Фундаменты: проблема решена при помощи свай и балок

Page 1
background image

Page 2
background image

34

Май–июнь 2012

  

|

  

www.tdworld.com, www.tdworld.ru

СТРУКТУРА 

Передачи

 

Все

 

четыре

 

винтовые

 

сваи

 

завинчены

Следующие

 

этапы

 — 

выемка

 

грунта

срезка

 

элементов

 

старой

 

конструкции

 

и

 

при

-

варивание

 

двутавровых

 

балок

.

Болотистая

 

местность

 

и

 

малый

 

просвет

 

между

 

осно

-

ванием

 

опоры

 

и

 

сваями

 

осложнили

 

ремонт

 

фундамента

 

башни

.

В

 

 

конце

 2008 

года

 

в

 

ходе

 

обследования

 

линии

 

электропередачи

 

с

 

воздуха

 

было

 

обнаружено

что

 

фундаменты

 

трёх

 

опор

 

ВЛ

 500 

кВ

 

между

 

трансформаторными

 

подстанциями

 

в

 

регионах

 

Пинард

 

и

 

Поркупайн

 

энергетической

 

компании

 Hydro 

One Networks Inc. 

частично

 

разрушены

Данная

 

линия

 

протяжённостью

 161 

км

 

соединяет

 

электростанции

 

в

 

Оттер

-

Рапидс

Хармон

 

и

 

Киплинг

 

с

 

г

Тимминс

провин

-

ция

 

Онтарио

Канада

Проблема

 

потребовала

 

незамед

-

лительного

 

решения

Применяемые

 

на

 

данной

 

линии

 V-

образные

 

опоры

 

опираются

 

на

 

один

 

подножник

 

и

 

поддерживаются

 

при

 

помощи

 

четырёх

 

оттяжек

Заглублённый

 

подножник

-

фундамент

 

представляет

 

собой

 

конструкцию

 

из

 

сталь

-

ной

 

решётки

 — 

четырёх

 

стоек

 

углового

 

профиля

ко

-

торые

 

расходятся

 

вниз

 

под

 

углом

 

до

 

тех

 

пор

пока

 

расстояние

 

между

 

ними

 

не

 

составит

 0,9 

м

Далее

 

они

 

уходят

 

прямо

 

вниз

 

ещё

 

на

 1,5 

м

Стойки

 

скрепляются

 

диагональными

 

элементами

  (

металлическими

 

полоса

-

ми

 

и

 

уголковыми

 

профилями

). 

Решётка

 

лежит

 

на

 

кон

-

струкции

 

из

 

стальных

 

уголков

 

и

 

деревянного

 

настила

выполненного

 

из

 

бруса

Бетон

 

в

 

качестве

 

материала

 

для

 

закладки

 

фундамента

 

не

 

применялся

.

После

 

того

 

как

 

проблема

 

была

 

обнаружена

 

в

 

ходе

 

обследования

 

ВЛ

 

с

 

воздуха

для

 

определения

 

её

 

мас

-

штаба

 

на

 

проблемный

 

участок

 

были

 

направлены

 

спе

-

циалисты

 

для

 

проведения

 

наземного

 

обследования

Местность

по

 

которой

 

проходит

 

ВЛ

является

 

забо

-

лоченной

и

 

в

 

зимнее

 

время

 

под

 

воздействием

 

низких

 

температур

 

грунт

 

вспучивается

В

 

результате

 

этого

 

движения

 

грунта

 

некоторые

 

диагональные

 

элементы

 

в

 

решётке

 

фундамента

 

сместились

Без

 

поддержки

 

диа

-

гоналей

 

фундаментные

 

стойки

 

начали

 

гнуться

а

 

фун

-

дамент

 — 

терять

 

устойчивость

Это

 

привело

 

к

 

частич

-

ному

 

разрушению

 

фундаментов

 

трёх

 

опор

 .

Во

 

избежание

 

полного

 

разрушения

 

фундаментов

 

по

-

требовался

 

срочный

 

ремонт

однако

 

подвоз

 

на

 

участки

 

крупногабаритного

 

и

 

тяжёлого

 

оборудования

 

или

 

крана

 

был

 

невозможен

 

без

 

строительства

 

подъездных

 

путей

В

 

связи

 

с

 

этим

 

был

 

осуществлён

 

временный

 

ремонт

Выездная

 

бригада

 

специалистов

 

по

 

обслуживанию

 

и

 

ремонту

 

ВЛ

 

Садбери

 

компании

 Hydro One 

соорудила

 

временную

 

конструкцию

которая

 

должна

 

была

 

поддер

-

живать

 

опоры

 

ВЛ

 

до

 

ремонта

 

с

 

применением

 

постоян

-

ных

 

конструкций

Поскольку

 

приближалась

 

зима

пред

-

принимать

 

какие

-

либо

 

другие

 

меры

 

в

 2008 

году

 

было

 

невозможно

.

Решение

В

 1980-

х

 

годах

 

при

 

похожих

 

обстоятельствах

 Hydro 

One 

использовала

 

несколько

 

свай

 

производства

 

A.B. Chance, 

однако

 

никто

 

из

 

участвующих

 

в

 

этом

 

про

-

екте

 

сотрудников

 Hydro One 

больше

 

в

 

компании

 

не

 

ра

-

ботал

а

 

подробных

 

данных

 

о

 

проведённых

 

работах

 

не

 

было

После

 

анализа

 

ситуации

 

наилучшим

 

решением

 

существующей

 

проблемы

 

посчитали

 

применение

 

гори

-

Фундаменты: проблема решена 
при помощи свай и балок

Винтовые анкерные сваи позволяют быстро 
и инновационным способом ремонтировать 
повреждённые фундаменты опор в удалённых районах.

Даг Хадспет (Doug Hudspeth), 

Hydro One Networks Inc.


Page 3
background image

35

www.tdworld.ru, www.tdworld.com

  

|

  

Май–июнь 2012

СТРУКТУРА 

Передачи

Перед

 

тем

 

как

 

приварить

 

двутавровые

 

балки

 

к

 

сваям

опору

 

приподняли

а

 

по

 

окончании

 

сварочных

 

работ

 — 

опустили

 

на

 

балки

/

сваи

.

зонтальных

 

балок

приваренных

 

к

 

вин

-

товым

 

сваям

Это

 

позволило

 

бы

 

избе

-

жать

 

извлечения

 

и

 

замены

 

элементов

 

существующих

 

фундаментов

А

 

значит

не

 

потребовались

 

бы

 

крупногабарит

-

ные

 

землеройные

 

машины

.

Hydro One 

обратилась

 

за

 

консуль

-

тацией

 

к

 Hubbell Power Systems, 

и

 

один

 

из

 

экспертов

 

компании

 

встретился

 

с

 

группой

 

инженеров

-

конструкторов

 Hydro 

One. 

Вместе

 

они

 

изучили

 

характеристи

-

ки

 

грунта

 

и

 

рассчитали

 

нагрузку

прихо

-

дящуюся

 

на

 

сваи

Понимая

 

необходи

-

мость

 

максимально

 

точного

 

измерения

 

несущей

 

способности

они

 

забурили

 

в

 

землю

 

стержни

 

и

 

замерили

 

крутящий

 

момент

 

при

 

монтаже

Было

 

обнаружено

что

 

грунт

 

на

 

глубине

 

приблизительно

 

м

 

был

 

слабосвязным

 , 

а

 

находящаяся

 

под

 

ним

 

глина

 

имела

 

хорошую

 

несущую

 

способность

.

Команда

 

также

 

рассчитала

 

необхо

-

димую

 

длину

 

свай

Особого

 

внимания

 

требовала

 

шири

-

на

 

просвета

 

между

 

опорой

 

и

 

сваями

 

в

 

момент

 

монта

-

жа

Также

 

был

 

учтён

 

максимальный

 

крутящий

 

момент

 

приводного

 

двигателя

Представитель

 Hubbell Power 

Systems 

использовал

 

полученную

 

информацию

 

при

 

проектировании

 

новой

 

анкерной

 

системы

.

Hydro One 

также

 

рассмотрела

 

вопросы

связанные

 

с

 

возможным

 

воздействием

 

проекта

 

на

 

окружающую

 

сре

-

ду

К

 

счастью

территория

по

 

которой

 

проходила

 

ВЛ

не

 

требовала

 

специальных

 

согласований

что

 

всегда

 

необ

-

ходимо

 

при

 

прокладывании

 

трассы

.

Установка

 

свай

 

и

 

балок

Ремонт

 

с

 

использованием

 

новых

 

постоянных

 

кон

-

струкций

 

был

 

выполнен

 

в

 

начале

 2009 

года

 

выездной

 

бригадой

 

специалистов

 

по

 

обслуживанию

 

и

 

ремон

-

ту

 

ВЛ

 

Садбери

 

под

 

руководством

 

Роба

 

Бинже

 (Rob 

Beange). 

Они

 

предложили

 

несколько

 

инновационных

 

идей

позволяющих

 

осуществлять

 

работу

 

безопас

-

ным

 

и

 

эффективным

 

способом

На

 

установку

 

свай

 

бригаде

 

потребовалось

 

два

 

дня

Работу

 

удалось

 

бы

 

завершить

 

и

 

ранее

однако

 

опоры

 

находились

 

на

 

не

-

котором

 

расстоянии

 

друг

 

от

 

друга

На

 

завершение

 

работ

 

по

 

установке

 

каждой

 

опоры

 

потребовалось

 

по

 

одному

 

дню

.

Сначала

 

на

 

экскаватор

 

был

 

установлен

 

приводной

 

двигатель

с

 

помощью

 

которого

 

в

 

слабый

 

грунт

 

и

 

на

-

ходящуюся

 

под

 

ним

 

глину

 

устанавливались

 

винтовые

 

сваи

Бригада

 

приняла

 

решение

 

использовать

 

экскава

-

тор

а

 

не

 

землеройную

 

машину

 

с

 

радиальным

 

подъёмом

 

стрелы

поскольку

 

таким

 

образом

 

оператор

 

мог

 

точнее

 

управлять

 

приводным

 

двигателем

 

и

 

устанавливать

 

сваи

 

под

 

нужным

 

углом

Бригада

 

также

 

соорудила

 

спе

-

циальную

 

конструкцию

 

для

 

использования

 

в

 

качестве

 

зрительного

 

ориентира

Данная

 

конструкция

 

представ

-

ляла

 

собой

 

треножник

ножки

 

которого

 

были

 

располо

-

жены

 

под

 

требуемым

 

углом

 

завинчивания

 

свай

 (

в

 

двух

 

разных

 

направлениях

). 

Так

 

оператор

 

мог

 

сравнивать

 

угол

под

 

которым

 

завинчивались

 

сваи

с

 

углом

 

наклона

 

стоек

 

конструкции

Это

 

имело

 

большое

 

значение

по

-

скольку

 

винтовые

 

сваи

 

должны

 

были

 

находиться

 

на

 

достаточно

 

близком

 

расстоянии

 

от

 

основания

 

опоры

 

в

 

верхней

 

части

 

и

 

расходиться

 

от

 

него

 

в

 

це

-

лях

 

обеспечения

 

поперечной

 

устойчивости

 

и

 

обе

-

спечения

 

доступа

 

к

 

фундаменту

 

под

 

ним

.

Сваи

 

погрузили

 

в

 

грунт

 

методом

 

завинчи

-

вания

 

под

 

нужным

 

углом

 

наклона

 

до

 

дости

-

жения

 

требуемого

 

крутящего

 

момента

Глуби

-

на

 

установки

 

для

 

свай

 

различалась

однако

 

в

 

среднем

 

составила

 

около

 6 

м

Направляю

-

щая

 

часть

 

винтовых

 

свай

 

имела

 2 

м

 

в

 

длину

 

и

 

51 

мм

 

в

 

диаметре

На

 

конце

 

свай

 

имелись

 

три

 

винтовые

 

лопасти

 

диаметрами

 254, 305 

и

 356 

мм

Также

 

использовали

 

два

 

удлинения

 

свай

каждое

 

по

 3 

м

 

в

 

длину

 

и

 203 

мм

 

диаметром

.

После

 

завинчивания

 

сваи

 

срезали

 

горизон

-

тально

 

на

 

необходимой

 

высоте

которая

 

позволи

-

ла

 

установить

 

двутавровые

 

балки

 

без

 

необходи

-

мости

 

подъёма

 

опоры

. (

В

 

действительности

 

опору

 

немного

 

приподняли

 — 

приблизительно

 

на

 

поло

-

вину

 19-

миллиметрового

 

отверстия

 

под

 

болт

что

 

позволило

 

выкрутить

 

болты

.) 

После

 

сваривания

 

двутавровые

 

балки

 

под

 

каждой

 

опорой

 

должны

 

были

 

находиться

 

точно

 

в

 

горизонтальном

 

положе

-

В

 

данной

 

статье

 

описывается

 

замена

 

металлического

 

фундамен

-

та

 V-

образной

 

опоры

 

ВЛ

 500 

кВ

Данный

 

метод

 

позволяет

 

существенно

 

сократить

 

проведение

 

работ

 

по

 

замене

 

фундаментов

 

опор

 

ВЛ

 

в

 

обводнённых

 

грунтах

Технология

 

по

 

замене

 

дефектного

 

фундамента

 

на

 

промежуточной

 

металлической

 

опоре

 

ВЛ

 220-500 

кВ

 

с

 

применением

 

временной

 

опорной

 

плиты

 

и

 

промежуточ

-

ной

 

вставкой

 

разработана

 

специалистами

 

филиала

 

ОАО

 «

ФСК

 

ЕЭС

» — 

МЭС

 

Востока

 

в

 2004 

году

 

и

 

приме

-

няется

 

при

 

замене

 

ж

/

б

 

фундаментов

 

металлических

 

опор

При

 

этом

 

надо

 

отметить

что

 

воздушные

 

линии

 

электропередачи

 

при

 

этом

 

не

 

требуют

 

отключения

КОММЕНТАРИЙ

Сергей Черноусов, 
начальник отдела 
эксплуатации ЛЭП 
Департамента 
ВЛ ОАО «ФСК ЕЭС» 


Page 4
background image

36

Май–июнь 2012

  

|

  

www.tdworld.com, www.tdworld.ru

СТРУКТУРА 

Передачи

По

 

фотографии

 

сложно

 

определить

насколько

 

большая

 

работа

 

была

 

проделана

Ремонт

 

завершён

Винтовые

 

сваи

 

и

 

двутавровые

 

балки

 

установлены

..

нии

 

и

 

на

 

абсолютно

 

одинаковой

 

высоте

Для

 

этого

 

при

 

монтаже

 

применили

 

лазерный

 

нивелир

.

Hydro One 

также

 

наняла

 

специалиста

 

по

 

свароч

-

ным

 

работам

который

 

приварил

 

двутавровые

 

балки

 

к

 

сваям

 

перпендикулярно

 

направлению

 

линии

 

электро

-

передачи

Эти

 

балки

 

стали

 

платформой

 

для

 

первого

 

комплекта

 

временных

 

двутавровых

 

балок

которые

 

были

 

установлены

 

параллельно

 

направлению

 

линии

 

электропередачи

 

и

 

использовались

 

в

 

качестве

 

основа

-

ния

 

для

 

поддержки

 

опор

Далее

 

рабочие

 

срезали

 

верх

-

нюю

 

часть

 

старой

 

решётки

 

фундамента

В

 

конструк

-

цию

 

ввели

 

постоянные

 

балки

 

и

 

приварили

 

их

Опору

 

опустили

 

на

 

новые

 

балки

а

 

оттяжки

 

перетянули

.

В

 

ходе

 

осуществления

 

проекта

 

необходимости

 

в

 

большом

 

объёме

 

экскаваторных

 

работ

 

не

 

было

Как

 

только

 

на

 

этой

 

болотистой

 

местности

 

в

 

грунте

 

выка

-

пывали

 

котлован

он

 

немедленно

 

заполнялся

 

водой

На

 

некоторых

 

участках

 

бригаде

 

везло

и

 

в

 

выкопанные

 

котлованы

 

глубиной

 0,6 

м

 

много

 

воды

 

не

 

просачива

-

лось

Труднее

 

всего

 

пришлось

 

специалисту

 

по

 

свароч

-

ным

 

работам

поскольку

 

при

 

приваривании

 

балок

 

к

 

ан

-

керным

 

опорам

 

после

 

зачистки

 

осаждённого

 

металла

 

с

 

анкеров

 

ему

 

приходилось

 

лежать

 

в

 

котловане

 

на

 

спи

-

не

Все

 

работы

 

были

 

полностью

 

завершены

 

к

 

августу

 

2009 

года

и

 

проблем

связанных

 

с

 

вспучиванием

 

грун

-

та

 

при

 

промерзании

на

 

данных

 

участках

 

ВЛ

 

больше

 

не

 

наблюдалось

.

Проектная

 

документация

Все

 

данные

 

по

 

проекту

 

были

 

подробно

 

задокумен

-

тированы

Инженеры

 

определили

 

и

 

записали

 

все

 

пока

-

затели

 

по

 

весу

 

и

 

механическим

 

напряжениям

а

 

затем

 

составили

 

пошаговое

 

руководство

 

по

 

осуществлению

 

указанных

 

работ

Сразу

 

после

 

начала

 

ремонтных

 

ра

-

бот

 

для

 

первой

 

опоры

 

на

 

место

 

прибыл

 

специалист

-

технолог

который

 

описал

 

всю

 

процедуру

Сейчас

 

име

-

ется

 

подробное

 

руководство

 

по

 

осуществлению

 

такого

 

рода

 

ремонтных

 

работ

которым

 

при

 

необходимости

 

смогут

 

воспользоваться

 

и

 

по

 

прошествии

 20 

лет

.

Даг

 

Хадспет

 (Doug Hudspeth),

 (doug.hudspeth@

hydroone.com) 

закончил

 

Колледж

 

прикладных

 

ис

-

кусств

 

и

 

технологии

 

Мохок

 

в

 1987 

году

 

по

 

специаль

-

ности

  «

инженер

-

технолог

 

по

 

электрическим

 

систе

-

мам

 

управления

». 

В

 1988 

году

 

он

 

поступил

 

на

 

работу

 

в

 Ontario Hydro, 

компанию

-

предшественницу

 Hydro 

One Networks. 

Участвовал

 

в

 

нескольких

 

проектах

 

по

 

обслуживанию

 

линий

 

электропередачи

 

в

 

качестве

 

техника

впоследствии

 

стал

 

руководителем

 

бригады

 

специалистов

 

по

 

обслуживанию

 

линий

 

электропере

-

дачи

.

Компании

упомянутые

 

в

 

статье

:

A.B. Chance | www.abchance.com

Hubbell Power Systems | www.hubbellpowersystems.com

Hydro One | www.hydroone.com

Констр

ук

ционные строительные элементы из сте

к

лопласти

к

а: 

пра

к

ти

к

а прое

к

тирования и применения в страна

х

 СНГ

Ключевая тема

Мосты, опоры ЛЭП и 

у

личного освещения, сваи, сво

д

ы и 

ку

пола

Ключевые раз

д

елы

TM


Читать онлайн

Винтовые анкерные сваи позволяют быстро и инновационным способом ремонтировать повреждённые фундаменты опор в удалённых районах.
Комментарий к статье:
Сергей Черноусов, начальник отдела эксплуатации ЛЭП Департамента ВЛ ОАО «ФСК ЕЭС».

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»