4.3. Технология геодезического контроля
горизонтальных смещений сооружений и оборудования
4.3.1. Общая технологическая схема контроля
горизонтальных смещений
Контроль горизонтальных смещений некоторых видов сооружений и технологического оборудования промышленных предприятий имеет специфические особенности среди других видов контроля геометрических параметров. К таким особенностям, прежде всего, относят специфические способы, методы и средства измерений, присущие, как правило, контролю данного типа параметров.
Технология геодезического контроля горизонтальных смещений сооружений и некоторых видов технологического оборудования состоит из трех основных процессов, которые, в свою очередь, включают в себя определенные этапы.
1. Проектирование технологии контроля:
- выбор объектов, параметров, разработка процессов контроля, назначение точности;
- выбор схемы и метода контроля параметра с разработкой схемы размещения геодезической контрольно-измерительной аппаратуры (КИА), расчетом точности измерения элементов геометрической схемы, назначением метода и средств измерений;
- разработка методов обработки результатов измерений и форм отчетной документации по контролю горизонтальных смещений.
2. Проведение геодезического контроля на объекте:
- изготовление и установка геодезической КИА;
- подготовка персонала, приборов, приспособлений;
- разработка правил техники безопасности и пожарной безопасности при проведении контроля;
- выполнение измерений.
3. Обработка и анализ результатов измерений:
- проверка и обработка первичной документации;
- уравнивание результатов измерений;
- вычисление отклонений параметров;
- построение графиков;
- интерпретация результатов;
- заполнение паспорта объекта или составление технического отчета.
4.3.2. Выбор объектов, параметров, разработка
процессов контроля, назначение точности
Общие принципы, технологическая схема проектирования, а также выбор объектов, видов параметров, процессов проектирования геодезического контроля горизонтальных смещений гидротехнических сооружений и других объектов, на которые действуют горизонтальные нагрузки, изложены подробно
в разделе 3. Они присущи большинству объектов промышленных предприятий, в том числе, гидротехническим сооружениям, поэтому подробно здесь не излагаются.
Контроль горизонтальных смещений в процессе строительства и эксплуатации в проектах назначают, как правило, для объектов, испытывающих силовые горизонтальные нагрузки или температурные воздействия, приводящие к изменению формы самого объекта или его пространственного положения в горизонтальной плоскости относительно основания и других взаимосвязанных объектов. К таким объектам относятся:
1) постоянные гидротехнические сооружения (СНиП 2.06.01-85):
- плотины;
- устои и подпорные стены, входящие в состав напорного фронта;
- крупные дамбы обвалования;
- берегоукрепительные (внепортовые), регуляционные и оградительные сооружения;
- водосбросы;
- водоприемники и водозаборные сооружения;
- каналы деривационные, судоходные, водохозяйственных и мелиоративных систем, комплексного назначения и сооружения на них;
- напорные бассейны и уравнительные резервуары;
- гидравлические, гидроаккумулирующие электростанции, насосные станции и малые гидроэлектростанции;
- судоходные сооружения (шлюзы, судоподъемники и судоходные плотины);
- гидротехнические сооружения портов (пристани, набережные, пирсы), судостроительных и судоремонтных предприятий;
- гидротехнические сооружения тепловых и атомных электростанций;
- рыбопропускные сооружения, входящие в состав напорного фронта;
- сооружения, входящие в состав инженерной защиты городов, сельскохозяйственных и народнохозяйственных угодий и других народнохозяйственных объектов;
- морские нефтегазопромысловые гидротехнические сооружения;
- сооружения навигационной обстановки;
2) сооружения на оползнях;
3) подпорные стенки, служащие опорой для зданий и сооружений;
4) некоторые виды точного технологического оборудования, горизонтальные смещения частей которого влияют на качество выпускаемой продукции.
Из всех видов указанных сооружений наибольшего внимания по сложности проектных, строительно-монтажных и эксплуатационных работ заслуживают гидротехнические сооружения и наиболее ответственные из них – плотины, им и будет уделено, в дальнейшем, наибольшее внимание.
На гидротехнические сооружения действуют следующие нагрузки и воздействия (СНиП 2.06.06-85):
1. Постоянные и временные (длительные и кратковременные):
а) собственный вес конструкции и сооружения;
б) вес постоянного технологического оборудования (затворов, гидроагрегатов, трансформаторов и др.), месторасположение которого на сооружении не меняется в процессе эксплуатации;
в) давление воды непосредственно на поверхность сооружения и основания; силовое воздействие фильтрующейся воды, включающее объемные силы фильтрации и взвешивания в водонасыщенных частях сооружения и основания, и противодавление на границе водонепроницаемой части сооружения при нормальном подпорном уровне, соответствующем максимальным расходам воды расчетной вероятности превышения основного расчетного случая и нормальной работе противофильтрационных и дренажных устройств;
г) вес грунта и его боковое давление, горное давление, давление грунта, возникающее вследствие деформации основания и конструкции, вызываемой внешними нагрузками и температурными воздействиями;
д) давление отложившихся наносов;
е) нагрузки от предварительного напряжения конструкции;
ж) нагрузки, вызванные избыточным поровым давлением незавершенной консолидации в водонасыщенном грунте при нормальном подпорном уровне и нормальной работе противофильтрационных и дренажных устройств;
з) температурные воздействия строительного и эксплуатационного периодов, определяемые для года со средней амплитудой колебания среднемесячных температур наружного воздуха;
и) нагрузки от перегрузочных и транспортных средств и складируемых грузов, а также другие нагрузки, связанные с эксплуатацией сооружения;
к) давление волны, определяемое при средней многолетней скорости ветра, кроме портовых сооружений, для которых указанное давление следует определять по СНиП 2.06.04-82;
л) давление льда, определяемое при его средней многолетней толщине, кроме портовых сооружений, для которых указанное давление следует определять по СНиП 2.06.04-82;
м) нагрузки от судов (вес, навал, швартовные и ударные) и от плавающих тел;
н) снеговые и ветровые нагрузки;
о) нагрузки от подъемных и других механизмов (мостовых и подвесных кранов и т. п.);
п) давление от гидравлического удара в период нормальной эксплуатации;
р) динамические нагрузки при пропуске расходов по безнапорным и напорным водоводам при нормальном подпорном уровне.
2. Особые (при особом сочетании нагрузок они заменяют соответствующие им постоянные, временные, длительные и кратковременные нагрузки):
с) давление воды непосредственно на поверхности сооружения и основания; силовое воздействие фильтрующейся воды, включающее объемные силы фильтрации и взвешивания в водонасыщенных частях сооружения и основания и противодавление на границе водонепроницаемой части сооружения; нагрузки, вызванные избыточным поровым давлением незавершенной консолидации в водонасыщенном грунте, при форсированном уровне верхнего бьефа, соответствующем максимальным расходам воды расчетной вероятности превышения поверочного расчетного случая или при уровнях верхнего бьефа выше НПУ, соответствующих максимальным расходам воды расчетной вероятности превышения основного расчетного случая и при нормальной работе противофильтрационных или дренажных устройств или при нормальном подпорном уровне верхнего бьефа, соответствующем максимальным расходам воды расчетной вероятности основного расчетного случая и нарушения нормальной работы противофильтрационных или дренажных устройств (взамен нагрузок подпунктов «в» и «ж»);
т) температурные воздействия строительного и эксплуатационного периодов, определяемые для года с наибольшей амплитудой колебания среднемесячных температур наружного воздуха (взамен нагрузок подпункта «з»);
у) ледовые нагрузки, определяемые при максимальной многолетней толщине льда или прорыве заторов при зимних попусках воды в нижний бьеф (вместо нагрузки подпункта «л»), кроме портовых сооружений, для которых ледовые нагрузки при особом сочетании не учитываются;
ф) давление волны, определяемое при максимальной расчетной скорости ветра (взамен нагрузки подпункта «к»), кроме портовых сооружений, для которых указанное давление при особом сочетании не учитывается;
х) давление от гидравлического удара при полном сбросе нагрузки (взамен нагрузки подпункта «п»);
ц) динамические нагрузки при пропуске расходов по безнапорным и напорным водоводам при форсированном уровне верхнего бьефа (вместо нагрузок подпункта «р»);
ч) сейсмические воздействия;
ш) динамические нагрузки от взрывов;
щ) гидродинамическое и взвешивающее воздействия, обусловленные цунами.
Конкретные виды нагрузок и их сочетания для каждого объекта учитывают в проектах. Из перечня нагрузок видно, сколь сложны расчеты сооружений и как важны не только контроль их деформаций, но и выяснение причин их возникновения.
Наиболее сложным в техническом отношении является контроль горизонтальных смещений гидротехнических сооружений и особенно плотин 1 и 2 классов.
Это связано, прежде всего с тем, что каждое гидротехническое сооружение возводится по индивидуальному проекту. Условия строительства и эксплуатации этих сооружений (особенно плотин) столь разнообразны, а надежность некоторых из них должна быть настолько высока, что для подтверждения при проектировании правильности расчетов на прочность и устойчивость, производят сложные испытания на моделях малого масштаба [СНиП 2.06.01-85]. Для оценки технических состояний таких сооружений в процессе их строительства и эксплуатации проектами предусматривают не только контроль известных параметров, но и специальные исследования и наблюдения за состоянием основания, бортов и самих объектов.
В связи с вышесказанным, следует иметь в виду, что для сооружений,
в проектах которых предусмотрены специальные исследования и наблюдения
и отсутствуют допуски на геометрические параметры, следует руководствоваться программами этих исследований и наблюдений, в которых должны быть прописаны точность, периодичность, методы и средства измерений, о чем говорилось в разделе 3.
Для указанных выше технических объектов, как правило, применяют сплошной, активный, периодический контроль. Категорию контроля для гидротехнических сооружений, кроме признаков, оговоренных табл. 4.3.1, рекомендуется назначать в зависимости от класса сооружения (см. табл. 4.3.1
и табл. 4.3.2). Класс основных сооружений, входящих в состав напорного фронта, должен устанавливаться по сооружению, отнесенному к более высокому классу и более высокому значению из указанных таблиц.
Таблица 4.3.1
Класс основных постоянных гидротехнических сооружений в зависимости
от их высоты и типа грунтов основания (выписка из СНиП 2.06.01-85)
Сооружения | Тип грунтов | Высота сооружений, м, при их классе | |||
основания | I | II | III | IV | |
1. Плотины из грунтовых материалов | А | Более 100 | От 70 до 100 | От 25 до 70 | Менее 25 |
Б | " 75 | " 35" 75 | " 15" 35 | " 15 | |
В | " 50 | " 25" 50 | " 15" 25 | " 15 | |
А Б В | Более 100 '' 25 | От 60 до 100 '' 25'' 50 '' 20'' 25 | От 25 до 60 '' 10'' 25 '' 10'' 20 | Менее 75 '' 10 '' 10 |
Окончание табл. 4.3.1
Сооружения | Тип грунтов | Высота сооружений, м, при их классе | |||
основания | I | II | III | IV | |
3. Подпорные стены | А | Более 40 | От 25 до 40 | От 15 до 25 | Менее 15 |
Б | " 30 | " 20" 30 | " 12" 20 | " 12 | |
В | " 25 | " 18" 25 | " 10" 18 | " 10 | |
4. Морские причальные соо-ружения основного назначения (грузовые, пассажирские, судостроительные, судоремонтные и т. д.) | А, Б,В | Более 25 | От 20 до 25 | Менее 20 | ~ |
5. Морские внутрипортовые оградительные сооружения; береговые укрепления пассивной защиты; струенаправляющие и наносоудерживаюшие дамбы и др. | А, Б,В | - | Более 15 | 15 и менее | - |
6. Оградительные сооружения (молы, волноломы и дамбы); ледозащитные сооружения | А, Б,В | Более 25 | От 5 до 25 | Менее 5 | |
7. Сухие и наливные доки; наливные доккамеры | А, Б,В | - - | Более 15 | 15 и менее 10 " | - |
8. Стационарные буровые платформы на шельфе для добычи нефти и газа; эстакады в открытом море; искусственные острова | А, Б,В | Более 25 | 25 и менее | - | - |
Примечания: 1. Грунты: А – скальные: Б – песчаные, крупнообломочные и глинистые в твердом и полутвердом состоянии; В – глинистые, водонасыщенные в пластичном состоянии.
2. Высоту гидротехнического сооружения и оценку его основания следует определять
в соответствии со СНиП по проектированию отдельных видов гидротехнических сооружений и оснований.
3. В поз. 4 и 6 настоящей таблицы вместо высоты сооружения принята глубина у сооружения, в поз. 8 – глубина в месте установки.
Таблица 4.3.2
Класс основных постоянных гидротехнических сооружений
в зависимости от последствий нарушения их эксплуатации
(социально-экономической ответственности) (выписка из СНиП 2.06.01-85)
Объекты гидротехнического строительства | Класс сооружений |
1. Гидротехнические сооружения гидравлических, гидроаккумулирующих и тепловых электростанций мощностью, млн. кВт: | |
1,5 и более | I |
менее 1,5 | II-IV |
2. Гидротехнические сооружения атомных электростанций независимо от мощности | I |
3. Гидротехнические сооружения и судоходные каналы на внутренних водных путях (кроме сооружений речных портов): | |
сверхмагистральных | II |
магистральных и местного значения (см. примеч. 1 к таблице) | III |
4. Гидротехнические сооружения мелиоративных систем при площади орошения и осушения, обслуживаемой сооружениями, тыс. га: | |
св. 300 | I |
св. 100 до 300 | II |
« 50 « 100 | III |
50 и менее | IV |
5. Подпорные сооружения водохранилищ мелиоративного назначения при объеме, млн. м3: | |
св. 1000 | I |
св. 200 до 1000 | II |
« 50 « 200 | III |
50 и менее | IV |
6. Каналы комплексного водохозяйственного назначения | |
св. 1 млрд. руб. | I |
от 500 млн. до 1 млрд. руб. | II |
« 100 « « 500 млн. руб. | III |
менее 100 млн. руб. | IV |
7. Морские оградительные сооружения и гидротехнические сооружения морских каналов, морских портов при объеме грузооборота и числе судоходов: | |
св. 6 млн. т сухогрузов (св. 12 млн. т наливных) и 800 транспортных судов в навигацию | I |
от 1,5 до 6 млн. т. сухогрузов (от 6 до 12 млн. т наливных) | II |
от 600 до 800 транспортных судов | II |
менее 1,5 млн. т сухогрузов (менее 6 млн. т наливных) и менее 600 транспортных судов | III |
Окончание табл. 4.3.2
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
