2.2. Углы поворота горизонтальных сечений плотины (осей поперечных
гидростатических нивелиров).
В радиальных галереях плотины СШ ГЭС установлены гидростатические нивелиры, позволяющие измерять относительные (относительно нулевой марки) осадки в нескольких (5 - 7) точках радиальных сечений плотины. Первоначально в соответствии с проектом поперечные гидронивелиры были установлены в пяти секциях плотины (секции 18, 25, 33, 39, 45) на 4-х отметках (отм. 308 м, 332 м, 344 м, 359 м), всего 20 гидростатических нивелиров.
По измеренным относительным осадкам можно методом наименьших квадратов построить прямую, угловой коэффициент которой дает угол поворота горизонтального сечения плотины, расположенного вдоль оси гидростатического нивелира. Начальная эксплуатация плотины показала, что утлы поворота горизонтальных радиальных сечений плотины, вычисляемые по данным измерений относительных осадок марок поперечных гидростатических нивелиров, являются одними из наиболее эффективных диагностических показателей. Поэтому в процессе эксплуатации число контролируемых горизонтальных сечений (поперечных гидронивелиров) было увеличено до 35.
Анализ погрешности показал, что максимально возможная среднеквадратическая погрешность измерения и вычисления утла поворота радиального сечения плотины (оси гидр о нивелир а) не превышает 0,7 сек.
В таблице П.П.2 приведены вычисленные по измеренным относительным осадкам марок поперечных гидронивелиров углы поворота одного из сечений плотины: ключевое сечение (секция 33), контакт плотины со скальным основанием {отм. 308 м),
Таблица П.П.2 - Угол поворота радиального сечения плотины (сек)
Наполнение
| УВБ | Дата | Угол | Дата | Угол | |
| 500 | 24.05.93 | 0,5 | 01.05.94 | 0 | |
| 505 | 30.05.93 | -2,8 | 27.05.94 | -2,7 | |
| 510 | 04.06.93 | -6,1 | 02.06.94 | -7,0 | |
| 520 | 14.06.93 | -18,9 | 17.06.94 | -17,8 | |
| 530 | 01.07.93 | -29,5 | 20.07.94 | -28,7 | |
| 535 | 09.08.93 | -36,5 | 09.08.94 | -35,9 | |
| Сработка | |||||
| УВБ | Дата | Угол | Дата | Угол | |
| 535 | 23.11.93 | -38,7 | 23.11.94 | -38,9 | |
| 530 | 31.12.93 | -34,2 | 22.12.94 | -33,3 | |
| 520 | 15.02.94 | -24,0 | 19.02.95 | -23,6 | |
| 510 | 20.03.94 | -10,4 | 24.03.95 | -10,1 | |
| 505 | 10.04.94 | -7,0 | 09.04.95 | -7,0 | |
| 500 | 01.05.94 | 0,5 | 26.04.95 | -0,5 | |
Из таблицы П.П.2 видно, что:
вычисленные по данным измерений углы поворота горизонтального сечения на контакте ключевой консоли с основанием существенно больше погрешности их вычисления и измерения (0,7 сек);
углы чутко реагируют на изменения УВБ;
устойчивые и физически оправданные изменения углов в различные годы и циклы сработки - наполнения позволяют рассчитывать на возможность построения достоверной прогнозной модели и построение статистической прогнозной модели для углов.
Сказанное выше относится ко всем сечениям, в которых установлены поперечные гидронивелиры. Таким образом, углы поворота осей поперечных гидронивелиров обладают свойствами, указанными в п. 2.11 «Методики», и были приняты в качестве диагностических показателей состояния.
2.3. Необратимые радиальные перемещения
Среди эксплуатационных показателей состояния одними из важнейших показателей являются необратимые перемещения сооружения. При постановке сооружения под нагрузку и в первые годы его начальной эксплуатации происходит адаптация сооружения к окружающей его среде; при этом наблюдается: разгрузка скального основания;
возникновение и развитие не учтенных в проекте нарушений сплошности (трещин, раскрывающихся швов) в системе сооружение-основание;
геологические процессы (ползучесть молодого бетона, псевдопластические деформации грунтов);
рост противодавления на подошву сооружения.
В процессе адаптации происходят необратимые перемещения сооружения. Общепринято считать, что при обеспеченной надежности сооружения необратимые перемещения должны стабилизироваться в течение первых нескольких лет начальной эксплуатации.
Примечаиие - Под необратимыми понимаются те перемещения, которые остаются в сооружении после снятия нагрузки. Полностью разгрузить эксплуатируемое гидротехническое сооружение (например, осушить водохранилище) невозможно. Поэтому вопрос о том, какую часть общего (измеренного) перемещения определить как необратимое слагаемое, решается неоднозначно. Для ГЭС с годичным регулированием стока простейшим определением необратимого перемещения за год (цикл наполнения - сработки) будет разность перемещений при минимальных (равных УМО) УББ на соседних ветвях сработки.
В таблице П.П.3 приведены величины необратимых радиальных перемещений гребня ключевого сечения плотины Саяно-Шушенской ГЭС за первые 4 года эксплуатации после достижения водохранилищем НПУ:
Таблица П.П.3 - Необратимые радиальные перемещения (мм)
| Год | За год | С начала измерений |
| 1990 | 14,5 | |
| 1991 | 7,7 | 22,2 |
| 1992 | 3,6 | 25,8 |
| 1993 | 5,2 | 31,0 |
Из таблицы П.П.3 видно, что за 4 года необратимые перемещения гребня плотины составили 31 мм. Размах полных (измеренных) перемещений за период наполнения от УМО отм. 500 м до НПУ отм. 540 м в эти годы составлял 83 - 91 мм (см. таблицу П.П.1). Очевидно, что нельзя пренебрегать столь значительными необратимыми перемещениями при оценке безопасности плотины.
Погрешность измерения перемещений с помощью отвесов составляет 0,52 мм (см. выше), то есть существенно меньше контролируемой величины необратимых перемещений. Поэтому необратимые перемещения гребня приняты в качестве диагностического показателя состояния плотины Саяно-Шушенской ГЭС.