Ці варіанти найбільш вірогідні і найбільш застосовані. Але й вони мають надзвичайно суттєві недоліки і вади. Зокрема не завжди є можливість навіть частковою спуску води. Тому зрозуміло, що гребля, маючи певні порушення, залишається під навантаження тиску води та власної ваги. А конструктивне укріплення, яке буде здійснено при такій ситуації виконує свою функцію лише частково, вимагаючи однак для себе значного використання матеріально-фінансових та трудових ресурсів. Але головне, що пошкодження, які вже відбулися, ліквідувати практично не реально, і ці вади, незважаючи на укріплення греблі, будуть прогресувати, зменшуючи з часом функцію конструктивних заходів укріплення греблі. Все сказане, стосується перш за все залізобетонних конструкцій греблі, які являються найбільш масовими і застосованими в гідротехнічному будівництві. Саме така ситуація утворилась на греблі Трушківського водосховища на річці Рось в урочищі Кошик Білоцерківського району. При цьому ускладнюючим фактором в цій ситуації є наступне. На відстані декількох сотень метрів від цієї греблі розташований гранітний кар'єр в цьому ж урочищі Кошик. Видобуток граніту здійснюється традиційно з застосуванням вибухової технології. В результаті, від вибухових робіт гребля має постійне сейсмічне навантаження, яке призвело до певних її ушкоджень, які були виявленні ще в кінці 80-х років попереднього століття. Певно, що сьогодні ці ушкодження стали ще більш серйозними, тому виникає потреба в проведені спеціальних досліджень (див. лист №54-332-4/16 від 16.12.2013 ІНСТИТУТУ ГІДРОМЕХАНІКИ національної академії наук України). Але вже сьогодні, не чекаючи результатів цих досліджень, є всі підстави стверджувати про надзвичайне ускладнення становища вказаної греблі на річці Рось. Настільки надзвичайне, що заходи укріпленні повинні бути такими, щоб абсолютно захистити місто Білу Церкву і весь басейн Росі від катастрофи, ймовірність якої досить значна. Тому, є всі підстави стверджувати, що якісь традиційні способи укріплення вказаної греблі в даному випадку неприйнятні, в усякому разі, на належну перспективу в часі. Саме це визначило задачу запропонованої корисної моделі - винайдення способу укріплення греблі водосховища. Розуміючи при цьому, що цей спосіб має потребу для всіх гребель, які перебувають в ситуації, аналогічній вище вказаній конкретній греблі на річці Рось в урочищі Кошик. Поставлена задача вирішується тим, що в способі укріплення греблі водосховища, що включає здійснення конструктивно-технологічних дій по посиленню конструкції греблі, або зменшенню на неї навантаження від тиску води водосховища, згідно з корисною моделлю, нижче за течією ріки створюють ще одну греблю, а простір між існуючою та новою греблею заповнюють водою, що випускається нижче нової греблі. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 водосховище разом з греблею показано в плані, до застосування запропонованого способу укріплення греблі водосховища, на фігурі 2 - те ж саме, але після застосування запропонованого способу, на фігурі - 3 поздовжній розріз на фігурі 2. Отже, на фіг. 1 показана річка 1, на котрій створена гребля 2, внаслідок чого утворюється водосховище 3. На фіг.2 показано, що через русло річки 1 нижче греблі 2 створена гребля 4. Внаслідок чого між греблею 2 і 4 утворюється водний басейн 5 - див. фігуру 3. Обидві греблі мають пристрої, через котрі вода з водосховища 3 послідовно проходить через ці греблі в руслоріки 1. Ці пристрої на кресленні не показані. Спрощено також представлену конструкцію обох гребель, вважаючи, що існуюча гребля 2 є бетонною або залізобетонною, а нова гребля 4 камінно-накидна з гранітної породи, хоч зрозуміло, що в обох греблях можуть бути і інші рішення, які виконують традиційну функцію таких споруд. Для спрощення не показані також рішення фундаментів представлених гребель, хоч в разі скальної основи потреби в таких фундаментах може не бути. Що стосується греблі 4, вона показана в варіанті кам'янонакидному, бо це найбільш доцільне рішення, як відносно вартості її створення, враховуючи 1 UA 98139 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поряд розташований гранітний кар'єр, так і особливо відносно надійності, зважаючи на величезний досвід створення таких гравітаційних споруд з надійної гірничої породи. На креслені показано, що рівень греблі 4 нижчий від греблі 2, що свідчить про можливість створення греблі 4 переливною. Ясно, що тільки конкретне проектування визначить доцільність цього або інших варіантів. Але, знову ж таки, виходячи з гранітної гірничої породи, ймовірність доцільності такого рішення досить висока. Зрозуміло при цьому, що переливний варіант спрощує пропуск води з водосховища в русло ріки 1. Тобто, може бути відсутнім донний пропуск води через греблю 4. Разом з тим, виникає необхідність більш надійного і міцного створення верхівки такої греблі. Одначе, як вже було відмічено, тільки конкретне проектування визначить остаточний варіант рішення пропуску води через греблю 4. Сказане не виключає також створення греблі 4, верх котрої досягає рівня греблі 2. Це означає, що в цьому разі переливний варіант виключається, і йдеться тільки про донний пропуск води з басейну 5 в русло ріки 1. Тому повторюємо про конкретне проектування, де визначається і вирішується остаточний комплекс заходів для забезпечення найбільш доцільного і надійного вирішення поставленої задачі. А вона полягає в тому, щоб укріпити греблю 2 до максимального рівня безпечності і надійності. Оскільки йдеться про ускладнюючу ситуацію, що створюється вибуховими роботами в гранітному кар'єрі, розташованому на відстані декількох сотень метрів від цієї греблі. Тобто, енергія вибуху дає додаткове сейсмічне навантаження на греблю 2, і як наслідок перебуваючи під постійним тиском води з водосховища 3, гребля 2 отримує періодичні вказані сейсмічні навантаження. Створення басейну 5 розвантажує греблю 2 від тиску води з боку водосховища 3, через те, що протилежний тиск води діє з боку басейну 5. Причому, виходячи з вище викладеного, басейн 5 можна створити таким (підвищуючи висоту греблі 4), щоб тиск води з боку водосховища 3 повністю врівноважувався тиском води з боку басейну 5. Отже, забезпечується повне розвантаження греблі 2 від головної її загрузки, залишаючи лише постійно діюче навантаження від власної статичної ваги. І це - головний фактор укріплення греблі 2. Тому що при повному (або значному) усуненні гідравлічного тиску на греблю 2, залишається статична дія власної ваги, яка закриває тріщини в бетоні, що утворилися при пошкоджені бетонної або залізобетонної греблі. Це усуває головні загрози корозії арматури і бетону, з усіма негативними наслідками цього руйнівного процесу. Тобто, підсумком всього сказаного є - укріплення греблі 2 через розвантаження її від головного силового фактора, і усунення попередніх пошкоджень через створення тріщин в бетоні. Сказане не виключає всі традиційні заходи укріплення греблі 2, якщо в цьому виникне потреба. Зокрема ін'єктування залишків тріщин і всіх інших пошкоджень в бетоні ізоляційними речовинами. Але всі ці додаткові заходи мають найбільш позитивне значення тільки при забезпеченні вище вказаних позитивних дій. Більше того, без цих позитивних розвантажувальних дій, всі інші заходи взагалі практично будуть марними. Тому що попереднє тріщиноутворення (в більшій своїй частині) ніяким ін'єктуванням ліквідувати неможливо - з усіма наступними наслідками. Отже, наш результат укріплення греблі 2 полягає в створенні максимально сприятливих умов її надійної і безпечної роботи в подальшому. Що стосується сейсмічного навантаження від вибухових робіт в кар'єрі, то цей фактор також стає в багато разів менш суттєвим, бо врівноважуюче гідравлічне навантаження води на греблю стає також посилюючим фактором, який значною мірою усуває комплексну нерівномірність навантаження на греблю 2 від усіх видів завантаження на неї. Ясно, що всі ці фактори підлягають належному обчисленню та розрахункам, для визначення оптимального режиму здійснення вибухових робіт в гранітному кар'єрі. Все вище зазначене не виключає того, що безпосередньо на греблі 2 можуть виконуватись необхідні в конкретній ситуації дії традиційного її посилення і укріплення. Не виключається також певне розвантаження греблі 2 від гідравлічного тиску водосховища 3, шляхом пониження рівня води в ньому. Безперечно, це тимчасовий захід, якщо така можливість існує, і який дозволяє спростити всі інші роботи до того, як гребля 4 та басейн 5 ще не створені. В результаті виявлення пошкоджень греблі 2 (йдеться про згадану греблю на річці Рось в урочищі Кошик) потужність зарядів в гранітному кар'єрі була багаторазово знижена. Зрозуміло, що це дуже значний негатив і збитки для діяльності кар'єру, що одначе продовжує створювати загрозу для цілісності греблі 2, навіть при вказаному зменшені потужності вибухових робіт. Так що, ніхто в цій ситуації не має жодних позитивів. Крім постійного зростання загрози в регіоні, маючи на увазі не тільки Білу Церкву, але й весь басейн річки Рось, яка забезпечує водою розташовані в її зоні значні території чотирьох областей України. Наше ж рішення, вирішуючи проблему укріплення греблі 2, одночасно дозволяє, якщо не повернутись до повномасштабної попереднього потужності вибухових робіт, то (в будь-якому випадку) суттєво підвищити її в порівнянні з нинішнім станом. Отже, ніхто з соціальних та виробничих суб'єктів, які мають відношення до даної ситуації, нічого не втрачають, крім отримання позитиву абсолютної 2 UA 98139 U 5 10 15 20 безпеки експлуатації греблі 2 і відповідно водосховища 3. Необхідно також наголосити наступне. Виникає питання про можливість здійснення профілактичних заходів по обслуговуванню греблі 2. Чи не заважає, або навіть, чи не перешкоджає запропонована корисна модель цим заходам? Жодних негативів з цього приводу не виникає. Тому що, в разі потреби здійснення цих профілактичних заходів, вода з басейну 5 випускається, звільняючи греблю 2 для проведення на ній потрібних профілактичних процедур. Єдине при цьому, що необхідно враховувати і виконувати, це неприпустимість (на цей час профілактики греблі 2) проведення в гранітному кар'єрі вибухових робіт, щоб не створювати згадані сейсмічні навантаження на греблю 2. Проте, враховуючи, що вказані профілактичні заходи здійснюють через досить значні проміжки часу, неважко належно скоординувати проведення цих заходів з роботою гранітного кар'єру, щоб не створювати нікому якихось суттєвих незручностей. Запропонована гребля може бути споруджена в любому іншому варіанті. Але, це вже справа конкретного проектування. Проте, враховуючи, що гранітна маса для створення греблі 4 видобувається практично на місці, в кар'єрі, розташованому буквально на відстані трьохсот метрів, не важко дійти висновку, що представлений на кресленні варіант кам'яно-накидної греблі є найбільш доцільним, оскільки є надійним та безпечним. Запропонована корисна модель показана з посиланням на конкретну ситуацію на греблі через річку Рось в урочищі Кошик Білоцерківського району. Проте, жодним чином не стримує і не перешкоджає здійсненню запропонованої корисної моделі на інших існуючих об'єктах аналогічного типу, тим більше на об'єктах, які можуть ще виникнути. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб укріплення греблі водосховища, що включає здійснення конструктивно-технологічних дій по посиленню конструкції греблі, або зменшенню на неї навантаження від тиску води водосховища, який відрізняється тим, що нижче за течією ріки створюють ще одну греблю, а простір між існуючою та новою греблею заповнюють водою, що випускається нижче нової греблі. 3 UA 98139 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4