Здания и сооружения объектов энергетики. Методика оценки технического состояния (стр. 15 )

При проведении наблюдений необходимо обеспечивать:

ежедневную регистрацию уровней верхнего и нижнего бьефов и среднесуточной температуры воздуха в створе гидроузла; осуществление в одни и те же календарные сроки наблюдений за параметрами, связанными между собой причинно-следственными зависимостями, соответствие частоты инструментальных наблюдений установленной наблюдениями скорости изменения измеряемых величин; проведение визуальных осмотров сооружений по графику, учитывающему сезонность проявления и изменения наблюдаемых процессов, специфику поведения конкретного сооружения (появление трещин, выход воды на низовую грань, образование наледей, зарастание откосов грунтовых плотин растительностью, воздействие атмосферных осадков и др.).

При сдаче гидротехнических сооружений в эксплуатацию строительная организация (генеральный подрядчик) передает дирекции ГЭС контрольно-измерительную аппаратуру и все данные наблюдений, включая нулевые отсчеты, а также инструкции по организации наблюдений, методики обработки и анализа данных измерений и результаты натурных наблюдений. На основании результатов обследований и наблюдений за состоянием гидротехнических сооружений разрабатываются и реализуются мероприятия, направленные на обеспечение безопасности и надежности ГТС, осуществляется корректировка критериев безопасности ГТС, совершенствуются методы и средства измерений, развиваются системы диагностического контроля ГТС, разрабатываются схемы производства работ при проведении противоаварийных мероприятий.

Оценка технического состояния и уровня безопасности ГТС выполняется путём сравнения контролируемых параметров состояния ГТС и их оснований с критериальными значениями или характеристиками указанных параметров (критериями безопасности).

Контролируемые количественные и качественные показатели технического состояния, уровня внешних воздействий и условий эксплуатации ГТС устанавливаются проектом с последующей корректировкой в процессе эксплуатации, исходя из следующего общего перечня контролируемых показателей.

Действующие на сооружение внешние нагрузки и воздействия:

гидростатическое давление со стороны верхнего и нижнего бьефов (уровни воды, графики наполнения и сработки водохранилища); температура окружающих сооружение сред (воздуха, воды); давление наносов (их уровень и механические характеристики); воздействия ветровых волн и льда; техногенные воздействия на сооружение (взрывы, проходка подземных выработок, сброс потока воды, работа гидроагрегатов, движение железнодорожного и автомобильного транспорта); сейсмические воздействия (динамические перемещения, скорости, ускорения основания при сейсмических воздействиях).

Реакция сооружений на внешние воздействия и возникающие в сооружениях внутренние (объёмные) силы:

вертикальные и горизонтальные перемещения и деформации сооружений, их основании (в пределах активной и приконтактнои зон); напряжения (усилия) в сооружениях и их основаниях; напряжения на контакте бетонных сооружений с основанием, с различного рода засыпками и грунтовыми сооружениями; параметры сейсмических колебаний оснований и сооружений; взаимные смещения по межсекционным швам бетонных и железобетонных сооружений; раскрытие трещин, межблочных швов в бетонных и железобетонных сооружениях; глубина распространения трещин по контакту бетонной плотины со скальным основанием; углы поворота (наклона) характерных сечений бетонных и железобетонных сооружений; фильтрационный расход (суммарный и по отдельным участкам сооружении и их оснований), поступающий в дренажные устройства и подземные выработки или выходящий на дневную поверхность; температура и химический состав фильтрующей воды; отметки депрессионной поверхности фильтрационного потока в теле грунтовых сооружений и береговых примыканиях; пьезометрические напоры и градиенты фильтрационного давления в теле грунтовых сооружений, основании и береговых примыканиях; фильтрационное давление на подошвы бетонных сооружений; поровое давление и интенсивность его рассеивания в водоупорных элементах плотин из грунтовых материалов и основаниях; температура сооружений, а также их оснований (в приконтактной зоне).

При необходимости организуются специальные наблюдения за вибрацией сооружений, прочностью материалов сооружений и конструкций, коррозией металла и бетона, состоянием сварных швов металлоконструкций, выделением газа на отдельных участках сооружений и другие наблюдения.

Характеристики качественных показателей технического состояния ГТС, определяемые визуальными наблюдениями, включая обследования подводных элементов ГТС:

наличие и развитие просадок или пучения грунта на гребне, бермах или откосах грунтовых сооружений; оползни, в том числе локальные и береговых склонов, абразия берегов, оврагообразование; деформация, износ и коррозия бетонных, железобетонных и металлических элементов сооружений; повреждения волнозащитных креплений откосов плотин; наличие полостей и каверн в основании и теле сооружений; наличие и развитие трещин и других повреждений на гранях сооружений, в зонах сопряжения элементов сооружений и оснований с различными механическими и фильтрационными свойствами, а также в подземных выработках; протечки в потернах сооружений, следы выщелачивания бетона; засорение, зарастание, перемерзание дренажных устройств; локальными разрушениями водобоя и рисбермы, размывами дна и берегов, кавитационным разрушением водосливных и подводных граней, истиранием и коррозией облицовок, просадкой, оползневыми явлениями, заилением и зарастанием бассейнов, переработкой берегов водоемов; воздействием льда на сооружения и их обледенением, образование наледей на выходах фильтрационного потока; высачивание воды и намокание откосов и склонов, заболачивание, появление ключей и грифонов; наличие мутности фильтрующей воды; механические повреждения элементов водосбросного тракта и размывы русла в нижнем бьефе; повреждение, коррозия и нарушение работоспособности затворов, гидромеханического, кранового и электромеханического оборудования; объёмы и уровень наносов в верхнем бьефе, отложения наносов (бары) в нижнем бьефе.

Визуальные наблюдения могут выполняться в комплексе с инструментальными, При выполнении наблюдений за качественными характеристиками показателей состояния ГТС следует максимально использовать средства линейно-угловых измерений, масштабное фотографирование, методы неразрушающего контроля и другие возможные для применения технические средства. Обследования подводных элементов сооружений, подводящего и отводящего участков русел (каналов) следует выполнять с использованием гидроакустических средств измерений и подводной видеосъемки.

При оценке технического состояния сооружений и уровня риска аварии (уровня безопасности) эксплуатируемого ГТС необходимо учитывать также следующие показатели:

соответствие конструктивно-компоновочных решений, инженерно-геологических особенностей основания, технологии строительства, условий эксплуатации ГТС положениям действующих норм и правил, а также современным методам расчетов и методам оценки состояния ГТС; вероятность превышения принятых в проекте расчетных уровней возможных природных воздействий; изменения расчетных значений механических и фильтрационных характеристик материалов сооружений, а также свойств пород оснований; изменения пропускной способности водосбросных и водопропускных сооружений, а также работоспособности противофильтрационных элементов ГТС; работоспособность систем инструментального контроля; оценки последствий возможных аварий и состояния противоаварийного обеспечения ГТС; соответствия условий эксплуатации требованиям норм и правил безопасности.

Для проведения инструментальных наблюдений за состоянием гидротехнических сооружений следует применять геодезические марки и реперы, механические средства линейно-угловых измерений, устанавливаемые в доступных для производства наблюдений местах, измерительные преобразователи контролируемых величин для автоматизации измерений и выполнения измерений в недоступных местах (закладные преобразователи).

Методики выполнения измерений величин, характеризующих напряженно-деформированное состояние гидротехнических сооружений с использованием струнных измерительных преобразователей, устанавливаемых при возведении гидротехнических сооружений, регламентированы шестью отраслевыми стандартами: ОСТ 34-72-647-83 - ОСТ 34-72-652-83[75 – 80].

Общие технические требования к измерительным преобразователям, применяемым для долговременного контроля и диагностики состояния ГТС, регламентированы ОСТ 34-72-591-83[81].

В целях обеспечения оперативности выполнения измерений и первичной обработки данных измерений, ведения электронных баз данных и автоматизации измерений на объектах, имеющих гидротехнические сооружения 1,2 и 3 классов рекомендуется применение компьютерных систем диагностического контроля (мониторинга) состояния сооружений. Состав основных технических и программных средств систем диагностического контроля и их основные функции приведены в приложениях И3 и И4.

Обследования подводных элементов ГТС и их водопроводящих трактов, включая проточную часть зданий ГЭС, донные водосбросы, водобои, рисбермы, дно отводящих каналов, а также подводных элементов водоприемников, подводящих каналов, напорных и низовых граней водоподпорных ГТС 1 и 2 классов, должны выполняться с применением подводной фото - и телесъемки, специальной измерительной техники, обеспечивающей необходимую точность измерений. Технические требования к методам и средствам подводных обследований и их метрологическому обеспечению устанавливаются отдельным стандартом «ЕЭС России». На гидротехнических сооружениях первого класса, расположенных в районах с сейсмичностью более 6 баллов, и на сооружениях второго класса, расположенных в районах с сейсмичностью более 7 баллов, ведется динамический паспорт сооружений и должны проводиться следующие виды специальных наблюдений и испытаний:

сейсмометрический мониторинг - инженерно-сейсмометрические наблюдения за работой сооружений и береговых примыканий; сейсмологический мониторинг - инженерно-сейсмологические наблюдения в зоне ложа водохранилища вблизи створа сооружений и на прилегающих территориях; динамическое тестирование - тестовые испытания по определению динамических характеристик этих сооружении с составлением динамических паспортов - при сдаче в эксплуатацию, а затем через каждые 5 лет.

Для проведения инженерно-сейсмометрических наблюдений гидротехнические сооружения должны быть оборудованы автоматизированными приборами и комплексами, позволяющими регистрировать кинематические характеристики в ряде точек сооружений и береговых примыканий во время землетрясений при сильных движениях земной поверхности. Необходимо оперативно обрабатывать полученную информацию.