ПОСОБИЕ К «МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТЕРИЕВ БЕЗОПАСНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
РД 153-34.2-21.342-00”
Москва
ЦПТИиТО ОРГРЭС
2006
Разработано д.т.н. И.И. ИВАЩЕНКО, инж. И.Ф. БЛИНОВ, к.т.н. М.Я. ДИДОВИЧ, инж. Л.В. КОМЕЛЬКОВ, инж. ЕЛ СУРИКОВ, инж. В.Ф. ФИСЕНКО (ОАО «Научно-исследовательский институт энергетических сооружений»)
к.т.н. Е.Н. БЕЛЛЕНДИР, д.т.н. А.А. ГОРДОН, А.Л. ХРАПКОВ, к.т.н. B.C. КУЗНЕЦОВ, Е.А. ФИЛИППОВА инж. А.В. КАРАВАЕВ (ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева»).
Утверждено Департаментом научно-технической политики и развития РАО «ЕЭС России»
Первый заместитель начальника А.В. БОБЫЛЕВ
Содержание
| ВВЕДЕНИЕ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ 2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТЕРИАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОСТОЯНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ 4. РАЗРАБОТКА ПРОГНОЗНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение А ОСАДКИ БЕТОННЫХ ГИДРОСООРУЖЕНИЙ Приложение Б ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРЕБНЯ ВЫСОКИХ БЕТОННЫХ ПЛОТИН Приложение В НАПРЯЖЕНИЯ В БЕТОНЕ Приложение Г НАПРЯЖЕНИЯ В АРМАТУРЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ СООРУЖЕНИЙ Приложение Д ПОЛОЖЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ В ОСНОВАНИИ БЕТОННЫХ ПЛОТИН Приложение Е ОСАДКИ ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН Приложение Ж ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ СМЕЩЕНИЯ ГРЕБНЯ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ Приложение З ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЕ В ГРУНТОВЫХ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЭЛЕМЕНТАХ ПЛОТИНЫ (ЯДРО, ЭКРАН, ДИАФРАГМА) Приложение И ПОЛОЖЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ДЕПРЕССИИ Приложение К ФИЛЬТРАЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ ТЕЛА ПЛОТИНЫ И ОСНОВАНИЯ Приложение Л ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ РАСХОДЫ Приложение М МУТНОСТЬ ВОДЫ, ПРОФИЛЬТРОВАВШЕЙСЯ ЧЕРЕЗ ТЕЛО ПЛОТИНЫ И ОСНОВАНИЕ ПРИМЕРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТЕРИАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОСТОЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ Приложение Н ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТЕРИЕВ БЕЗОПАСНОСТИ ВОДОСЛИВНОЙ ПЛОТИНЫ ВОТКИНСКОЙ ГЭС 1. Контролируемые показатели и технические средства контроля 2. Выбор диагностических показателей для водосливной плотины Воткинской ГЭС 3. Поверочные расчёты водосливной плотины и корректировка расчётной модели 4. Построение прогнозных моделей 5. Определение критериев безопасности водосливной плотины Приложение О ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТЕРИЕВ БЕЗОПАСНОСТИ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ ВОТКИНСКОЙ ГЭС 1. Контролируемые показатели и технические средства контроля 2. Выбор диагностических показателей для грунтовой плотины 3. Поверочные расчеты и корректировка расчётной модели 4. Построение прогнозных моделей 5. Определение критериев безопасности грунтовой плотины Приложение П ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТЕРИЕВ БЕЗОПАСНОСТИ БЕТОННОЙ ПЛОТИНЫ САЯНО-ШУШЕНСКОЙ ГЭС 1. Технические средства контроля и контролируемые показатели плотины Саяно-Шушенской ГЭС 2. Выбор диагностических показателей 3. Поверочные расчеты (идентификация и калибровка расчетных моделей) 4. Построение прогнозных моделей Приложение Р НАЗНАЧЕНИЕ ДИАГНОСТИРУЕМЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОСТОЯНИЯ И ИХ КРИТЕРИАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ДЛЯ ГТС, ГРЭС И ТЭС (НА ПРИМЕРЕ ЗОЛОШЛАКООТЗАЛА КИРОВСКОЙ ТЭЦ-3) ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ |
Настоящее "Пособие" составлено в форме комментариев к тексту "Методика определения критериев безопасности гидротехнических сооружений РД 153-34.2-21.342-00" [1]. Комментируемые позиции РД 153-34.2-21.342-00 выделены в тексте "Пособия" жирным курсивом.
Комментарии даны по тем позициям "Методики", формулировки которых либо чрезмерно лаконичны, либо, в некоторых случаях, допускают неоднозначное толкование.
"2.1. "Методика определения критериев безопасности гидротехнических сооружений" (далее по тексту - "Методика") обязательна для применения при проектировании, строительстве, вводе в эксплуатацию и эксплуатации объектов энергетического комплекса Российской Федерации организациями, осуществляющими разработку, утверждение и применение критериев безопасности ГТС всех классов".
Действие "Методики" распространяется на все типы гидротехнических сооружений: плотины, здания ГЭС, водосбросные, водоспускные, водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы, судоподъемники; сооружения, предназначенные для защиты от наводнений и разрушений берегов водохранилищ, берегов и дна русел рек; сооружения (дамбы), ограждающие хранилища жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций; устройства от размывов на каналах, а также другие сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвращения вредного воздействия вод и жидких отходов [2], повреждения которых могут привести к возникновению чрезвычайной ситуации.
"2.2. "Методика" определяет основные понятия, регламентирует процедуру и последовательность действий при выборе контролируемых и диагностических показателей состояния ГТС в составе проекта и на стадии эксплуатации, определении их критериальных значений, разработке прогнозных математических моделей, применении качественных характеристик, а также определяет "Порядок разработки и утверждения критериальных значений диагностических показателей состояния ГТС" и общие правила оценки риска аварии эксплуатируемых ГТС в детерминированной и вероятностной формах".
Отличительной особенностью комментируемого руководящего документа является введение двух уровней критериальных значений диагностических показателей состояния сооружений. Превышение первого уровня сигнализирует о наступлении потенциально опасного состояния и требует от собственника (эксплуатирующей организации) оповещения об этом органе надзора и принятия оперативных мер по переводу сооружения в нормальное состояние. В отличие от первого, превышение второго уровня критериальных значений влечет за собой также и ввод ограничений на режим эксплуатации гидротехнического сооружения (вплоть до снижения действующих нагрузок).
Контроль за сооружением в период эксплуатации может выявить факторы, влияющие на безопасность сооружения, но неучтенные в проекте и при производстве строительных работ. Необходимая оперативность и объективность эксплуатационного контроля достигается решением ряда методологических и организационно-технических задач, первоочередной из которых является определение критериев безопасности.
Методика контроля безопасности эксплуатируемых сооружений, основанная на сопоставлении отдельных показателей их состояния (диагностических показателей), определяемых по результатам натурных наблюдений, с критериальными значениями контролируемых показателей (критериями безопасности), получила наибольшее распространение.
Наиболее опасные зоны гидротехнического сооружения, состав количественных и качественных показателей, контролируемых в периоды строительства и эксплуатации, а также состав количественных диагностических показателей и их критериальные значения должны быть определены при разработке проекта в соответствии с требованиями нормативных документов по проектированию и должны быть уточнены перед вводом в эксплуатацию и в процессе эксплуатации сооружений. При этом назначаемые в составе проекта критериальные значения диагностических показателей должны быть увязаны со сценариями возможных аварий, опасными зонами сооружения и основными возможными формами разрушения сооружений.
Перечень диагностических показателей должен обеспечивать возможность оперативной оценки эксплуатационного состояния на конкретном сооружении и оперативного принятия мер по обеспечению безопасности с учетом организационно-технических возможностей эксплуатирующей организации. На основе анализа работы гидротехнического сооружения на начальной стадии эксплуатации состав диагностических показателей дополняется рядом новых, неучтенных на стадии проекта, эксплуатационных диагностических показателей состояния, существенных для данного конкретного сооружения и условий его эксплуатации.
Определение критериальных значений диагностических показателей для эксплуатируемых сооружений следует осуществлять на основе многофакторного анализа следующей информации:
результатов сопоставления критериальных значений, разработанных в составе проекта, с контролируемыми на эксплуатируемом сооружении показателями при максимальных фактических силовых воздействиях основного и особого сочетания нагрузок;
результатов поверочных расчетов наиболее ответственных элементов сооружения с использованием данных о фактических физико-механических характеристиках материалов сооружения и пород основания;
результатов анализа статистических моделей (и расчетов по ним), построенных с использованием данных натурных наблюдений и фактических нагрузок.
Для определения критериальных значений диагностических показателей следует использовать расчеты:
напряженно-деформированного состояния системы "сооружение-основание"; в зависимости от типа и конструкции могут решаться задачи теории упругости, ползучести, пластичности, механики хрупкого и пластического разрушения и других разделов механики твердых и сыпучих тел;
устойчивости бетонных сооружений и их оснований на сдвиг;
температурного режима и термонапряженного состояния сооружения и основания;
устойчивости откосов плотин из грунтовых материалов;
по определению пьезометрических уровней и расходов фильтрационного потока;
по определению пропускной способности водосбросных сооружений;
запаса отметки гребня сооружения и т.д.,
а также необходимые расчеты, учитывающие специфику ГТС различного назначения, в том числе сооружений ГРЭС и ТЭС.
Для повышения эффективности детерминистических расчетов следует осуществлять идентификацию ("калибровку") параметров математической модели, т.е. сопоставление результатов расчетов и контрольных наблюдений на предшествующих стадиях эксплуатации и корректировку параметров модели.