Книги / 1bryzgalov_v_i_gordon_l_a_gidroelektrostantsii
.pdfДо появления Федерального |
закона в 1997 году |
основным |
методическим |
||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||
, регламентировавшим |
порядок и методику проведения натурных |
||||||||||||||
документом |
|
|
«Правила |
технической |
эксплуатации электрических |
станций |
|||||||||
, были |
|||||||||||||||
|
|||||||||||||||
наблюдений |
|
|
|
|
|
|
пересмотр |
старого |
методического |
||||||
и сетей» (ПТЭ). С 1998 года начался |
|
||||||||||||||
обеспечения |
в |
свете требований |
нового закона. |
Приводимая ниже схема |
|||||||||||
диагностического |
контроля опирается |
на новую частично |
пересмотренную |
||||||||||||
|
|
|
критериев |
||||||||||||
|
|
|
|
|
определения |
||||||||||
методическую |
базу, в частности, на «Методику |
||||||||||||||
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
безопасности
ГТС
»
.
Для |
каждого сооружения с |
учётом особенностей |
его |
работы |
и |
||||||||||||
|
технических |
средств |
контроля |
из |
всей |
совокупности |
|||||||||||
имеющихся |
|||||||||||||||||
по измеренным |
|||||||||||||||||
контролируемых |
показателей (всех измеряемых и вычисляемых |
||||||||||||||||
данным |
параметров |
) |
выбираются |
наиболее |
полезные |
и |
значимые |
||||||||||
|
|
|
|
оперативная |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
(диагностические |
) |
показатели |
, по которым производится |
|
|
оценка |
|||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
состояния
сооружения
.
Оценка |
производится |
в |
циклическом |
режиме путём сравнения |
на |
|||||||||||
|
( вычисленных по измеренным |
) |
значений |
|||||||||||||
каждом цикле проверки |
измеренных |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
критериальными |
) |
||||||||||||
диагностических |
показателей с их предельно допустимыми |
( |
||||||||||||||
значениями |
и с ожидаемой (прогнозируемой) на момеш проверки |
величиной |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
этого
показателя
.
В соответствии с рекомендациями «Методики» |
принято |
|
группы возможных состояний ГТС при их эксплуатации |
: |
|
|
||
различать
три
- -
нормальное |
|
исправное |
|
|
|
( |
|
); |
|
|
|
|
|
|
потенцисиьно опасное (частично неисправное |
||||
|
|
|
|
, |
|
|
|
) |
; |
работоспособное |
, параметрический отказ |
|||
|
|
|||
поврежденное,
частично
- |
предаварийное |
(неработоспособное состояние |
отказ |
). |
|
, |
|
||
|
|
|
|
|
Возможно (но недопустимо) четвертое состояние |
- аварийное |
|||
состояние.
Три группы состояний разделяют две границы |
|
допустимых |
(критериальных) значений: |
|
|
,
две
группы
предельно
-
К1 |
- |
предупреждающие |
|
потенциально |
опасным |
||
|
|||
критерии, задают
состояниями;
границу
между
нормальным
и
-
К2 |
- критерии безопасности, задают |
|
опасным и предаварийным |
состояниями |
|
|
||
границу .
между
потенциально
Нормальное (исправное) - это состояние, при котором сооружение |
||||||||||||||||||
соответствует |
всем требованиям |
нормативных |
документов и проекта; в |
|||||||||||||||
|
диагностических |
показателей |
попадают |
|||||||||||||||
нормальном |
состоянии значения |
всех |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
значений |
|||||||||||||
|
своих критериальных |
|
||||||||||||||||
в прогнозируемый интервал и не превышают |
|
|||||||||||||||||
К1 (предупреждающих критериев). |
это состояние |
сооружения |
, при котором |
|||||||||||||||
Потенциально опасное - |
||||||||||||||||||
|
|
вышло за |
пределы |
|||||||||||||||
значение |
хотя |
бы одного диагностического |
показателя |
|||||||||||||||
|
значение К1(но |
не |
||||||||||||||||
|
|
|
|
интервала или |
превысило критериальное |
|||||||||||||
прогнозируемого |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
пределы |
прогнозируемого |
||||||||||||
превзошло |
критерия безопасности К2). Выход за |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
418
интервала или превышение критериального значения К1 сигнализирует |
|||||
отклонении |
от нормальной работы |
и наличии |
повреждения |
( |
или |
|
критериев и прогнозных |
моделей). |
|
|
|
ошибочности |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
об об
бы
Предаварийное- это состояние сооружения, при котором значение хотя |
|||
одного диагностического показателя |
стало большим |
(меньшим |
) |
соответствующего
критерия
безопасности
К
2
.
Если состояние сооружения |
диагностируется как нормальное, то |
можно |
||||||||||||||||
продолжать |
эксплуатировать, не принимая дополнительных мер |
. |
Если |
|||||||||||||||
состояние сооружения |
|
признано |
потенциально опасным, то в этом |
случае |
||||||||||||||
считается, что угроза прорыва напорного |
фронта |
еще отсутствует, однако |
в |
|||||||||||||||
|
найти |
и устранить |
||||||||||||||||
сооружении возникла неисправность, которую следует |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
Собственник (служба |
эксплуатации) |
имеют |
право |
самостоятельной |
||||||||||||||
эксплуатации |
сооружения в течение некоторого |
|
|
времени (вплоть |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
объективного |
|
|
|
принять |
||||||
до устранения неисправности). |
Однако |
собственник обязан |
||||||||||||||||
соответствующие меры. В их числе: разработать специальные |
щадящие |
|||||||||||||||||
режимы эксплуатации |
, |
приступить к поиску и устранению |
повреждения, |
|||||||||||||||
самостоятельно или с |
привлечением экспертов оценить |
достоверность |
||||||||||||||||
измерений, прогнозных |
моделей и |
критериальных |
значений. |
|
|
и существует |
||||||||||||
Если состояние сооружения |
|
|
|
|
|
|
, |
|||||||||||
отнесено к предаварийному |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
угроза прорыва напорного фронта, |
то собственник обязан оповестить об этом |
|||||||||||||||||
органы надзора, он теряет право самостоятельной |
эксплуатации сооружения |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
и решение о дальнейшей эксплуатации или |
выводе из |
эксплуатации |
||||||||||||||||
принимается |
органами надзора за |
безопасностью ГТС. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Первоначальные |
критериальные значения К |
1. К2 и прогнозные модели, |
||||||||||||||||
которыми пользуется |
|
служба эксплуатации, передаются |
ей проектной |
|||||||||||||||
организацией |
и входят в |
состав |
«Декларации безопасности» и |
« |
Инструкций |
по |
||||||||||||
|
|
» |
||||||||||||||||
эксплуатации». В дальнейшем, при пересмотре «Декларации |
безопасности |
|||||||||||||||||
критерии и прогнозные |
модели корректируются с учетом данных |
натурных |
||||||||||||||||
наблюдений, и новые значения |
утверждаются |
органами надзора |
. |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Примечания
:
1. Старая методика |
контроля, регламентированная |
ПТЭ, была |
||
значительно |
проще и |
предполагала два |
возможных |
состояния |
сооружения -исправное и неработоспособное, |
т.е. одну группу критериев |
|||
(предельно допустимых значений). Образом старого контроля была |
||||
|
|
|
. В зависимости |
|
шкала с красной чертой, по которой движется стрелка |
|
|||
от внешних |
условий (нагрузок и воздействий) меняется значение |
|||
|
|
|
. Но при этом |
|
диагностического показателя и «стрелка» передвигается |
|
|||
стрелка не должна заходить за красную черту Пока стрелка не заходит |
||||
за «красную черту» - сооружение исправно. |
|
|
||
Однако такой простейший |
подход |
не |
|
Федерального закона, ни реальной |
практике |
||
|
|
||
отвечал ни требованиям эксплуатации ГТС.
Федеральный недопущению
закон аварий
требует |
заблаговременного |
принятия |
мер по |
|
. Для гидротехнических сооружений |
характерен |
|||
|
|
|||
419
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
отказ, |
начинающийся |
с отклонения |
от |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
постепенный |
(накопительный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сооружениях |
||||||||||||||||||||||||||
нормальной |
работы |
. Имеющиеся |
на |
гидротехнических |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
отклонения |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
обнаружить |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
средства |
контроля |
позволяют |
заблаговременно |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и, |
|
тем |
|
|
|
, |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
, принять соответствующие меры |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
самым |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
от нормальной |
|
работы |
|
Федерального |
закона |
о |
|
заблаговременном |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
выполнить |
требование |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
принятии |
мер |
по |
недопущению |
аварии. |
|
|
|
|
|
права самостоятельной |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
закон лишает |
собственника |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Федеральный |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Абсолютно |
|
|
исправных |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
эксплуатации |
неисправного |
|
|
сооружения |
. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
ввести |
промежуточного |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
практике |
мало. |
Если |
не |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
сооружений |
на |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
старой схеме), |
что |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
опасного состояния и считать |
(как в |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
потенциально |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
любое отклонение |
(?т |
|
нормальной |
|
работы |
|
делает |
|
сооружение |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
права |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
собственника |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
неисправным |
, |
|
то |
это |
|
формально |
|
лишает |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
закона, почти |
все |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
. Тогда |
согласно |
|
букве |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
самостоятельной |
эксплуатации |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
надзора. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
эксплуатировать под |
контролем |
органов |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ГТС пришлось |
|
бы |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
является |
шкала, |
по |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Простейшей |
моделью новой схемы контроля |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
некоторый |
размер |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, имеющий |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
которой |
передвигается |
желтый |
зайчик |
|
|
|
параметров |
) |
и нанесена |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
контролируемых |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(прогнозируемый |
интервал |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
зайчик |
(в |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
должна попадать |
|
|
в |
жёлтый |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
красная |
|
черта. |
|
Стрелка |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для условий |
|
проверки |
интервал |
) |
и в то |
же время |
не |
|||||||||||||||||||||||||||||||
прогнозируемый |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зайчик |
, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
не попадает в жёлтый |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
черту. Если стрелка |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
заходить |
|
за красную |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
то |
это |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
его пределы, |
|
но и не |
достигла |
красной |
черты, |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
т.е. перешла |
|
|
за |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
от |
|
|
нормальной |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
означает |
, |
что |
работа |
сооружения |
отклонилась |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(прогнозируемой) |
|
и |
состояние |
|
сооружения |
потенциально |
|
опасное |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Если
стрелка
перешла
красную
черту,
то
состояние
сооружения
предаварийное |
|
|
|
|
|
|
||
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
Методы |
построения |
прогнозных |
моделей |
и |
определений |
|||
курсе. |
||||||||
|
|
|||||||
риальных |
значений |
будут рассмотрены в специальном |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
крите
¬
9.4.3.
Ремонт
гидротехнических
сооружений
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
решения по |
|
|
|
|
|
|
|
, конструкциям |
|||||||||||||
|
Принимаемые |
инженерные |
типам, размерам |
|
|
|
|
их |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
степени |
|
исключать |
|
возможность |
||||||||||||||||||||||||||||||
ГТС |
должны |
в |
|
максимальной |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
гидротехнических |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
повреждений |
. |
В |
то |
же время |
|
при |
проектировании |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
вопросы |
|
ремон |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
должны |
|
максимально |
прорабатываться |
|
¬ |
||||||||||||||||||||||||||||||||
сооружений |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
ГТС, учитывая, что |
любое |
строительство |
ГЭС является |
|||||||||||||||||||||||||||||||
топригодности |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
, |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
и ведется |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
геологических |
||||||||||||||
нетиповым |
разных климатических, сейсмических |
|
часто |
не пов |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
, топографических |
и |
в тому |
подобных, |
|
||||||||||||||||||||||||||||
гидрологических |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¬ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
. А, кроме |
|
|
|
|
|
|
, в течение |
которых |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
торяющихся |
природных |
условиях |
того, ряд лет |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
характеристиками |
района строительства |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
за природными |
||||||||||||||||||||||||||||||||
ведется |
наблюдение |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
по сравнению |
с |
тем, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и продолжительным |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
недостаточно полным |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
ГЭС, бывает |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
что |
возводимым |
|
сооружениям |
предстоит |
служить 100-300 лет. Поэтому |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
как в области |
природных |
условий |
, так и в |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
знаний |
|||||||||||||||||||||||||||||||
отсутствие |
исчерпывающих |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
лишь по |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, которые |
совершенствуются |
|
|
|
мере |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
области |
инженерных |
расчетов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
накопления |
данных, |
получаемых |
по |
результатам |
натурных |
наблюдений за ГТС |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
420
приводит к тому, что в процессе |
эксплуатации |
||
|
, иногда существенный |
по |
|
проводить ремонт ГТС |
|
|
|
восстановления |
полностью разрушенного ГТС. |
||
|
|
|
|
возникает необходимость
объемам работы, вплоть до
На малых и средних |
ГЭС |
необходимо предусматривать |
возможность |
|||||||||||||||
опорожнения |
водохранилища для проведения крупных |
ремонтных |
работ на |
|||||||||||||||
ГТС, а также |
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
коренной их реконструкции |
|
|
|
|
|
|
|
полного |
||||||||||
На крупных ГЭС |
с высокими плотинами разработать схему |
|||||||||||||||||
|
, |
|||||||||||||||||
опорожнения водохранилища по разным |
причинам достаточно |
|
||||||||||||||||
сложно |
||||||||||||||||||
поэтому необходимо |
предусматривать |
возможность |
проведения |
наиболее |
||||||||||||||
|
|
напором |
|
|
|
. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
вероятных ремонтных |
|
|
|
, находящихся под |
воды |
|
||||||||||||
работ на ГТС |
|
повреждениями |
в |
земляных |
||||||||||||||
Наиболее |
часто |
встречающимися |
||||||||||||||||
|
|
|
|
, усиленная |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
сооружениях |
|
|
|
|
|
|
|
|
, сползание откосов |
|
|
|
|
|||||
являются просадки, промоины |
|
|
|
|
|
систем |
и |
|||||||||||
|
|
экранов, ядер, |
|
, |
заиление |
дренажных |
||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||
проницаемость |
|
устройств, и т.п. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
пьезометрических |
|
|
|
часто |
разрушается |
|||||||||||||
|
железобетонных сооружениях |
|||||||||||||||||
В бетонных и |
||||||||||||||||||
|
|
трещины |
||||||||||||||||
защитный слой бетона |
в зонах переменного уровня воды, образуются |
|||||||||||||||||
в массивах плотин и их |
элементах, возникает абразивный и |
кавитационный |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
, |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
износ поверхностей водосбросов, коррозионный износ металлоконструкций |
||||||||||||||||||
выход из строя |
элементов |
подземного противофильтрационного |
контура |
|||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
плотин
и
др.
Рис
.
9.4
Разрушение
дна
и
стен
водосбросов
При массивного
ремонте сильно
сооружения (рис.
разрушенного |
поверхностного |
слоя |
бетона |
|
|
||
9.4.) необходимо удалить поврежденную часть |
|||
421
бетона до здоровой, |
но |
не менее 0,5-1 |
,0 |
м, что позволит установить |
анкера |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
дополнительную |
арматурную |
сетку |
и |
т.п., |
а также |
качественно |
проработать |
||||||||||||||||
опалубкой |
|
и |
массивом |
. |
|||||||||||||||||||
|
слое |
между |
|
||||||||||||||||||||
бетонную |
смесь |
новой укладки в |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Неглубокие |
места |
(каверны) |
обычно заделываются полимерными |
|
материалами |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
смол. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
на основе эпоксидных |
|
|
|
|
|
целых конструктивных |
элементов |
||||||||||||||||
При |
возникновении |
|
разрушений |
||||||||||||||||||||
|
|
по их |
|||||||||||||||||||||
требуется |
выполнить |
специальный |
проект производства |
работ |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
проектной |
организации |
. |
|||||||||||||
|
|
|
|
ремонту с привлечением |
|||||||||||||||||||
восстановительному |
|||||||||||||||||||||||
|
|
работы является восстановление |
водобойного |
||||||||||||||||||||
Примером |
такой сложной |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
русла |
||||||||||||||||||
- |
|
|
|
|
|
|
ГЭС или |
ликвидация |
крупных размывов |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
колодца Саяно Шушенской |
|
|
|
|
|
|
|
например |
|
|
на Волжской |
||||||||||||
отводящего канала с |
разрушением части рисбермы, |
, |
|
||||||||||||||||||||
. Жигулевск |
) |
|
в |
результате |
недостатков |
в |
проектировании |
этих |
|||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||
ГЭС (г |
|
9.5 |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сооружений (рис. |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
50.0 ьао
30,0
20.0
10.о о
А г
|
|
|
|
|
56,2 |
махе УНБ, |
p^ 0J % |
|
|
,5 |
|
— |
__ |
_ |
vr |
Летний УЗ |
|
||
|
|
|
|
1 |
- |
|
|
|
|
ги |
|
|
|
SL Ж1 |
~ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
250 |
|
|
300 |
|
|
350 |
Ш |
||
Расстояние |
от |
оси |
|
агрегатов |
ГЭС, |
ж |
|
||
|
|
|
|
|
|||||
440
Рис
.
9.5
Продольный
профиль (г.
дна отводящего
Жигулевск)
канала
Волжской
ГЭС
1
- |
крепление рисбермы; 2 - трехслойный фильтр; |
|
бетонное |
||
гибкой части рисбермы; 4 - проектная каменная пригрузка |
; |
|
отсыпка |
; 6 - поверхность размыва русла; 7 - проектная |
|
|
|
|
3 |
- проектное |
положение |
|
5 |
- ремонтная |
каменная |
|
отметка дна |
канала |
||
|
|
||
|
Учитывая важность |
рассматриваемого |
вопроса остановимся |
подробно |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
на |
двух конкретных случаях крупных восстанови |
гельных |
|
ремонтных работ |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГЭС. |
|||||||||||||||||
проведенных |
в водобойном колодце и |
в теле плотины Саяно- |
Шушенской |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
на Саяно |
|
||||||||||||||||||||
сопряжения бьефов при пропуске холостых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
Схема |
сбросов |
|
|
|
|
- |
||||||||||||||||||||
Шушенской |
ГЭС выполнена путем устройства |
водобойного |
колодца |
, |
|||||||||||||||||||||||
|
|
и ширину |
в плане |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
144,8 м |
|||||||||||||||||||
имеющего трапецеидальную форму длиной по оси |
|||||||||||||||||||||||||||
у плотины |
130,7, сужающуюся до 112,6 м у водобойной стенки. |
на |
|
бетонную |
|||||||||||||||||||||||
|
Дно |
водобойного колодца было закреплено |
уложенными |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
к |
||||||||||||||||||||
подготовку |
армированными |
плитами. |
Равномерно плиты были |
прикреплены |
|||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
плитами |
были установлены |
|||||||||||||||||||||||
скальному основанию простыми анкерами. Между |
|||||||||||||||||||||||||||
шпонки |
, которые должны были препятствовать |
|
проникновению |
гидро |
¬ |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
статического |
и |
гидродинамического давления в подплитное |
|
пространство |
|||||||||||||||||||||||
на |
практике |
|
избежать |
этого не удалось, и |
|
крепление |
было |
||||||||||||||||||||
Фактически |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
9.6). Ширина зоны повреждения составляла |
25- |
30 |
м |
, длина 60- |
||||||||||||||||||||||
разрушено |
(рис. |
||||||||||||||||||||||||||
65 |
м, глубина до 10 м. Объем вынесенного потоком бетона составлял около |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
, |
|
который |
необходимо |
было |
||||||||||||||
10 |
тыс. м . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Общий объем поврежденного бетона |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
422
,2 |
тыс. м |
или |
12 |
|
геометрического |
|
удалить, составил 53 |
|
3 |
|
,3% из общего |
|
|
|
|
|
тыс. м , вынесеных потоком. |
|||
|
|
в том числе |
10 |
|||
, |
|
3 |
|
|||
|
|
|
||||
водобойных устройств |
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
& |
|
. |
|
|
|
|
|
* |
|
объема
Я
«
-
4»
Водобойная |
|
стенка |
- |
|
Ш |
: *
.ribk, * *
Рис.
9.6
Внешний
вид разрушенного
Саяно-Шушенской
водобойного ГЭС
колодца
а)
-
площадь
разрушения;
6
)
-
вынос
плит
крепления
дна
со
своих
мест
На рис. 9.7, а представлены наиболее характерные три зоны разрушения |
|||||
|
. Общая площадь |
разрушений около 80%. В зоне 1 |
были |
||
водобойного колодца |
|
|
|
|
|
наибольшие |
повреждения с полным разрушением плит крепления, а также |
||||
|
|
|
, |
) |
|
бетонной подготовки |
|
|
|||
и скалы ниже подошвы бетонной подготовки (рис. 9.7 |
б |
||||
423
на глубину до 7 |
м. В зоне II были полностью разрушены плиты |
и |
частично |
|||||
бетонная подготовка. Анкера 0 50 мм были разорваны в местах на 20 см выше |
||||||||
устья скважин в |
скале |
с характерной формой обрыва - с образованием шейки |
||||||
|
диаметра, |
- |
, что наступил предел |
текучести металла |
||||
меньшего |
|
это означает |
|
|
|
|
||
анкера. В зоне III поверхности плит на значительной площади были разрушены |
||||||||
до арматурных |
сеток, часть плит |
в плане и по высоте были смещены, а |
||||||
некоторые были |
выброшены потоком со своих мест (рис. 9.6, б). |
|
|
|||||
а)
©-
.
•1ч
©-
©-
©-
0—
4
' |
1 |
|
-
контур разг |
|
плит 1981 |
г |
/ |
|
Участок эрозии скалы
Скальное
/ |
|
Бетонная |
подготовка |
©
Водобойная
стенка
Вновь
уложенный
бетон
1-
ой
очереди
п
мт
ж |
|
/ / |
|
|
сУ МвствУкхДии |
' ' |
1 |
контур скалы |
|
|
после вымыва |
отвал
скального грунта
\ проектный контур скалы
C
-Q
'
Рис
.
9.7
а)
Схема разрушения дна водобойного |
|
Саяно-Шушенской ГЭС |
|
б) Разрез по водобойному |
колодцу |
|
|
колодца
III
-
|
|
; |
|
|
|
- |
I - зона наибольших разрушений вместе со скалой |
|
|
II |
зона разрушения плит и частично бетонной подготовки; |
|||
плиты разрушены до арматурной сетки и часть выброшена |
со |
своих |
||
|
||||
мест
424
Ремонт водобойного колодца выполнялся в несколько очередей,
поскольку время, возможное для производства работ, могло предоставляться,
лишь начиная с глубокой осени и в течение всей зимы (когда уже нельзя ожидать холостых сбросов из-за половодий и паводков). Этого времени не хватало для выполнения всего объема работ за один сезон, что создавало
организационные трудности, а, кроме того, этот же период технологически
неблагоприятен для бетонных и цементационных работ. Над блоками
вынуждены были сооружать тепляки. Еще более усложняло работы поступление воды через скальное основание под напором нижнего бьефа.
Основные технические решения, которые легли в основу ремонтных
работ водобойного колодца, сводились к следующему: размер плит (столбов)
крепления дна в плане был сокращен вдвое; в межблочные швы закладывалась
цементационная арматура для улучшения качества инъецирования раствора в
швы, а также использовалось трубное охлаждение блоков для большего
раскрытия швов и улучшения условий их омоноличивания; был учащен шаг анкеров, а в двух рядах были установлены предварительно-напряженные
анкера на глубину до 20 м; для обеспечения совместной работы блоков в швах
были установлены опорные бетонные шпонки, а в швах свежеукладываемых
блоков - еще и металлические шпонки.
Несмотря на принятые исчерпывающие меры по улучшению
технологии работ, обеспечить герметизацию, исключающую проникновение
гидродинамического давления в швы между блоками, не удалось, что было
выявлено натурными исследованиями, поэтому водобойный колодец разрешено
использовать лишь в щадящем режиме. Для обеспечения пропуска высоких
половодий будет сооружаться резервный водосброс.
По тем же причинам недостатков проектирования из-за отставания
расчетных моделей от опережающей инженерной строительной практики растянутая зона напорной грани плотины Саяно-Шушенской ГЭС оказалась
значительно больше и напряженно-деформированное состояние её хуже, чем
предполагалось проектом. При этом необходимо отметить, что на данном
высоконапорном гидроузле, как и на всех подобных ему с высокими плотинами
вРоссии, не предусматриваются водосбросы по опорожнению водохранилищ из-за очень сложных и тяжелых гидравлических, а также прочностных условий,
вкоторых должны содержаться и крайне редко работать водосбросные
устройства и их затворы. Таким образом, ремонт необходимо было вести в
условиях напорной и высокоскоростной фильтрации. Промедление с работами
по прекращению фильтрации было недопустимо из-за неизбежной деградации бетона в зоне тела плотины с нарушенной сплошностью (монолитностью), где возникла сеть трещин.
Во избежание суффозии бетона растянутой зоны в ней была проведена
инъекция цементным раствором по традиционной технологии с
использованием цемента, а также с применением полиуретана. Ни тот, ни
другой способ не привел к положительному результату из-за очень высокой
скорости воды в трещинах. Для решения проблемы была разработана
425
нетрадиционная в |
отечественной практике технология инъецирования бетона |
|||||||||||||||||
с применением нетрадиционных полимерных материалов типа |
«Родур». |
|||||||||||||||||
Использование |
новой бурильной и нагнетательной техники с применением |
|||||||||||||||||
«Родура» и |
инъецирование по специально разработанной схеме позволили |
|||||||||||||||||
надежно заполнить трещиноватую зону |
бетона с хорошей адгезией |
материала |
||||||||||||||||
с бетоном. |
Раствор, обладая |
высокой |
вязкостью, имеет хорошую |
прони |
¬ |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
цаемость, низкое |
поверхностное натяжение, инертность к воде и способность |
|||||||||||||||||
быстро |
отвердевать |
при |
низких температурах, при |
этом |
по сравнению |
с |
||||||||||||
|
|
|
|
эластичен |
(модуль упругости 3500-5000 |
МПа). |
|
|
|
|
|
|
||||||
бетоном достаточно |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Сложность |
инъецирования напорной грани, проводившейся в пределах |
|||||||||||||||||
первого столба, заключалась в том, что |
необходимо было варьировать между |
|||||||||||||||||
тем, чтобы иметь |
как |
можно большее раскрытие трещин и |
благодаря |
этому |
||||||||||||||
обеспечить |
максимальную полноту их заполнения, |
с другой стороны не |
||||||||||||||||
превысить |
давление |
инъецирования, |
что могло ухудшить напряженно- |
|||||||||||||||
деформированное |
состояние плотины. Необходимо было обеспечить |
|
почасовой |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
и соседних |
секций на |
|||||||||||
контроль за |
перемещениями инъецируемого массива |
|||||||||||||||||
разных |
отметках. |
Контроль состояния |
плотины в момент инъецирования |
и |
||||||||||||||
координация технологических |
приемов ремонтников лег полностью |
|
на |
службу |
||||||||||||||
эксплуатации, |
которая разрабатывала |
и технические условия совместно с |
||||||||||||||||
проектной организацией на проведение |
ремонтных работ, и |
схему |
установки |
|||||||||||||||
|
контроля |
|||||||||||||||||
дополнительных |
щелемеров. |
Один из |
видов эксплуата-ционного |
|||||||||||||||
|
|
на |
||||||||||||||||
ремонтных |
|
работ |
и |
его |
результаты |
представлены |
||||||||||||
|
|
|
|
|
зона инъецирования. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
рис. 9.8, где |
заштрихована |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
540 |
- |
|
|
|
|
|
Ш |
535 |
|
2.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
ю |
530 |
|
|
|
- |
А |
|
|
|
|
2.0 |
|
|||
|
|
|
5 |
|
|||
|
525 |
|
Б |
||||
|
5 |
|
|
|
|||
|
|
' |
оГ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1.5 |
- |
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
||
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
а |
1.0 |
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
«5 |
|
|
|
|
|
|
|
CL |
0.5 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
о |
сентяорь |
октяорь |
|
|
|
|
|
|
август |
||
4 |
Z |
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
359 |
С-24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с352 |
|
|
|
|
|
|
л |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
350.51 |
||||
|
|
о3441 |
|
|
- |
П |
|
|
|
|
|
||
|
|
359 |
С-23 |
|
|
|
2 |
|
|
|
1 |
||
|
v351.5 |
|
|
. |
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
1 |
6 |
*350.5 |
|
|
п |
|
v 344 |
|
|
||||
|
|
|
||||
нояорь |
|
декаорь |
|
|
|
|
а
|
Рис. 9.8 Гоафик раскрытия трещин |
в растянутой |
зоне |
||
|
|
|
|||
|
|
в период инъецирования |
|
|
|
и |
б - схема расположения щелемеров в двух секциях; 1, 2, 3, 4, 5, 6 - номера |
||||
|
|
щелемеров и их показания; 7 |
|
|
; |
дополнительных |
- уровень верхнего бьефа |
||||
|
А - первоначальная инъекция; Б - повторная инъекция (в октябре |
) |
|||
|
|
||||
426
Кроме
указанных
особенностей,
связанных
с
ремонтом
зон
бетона
с
, необходимо |
было в проекте |
производства работ |
|||||
нарушенной монолитностью |
|
приготовлению |
материалов |
для |
|||
тщательно прорабатывать вопросы по |
|||||||
инъецирования, отвечающих |
необходимым физико химическим |
и эколо |
|
||||
|
- |
|
|
|
|
¬ |
|
гическим свойствам, по подбору буровой, смесительной |
и нагнетательной |
||||||
техники, соответствующей технологическому процессу (скорость и качество |
|||||||
|
|
|
|
|
, адгезия |
||
бурения; давление и производительность нагнетания раствора; вязкость |
|
|
|||||
и скорость твердения материала, технологичность его при транспортировке |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
и |
|
хранении, опорожнении из нагнетательных систем; безопасность технологии |
|||||||
инъецирования для персонала и |
окружающей среды и т.п. |
|
(впервые в мире) |
||||
На этом же гидроузле была выполнена уникальная |
|||||||
работа по ремонту разуплотненного скального основания под напорной гранью |
|||||||
плотины. До этого нигде в мире по технологии подобной той, что была |
|||||||
разработана для инъецирования бетона, работы по подавлению фильтрации |
|||||||
через
основание
не
проводились.
Проект производства работ предусматривал |
|
|
|
|
. На |
первом этапе |
||||||||
два этапа |
|
|
|
путём |
||||||||||
при УМО по определенной схеме расположения скважин заполнялись |
||||||||||||||
инъецирования промытые трещины |
и пустоты |
|
в скальном основании и |
|||||||||||
|
|
|
|
, |
близком |
к НПУ, |
инъекция |
|||||||
цементационной завесе. На втором этапе при УВБ |
|
|
|
|
|
|
||||||||
проводилась, когда трещины максимально раскрыты. |
|
|
|
состояние |
||||||||||
Влияние инъецирования |
на напряженно деформированное |
|||||||||||||
|
- |
|
|
|
контролировалось по |
|||||||||
системы «плотина |
- |
|
» также тщательно |
|||||||||||
|
основание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
измерительной аппаратуре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
контрольно- |
|
|
были пробурены контрольные |
|
|
|
, а |
|||||||
После окончания работ |
|
|
|
|||||||||||
скважины |
||||||||||||||
также извлечены керны из массива |
отремонтированных зон |
|
бетона и |
|||||||||||
основания. Исследование кернов показало хорошую |
заполняемость |
трещин и |
||||||||||||
На рис. 9.9 |
представлен |
|||||||||||||
хорошую адгезию материала инъекции со скалой. |
||||||||||||||
внешний
вид керна,
f
выбуренного из тела |
|||
|
|
Родур |
|
. |
|
"C |
|
.4 |
. |
|
|
|
|
||
|
, 2 |
м |
|
|
* |
||
|
|
' |
|
плотины.
|
|
|
, |
Рис. 9.9 |
|
, выбуренного из растянутой |
|
Внешний вид керна |
|
||
отремонтированной |
зоны бетона плотины Саяно-Шушенской |
||
Хорошо виден «Родур», заполнивший |
трещину |
||
|
|||
ГЭС.
427