Представлен анализ состояния бетонных конструкций нижней головы шлюза № 2 Белоусовского гидроузла Волго-Балтийского водного пути. В 1985 г. в бетоне левого устоя нижней головы шлюза была обнаружена трещина, наблюдения за динамикой развития которой показали, что ее размеры увеличиваются во времени. Для объяснения причин возникновения и развития трещины, по данным проведенных ранее исследований, выполнен анализ качества бетона конструкций нижней головы. С учетом технологии бетонирования в процессе строительства, а также исследований, выполненных в процессе эксплуатации, установлено низкое качество бетона и его разнородная структура. Выполнен анализ структуры грунтов, залегающих в основании нижней головы, рассмотрен фильтрационный режим движения грунтовых вод. Отмечается, что грунты основания представлены мелкозернистыми песками с прослойкой суглинков. Наличие в грунтах основания нескольких водоносных горизонтов, а также формирование напорного фронта гидроузла обусловили значительные градиенты фильтрационного потока. Это способствовало развитию суффозионных процессов в грунтах основания нижней головы, что привело к формированию разуплотненной прослойки в кровле пород основания нижней головы. Данные современных обследований характеристик грунта подтверждают, что суффозионные процессы продолжаются и в настоящее время. Это привело к возникновению разнонаправленной осадки правого и левого устоев нижней головы, что, в свою очередь, явилось причиной возникновения и развития трещины в бетонном массиве. Выполняемые мероприятия по устранению или стабилизации развития трещины, а именно: закачивание в грунт цементно-песчаной смеси, цементация бетона устоя, анкеровка конструкции, а также инъектирование бетонного массива двухкомпонентной синтетической смолой, не привели к остановке раскрытия трещины, поскольку не были устранены основные причины: низкое качество бетона и слабая несущая способность подстилающих грунтов основания.
An analysis of the concrete structures state of the lower head of lock № 2 of the Belousovsky hydroelectric complex of the Volga-Baltic waterway is presented. In 1985, a crack was discovered in the concrete of the left abutment of the lock lower head. Observations for the dynamics of its development have showed that the crack size increases with time. To explain the causes of the crack occurrence and development, an analysis of concrete quality of the lower head structures is made according to the data of previous studies. Taking into account the technology of concreting during the construction process, as well as studies carried out during operation, the low quality of concrete and its heterogeneous structure have been stated. The analysis of the soils structure at the base of the lower head is carried out; the filtration regime of groundwater movement is considered. It is noted that the base soils are represented by fine-grained sands with an interlayer of loams. The presence of several aquifers in the basement soils, as well as the formation of the pressure front of the hydroelectric complex, led to significant gradients of the filtration flow. This contributed to the development of suffusion processes in the soils of the lower head base, which led to the formation of a decompacted layer in the roof of the rocks of the lower head base. The data of modern surveys of soil characteristics confirm that suffusion processes continue at the present time. This led to the occurrence of multidirectional settlement of the right and left abutments of the lower head, which, in turn, led to the development of the crack in the concrete mass. The measures taken to eliminate or stabilize the development of the crack, namely, pumping a cement-sand mixture into the soil, grouting the abutment concrete, anchoring the structure, injecting the concrete mass with a two-component synthetic resin, have not stopped the crack opening, because the main reasons such as the poor quality of concrete and the weak bearing capacity of the underlying soils of the base had not been eliminated.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.