РД 153-34.2-21.625-2003 Типовая инструкция по цементации трещин в бетоне гидротехнических сооружений (взамен ВСН 14-78)

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ
"ЕЭС РОССИИ"

Департамент научно-технической политики и развития


ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ЦЕМЕНТАЦИИ ТРЕЩИН В БЕТОНЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

РД 153-34.2-21.625 - 2003

УДК 691.32:620.191.33
Дата введения 2004-01-01


Разработано Открытым акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева"

Исполнители В.С. СУЛИМОВ, Л.Ф. ФУРСОВ

Согласовано с ООО "Специальный проектно-изыскательский институт "Гидроспецпроект" 31.07.2002 г.

Генеральный директор С.М. ВОСКРЕСЕНСКИЙ

Утверждено Департаментом научно-технической политики и развития РАО "ЕЭС России" 24.01.2003 г.

Заместитель начальника А.В. БОБЫЛЕВ

Взамен ВСН 14-78

Срок первой проверки настоящего РД - 2007 г.
Периодичность проверки - один раз в 5 лет


1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Назначение и область применения

1.1. В настоящей Типовой инструкции изложены основные мероприятия и требования по цементации трещин в бетоне гидротехнических сооружений.
1.2. Цементацию трещин в бетоне гидротехнических сооружений производят с целью восстановления монолитности, устранения фильтрации через трещины и повышения водонепроницаемости сооружения в целом.
1.3. Работы по укреплению и уплотнению бетона, имеющего трещины, должны осуществляться по проекту, составленному на основании проведенного обследования и согласованному с организациями, выполняющими ремонтные работы и эксплуатирующими сооружения.
1.4. Сущность способа цементации заключается в том, что в трещины бетона через пробуренные скважины или установленные на трещинах патрубки нагнетают инъекционный раствор, который после твердения превращается в плотный, водонепроницаемый и нерастворимый в воде материал, заполняющий трещины и пустоты и препятствующий фильтрации через них воды.
1.5. Для повышения водонепроницаемости, уменьшения усадочных явлений, улучшения проникаемости, регулирования сроков схватывания в цементные растворы следует вводить специальные добавки, использовать активированные растворы или домолотые и сепарированные цементы.
1.6. Положения Типовой инструкции при использовании цементных растворов распространяются на уплотнение трещин в теле бетонных плотин, зданий гидроэлектростанций, насосных станций энергетических сооружений, каналов, туннелей с раскрытием трещин в бетоне не менее 0,3 мм. При более тонкой трещиноватости, а также при наличии высоких градиентов фильтрующейся воды следует применять специальные инъекционные композиции на полимерной основе.
1.7. Типовая инструкция не распространяется на цементацию строительных швов столбчатой разрезки в гравитационных и арочных плотинах, на ремонт кавернозного бетона и инъекцию трещин при отрицательных температурах бетонного массива.

Нормативные ссылки

ГОСТ 23732-79. Вода для бетонов и растворов. Технические условия.
ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.
ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний.
ГОСТ 22266-94. Цементы сульфатостойкие. Технические условия.
ГОСТ 1581-96. Портландцементы тампонажные. Технические условия.
СНиП III-4-80*. Техника безопасности в строительстве.
СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.
Положение о системе отраслевого надзора за безопасностью гидротехнических сооружений электростанций: РД 34.03.102-94, СПО ОРГРЭС.
Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации: РД 34.20.50-95, СПО ОРГРЭС.

2. НАБЛЮДЕНИЯ, ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ РАБОТЫ

2.1. Натурные наблюдения за состоянием эксплуатируемых гидротехнических сооружений должны вестись в соответствии с действующими нормативными документами и положениями: Положение о системе отраслевого надзора за безопасностью гидротехнических сооружений электростанций: РД 34.03.102-94, СПО ОРГРЭС; Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации: РД 34.20.50-95, СПО ОРГРЭС.
2.2. При обнаружении повреждений бетона сооружения производится обследование сооружения для установления причин повреждений, анализа состояния бетона, степени опасности дефекта, предварительной оценки объемов ремонтных работ.
2.3. При обследовании сооружения необходимо руководствоваться действующими нормативными документами и расчетными исследованиями, определяющими эксплуатационную надежность сооружения. Принимая во внимание требования, предъявляемые к обследованию, в состав комиссии должны входить представители службы эксплуатации сооружения, проектной и научно-исследовательской организаций.
2.4. В ходе обследования производится регистрация повреждений бетона с указанием их характера, размеров и возможных причин появления. При обнаружении трещин, которые могут изменить условия статической работы сооружения или привести к недопустимой фильтрации, могут быть приняты особые решения, включающие перечень необходимых мер для наблюдения за поведением этих трещин в процессе эксплуатации. К таким мерам можно отнести: установку маяков, мессур, в случае недоступности для визуального наблюдения, щелемеров, использование ультразвуковых методов, дренирование трещин и т.п.
Результаты обследования оформляют в виде пояснительной записки с приложением журнала обследований и чертежей освидетельствованных сооружений с нанесением обнаруженных дефектов. На чертежах трещины зарисовывают с указанием мест установки маяков, марок, мессур (Приложение 1).
2.5. При нарастании расхода фильтрации наблюдения учащаются и организация, ведущая наблюдения, должна доводить сведения о процессе фильтрации до проектной и научно-исследовательской организаций.
2.6. При наличии зон дефектного бетона и фильтрующих трещин, находящихся в местах недоступных для визуального наблюдения, производится бурение специальных исследовательских скважин. Расположение скважин в пространстве, их диаметр, глубина и т.п. согласовываются с проектной организацией.
2.7. В общем случае расстояние между исследовательскими скважинами определяется характером трещиноватости бетона, а их глубина должна быть достаточной для испытания всей трещиноватой зоны бетона.
2.8. Бурение исследовательских скважин следует производить с отбором и описанием керна, а также с оценкой водопоглощения пробуренных зон с последующей привязкой обнаруженных трещин к высотным и плановым отметкам.
В дальнейшем исследовательские скважины используют как рабочие инъекционные. В случае, если исследованиями установлено, что инъекцию выполнять не следует, скважины необходимо зацементировать цементно-песчаным раствором.
2.9. При определении водопоглощения трещин следует использовать гидравлические тампоны (одинарные, двойные), позволяющие достаточно четко фиксировать местоположение трещин, зон разуплотнения и т.п.
2.10. При наличии напорных трещин рекомендуется для определения общего расхода воды через скважину использовать устройство, включающее манометр и расходомер. Для замера таким способом необходимо, чтобы скважина была оборудована устьевым тампоном с поворотным краном.
2.11. Результаты выполненных замеров давления и расхода наносятся на схему трещины с целью определения линий тока и получения картины распределения потока воды в трещине.
2.12. В общем случае водопроницаемость бетона определяется путем нагнетания воды в скважину или зону скважины и оценивается величиной удельного водопоглощения (q), вычисляемой по формуле
(л/мин · м2),
где Q - расход воды, поглощаемый скважиной (зоной), л/мин; l - длина опробуемой зоны, м; Н - напор воды, м.
Следует заметить, что величина удельного водопоглощения является интегральной характеристикой и дает лишь качественную оценку фильтрационных свойств бетона тогда, как в большинстве случаев фильтрация происходит по отдельным трещинам, каналам, строительным швам и т.п. Это обстоятельство является определяющим при назначении концепции ремонта и поэтому при невозможности визуального или инструментального обнаружения мест крупных нарушений необходимо изучить исполнительную документацию по условиям укладки бетона, в частности, выяснить местоположение строительных швов, наличие закладных элементов и т.п., т.е. мест, провоцирующих повреждение бетона по зонам с различными составом и характеристиками бетона.
2.13. Опробование исследовательских скважин глубиной более 6-8 м следует производить по отдельным зонам. Протяженность зоны должна приниматься от 2 до 5 м, а в случае развитой трещиноватости (наличие системы трещин) бетона она уменьшается до 1 м.
2.14. На основании результатов обследования составляется дефектная ведомость и заключение, в котором делается вывод о возможных причинах появления повреждений и вырабатывается концепция выполнения работ.
2.15. По согласованию с эксплуатирующей и проектной организациями и исполнителем ремонтных работ определяется участок для проведения опытно-производственных исследований по проверке предложенной концепции ремонта. Опытные участки назначаются в местах, имеющих характерные для данного сооружения повреждения бетона.
2.16. Опытно-производственными исследованиями устанавливается порядок производства работ, пригодность выбранных материалов, отрабатывается технология бурения и нагнетания растворов, корректируется их рецептура.
2.17. В стадии подготовки к проведению работ по лечению трещин (в том числе на опытных участках) должны учитываться:
тип сооружения, конструкция, состояние бетона;
характер трещин, величина и глубина их раскрытия, влияние поведения трещин на опасность с точки зрения монолитности и водопроявлений;
величина напора, скорость фильтрационного потока;
температурный режим бетонной кладки,
а также рассматриваться следующие вопросы:
необходимость и техническая возможность лечения трещин;
технология инъектирования;
используемые материалы;
ориентировочный объем работ;
последовательность инъектирования;
перечень необходимого оборудования.

3. ПРОЕКТ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

На основании результатов обследования и данных опытно-производственных исследований составляется проект производства работ.
Проект должен содержать:
классификацию дефектов;
объемы работ, смету, календарный график;
схему организации работ;
порядок производства работ;
типовые решения по устранению наиболее характерных повреждений, включающие:
а) способы заделки выходов воды из трещины;
б) план расположения, направление (угол) скважин для нагнетания и дренажа, их диаметр, последовательность обработки, тип бурения;
в) данные о давлении, продолжительность нагнетания, критерий окончания инъекции;
г) перечень и характеристики необходимого стандартного и нестандартного оборудования;
д) требования к инъекционным материалам;
е) контрольные мероприятия;
ж) расположение оборудования и трасс цементационных труб в плане и по высоте сооружения.
В Приложении 3 приведены некоторые типовые схемы лечения трещин в бетоне.

4. ПОРЯДОК ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

4.1.Бурение скважин

4.1.1. Расположение скважин, их направление и глубина назначаются в проекте (по результатам опытно-производственных работ) и корректируются в процессе выполнения работ с таким расчетом, чтобы в результате инъекции достигались нормативные значения водопроницаемости.
4.1.2. В общем случае инъекционные скважины задаются с наклоном к плоскости трещин (как правило, при значительной глубине бурения). При ремонте тонкостенных железобетонных конструкций бурение может производиться непосредственно в плоскости трещины.
4.1.3. При наличии фильтрующих трещин, в которых затруднены разделка и поверхностное уплотнение их устья, необходимо бурение дренирующих скважин. Количество дренирующих скважин назначается, исходя из водопритока через трещину, таким образом, чтобы снизить градиенты скорости воды и обеспечить качественное уплотнение устья трещин, не допуская размыва материала уплотнения.
4.1.4. В сооружениях, имеющих дренаж в бетоне или по подошве основания, инъекционные скважины задаются с таким расчетом, чтобы в процессе нагнетания уплотняющих материалов была исключена возможность засорения дренажа или должны быть предусмотрены мероприятия по его восстановлению.
4.1.5. Скважины
...