Практика обследования отдельных участков перегонов Санкт-Петербургского метрополитена, а также работы по оценке технического состояния строящихся в сложных гидрогеологических условиях подземных частей зданий и коллекторов (ТРК "Манежная площадь", Центробанк РФ и др.) подтвердили актуальность обеспечения проектных и строительных организаций, а также эксплуатирующих служб метрополитенов пакетом нормативных и инструктивно-методических документов по сварке и контролю качества сварных швов металлической гидроизоляции, оперативной диагностики её технического состояния (ТС), методов усиления и исправления.
При сварочных работах в так называемых сталебетонных конструкциях применительно к условиям их реализации в перегонных тоннелях метро, мостах, фундаментах возникает ряд дополнительных проблем:

1. Сварка производится по кромкам металлопроката, загрязненным остатками бетонной смеси, при наличии влаги на поверхности металлоизоляции и воды под ней, что приводит к повышенному количеству дефектов в металле швов, снижающих требуемую нормируемую прочность и приводящих к нарушению непроницаемости. До завершения инъектирования растворов в железобетонную обойму (вытеснение водяных линз из-за металлоизоляции), получения заключений о прочности бетона и отсутствии "линз" по результатам неразрушающего контроля ремонт сварных швов недопустим. Большая протяженность сварных швов (до нескольких км), трудность обеспечения требуемой точности и сборки элементов перед сваркой, ограниченная контролепригодность сварных швов: односторонний доступ, существенное разнообразие конструктивных типов сварных соединений и т.д. Большое количество контрольных операций разными методами с обеспечением обязательных требований по непроницаемости.
2. 0тсутствие единого нормативного документа по выполнению сварочных работ, начиная с ППСР, заканчивая требованиями:
   • к операциям входного, пооперационного, приемочного контроля; к диагностике (в части оценки технического состояния сооружения); к сроками проведения контроля и диагностики;
   • к алгоритмам принятия решения об общем фактическом состоянии металлоизоляции, работающей совместно с железобетоном и учитывающей динамику деформаций всей конструкции и пр.

Большинство требований к самой сварке и основным методам контроля регламентированы действующими НТД, например, СНиП'ы 111-18, 3.01.01, 3.03.01, ГОСТ'ы 5264, 3242, 14782, 184421, 14098, 10922 и др. Однако, в каждом конкретном случае необходима разработка ППСР с выбором одного или нескольких конструктивных типов сварных соединений (например, см. рис.1), составлением технологических карт подборов режимов сварки, проверки квалификации сварщиков на допускных стыках, методик проведения визуально-измерительного контроля и приемочных испытаний неразрушающими ультразвуковым методом, рентгенографией, на непроницаемость и др.
Накопленный опыт показал необходимость применения новых современных методов контроля, пока еще нестандартизированных действующими НТД.

Швы стыковых соединений, выполненные ручной электродуговой сваркой

Характеристика швов Размеры, мм Sb h С отбортовкой Односторонний 1-22S+2   32S+3   Без скоса кромок односторонний 1 1,5S+ 2 0+ 1,5 2 2,5 3-3,5 4-66+ 2 9+ 4 0+ 2,5 0+ 3 Без скоса кромок двусторонний 3-3,5 4-4,5 5-5,5 6 7 88+4 9+4 0+2 0+3 V-образный со скосом двух кромок Односторонний 3-8 9-14S+11 S+13 0+2 0+4

Нашими специалистами успешно применяются НСИ (нестандартные средства измерений), разработанные институтом "ДИМЕНСтест" электромагнитные индикаторы, измерители механических напряжений и дефектоскопы серии "КОМПЛЕКС-2", предназначенные для оперативной оценки главных напряжений, их разности и направлений, что позволило заранее исправить дефекты сварных швов до проведения приемочных испытаний. Кроме того, применением данной методики выявляются зоны усталостных явлений из-за старения металла, влияния температур, механических (циклических) воздействий и пр. Кроме того, обнаруживаются места зарождения дефектов (до наступления факта нарушения сплошности материала), чего иные методы контроля не выявляют. Получаемые карты полей напряжений (рис.2) являются дополнительным видеоматериалом к актам скрытых работ, включающих в себя протоколы визуально-измерительного, ультразвукового и рентгенографического методов контроля. Для последующего контроля на непроницаемость, кроме капиллярного метода (вакуумного, люминисцентного), специалистами КТБ разработан более простой и производительный капиллярно-адсорбционный, не требующий зачистки наружной поверхности швов, который в настоящее время патентуется, а институтом "ДИМЕНСтест" - модификация вакуумного метода с телевизионным документированием и дешифровкой наблюдений.
Учитывая изменения пространственного положения перегонов, коррелирующие с картиной напряженного состояния металлоизоляции, институтом "ДИМЕНСтест" на Санкт-Петербургском метрополитене впервые был применен цифровой стереофотограмметрический метод контроля пространственного положения конструкций и тепловизионный метод дефектоскопии. Все работы применяются в комплексе, что позволяет обеспечить требуемую проектом надежность и долговечность сдаваемых в эксплуатацию конструкций.

Нажмите на картинку,чтобы увеличить.



Для эксплуатационных служб и реконструируемых объектов совершенно необходимо знать техническое состояние (ТС) инженерных конструкций, являющееся одним из основных факторов в системе мероприятий по обеспечению надежности объектов, безопасности населения и пассажиров, сохранения экологии зон функционирования и др. Основные функции комплекса средств технического диагностирования (КСТД) по поддержанию ТС металлоизоляции сталебетонных конструкций на заданном уровне следующие : оценка прочности и плотности бетона с определением параметров армирования, оценка напряженного состояния металлопроката со сваркой, дефектоскопия сварных соединений, определение пространственного положения элементов конструкций, имитационное математическое моделирование участков с прогнозированием опасных эксплуатационных режимов и др.
Кроме того, дополнительной функцией КСТД может быть сбор, накопление, совместная обработка и передача диагностической информации в единый координационный центр ее обработки и хранения, например, через ХА "Метро", как региональный узел действующей системы оперативной диагностики. Периодичность проведения диагностических обследований, объем и виды испытаний должны устанавливаться эксплуатационными службами конкретных объектов с утверждением проектировщиками и при их авторском надзоре.
Обнаруженные при обследовании дефекты должны быть исправлены (усилены) для обеспечения дальнейшей эксплуатации на основании требований соответствующей Инструкции (регламента), разработанных головными организациями - НТЦ Госстроя РФ и утверждаемыми в установленном порядке.
При разработке проектов усиления сварных соединений должны быть:

• учтены особенности напряженно-деформированного состояния сварных узлов металлической гидроизоляции, исключающие снижение их длительной прочности; приняты проектные решения, обеспечивающие экономное расходование материалов и энергетических ресурсов, снижение стоимости, трудозатрат и сокращение сроков выполнения работ по усилению сварных соединений металлической гидроизоляции; учтены условия производства работ, обеспечивающие высококачественное выполнение операций, связанных со сборкой и сваркой элементов усиления; приняты технические решения, обеспечивающие применение оборудования, инструмента и материалов наиболее распространенных при выполнении сварочных работ;
• даны рекомендации по исправлению и контролю качества.

Такую работу мы сделали для Санкт-Петербурга на основании рабочих чертежей, ВТУ-1474-88 и технического задания на разработку Инструкции (Технологического регламента), выданного АО "Ленметрогипротранс". Результаты диагностирования и акты по исправлению обнаруженных дефектов являются частью производственной (рабочей) документации по объекту.
Дополнительная информация об одной из важнейших составляющих в повышении качества СМР и последующей сертификации - разработка системы управления качеством организации через группу стандартов предприятия СТП по СНиП 10.01 и ИСО серии 9000. СТП устанавливает цель системы качества, ее функции, задачи, организационно-функциональную структуру, методы и средства управления. Специалистами КТБ по методике Госстандарта РФ разработано - 15 СТП от участия в тендерных комиссиях до сдачи объекта "под ключ" заказчику. В качестве примера на рис. З приведен образец СТП по арматурно-сварочному производству, где осталось только проставить отделы - исполнители или конкретные фамилии ИТР. Распоряжением Премьера Правительства г. Москвы от 19 марта 1996г. ? 261-РП установлена обязательность сертификации предприятий любой формы собственности, выполняющих муниципальный заказ.

Нажмите на картинку,чтобы увеличить.