Введение в мониторинг дождевой воды и строительство небольших водохранилищ, а также мониторинг безопасности плотин

1. Введение в контекст

2. Планировка площадки

Схема компоновки:

Красный: плотина водохранилища

Синий цвет: мониторинг поперечных сечений, как правило, не менее 3‑х, с интервалом 20–50 м в пределах 300 м и 50–100 м за пределами 300 м. Жёлтый цвет: мониторинг продольных сечений, как правило, не менее 4‑х. Один из них должен быть установлен выше уровня нормального подпора на верховой откосе плотины.

Секционная принципиальная схема:

Мониторинг состояния водных объектов и осадков: данные о текущем уровне воды и объёме выпавших осадков обеспечивают оперативную и точную информационную поддержку при управлении водными ресурсами, предотвращении наводнений и борьбе с засухой.

Осадки: мгновенные осадки, суммарные осадки. Осадки непосредственно влияют на уровень воды.

Уровень воды: уровень противопаводкового контроля, нормальный уровень наполнения, уровень проектного паводка и т. д.

Видеонаблюдение и видеомониторинг: в режиме реального времени отслеживаются цвет воды, плавающие объекты, нештатные ситуации и т. п., что делает управление более оперативным и эффективным.

Голосовая домофонная связь, крик: функция сигнализации и т. п.

Строительство объекта:

1. Провести выездное обследование на основе данных о водохранилище, проектных решений и чертежей: отметить и зафиксировать места установки (широта и долгота и др.), необходимое количество водомерных постов, высоту опор, длину поперечной балки, требуемую длину кабеля, проверить отметки реперов, а также уточнить и зафиксировать наличие электроснабжения, уровень покрытия сетью и состояние дорожного сообщения на месте.

2. Подтверждение данных обследования, разработка проектов строительства, закупка оборудования и вспомогательных материалов, изготовление опор на заказ, организация персонала и т. п.

3. Выемка и бетонирование котлована, выемка траншеи для кабелей и др.

4. Оборудование, монтаж и крепление опор, прокладка кабелей и обратная засыпка и т. п.

5. Отладка оборудования и отладка интеграции платформы.

GNSS‑мониторинг: с использованием высокоточной позиционной технологии системы Бэйдоу строится статистическая модель на основе наблюдений за общей незначительной деформацией плотины, позволяющая прогнозировать долгосрочную тенденцию её деформации. Точность измерений может достигать уровня в миллиметры.

Ручное наблюдение: Регулярно осуществлять наблюдение за состоянием деформаций тела плотины с использованием высокоточных нивелиров и другого оборудования, а также обобщать и систематизировать полученные данные наблюдений.

Строительство объекта:

1. Провести выездное обследование на основе данных о водохранилище, проектных решений и чертежей: отметить и зафиксировать места установки (широту и долготу и т. п.), необходимые длины кабелей, точки мониторинга, отметки реперов; проверить и зафиксировать наличие электроснабжения, сетевых сигналов и состояние дорожного движения на объекте и т. п.

2. Подтверждение данных обследования, разработка проектов строительства, закупка оборудования и вспомогательных материалов, изготовление опор (наблюдательных пирсов) на заказ, организация персонала и т. д.

3. Выемка и бетонирование котлована, выемка траншеи для кабелей и др.

4. Оборудование, монтаж и крепление опор, прокладка кабелей и обратная засыпка и т. п.

5. Отладка оборудования и отладка интеграции платформы.

Станция ГНСС:

Ручное наблюдение:

Мониторинг фильтрации: Фильтрация не только приводит к снижению водохранилищной ёмкости, но и легко вызывает такие деформации, как трубопроводная эрозия и смещение грунта.

Линия зеркала воды постепенного просачивания в теле плотины называется линией инфильтрации. Оперативное определение отметки линии инфильтрации, в сочетании с установлением безопасной отметки этой линии, повышает оперативность и научную обоснованность мониторинга безопасности плотины.

Схема линии инфильтрации:

Ключевым фактором устойчивости земляных плотин является положение линии насыщения (зоны полностью насыщенной почвы внутри плотины). В безопасной плотине эта зона насыщения надёжно ограничена под поверхностью.

Строительство объекта:

1. Провести выездное обследование на основе данных по месторождению, проектных решений и чертежей: отметить и зафиксировать места установки (широта и долгота и др.), глубину бурения скважин для измерения давления, требуемую длину трубок и кабелей для измерения давления; уточнить и зафиксировать наличие на объекте электроснабжения, сетевых сигналов, состояние дорожного сообщения и т. п.

2. Подтверждение данных обследования, разработка проектов строительства, закупка оборудования и вспомогательных материалов, изготовление на заказ стоечных конструкций и манометрических трубок, организация персонала и т. д.

3. Бурение скважин для измерения давления, устройство и заливка фундаментов, выемка кабельных траншей и др.

4. Установка труб для измерения давления, монтаж приборов давления, сборка и крепление стоечных конструкций, оформление актов проверки монтажа, обратная засыпка при прокладке кабелей, изготовление устройств защиты отверстий и т. п.

5. Отладка оборудования и отладка интеграции платформы.

Мониторинг фильтрации: сбор фильтрационных вод в сборный водоотвод для визуального наблюдения, оценка состояния фильтрации гидротехнических сооружений и их оснований, анализ и определение нормальности процесса, а также степени и причин возможных неблагоприятных воздействий; обеспечение основы для эксплуатационного обслуживания, ремонта и безопасной эксплуатации объектов.

Строительство объекта:

1. Провести выездное обследование на основе данных о резервуаре, проектных решений и чертежей: отметить и зафиксировать места установки (широта и долгота и т. п.), расположение сборочных траншей и длину кабелей; уточнить и зафиксировать наличие электроснабжения, сетевых сигналов и состояние дорожного движения на объекте и т. п.

2. Подтверждение данных обследования, разработка проектов строительства, закупка оборудования и вспомогательных материалов, изготовление опор на заказ, организация персонала и т. п.

3. Сооружение инфильтрационных траншей, выемка и бетонирование фундаментов, копка кабельных траншей и др.

4. Оборудование измерительного водосливного сооружения, монтаж и крепление вертикальных опор, прокладка кабелей и обратная засыпка, изготовление защитных устройств и т. п.

5. Отладка оборудования и отладка интеграции платформы.

3. Введение в строительство

Указатель уровня воды:

Установить вертикальный водомерный пост в соответствии с соответствующими требованиями стандарта «Наблюдение за уровнем воды» (GB/T 50138‑2010). А также проводить регулярные ручные наблюдения для их сверки с автоматическими измерениями.

1. Водомерный щиток изготавливается из эмалированного или нержавеющего материала и представляет собой щиток высотой 1 м и шириной 10 см с делением по 1 см. (Другие размеры могут быть выполнены по индивидуальному заказу).

Во время эксплуатации закрепите пластину водомерного поста на водомерном столбе. Установите ряд водомерных столбов вдоль участка измерения уровня воды, смонтируйте водомерные пластины и сформируйте вертикальный водомерный пост.

2. Водомерный столб изготавливается из бетонного материала и надёжно закрепляется на береговом откосе или на поверхности верхового фронта плотины. Разметка уровней воды между соседними водомерными столбами должна иметь определённое перекрытие (например, 20 см), чтобы обеспечить возможность снятия показаний при любом уровне воды.

3. После монтажа применяют метод точного нивелирования для определения отметки нулевой точки каждого водомерного поста. После снятия показаний шкалы уровня воды на водомерной доске, к полученному значению прибавляют отметку нулевой точки водомерного поста — таким образом определяется отметка уровня воды.

4. При измерении поперечного сечения здания с подходящей вертикальной поверхностью водомерную пластину можно устанавливать непосредственно вдоль этой вертикальной поверхности.

Радарный измеритель уровня воды:

1. Установка радарного уровнемера на месте выполнения работ весьма проста. Уровнемер монтируется на сборную опору‑стойку или на тело плотины, как показано на рисунке.

(1) При монтаже избегайте участков с большим количеством плавающих предметов на поверхности воды.

(2) В пределах определённого диапазона ниже уровня водомерного стекла не должно находиться никаких других объектов, чтобы избежать отражений и погрешностей измерений.

(3) При монтаже приборов следует обеспечить, чтобы уровень жидкости не достигал измерительной слепой зоны.

(4) Заземление приборов и принятие мер по защите от молнии.

(5) Установите защитные трубки вокруг сигнальных кабелей для их защиты.

Пузырьковый уровнемер:

Когда верховой склон пологий и уровень стоячей воды невозможно определить с помощью радиолокационного уровнемера, установленного на теле плотины, можно использовать пузырьковый манометрический уровнемер. Схема установки приведена на рисунке.

Поплавковый водомерный прибор подаёт воздух в фиксированную измерительную точку, расположенную под водой, по газопроводу, уравновешивая давление газа внутри подающего трубопровода статическим давлением воды в этой точке. Уровень воды определяется путём измерения давления внутри подающего трубопровода; датчик размещается над поверхностью воды.

① Укладка трассы воздухопровода является наиболее важным этапом монтажа пузырьковых водомерных уровней. При прокладке воздушных труб следует придерживаться следующих принципов:

а) Трахея должна опускаться плавно и, по возможности, располагаться по прямой линии.

б) Длина трахеи не должна превышать 150 м; изгиб изогнутой части трахеи не должен быть слишком резким, а для трахеи следует обеспечить плавный канал.

c) Конец трахеи должен быть закреплён внутри защитной трубки, чтобы предотвратить её всплывание в воде и исключить влияние на точность измерений.

д) Использовать бетонные блоки высокой плотности с надёжным и устойчивым встраиванием в ключевые участки берега реки для закрепления воздушной трубы, предотвращения угроз наводнений или обрушения, а также для крепления воздушной трубы на существующих стабильных сооружениях.

② Стационарная установка воздушной камеры

Перед установкой защитной трубки сначала закрепите газовый баллон (прикрепите его к прочному металлическому основанию с помощью винтов или сварки), а затем приступайте непосредственно к монтажу. В ходе установки зафиксируйте металлическую трубку на поверхности воды.

Дождемер:

Пункты наблюдения за осадками следует размещать на открытой и ровной местности, свободной от влияния резких перепадов рельефа, деревьев, зданий и дымовых газов. В радиусе 20 метров от средств мониторинга осадков не должно быть высоких посевов, деревьев и прочих препятствий. Вокруг осадкомера необходимо избегать любых препятствий; если этого избежать невозможно, расстояние от препятствия до осадкомера должно быть не менее двукратной высоты этого препятствия, чтобы наблюдаемые на участке осадки достоверно отражали глубину выпадения осадков на горизонтальной поверхности.

① Перед установкой проверьте целостность и чувствительность прибора.

② Установите стационарные дождемеры, выровняйте их и надёжно закрепите.

③ Регулируйте уровень кронштейна опрокидывающего ведра: проверьте и отрегулируйте опрокидывающее ведро, чтобы оно было ровным.

④ Установите кабель выходного сигнала: подключите к терминалу телеметрии, зафиксируйте внешний цилиндр и затяните винты.

⑤ После установки дважды проверьте, правильно ли выполнен монтаж и исправно ли работает прибор.

А также проверьте, соответствует ли точность измерений требованиям.

камера:

1. Точки видеомониторинга следует разместить в таких местах, как плотины, водосбросы и дренажные водопропускные сооружения, уделяя особое внимание наблюдению за всей плотиной с учётом уровнемеров, входного (выходного) отверстия водосброса, выхода дренажного водопропускного сооружения и утечек за плотиной.

2. Точка видеомониторинга, установленная на гребне плотины, может рассматриваться как совместно размещённая со станцией мониторинга осадков; при этом предусматривается единое строительство станции и централизованное электроснабжение. Остальные точки видеомониторинга могут устанавливаться независимо.

3. Камера должна устанавливаться в месте с широким углом обзора и достаточным уровнем освещённости, на высоте не менее 2 метров от земли, а также быть оснащена такими защитными мерами, как водонепроницаемость, пылезащита и антивандальная защита.

ГНСС:

(1) Выкопать котлован размером 60 × 60 × 80 см в выбранном месте (конкретные размеры зависят от местных условий и проектного решения);

(2) Изготовить опалубку для наблюдательной пристани и выполнить квадратную опалубку размером 60 × 60 × 20 см (конкретные размеры уточняются с учётом особенностей площадки и проектного решения);

(3) Марка цемента должна быть не ниже 325, а бетон должен быть приготовлен в соответствии со стандартом прочности бетона класса C25;

(4) Установите загрунтованную клетку и подготовленную опалубку, залейте бетон и вибрируйте до тех пор, пока уровень бетона не сравняется с уровнем опалубки;

(5) Удалите форму после выдержки в неподвижном состоянии в течение 12 часов.

(6) Монтаж оборудования, установка вертикальной стойки, закрепление оборудования на принудительном центрирующем устройстве и подключение кабелей.

(7) Настройка оборудования, планирование IP‑адресов для каждой точки видеонаблюдения, настройка IP‑адресов и номеров портов на хосте, отладка и запись данных для последующего хранения.

Требования к смотровой площадке

1) Выполнить разработку грунта до относительно заданной отметки и залить железобетонную основу и стержневую часть колонны.

2) Опорные пункты устанавливаются на склонах обоих берегов реки; их размещение должно быть прочным и надёжным, с учётом исключения воздействия природных и антропогенных факторов. Опорный пункт выполняется в виде монолитной железобетонной конструкции, при этом высота стойки составляет не менее 1,2 м. Для рабочего опорного пункта, заложенного на скальном основании, фундамент может быть непосредственно забетонирован непосредственно в скалу; для рабочих опорных пунктов, заложенных на грунтовом основании, а также для дополнительных нестационарных рабочих опорных пунктов, фундамент должен быть заглублён в грунт или на поверхность плотины на глубину не менее 0,6 м, до уровня первичного грунта.

3) Основная часть имеет размеры 1 м × 1 м × 0,4 м; ствол колонны представляет собой платформенную колонну, соединённую с основанием, с верхним сечением 0,3 м × 0,3 м и нижним сечением 0,6 м × 0,6 м. Высота рабочей базовой точки составляет 1,5 м, а высота наблюдательной вышки и контрольной базовой точки — 0,9 м (конкретные размеры зависят от проектной схемы).

4) Верхняя часть оснащена встроенным принудительным центрирующим каркасом, при этом отклонение центра каркаса составляет менее 0,2 мм.

5) Залейте бетонную конструкцию на основании опоры и обеспечьте её плотное соприкосновение с основанием опоры, одновременно закладывая нивелирные точки.

6) При использовании метода линии визирования центр принудительной центрирующей рамы каждой измерительной точки должен располагаться на этой линии с отклонением не более 10 мм и наклоном не более 4 дюймов.

Базовый наблюдательный пирс:

Наблюдательная вышка для измерения горизонтального смещения:

Наблюдательная вышка для измерения вертикального смещения:

Наблюдательная вышка для измерения вертикального смещения:

эталон:

Базовый эталон должен определяться на основе национального эталона третьего класса и выше, при этом используемый эталон не должен быть ниже уровня третьего класса.

Репер обычно изготавливается из бетона и закладывается на глубину, превышающую уровень промерзания грунта. Верхняя часть маркировочного камня оснащена вмонтированными коррозионностойкими металлическими полусферическими маркерами.

Трубка для измерения давления:

Последовательность строительства:

(1) Сверление отверстий

(2) Изготовление трубок для измерения давления

(3) Установка трубки для измерения давления

(4) Закройте отверстие

(5) Тест на чувствительность

(6) Защита отверстия трубы

(7) Запись таблицы

(1) Сверление отверстий

Для бурения применяется геологическая сваебойная установка типа 150; диаметр скважины — 100–110 мм, бурение ведётся сухим способом; строго запрещено использовать буровой раствор для укрепления стенок или циркулирующую воду. В целях предотвращения обрушения стенок можно применять обсадные трубы. Керн породы подлежит фиксации и описанию. После завершения бурения последней скважины производится измерение её наклона для точного определения координат измерительной точки.

(2) Изготовление трубок для измерения давления

Трубка для измерения давления состоит из фильтрующей секции и трубопроводной секции. Фильтрующая секция может быть выполнена путём обработки трубопроводных труб, при этом коэффициент открытой площади составляет примерно 10–20%. Форма отверстий не ограничена, однако они должны располагаться равномерно, а внутренняя поверхность должна быть свободна от заусенцев. Длина фильтрующей секции составляет около 2 метров; внешняя обмотка обеспечивает надёжную защиту от попадания частиц грунта в нетканый геотекстиль. Нижний конец трубы герметизируется. Длина трубопроводной секции зависит от материала трубы и удобства её укладки. Соединения на обоих концах должны выполняться с помощью наружной резьбы и хомутов.

(3) Установка трубки для измерения давления

Перед закладкой в грунт следует провести всестороннюю проверку глубины бурения, отметки дна скважины, уровня воды в скважине, наличия обрушений, качества изготовления манометрической трубки, длины каждого участка трубы, состояния стыков и заглушек, а также составить соответствующие протоколы.

Перед опусканием трубы на дно скважины следует засыпать фильтрующий материал слоем толщиной около 10 м. В процессе опускания трубы необходимо обеспечить её надёжное соединение, прочное подвешивание и сохранение прямолинейности её оси. После установки следует немедленно измерить отметку дна и уровень воды в трубе, а затем выполнить обратную засыпку фильтрующего материала за пределами трубы, уплотняя его послойно до достижения проектной отметки входа данной контрольной точки. Длина участка скважины от её дна до верха фильтрующего материала представляет собой истинный входной участок напорной измерительной трубки (который может быть больше, чем проницаемый участок корпуса этой трубки) и одновременно соответствует фактическому диапазону наблюдения напорной измерительной трубки. Поэтому при её закладке необходимо строго следовать проектным требованиям, точно выполнять измерения и документировать полученные данные.

Требования к фильтрующему материалу должны обеспечивать не только предотвращение попадания мелких частиц в измерительную трубку давления, но и достаточную проницаемость. Как правило, коэффициент его проницаемости должен превышать соответствующий показатель окружающей почвы в 10–100 раз. Для связных грунтов или супесчаных почв можно использовать чистый мелкий песок; для песчаных и гравелистых слоёв — смесь мелкого и крупного песка. Перед обратной засыпкой материал необходимо промыть, высушить на воздухе и постепенно укладывать в скважину.

(4) Закройте отверстие

Уплотняющий материал — бентонитовые шарики (или высокоразлагающиеся глинистые шарики). Требуется, чтобы коэффициент фильтрации после набухания в скважине был ниже коэффициента фильтрации окружающего грунта. Грунтовые шарики изготавливаются из частиц различных фракций диаметром 5–10 мм и должны подвергаться воздушной сушке; их нельзя подвергать прямому солнечному свету или обжигать. При герметизации скважины необходимо засыпать в неё каждый шарик по отдельности; при необходимости можно добавить 10–20% однородного грунтового материала и уплотнять послойно. Не допускается массовая засыпка во избежание образования свода. Для обратной засыпки глины на глубину 1–2 м ниже устья трубы следует применять метод уплотнения. После завершения герметизации до проектной отметки производится закачка воды в трубу до уровня, при котором поверхность воды превышает требуемую поверхность участка с глиняными шариками, что вызывает их разрушение и расширение.

(5) Тест на чувствительность

Проверка чувствительности должна проводиться после монтажа и герметизации трубки для измерения давления. В качестве метода испытания применяется метод водонаполнения; как правило, его следует осуществлять в период стабильного уровня воды в водохранилище. Перед началом эксперимента сначала измеряют уровень воды в трубке, после чего производят заполнение трубки чистой водой. Если в зоне устьевой части грунт представляет собой суглинок, объём закачиваемой воды должен составлять 3–5 объёмов трубки на каждый метр её длины; при наличии песчаного грунта — 5–10 объёмов. После закачки непрерывно отслеживают уровень воды до тех пор, пока он не вернётся к исходному значению или не приблизится к нему. Для суглинистых почв чувствительность считается удовлетворительной, если за пять суток уровень воды понижается до первоначального; для песчаных суглинков — если за одни сутки уровень возвращается к исходному; для щебёночных грунтов — если уровень воды снижается до исходного значения в течение 1–2 часов либо после закачки поднимается менее чем на 3–5 метров.

(6) Защита отверстия трубы

После прохождения испытания на чувствительность установите устройство защиты трубопровода как можно скорее. Устройство защиты устья трубы монтируется на залитое по месту бетонное основание или из кирпичной кладки, с предварительно закладываемыми расширяющимися анкерными болтами, а затем надёжно фиксируется стальной защитной крышкой. Конструкция проста и надёжна, обеспечивает герметичность против попадания дождевой воды и защищает от повреждений со стороны людей и животных; кроме того, она оснащена функцией запирания и легко открывается.

(7) Строительные записи

В ходе строительных работ следует заполнять соответствующие формы, такие как журналы бурения, акты закладки трубок для измерения давления и ведомости проверки этих трубок.

Осмометр:

(1) Установите манометр непосредственно внутри трубки для измерения давления.

(2) Перед закладкой прибор должен пройти внутреннюю проверку и полевую поверку.

(3) Перед установкой манометр необходимо выдержать в воде не менее 2 часов, чтобы он достиг насыщения и сохранял его.

(4) При монтаже сначала удалите водопроницаемый камень, расположенный на конце прибора, и нанесите на стальную диафрагму слой масла или вазелинового масла для предотвращения коррозии.

(5) При наращивании кабелей необходимо соединять провода одного цвета, надёжно паять их оловом, тщательно выполнить гидроизоляцию и обеспечить герметичность.

(6) В ходе монтажа манометра необходимо тщательно заполнить форму записи о монтаже манометра и соответствующую форму проверки.

Коллектор/дренажная канава:

Для водохранилищ, в которых наблюдаются фильтрация и наличие открытой воды у подножия плотины снизу, в месте скопления фильтрационных вод ниже подножия плотины следует устроить дренажный канал. При прямоугольном сечении его длина должна превышать 7‑кратную высоту напора на водослив, а общая длина — не менее 2 м (длина канавки водослива вверх по течению и вниз по течению от водосливной плиты должна составлять соответственно не менее 1,5 м и 0,5 м). Обе стороны водослива должны быть параллельными и вертикальными.

Измерительный водослив:

Установить измерительный водослив у выхода дренажной канавы для контроля её стока (открытого потока). Установить щитовые водосливы и измерительные водосливы у выхода фильтрации для обеспечения автоматизированного наблюдения за объёмом фильтрационных стоков.

Установка измерительного водосливного сооружения:

(1) Режим течения у порога водосброса должен быть свободным.

(2) Измерительный водослив должен располагаться на прямом участке дренажной канавы, а сечение желоба водослива — иметь прямоугольную форму.

(3) Плита водослива имеет ровную поверхность; местные неровности не превышают ± 2 мм, а у кромки водослива — ± 1 мм; верхняя плоскость плиты водослива горизонтальна, при этом разность отметок по обеим сторонам не превышает 1/500 ширины водослива; угловая погрешность прямоугольного треугольного водослива не должна превышать 30″. Плита водослива и боковая стенка должны находиться в вертикальном положении с отклонением менее 1/200; неровности боковой стенки не должны превышать ± 5 мм. Плита водослива и боковая стенка должны быть взаимно перпендикулярны; допускаемая погрешность составляет менее 30″. Местная погрешность расстояния между двумя боковыми стенками не должна превышать ± 10 мм. Плита водослива изготавливается из нержавеющей стальной листовой стали; нижний край кромки водослива выполнен под углом 45°.

(4) Плита водослива должна быть перпендикулярна стенкам по обе стороны водосливной канавки и направлению входящего потока воды. Плита водослива должна быть ровной и горизонтальной, а её высота должна превышать 5‑кратную величину напора воды над водосливом.

(5) Водомерный щуп или измерительная стрелка для определения напора воды на водосбросе должны устанавливаться на уровне, соответствующем 3–5‑кратной величине напора воды перед устьем водосброса. Корпус линейки должен находиться в вертикальном положении, а разность между отметкой нулевого деления и отметкой устья водосброса не должна превышать 1 мм.

(6) Установите статический наблюдательный колодец с барьером, используя антизасорную трубку, в месте монтажа водомерного щупа или измерительной иглы, и оборудуйте его водомерным устьем.

(7) После завершения монтажа измерительного водосливного сооружения следует заполнить подробный акт проверки и архивировать его для последующего использования.

Свайный фундамент:

1. Основные измерения → выемка грунта под фундамент → устройство опалубки → бетонирование → закладка предварительно встроенных деталей → уход за бетоном → демонтаж опалубки → обратная засыпка грунта.

2. Для опоры видеокамеры системы сбора дождевой воды и для опоры, устанавливаемой на участке с осадками, применяется отдельный бетонный фундамент размером 800 мм × 800 мм × 1000 мм, возвышающийся над уровнем грунта на 100 мм. Марка бетона фундамента — C25. (Конкретные размеры зависят от местных условий и проектного решения)

3. Фундамент независимых станций видеонаблюдения и других опор изготавливается из бетона размером 800 мм × 800 мм × 800 мм; высота фундамента над уровнем грунта составляет 100 мм. Марка бетона фундамента — C25. (Конкретные размеры зависят от местных условий и проектного решения)

Земляные работы по выемке:

(1) Основные технические требования к земляным работам по выемке грунта:

1) Непригодный грунт и строительный мусор с поверхности фундамента должны быть удалены, а ямы, траншеи, канавы и другие элементы в пределах указанной зоны — засыпаны в соответствии с требованиями к обратной засыпке;

2) Грунт, излишки грунта, строительный мусор, отходы и прочие материалы должны транспортироваться в специально отведённые места для складирования;

3) Фактический контур выемки должен соответствовать требованиям строительных чертежей либо линии разбивки, а также горизонтальным размерам и отметкам, указанным инженером на месте; при этом окончательный контур выемки не должен быть недовырыт.

(2) Метод разработки грунта

Объём земляных работ по одному фундаменту в рамках данного проекта относительно невелик; в основном применяется ручная выемка грунта. После окончания выемки грунт укладывается и уплотняется, а затем своевременно транспортируется в установленное место для складирования с целью предотвращения эрозии и смыва почвы.

Все земляные работы по устройству фундаментов следует проводить в бездождные дни. В период дождевого сезона необходимо принимать технические меры, обеспечивающие качество выполнения работ по устройству фундаментов и безопасность строительства, эффективно предотвращая смыв воды с поверхности плотины и эрозию грунта основания.

Перед началом строительства необходимо в первую очередь очистить строительную площадку. Геодезисты должны вынести границы котлована и обозначить отметки глубины котлована в соответствии с проектными чертежами.

(3) Засыпка земляных сооружений

1) После завершения выемки котлована фундамента следует своевременно произвести обратную засыпку грунта и скальных пород с целью восстановления первоначального внешнего вида. Обратная засыпка грунтовых работ должна соответствовать нормативным требованиям по приёмке выполненных работ в сфере фундаментостроительства, а также требованиям проектной документации.

2) Перед засыпкой грунта удалите с основания все посторонние включения. Материал для обратной засыпки должен соответствовать требованиям «Технических условий» и уплотняться с помощью трамбовки‑лягушки. При несоблюдении указанных условий следует применять ручное уплотнение. Влажность каждого слоя засыпки необходимо поддерживать на оптимальном уровне для повышения эффективности уплотнения.

3) В дождливые дни следует принимать меры по организации строительных работ и обеспечивать своевременный отвод скопившейся на площадке воды. После дождя влажность грунтовых материалов повышается, поэтому их необходимо как можно раньше высушить, чтобы контролировать уровень влажности при выполнении обратной засыпки.

Бетон (справочно):

1. Для строительства применяется самосмешанный бетон, при этом в составе бетона не предусматриваются добавки. Некоторые элементы и зимние бетонные работы будут корректироваться в ходе строительства в соответствии с указаниями инженера‑надзирателя.

2. В качестве цемента используется обычный портландцемент марки 32,5 и выше.

3. Мелкий заполнитель следует отбирать из природного песка, который должен быть твёрдым, чистым и хорошо гранулированным. Форма зёрен, как правило, должна быть кубической или округлой, а в составе не должно присутствовать активных веществ. Природный песок следует разделить на две фракции в зависимости от размера частиц.

4. Влажность: влажность мелкого заполнителя, поступающего в смеситель, должна быть сбалансированной и не превышать 6%; при этом следует учитывать достаточное время хранения и дегидрации.

Модуль крупности: модуль крупности мелкого заполнителя должен находиться в пределах 2,4–2,8, при этом среднее значение модуля крупности не должно превышать 0,15.

5. Крупный заполнитель должен быть отобран из твёрдых, чистых, хорошо градуированных дроблёных камней с естественной гранулометрической структурой; максимальный размер зерен не превышает 40 мм. Вода для приготовления и ухода за бетоном поступает из водохранилища, причём её качество соответствует требованиям к воде для бетонирования.

6. Все бетонирование опалубки производится горизонтально и непрерывно; выравнивание бетона осуществляется путём сочетания ручной работы с вибраторами. Участки вблизи опалубки, зоны с плотной арматурой, гидроизоляционные уплотнители и закладные детали выравниваются вручную лопатами, тогда как остальные участки выравниваются непосредственно с помощью вибраторов.

7. Зимние строительные работы должны выполняться в соответствии с нормативными документами: при среднесуточной температуре в умеренных регионах ниже 3 °C наступает период низких температур, и при проведении бетонных работ в этот период необходимо обеспечить защиту от замерзания и предотвращение образования трещин.

8. Старайтесь избегать заливки бетона в сильный дождь и во время ливня. Если всё же возникает необходимость производить бетонирование в дождливую погоду, соответствующим образом скорректируйте состав бетонной смеси, чтобы не допустить снижения его прочности.

Заземление молниезащиты:

На каждой станции мониторинга должны быть приняты меры прямой защиты от молнии в соответствии с соответствующими положениями стандарта GB 50343‑2012 «Кодекс проектирования молниезащиты зданий и электронных информационных систем» и стандарта GA/T 670‑2006 «Технические требования к защите от молниевых перенапряжений систем охраны и предотвращения». Сопротивление заземления должно составлять ≤ 10 Ом.

Как правило, прямая защита от молнии обеспечивается с помощью внешних устройств молниезащиты — громоотводов, молниеприёмных лент, молниеприёмных сеток и молниеотводов, а также токоотводов и заземляющих модулей, образующих замкнутую электрическую цепь для отвода тока молнии в землю.

1. Установить молниеотводы из нержавеющей стали диаметром 12 мм. В качестве вертикальных стержней заземляющей сети выбраны три уголка размером 40×40×5 мм, оцинкованных методом горячего цинкования. Использовать стержни длиной 1,5 м, соединять их между собой плоскими стальными полосами размером 40×4 мм, также оцинкованными методом горячего цинкования, а электроды закапывать на глубину не менее 0,8 м. (Конкретные размеры уточняются с учётом условий объекта и проектных чертежей.)

2. Схема размещения заземляющего устройства: сначала выкапывают траншею для молниезащитного заземления, затем вертикально бурят скважины и устанавливают в них горячеоцинкованные уголки. Длину и шаг расположения вертикальных заземлителей следует определять в соответствии с требованиями проектной документации. Затем все вертикальные заземлители надёжно сваривают горячеоцинкованной полосовой сталью согласно проектным требованиям, соединяют с молниеприёмником при помощи токоотвода и закапывают грунтом. Токоотвод подключают к горизонтальному заземлителю со стороны фундамента через соединительный элемент.

3. В ходе выполнения работ на объекте для измерения сопротивления заземления применяется точный прибор для измерения сопротивления заземления, при этом требуемое значение сопротивления заземления не должно превышать 10 Ом.

Пример конструкции:

Вариант 1: Использовать три оцинкованных уголка длиной 1,5 м (50 × 50 × 5 мм), расположенных в виде треугольника и забитых в грунт на дно. Уголки должны быть заглублены не менее чем на 0,8 м и размещены на расстоянии не менее 1,5 м друг от друга.

Вариант 2: Использовать три оцинкованных уголка длиной 1,5 м (50 × 50 × 5 мм), расположенных в одну прямую линию и забитых в грунт на глубину. Уголки должны быть заглублены не менее чем на 0,8 м и размещены на расстоянии не менее 1,5 м друг от друга.

Молниеприёмник изготавливается из оцинкованной круглой стальной трубы диаметром 12 мм; его верхний конец должен находиться как минимум на 600 мм выше самой высокой точки опоры. Молниеприёмник крепится к опоре с помощью хомутов.

Верхние полки трёх угловых стальных профилей в обеих схемах приварены к оцинкованной плоской стали (50 × 5 мм), а одна из верхних полок дополнительно приварена к оцинкованной плоской стали (50 × 5 мм), выступающей над уровнем грунта, и соединена с нижней частью круглого стального элемента молниезащиты.