— Все документы — Отраслевые и ведомственные нормативно-методические документы — Проектирование и строительство гидротехнических сооружений — ПОСОБИЕ К РД 153-34.2-21.342-00 «МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТЕРИЕВ БЕЗОПАСНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

ПОСОБИЕ К РД 153-34.2-21.342-00 «МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТЕРИЕВ БЕЗОПАСНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

ПОСОБИЕ К РД 153-34.2-21.342-00 «МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТЕРИЕВ БЕЗОПАСНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

РОССИЙСКОЕ ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ «ЕДИНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РОССИИ»

Департамент научно-технической политики и развития

ПОСОБИЕ К «МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТЕРИЕВ БЕЗОПАСНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

РД 153-34.2-21.342-00”

Москва

ЦПТИиТО ОРГРЭС

2006

Разработанод.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. ФИЛИППОВАинж. А.В. КАРАВАЕВ(ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева»).

УтвержденоДепартаментом 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


ВВЕДЕНИЕ

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.

Осуществление контроля безопасности сооружений только на основе анализа контролируемых показателей в ряде случаев затруднительно (в особенности когда ни один из контролируемых параметров не достиг предельно допустимого уровня, а процесс накопления повреждений тем не менее развивается). Принципиально более правильной является оценка состояния сооружения на основе применения обобщенных показателей, использующих всю доступную количественную и качественную информацию о состоянии как отдельных элементов сооружений, так и ГТС в целом. Наиболее развитой и безупречной (с точки зрения теоретической разработки и обоснования) формой обобщенного показателя состояния сооружения (его надежности) является вероятность его безотказной работы в течение срока эксплуатации. Принципиальным преимуществом этой формы является возможность контроля состояния сооружений с учетом его потенциальной сопротивляемости наступлению различных возможных видов предельного состояния, а также возможных, но еще нереализованных экстремальных воздействий (сейсм, паводок, ветер и т.п.).

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

"Чрезвычайная ситуация- обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии гидротехнического сооружения, которая может повлечь или повлекла за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или ущерб окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение жизнедеятельности людей". Таким образом, согласно определению, принятому в Федеральном законе [2] и "Методике" [1], чрезвычайная ситуация (ЧС) есть следствие аварии.

"Безопасность гидротехнических сооружений- свойство гидротехнических сооружений, позволяющее обеспечить защиту жизни, здоровья и законных интересов людей, окружающей среды и хозяйственных объектов".

Определение безопасности ГТС именно как "свойства ГТС" подразумевает возможность количественных оценок безопасности так же, как это делается в отношении таких, например, свойств, как "надежность ГТС".

Оценка безопасности эксплуатируемого ГТС включает:

оценку технической исправности путем сравнения значений диагностических показателей (параметров) с их прогнозируемыми и критериальными значениями (п. 2.5 "Методики");

оценку уровня риска аварии (п. 2.13 "Методики").

"Безопасность ГТС", в отличие от "надежности ГТС", является более общим свойством, так как учитывает последствия возможных аварий ГТС, подразумевает не только исправность, техническую и экологическую надежность ГТС, но и социальную приемлемость для общества определенных человеческих и материальных потерь в результате аварий. Любое гидротехническое сооружение вносит изменения в окружающую среду и может нарушить интересы какой-то группы людей.

"Критерии безопасности гидротехнического сооружения - предельные значения количественных и качественных показателей состояния гидротехнического сооружения и условий его эксплуатации, соответствующие допустимому уровню риска аварии гидротехнического сооружения и утвержденные в установленном порядке федеральными органами исполнительной власти, осуществляющими государственный надзор за безопасностью гидротехнических сооружений".

В "Методике" критерии безопасности определяются как "значения", выраженные в количественной (или словесной) форме. Учитывая погрешности, неизбежные как при расчетных, так и экспериментальных методах оценки состояния ГТС, при определении безопасности назначается интервал критериальных значений.

"Авария гидротехнического сооружения- разрушение или повреждение ГТС, вызванные непредвиденными (не предусмотренными проектом и правилами безопасности) ситуациями и сопровождаемые неконтролируемым сбросом воды или жидких стоков из хранилища"

Согласно "Методике" [1], под аварией на гидротехническом сооружении ГЭС понимается событие, приводящее к прорыву напорного фронта, а на гидротехническом сооружении ТЭС - к сбросу жидких стоков из хранилища. В рамках принятого в [1] определения аварии повреждение гидротехнического сооружения или его отказ, не приводящие к прорыву напорного фронта, не квалифицируются как авария, Прорыв напорного фронта возможен при нарушении устойчивости, фильтрационной или механической прочности ГТС, входящих в состав напорного фронта. Таким образом, согласно "Методике" [1], под аварией ГТС понимается ситуация, при которой нарушается устойчивость, механическая или фильтрационная прочность ГТС и его основания, а также не обеспечивается пропускная способность водосбросных и водопропускных сооружений. Именно в этих случаях возможен неконтролируемый сброс воды или жидких отходов.

"Допустимый уровень риска аварии гидротехнического сооружения- значение риска аварии гидротехнического сооружения, установленное нормативными документами".

Современные нормативные документы не устанавливают конкретное значение допустимого уровня риска аварии ГТС. Однако определенная доля риска аварии ГТС остается даже при выполнении всех требований нормативных документов. Указанный уровень риска присущ ГТС, запроектированным в соответствии с требованиями норм.

"Уровень риска аварии ГТС- характеристика безопасности ГТС, которая может быть представлена в вероятностной форме, либо в форме детерминистического показателя (уровня безопасности ГТС), характеризующего степень отклонения состояния ГТС и условий его эксплуатации от требований нормативных документов".

Уровень риска является обобщенным, интегральным показателем безопасности ГТС в целом, Этот показатель позволяет также сравнивать между собой уровень безопасности различных сооружений.

Вероятностная форма оценки безопасности ГТС в большей мере применима для стадии разработки проекта. На стадии эксплуатации большое значение имеют оценки состояния ГТС, выполняемые на основании данных инструментальных и визуальных натурных наблюдений, данных об условиях эксплуатации и т.п., которые трудно (если не невозможно} представить в вероятностной форме.

"Контролируемые показатели- измеренные на данном сооружении с помощью технических средств или вычисленные на основе измерений количественные характеристики, а также качественные характеристики состояния ГТС".

Контроль безопасности (технической исправности) ГТС осуществляется путем организации натурных измерений и наблюдений. Техническое обеспечение натурных измерений составляют: контрольно-измерительная аппаратура (КИА), устанавливаемая на сооружениях, а также средства автоматизированного сбора показаний КИА. Наряду с техническим обеспечением на ГТС имеется информационное и программное обеспечение контроля - базы данных для хранения результатов наблюдений, измерений и программные средства для обработки и анализа данных измерений. Требования к техническому, информационному и программному обеспечению натурных наблюдений приведены в разделе 6 "Методики" [1].

Установленная на сооружении контрольно-измерительная аппаратура (КИА) в циклическом режиме (или в режиме реального времени) измеряет текущие значения ряда показателей (перемещений, деформаций, напряжений, температур, фильтрационных расходов, пьезометрических напоров и т.д.).

По измеренным показателям вычисляются градиенты температур и пьезометрических напоров, интенсивность изменения фильтрационных расходов, величина противодавления, напряжения и т.п.

"Контролируемые показатели- совокупность всех наблюденных, а также измеренных с помощью технических средств и вычисленных по ним количественных показателей состояния ГТС, а также качественных показателей, полученных наблюдениями на сооружениях".

"Диагностические показатели- наиболее значимые для диагностики и оценки безопасности состояния ГТС контролируемые показатели, позволяющие дать оценку безопасности и состояния системы "сооружение - основание - водохранилище" в целом или отдельных ее элементов".

Диагностические показатели назначаются из числа контролируемых (как количественных, так и качественных) показателей состояния. Для крупных сооружений, имеющих несколько сотен, а то и тысяч измерительных устройств и пунктов наблюдений, доля диагностических показателей составляет обычно не более 10 - 20% от общего числа контролируемых показателей. Диагностические показатели назначаются в наиболее ответственных (или "опасных") зонах сооружений. Перечень диагностических показателей может изменяться в процессе эксплуатации.

Диагностические показатели выбираются из совокупности контролируемых показателей в соответствии с рекомендациями п. 2.11 "Методики" [1]. Для диагностических показателей определяются критериальные значения. Анализ остальных контролируемых показателей производится при обнаружении отклонений от нормальной работы, зафиксированных с помощью диагностических показателей.

Критерии состояния ГТС:


Возврат к списку
(Нет голосов)

Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться
Самые популярные документы
Новости
Все новости