II. Рекомендации к проверке критериев безопасности гидротехнических сооружений. IV. Определение критериев безопасности контролируемых показателей состояния ГТС и условий их эксплуатации VII. Анализ критериев безопасности оборудования гидротехнических соор
Live Journal
Facebook
Twitter
«Методика определения критериев безопасности гидротехнических сооружений» (далее – Методика) регламентирует процедуры назначения контролируемых и диагностических показателей состояния ГТС при их проектировании, вводе в эксплуатацию и на всех стадиях эксплуатации, определения критериальных значений этих показателей, применения качественных характеристик в качестве показателей состояния ГТС. Методика устанавливает также основные требования к разработке прогнозных математических моделей, применяемых для установления критериев безопасности ГТС.
Для эксплуатируемых ГТС необходимо различать следующие уровни их технического состояния и безопасности:
нормальный;
пониженный;
неудовлетворительный (низкий);
опасный (предаварийный).
Нормальный и пониженный уровни безопасности характеризуют работоспособное состояние ГТС, при котором значения показателей состояния не выходят за предупредительный уровень К1. Отнесение уровня состояния и безопасности ГТС к нормальному или пониженному осуществляется экспертным путём при разработке декларации безопасности ГТС и проведении её государственной экспертизы.
Оперативную оценку эксплуатационного состояния сооружения и его безопасности следует осуществлять путём сравнения измеренных или вычисленных на основе измерений количественных диагностических показателей, а также полученных при визуальных наблюдениях качественных показателей с их критериальными значениями К1 и К2 или с соответствующими качественными характеристиками с учетом прогнозируемых изменений диагностических показателей.
Для ГТС четвертого класса, допускается устанавливать один уровень критериальных значений К2.
Количественные критериальные значения К1 и К2 диагностических показателей следует устанавливать на основе оценок реакции сооружения на основное и особое сочетания нагрузок соответственно. Состав нагрузок в сочетаниях и способ их определения должны быть установлены для конкретного сооружения нормативными документами и проектом и уточнены на стадии эксплуатации с учетом изменений требований нормативных документов. Методы определения критериальных значений К1 и К2 инструментально контролируемых показателей состояния гидротехнических сооружений приведены в приложении И2.
Критериальные значения диагностических показателей, следует определять в детерминистической форме. В период эксплуатации для корректировки состава диагностических показателей и их критериальных значений К1 и К2 следует использовать, кроме результатов поверочных расчетов, данные натурных наблюдений за весь период строительства и эксплуатации, а также результаты анализа опыта эксплуатации данного ГТС и других ГТС, близких по конструкции и условиям эксплуатации. В целях прогноза изменения показателей и возможно более точной их корректировки статистическими и детерминистическими методами для ГТС 1 и 2 классов следует использовать математические модели сооружений в комплексе с их основаниями.
Наиболее опасные зоны ГТС, состав диагностических показателей и их критериальные значения (характеристики) должны быть определены при разработке проекта в соответствии с требованиями нормативных документов по проектированию отдельных видов ГТС и должны уточняться перед вводом ГТС в эксплуатацию и в процессе эксплуатации. Уточнение критериев безопасности ГТС выполняется в соответствии со сценариями возможных аварий, приведенными в действующих декларациях безопасности ГТС, и результатами выполненных натурных наблюдений за работой и состоянием ГТС.
Измеряемый, либо вычисляемый по результатам измерений, контролируемый показатель, выбранный в качестве диагностического показателя, должен отвечать следующим условиям:
диагностический показатель должен быть прогнозируемым при использовании детерминистических или статистических прогнозных моделей;
при отказе средства измерения контролируемого показателя или его отсутствии на эксплуатируемом сооружении необходимое средство измерения должно быть установлено (восстановлено);
абсолютная погрешность измерения контролируемого показателя, отнесенная к диапазону изменения его значений, прогнозируемых на период эксплуатации, не должна превышать нормированное значение относительной погрешности, установленное принятой методикой выполнения измерений.
На стадии проекта состав и критериальные значения диагностических показателей К1 и К2 следует определять на основе анализа результатов расчетов и экспериментальных исследований фильтрационного, гидравлического и температурного режимов, напряженно-деформированного состояния, прочности и устойчивости ГТС при основном и особом сочетаниях нагрузок (Приложение И.4), а также на основе анализа прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик материалов сооружения и основания.
На основе анализа результатов натурных наблюдений и опыта эксплуатации ГТС должны быть осуществлены корректировка и дополнение критериальных значений К1 (а в случае необходимости и К2) диагностических показателей с использованием:
результатов прогноза, который выполнен на основании статистических моделей, сформированных по данным натурных наблюдений;
поверочных расчетов по «откалиброванным» на основе натурных наблюдений детерминистическим математическим моделям, применительно к уточненным расчетным схемам ГТС, уточненным расчетным значениям параметров свойств материалов и пород оснований, а также параметров основного и особого сочетаний нагрузок.
Для каждого сценария возможной аварии определяются качественные диагностические показатели и их характеристики , соответствующие переходу ГТС в неработоспособное (аварийное) состояние.
Измерительная аппаратура в сооружении должна быть размещена таким образом, чтобы для каждого критериального значения показателя имелось средство измерения соответствующей ему физической величины.
К таким зонам следует отнести: трещины и разломы в скальных основаниях, участки слабых пород, контакт «бетон - скала», примыкания к скальным бортам плотин, температурно-осадочные и блочные швы бетонных и железобетонных сооружений, гребни и зоны сопряжения с основанием наиболее высоких участков плотин из грунтовых материалов, зоны возможной контактной фильтрации, сопряжения бетонных и земляных сооружений и др.
При установке измерительных преобразователей в тело плотин и оснований при возведении ГТС следует учитывать возможность преждевременного выхода из строя отдельных измерительных преобразователей. В указанных зонах сооружений и их основаниях рекомендуется устанавливать избыточное количество измерительных преобразователей, определяемое, исходя из показателей их надежности, или дублировать измерения другими способами.
При установке измерительных преобразователей в зонах, доступных для последующей их замены, а также при установке дополнительных измерительных преобразователей в процессе эксплуатации ГТС, использование избыточного количества средств измерений не требуется.
Сопоставление значений измеренных диагностических показателей с критериальными значениями должно выполняться преимущественно с использованием ИДС (приложения И3, И4) или при их отсутствии - компьютеров, программное обеспечение которых позволяет обслуживать базу данных измерений и определять значение каждого показателя по данным измерений, используя заданный алгоритм, и сравнение полученных значений с критериальными и ранее полученными значениями показателя.
Периодичность выполнения измерений, устанавливаемая объектовой инструкцией по проведению наблюдений за состоянием ГТС, должна быть назначена с учетом следующих факторов: класса сооружения и размера вреда, который может быть причинен в результате возможной аварии, а также технического состояния и уровня безопасности ГТС.
изменения инженерно-геологических условий основания; сопряжения различных сооружений;
приложения сосредоточенных статических и динамических нагрузок;
переменного влажностного и температурного режима;
изменения конфигурации сооружения, концентрации и характера распределения напряжений.
В соответствии со ст. 9 Федерального закона собственник или эксплуатирующая организация обязаны обеспечивать разработку и своевременное уточнение критериев безопасности гидротехнического сооружения.
на стадии проекта – проектной организацией;
на всех стадиях эксплуатации, начиная с приемки в эксплуатацию, - собственником ГТС или эксплуатирующей их организацией (своими силами либо с привлечением специализированных научных или проектных организаций).
Перечень и критериальные значения диагностических показателей, разработанные на стадии проекта, должны корректироваться на стадии ввода объекта в эксплуатацию с учетом всей дополнительной информации, полученной в период строительства, а также с учетом возможного расширения объёма контроля за эксплуатируемым ГТС.
изменения требований законодательства о безопасности гидротехнических сооружений, национальных и иных действующих стандартов, других норм и правил технического регулирования безопасности ГТС,
после проведения уточненных поверочных расчетов, включая расчеты сейсмостойкости ГТС, а также при создании прогнозной математической модели ГТС и его основания,
после проведения многофакторных исследований ГТС,
на основании акта очередного или целевого обследования ГТС.
В соответствии со ст. 3 Федерального закона «О безопасности гидротехнических сооружений» вновь разработанные или уточненные критерии безопасности должны быть направлены на утверждение в федеральный орган исполнительной власти, уполномоченный осуществлять государственный надзор за гидротехническим сооружениями (далее – орган государственного надзора).
Направляемые на утверждение в орган государственного надзора критерии безопасности ГТС, разработанные на стадии проекта подписываются заказчиком проекта и проектной организацией, а разработанные или уточненные на стадии эксплуатации - подписываются собственником ГТС или уполномоченным им лицом.
Одновременно с критериями безопасности в орган государственного надзора представляется пояснительная записка содержащая необходимые обоснования выбора диагностических показателей и расчеты по определению критериев безопасности.
размер шрифта
ПРИКАЗ Ростехнадзора от 29-12-2006 1163 ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К СОДЕРЖАНИЮ ДЕКЛАРАЦИИ БЕЗОПАСНОСТИ... Актуально в 2018 году
V. ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ КРИТЕРИЕВ БЕЗОПАСНОСТИ ГТС
5.1. В соответствии со статьей 9 Федерального закона "О безопасности гидротехнических сооружений" собственник или эксплуатирующая организация обязаны обеспечивать разработку и своевременное уточнение критериев безопасности гидротехнического сооружения.
5.2. Критерии безопасности ГТС разрабатываются:
На стадии проекта - проектной организацией;
На всех стадиях эксплуатации, начиная с приемки в эксплуатацию, - собственником ГТС или эксплуатирующей их организацией (своими силами либо с привлечением специализированных научных или проектных организаций).
5.3. Перечень и критериальные значения диагностических показателей, разработанные на стадии проекта, должны корректироваться на стадии ввода объекта в эксплуатацию с учетом всей дополнительной информации, полученной в период строительства, а также с учетом возможного расширения объема контроля за эксплуатируемым ГТС.
5.4. Критерии безопасности ГТС должны быть уточнены также в случаях:
Изменения требований законодательства о безопасности гидротехнических сооружений, национальных и иных действующих стандартов, других норм и правил технического регулирования безопасности ГТС;
После проведения уточненных поверочных расчетов, включая расчеты сейсмостойкости ГТС, а также при создании прогнозной математической модели ГТС и его основания;
После проведения многофакторных исследований ГТС;
На основании акта очередного или целевого обследования ГТС.
5.5. На основании статьи 3 Федерального закона "О безопасности гидротехнических сооружений" вновь разработанные или уточненные критерии безопасности должны быть направлены на утверждение в федеральный орган исполнительной власти, уполномоченный осуществлять государственный надзор за гидротехническими сооружениями (далее - орган государственного надзора).
Критерии безопасности, утверждаемые органом государственного надзора, должны содержать перечень контролируемых диагностических показателей, таблицы диагностических показателей и их критериальных значений, схемы размещения средств измерений, состав визуальных наблюдений, выполняемых на сооружениях, методику определения значений диагностических показателей, вычисляемых по данным измерений, и характеристик качественных диагностических показателей.
Направляемые на утверждение в орган государственного надзора критерии безопасности ГТС, разработанные на стадии проекта, подписываются заказчиком проекта и проектной организацией, а разработанные или уточненные на стадии эксплуатации - подписываются собственником ГТС или уполномоченным им лицом.
5.6. Одновременно с Критериями безопасности в орган государственного надзора представляется пояснительная записка, содержащая необходимые обоснования выбора диагностических показателей и расчеты по определению критериев безопасности.
Таблица 1
Качественная оценка технического состояния зданий и сооружений объектов энергетики
| Категория технического состояния и уровень безопасности ГТС | Признаки качественной оценки состояния строительных конструкций | Признаки качественной оценки уровня безопасности гидротехнических сооружений | ||
| Бетонные и железобетонные конструкции | Металлические конструкции | Ограждающие каменные конструкции | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| I - исправное, нормальный уровень безопасности | На поверхности бетона незащищенных конструкций видимых дефектов и повреждения нет или имеются небольшие отдельные выбоины, сколы, волосяные трещины (не более 0,1 мм). Антикоррозионная защита конструкций и закладных деталей не имеет нарушений. Поверхность арматуры при вскрытии чистая, коррозии арматуры нет, глубина нейтрализации бетона не превышает половины толщины защитного слоя. Ориентировочная прочность бетона не ниже проектной. Цвет бетона не изменен. Величина прогибов и ширина раскрытия трещин не превышают допустимую по нормам. | Отсутствуют признаки, характеризующие износ конструкций и повреждения защитных покрытий. | Конструкция не имеет видимых деформаций, повреждений и дефектов. Наиболее напряженные элементы кладки не имеют вертикальных трещин и выгибов, свидетельствующих о перенапряжении и потере устойчивости конструкций. Снижение прочности камня и раствора не наблюдается. Кладка не увлажнена. Горизонтальная гидроизоляция не имеет повреждений. Конструкция отвечает предъявляемым эксплуатационным требованиям. | ГТС соответствуют проекту, действующим нормам и правилам, показатели состояния ГТС не превышают предельно допустимых (критериальных) для работоспособного состояния значений (К1), эксплуатация осуществляется без нарушений действующих законодательных актов, норм и правил, первоочередные мероприятия по обеспечению надежности и безопасности ГТС, а также предписания органов надзора выполняются в установленные сроки. |
| II - работоспособное, пониженный уровень безопасности | Антикоррозионная защита железобетонных элементов имеет частичные повреждения. На отдельных участках в местах малой толщины защитного слоя проступают следы коррозии распределительной арматуры или хомутов, а также коррозия рабочей арматуры отдельными точками и пятнами; потери сечения рабочей арматуры не более 5%; глубоких язв и пластинок ржавчины нет. Антикоррозионная защита закладных деталей не обнаружена. Глубина нейтрализации бетона не превышает толщины защитного слоя. Изменен цвет бетона, местами отслоение защитного слоя бетона при простукивании. Шелушение граней и ребер конструкций, подвергшихся замораживанию. Ориентировочная прочность бетона в пределах защитного слоя ниже проектной не более 10%. Удовлетворяются требования действующих норм, относящихся к предельным состояниям I группы; требование норм по предельным состояниям II группы могут быть частично нарушены, но обеспечиваются нормальные условия эксплуатации. | Местами разрушено антикоррозионное покрытие. На отдельных участках коррозия отдельными пятнами с поражением до 5% сечения, местные погнутости от ударов транспортных средств и другие повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 5%. | Имеются слабые повреждения. Волосяные трещины, пересекающие не более двух рядов кладки (длиной не более 15 см). Размораживание и выветривание кладки, отделение облицовки на глубину до 15% толщины. Несущая способность достаточна. | Невыполнение(неполное выполнение) первоочередных мероприятий по обеспечению надежности и безопасности ГТС, предписаний органов государственного надзора, наличие других нарушений правил эксплуатации ГТС при прочих показателях, соответствующих нормальному уровню безопасности ГТС. |
| III - ограниченно работоспособное, неудовлетворительный уровень безопасности | Трещины в растянутой зоне бетона, превышающие их допустимое раскрытие. Трещины в сжатой зоне и в зоне главных растягивающих напряжений, прогибы элементов, вызванные эксплуатационными воздействиями, превышают допустимые более чем на 30%. Бетон в растянутой зоне на глубине защитного слоя между стержнями арматуры легко крошится. Пластинчатая ржавчина или язвы на стержнях оголенной рабочей арматуры в зоне продольных трещин или на закладных деталях, вызывающие уменьшение площади сечения стержней от 5 до 15%. Снижение ориентировочной прочности бетона в сжатой зоне изгибаемых элементов до 30 и в остальных участках - до 20%. Провисание отдельных стержней распределительной арматуры, выпучивание хомутов, разрыв отдельных из них, за исключением хомутов сжатых элементов ферм вследствие коррозии стали (при отсутствии в этой зоне трещин). Уменьшенная против требований норм и проекта площадь опирания сборных элементов при коэффициенте запаса К = 1,6 (см. примечание). Высокая водо- и воздухопроницаемость стыков стеновых панелей. | Прогибы изгибаемых элементов превышают 1/150 пролета. Пластинчатая ржавчина с уменьшением площади сечения несущих элементов до 15%. Местные погнутости от ударов транспортных средств и другие механические повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 15%. Погнутость узловых фасонок ферм. | Средние повреждения. Размораживание и выветривание кладки, отслоение от облицовки на глубину до 25% толщины. Вертикальные и косые трещины (независимо от величины раскрытия) в нескольких стенах и столбах, пересекающие не более двух рядов кладки. Волосяные трещины при пересечении не более четырех рядов кладки при числе трещин не более четырех на 1 м ширины (толщины) стены, столба или простенка. Образование вертикальных трещин между продольными и поперечными стенами: разрывы или выдергивание отдельных стальных связей и анкеров крепления стен к колоннам и перекрытиям. Местное (краевое) повреждение кладки на глубину до 2 см под опорами ферм, балок, прогонов и перемычек в виде трещин и лещадок, вертикальные трещины по концам опор, пересекающие не более двух рядов. Смещение плит перекрытий на опорах не более 1/5 глубины заделки, но не более 2 см. В отдельных местах наблюдается увлажнение каменной кладки вследствие нарушения горизонтальной гидроизоляции, карнизных свесов, водосточных труб. Снижение несущей способности кладки до 25%. Требуется временное усиление несущих конструкций, установка дополнительных стоек, упоров, стяжек. | Снижение механической или фильтрационной прочности элементов сооружений, превышение предельно допустимых (критериальных) значений показателей состояния ГТС для работоспособного состояния (К1), другие отклонения от проектного состояния, способные привести к развитию аварии. |
| IV - неработоспособное (предельное, аварийное), опасный уровень безопасности | Трещины в конструкциях, испытывающих знакопеременные воздействия, трещины, в том числе пересекающие опорную зону анкеровки растянутой арматуры; разрыв хомутов в зоне наклонной трещины в средних пролетах многопролетных балок и плит, а также слоистая ржавчина или язвы, вызывающие уменьшение площади сечения арматуры более 15%; выпучивание арматуры сжатой зоны конструкций; деформация закладных и соединительных элементов; отходы анкеров от пластин закладных деталей из-за коррозии стали в сварных швах, расстройство стыков сборных элементов с взаимным смещением последних; смещение опор; значительные (более 1/50 пролета) прогибы изгибаемых элементов при наличии трещин в растянутой зоне с раскрытием более 0,5 мм; разрыв хомутов сжатых элементов ферм; разрыв хомутов в зоне наклонной трещины; разрыв отдельных стержней рабочей арматуры в растянутой зоне; раздробление бетона и выкрошивание заполнителя в сжатой зоне. Снижение прочности бетона в сжатой зоне изгибаемых элементов и в остальных участках более 30%. Уменьшенная против требований норм и проекта площадь опирания сборных элементов. Существующие трещины, прогибы и другие повреждения свидетельствуют об опасности разрушения конструкций и возможности их обрушения. | Прогибы изгибаемых элементов более 1/75 пролета. Потеря местной устойчивости конструкций (выпучивание стенок и поясов балок и колонн). Срез отдельных болтов или заклепок в многоболтовых соединениях. Коррозия с уменьшением расчетного сечения несущих элементов до 25% и более. Трещины в сварных швах или в околошовной зоне. Механические повреждения, приводящие к ослаблению сечения до 25%. Отклонения ферм от вертикальной плоскости более 15 мм. Расстройство узловых соединений от проворачивания болтов или заклепок; разрывы отдельных растянутых элементов; наличие трещин в основном материале элементов; расстройство стыков и взаимных смещений опор. Требуются срочные мероприятия по исключению аварии и обрушения конструкций. | Сильные повреждения. В конструкциях наблюдаются деформации, повреждения и дефекты, свидетельствующие о снижении их несущей способности до 50%, но не влекущие за собой обрушения. Большие обвалы в стенах. Размораживание и выветривание кладки на глубину до 40% толщины. Вертикальные и косые трещины (исключая температурные и осадочные) в несущих стенах и столбах на высоте 4 рядов кладки. Наклоны и выпучивание стен в пределах этажа на 1/3 и более их толщины. Ширина раскрытия трещин в кладке от неравномерной осадки здания достигает 50 мм и более, отклонение от вертикали на величину более 1/50 высоты конструкции. Смещение (сдвиг) стен, столбов, фундаментов по горизонтальным швам или косой штрабе. В конструкции имеет место снижение прочности камней и раствора на 30 - 50% или применение низкопрочных материалов. Отрыв продольных стен от поперечных в местах их пересечения, разрывы или выдергивание стальных связей и анкеров, крепящих стены к колоннам и перекрытиям. В кирпичных сводах и арках образуются хорошо видимые характерные трещины, свидетельствующие об их перенапряжении и аварийном состоянии. Повреждение кладки под опорами ферм, балок и перемычек в виде трещин, раздробление камня или смещения рядов кладки по горизонтальным швам на глубину более 20 мм. Смещение плит перекрытий на опорах более 1/5 глубины заделки в стене. В кладке наблюдаются зоны длительного замачивания, промораживания и выветривания кладки и ее разрушение на глубину 1/5 толщины стены и более. Происходит расслоение кладки по вертикали на отдельные самостоятельно работающие столбы. Наклоны и выпучивание стен в пределах этажа на 1/3 их толщины и более. Смещение (сдвиг) стен, столбов и фундаментов по горизонтальным швам. Наблюдается полное коррелированное разрушение металлических затяжек и нарушение их анкеровки. Отрыв продольных стен от поперечных в местах их пересечения, разрывы или выдергивание стальных связей и анкеров, крепящих стены к колоннам и перекрытиям. Горизонтальная гидроизоляция полностью разрушена. Кладка в этой зоне легко разбирается с помощью лома. Камень крошится, расслаивается. При ударе молотком по камню звук глухой. Наблюдается разрушение кладки от смятия в опорных зонах ферм, балок, перемычек. Происходит разрушение отдельных конструкций. В конструкциях наблюдаются деформации и дефекты, свидетельствующие о потере ими несущей способности свыше 50%. Возникает угроза обрушения. Необходимо запретить эксплуатацию аварийных конструкций, прекратить технологический процесс и немедленно удалить людей из опасных зон. Требуются срочные мероприятия по исключению аварии и обрушения конструкций - установка стоек, упоров и т.п. | Развиваются опасные процессы снижения прочности и устойчивости ГТС и их оснований, показатели состояния ГТС превышают предельно допустимые (критериальные) значения, характеризующие переход от ограниченно работоспособного к неработоспособному состоянию сооружений и оснований (К2). |
Примечания: 1. Для отнесения строительной конструкции к перечисленным в таблице категориям состояния достаточно наличия хотя бы одного признака, характеризующего эту категорию.
2. Отнесение обследуемой конструкции к той или иной категории состояния при наличии признаков, не отмеченных в таблице, в сложных и ответственных случаях, особенно с остановкой производства, должно производиться на основе детальных инструментальных обследований, выполняемых специализированными организациями.
3. Преднапряженные железобетонные конструкции с высокопрочной арматурой, имеющие признаки II категории состояния, относятся к III категории, а имеющие признаки III категории - соответственно к IV.
4. При уменьшенной против требований норм и проекта площади опирания сборных элементов необходимо провести ориентировочный расчет опорного элемента на срез и смятие бетона. В расчете учитываются фактические нагрузки и прочность бетона.
Таблица 2
Методы определения критериальных значений К1 и К2 показателей состояния гидротехнических сооружений
| N п/п | Наименование показателя | Рекомендуемые методы расчетов и исследований для определения критериальных значений К1 и К2 показателей состояния ГТС |
| 1 | 2 | 3 |
| 1 | Отметки депрессионной поверхности фильтрационного потока в теле грунтовых сооружений и береговых примыканиях | Аналитические методы (метод исследования напорной и безнапорной фильтрации, метод фрагментов) и графический - для определения критериальных значений пьезометрических напоров, фильтрационных расходов. Численные методы, метод ЭГДА - для определения критериальных значений основных показателей фильтрационного режима (уровни, пьезометрические напоры, фильтрационные расходы). На стадии эксплуатации критериальные значения К1 и К2 уточняются поверочными расчетами, в том числе на основе использования прогнозных статистических моделей |
| 2 | Пьезометрические напоры в теле сооружений, основании и береговых примыканиях | |
| 3 | Градиенты напора в теле сооружений, основании и береговых примыканиях | |
| 4 | Фильтрационные расходы в теле сооружений, основании и береговых примыканиях | |
| 5 | Избыточное поровое давление и интенсивность его рассеивания в водоупорных элементах плотин из грунтовых материалов | Расчеты напряженно-деформированного состояния плотин из грунтовых материалов и их конструктивных элементов с учетом консолидации водоупорных элементов плотин из грунтовых материалов |
| 6 | Вертикальные перемещения (осадки) гидросооружений и их оснований | Детерминистические расчеты прочности и устойчивости бетонных гидросооружений и сооружений из грунтовых материалов (численные методы механики сплошной среды, теории упругости, пластичности, ползучести). На стадии эксплуатации критериальные значения показателей состояния ГТС уточняются поверочными расчетами по "откалиброванным" на основе данных натурных наблюдений детерминистическим математическим моделям, а также на основе прогнозных статистических (регрессионных) моделей |
| 7 | Горизонтальные перемещения гидросооружений и их оснований | |
| 8 | Напряжения в теле сооружений и их основаниях, контактные напряжения | |
| 9 | Углы поворота характерных сечений бетонных и ж/бетонных сооружений | |
| 10 | Раскрытие трещин и межблочных швов | Инженерные методы (вторая группа предельных состояний). Численные методы расчета НДС с учетом образования и раскрытия трещин. На стадии эксплуатации для контроля состояния ГТС используются критериальные значения показателей, определенные на стадии проекта |
| 11 | Глубина распространения трещины по контакту бетонной плотины со скальным основанием | Расчет НДС системы плотина-основание методами теории упругости с учетом раскрытия шва по контакту, определение предельной глубины распространения трещины по контакту бетонной плотины со скальным основанием из условия обеспечения прочности сооружения и основания. На стадии эксплуатации - использование прогнозных математических моделей (аппроксимация, регрессионная модель) |
| 12 | Взаимное смещение секций по швам бетонных и ж/бетонных сооружений | Определение допустимого взаимного смещения секций по швам относительно друг друга из условия сохранения герметичности шпонок. На стадии эксплуатации - использование статистических моделей |
| 13 | Температура и температурный градиент в теле сооружения и в приконтактной зоне основания (для сооружений, возводимых в северной климатической зоне) | Расчеты термонапряженного состояния плотин и их оснований численными методами. На стадии эксплуатации критериальные значения показателя уточняются расчетом с учетом реального температурного режима окружающей среды |
| 14 | Температура фильтрующей воды в теле грунтовых сооружений | Численные методы теории теплопроводности. На стадии эксплуатации - использование статистических моделей |
| 15 | Глубина размыва дна отводящего канала ниже рисбермы | Определение глубины размыва - расчетом по эмпирическим зависимостям (из условия допустимой неразмывающей скорости потока) и удельного расхода или на основе исследований гидравлической модели. Критериальные значения глубины размыва дна отводящего канала ниже рисбермы на стадии эксплуатации принимаются равными значениям, определенным на стадии проекта |
| 16 | Линейный размер и площадь зоны нарушения контакта плит крепления откосов плотин из грунтовых материалов | Расчет прочности плит крепления откосов плотин из грунтовых материалов для различных условий их опирания |
| 17 | Параметры сейсмических колебаний основания и динамической реакции сооружений | Расчет численными методами динамической теории сейсмостойкости |
Таблица 3
Состав основных технических и программных средств систем мониторинга гидротехнических сооружений
| Технические и программные средства мониторинга | Класс сооружения | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| 1. Системы мониторинга | + | + | + |
| 1.1. Правила (инструкция) мониторинга ГТС | + | + | + |
| 1.2. Средства инструментальных наблюдений | + | + | + |
| 1.3. Компьютерные средства | + | + | + |
| 2. Средства инструментальных наблюдений | + | + | + |
| 2.1. Дистанционная контрольно-измерительная аппаратура, совместимая с автоматизированными информационно-измерительными диагностическими системами | + | + | * |
| 2.2. Средства геодезического контроля, пьезометры, мерные водосливы, средства химического анализа и другие измерительные устройства, требующие участия человека в процессе измерений | + | + | + |
| 2.3. Мобильные средства измерения, дефектоскопы, средства акустического, электрометрического и радиолокационного зондирования, тепловизоры и другие средства измерения и индикации, используемые при инспекционных обследованиях | + | + | * |
| 3. Выносные модули и автономные терминалы автоматизированных информационно-измерительных систем, обеспечивающие автоматизированный сбор информации о состоянии ГТС | + | * | * |
| 4. Компьютерные программные средства | + | + | * |
| 4.1. Программное обеспечение автоматизированного ввода данных измерений | + | * | * |
| 4.2. Программное обеспечение первичной обработки данных измерений | + | + | * |
| 4.3. Программное обеспечение формализации отчетных материалов и графического оформления результатов измерений и анализа данных наблюдений | + | + | * |
| 5. Информационное обеспечение базы данных (БД) | + | + | * |
| 5.1. Информация о сооружениях гидроузла (текстовая, графическая, табличная) | + | + | * |
| 5.2. Инструкция о составе наблюдений, установленной КИА и системе мониторинга ГТС | + | + | * |
| 5.3. Данные наблюдений и результаты их первичной обработки | + | + | * |
| 5.4. Данные диагностики и прогноза состояния сооружений | + | + | * |
| 5.5. Результаты анализа риска аварии (уровня безопасности) | + | + | * |
| 6. Интерфейс пользователя информации БД | + | + | * |
| 6.1. Ввод, редактирование, корректировка информации БД | + | + | * |
| 6.2. Просмотр результатов измерений | + | + | * |
| 6.3. Представление отображенной информации | + | + | * |
| 6.4. Диагностирование состояния сооружения | + | + | * |
| 6.5. Создание отчетных материалов | + | + | * |
| 7. Программные средства диагностирования | + | + | * |
| 7.1. Регрессионный анализ результатов наблюдений | + | * | * |
| 7.2. Детерминистические модели работы сооружений | + | * | * |
| 7.3. Оценка риска аварии (уровня безопасности) | + | + | * |
Таблица 4
Требования к информационно-диагностической системе контроля состояния и безопасности гидротехнических сооружений гидравлических и тепловых электростанций
| 1. Назначение и цели создания |
| Информационно-диагностическая система (ИДС) предназначена для: |
| - контроля состояния гидротехнических сооружений и производственных зданий и сооружений электростанций; |
| - повышения эффективности их технической эксплуатации и обслуживания; |
| - своевременного обнаружения и предотвращения возникновения и развития аварийных ситуаций, снижения рисков аварий и непредвиденных расходов; |
| - оптимизации эксплуатационных расходов, обеспечивающих необходимый уровень безопасности; |
| - своевременного планирования и подбора вариантов воздействий на базе анализа результатов регулярных инструментальных и визуальных наблюдений, осмотров и обследований зданий и сооружений, освидетельствования оборудования. |
| 2. Основные технические и программные характеристики |
| Параметры ИДС, определяющие структуру ввода, форматы представления данных в системе и взаимодействие с пользователями, должны отвечать следующим требованиям: |
| - ИДС должна быть выполнена в сетевом варианте по технологии "клиент-сервер" и обеспечивать возможность предоставления контролирующим органам через корпоративную сеть информации о сооружениях в заданных объемах и формах; |
| - ИДС должна иметь блочную структуру, обеспечивая накопление (в ручном и автоматическом режиме) информации, обработку информации и анализ (диагностику) состояния объектов контроля, а также возможность достраивания блоков с включением дополнительных объектов контроля и дополнительных функций; |
| - ИДС должна обеспечивать для каждого объекта энергетики текущий оперативный контроль безопасности эксплуатации гидротехнических сооружений, а также предоставлять экспертам информацию об организации и техническом состоянии системы контроля безопасности сооружений; |
| - состав информации, обрабатываемой ИДС, должен включать данные с результатами визуальных осмотров и обследований, результаты инструментальных и визуальных наблюдений, заключения и рекомендации комиссий по обследованию и освидетельствованию сооружений и оборудования, результатов (выводов) дополнительных изысканий и научных исследований, связанных с оценкой состояния сооружений и оснований; |
| - система должна быть защищена от несанкционированного доступа и повреждений техногенного и природного характера. |
| 3. Основные функции |
| ИДС должна обеспечивать: |
| - настройку на объект контроля технического состояния, включая разметку электронных чертежей для графического отображения результатов обследований, ремонтов и оценок технического состояния объектов; |
| - ведение баз данных инструментальных (при ручном и автоматическом вводе результатов измерений) и визуальных наблюдений, сезонных осмотров и освидетельствований комиссиями экспертов, специализированных обследований, ремонтов; |
| - ведение технических паспортов; |
| - хранение и выдачу паспортных характеристик и справочных данных об основных конструктивных особенностях и условиях работы сооружения, включая принципиальные конструктивные разрезы и планы, геологические, климатические и гидрологические данные створа, сведения о действующей системе контроля безопасности; |
| - ведение базы данных подрядных организаций (фирм), технологий, материалов и специалистов; |
| - ведение базы данных технического состояния контролируемых объектов (наличия и расположения дефектов, отклонений от заданных параметров, записей экспертов и персонала, зарисовок и фотографий); |
| - формирование справок о стационарных средствах измерения и контроля и их состоянии; |
| - осуществление входного контроля и отбраковки результатов наблюдений; |
| - сопоставление фактических значений диагностических показателей с критериями безопасности, для оценки состояния сооружений; |
| - экспресс-анализ состояния сооружений; |
| - оперативную адаптацию к изменениям требований действующих нормативных правовых документов; |
| - настройку автоматизированных рабочих мест с разным уровнем доступа к информации; |
| - обработку и графическое представление результатов визуальных и инструментальных наблюдений; |
| - отбор и поиск информации по задаваемым признакам, в том числе по чертежам и схемам размещения КИА; |
| - подготовку и печать отчетной документации; |
| - возможность контролировать график проведения регулярных наблюдений за состоянием зданий и сооружений, график выполнения мероприятий по обеспечению безопасности гидротехнических сооружений, текущий и капитальный ремонт зданий и сооружений, механического оборудования, а также предписаний органа государственного надзора за безопасностью гидротехнических сооружений. |
| 4. Структура базы данных |
| База данных ИДС должна содержать: |
| - технические характеристики стационарной КИА и сведения о ее состоянии; |
| - данные измерений; |
| - график проведения измерений по локальной инструкции и фактическое его исполнение; |
| - показатели состояния сооружений; |
| - критерии безопасности; |
| - результаты визуальных осмотров с графическим и фотопредставлением дефектов; |
| - результаты сезонных осмотров и комиссионных обследований; |
| - результаты технических освидетельствований; |
| - диагностические сообщения; |
| - сообщения о вышедших из строя приборах; |
| - внешние воздействия - проектные и фактические; |
| - декларации безопасности; |
| - экспертные заключения; |
| - предписания органов государственного надзора, за безопасностью гидротехнических сооружений. В базе данных также должны быть представлены: |
| - комплект векторных чертежей, подготавливаемых в AUTOCAD; |
| - шаблоны для подготовки документации в Word, Excel; |
| - графическая информация (растровые схемы и рисунки, выполненные в любом графическом редакторе, фотографии в цифровом формате). |
Таблица 5
Перечень контролируемых визуальными наблюдениями показателей состояния гидротехнических сооружений
| Визуально контролируемые показатели: |
| - наличие и развитие просадок или пучения грунта на гребне, бермах или откосах грунтовых сооружений; |
| - оползни, в том числе локальные, откосов плотин 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; |
| - наледи на выходах фильтрующей воды; |
| - 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; |
| - работоспособность систем инструментального контроля; |
| - ориентировочные объемы и уровень наносов в верхнем бьефе, отложения наносов (бары) в нижнем бьефе. |
Примечание: 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.
| Название документа: | Об утверждении Инструкции о порядке определения критериев безопасности и оценки состояния гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов на поднадзорных Госгортехнадзору России производствах, объектах и в организациях |
| Номер документа: | 10 |
| Вид документа: | Постановление Госгортехнадзора России |
| Принявший орган: | Госгортехнадзор России |
| Статус: | Действующий |
| Опубликован: |
Российская газета, N 95, 30.05.2002 Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти, N 26, 01.07.2002 |
| Дата принятия: | 04 февраля 2002 |
| Дата начала действия: | 09 июня 2002 |
Об утверждении Инструкции о порядке определения критериев безопасности и оценки состояния гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов на поднадзорных Госгортехнадзору России производствах, объектах и в организациях
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ И ПРОМЫШЛЕННЫЙ НАДЗОР РОССИИ
ПОСТАНОВЛЕНИЕ
Во исполнение требований
Федерального
закона "О безопасности гидротехнических сооружений" от 21.07.97 N
117-ФЗ (Собрание законодательства Российской Федерации, 1997, N
30, ст.3589) Госгортехнадзор России
постановляет:
1. Утвердить Инструкцию о
порядке определения критериев безопасности и оценки состояния
гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов
на поднадзорных Госгортехнадзору России производствах, объектах и в
организациях*.
__________________
*
Госгортехнадзором России "Инструкции о порядке определения
критериев безопасности и оценки состояния гидротехнических
сооружений накопителей жидких промышленных отходов на поднадзорных
Госгортехнадзору России производствах, объектах и в организациях"
присвоено обозначение РД 03-443-02. - Примечание "КОДЕКС".
2. Направить Инструкцию о
порядке определения критериев безопасности и оценки состояния
гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов
на поднадзорных Госгортехнадзору России производствах, объектах и в
организациях в Минюст России для государственной регистрации.
3. Контроль за
исполнением настоящего постановления возложить на начальника
Управления по надзору в горнорудной промышленности
А.И.Перепелицына.
Начальник Госгортехнадзора России
В.Кульечев
Зарегистрировано
в Министерстве юстиции
Российской Федерации
18 мая 2002 года,
регистрационный N 3449
Инструкция о порядке определения критериев безопасности и оценки состояния гидротехнических сооружений накопителей жидких промышленных отходов на поднадзорных Госгортехнадзору России производствах, объектах и в организациях
I. Термины и определения
В
соответствии с Федеральным
законом "О безопасности гидротехнических сооружений" от 21.07.97 N
117-ФЗ (Собрание законодательства Российской Федерации, 1997, N
30, ст.3589) для целей настоящего документа используются следующие
основные термины и определения.
1.1. 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 условий жизнедеятельности
людей.
1.2. Безопасность
гидротехнических сооружений - свойство гидротехнических сооружений,
позволяющее обеспечить защиту жизни, здоровья и законных интересов
людей, окружающей среды и хозяйственных объектов.
1.3. 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 гидротехнического сооружения.
II. Основные понятия
В
Инструкции о порядке определения критериев безопасности и оценки
состояния гидротехнических сооружений накопителей жидких
промышленных отходов на поднадзорных Госгортехнадзору России
производствах, объектах и в организациях (далее - Инструкция)
используются следующие основные понятия.
2.1. Авария
гидротехнического сооружения - опасное техногенное происшествие,
создающее угрозу жизни и здоровью людей, приводящее к разрушению
зданий, сооружений, оборудования и коммуникаций, нарушению
производственных и транспортных процессов, нанесению ущерба
окружающей природной среде.
2.2. Контролируемые
показатели состояния гидротехнического сооружения - показатели,
измеренные на данном сооружении с помощью технических средств или
вычисленные на основании измерений количественные показатели, а
также качественные показатели эксплуатационного состояния
гидротехнического сооружения (ГТС), определенные на основании
визуального осмотра.
2.3. Критерии
безопасности 1-го уровня - значения контролируемых показателей
состояния ГТС, определяемые при основном сочетании нагрузок, при
достижении которых устойчивость, механическая и фильтрационная
прочность ГТС и его основания, а также пропускная способность
водосбросных и водопропускных сооружений соответствуют условиям их
нормальной эксплуатации.
2.4. Критерии
безопасности 2-го уровня - значения контролируемых показателей
состояния ГТС, устанавливаемые при особом сочетании нагрузок, при
превышении (уменьшении) которых эксплуатация ГТС в проектном режиме
не допустима, состояние сооружения может перейти в
предаварийное.
2.5. Надежное
(работоспособное) эксплуатационное состояние ГТС - состояние, при
котором сооружение соответствует всем требованиям нормативных
документов и проекта при действии нагрузок основного сочетания,
значения контролируемых показателей состояния сооружений не
превышают (не менее) соответствующих критериев безопасности 1-го
уровня, сооружение можно эксплуатировать без разработки каких-либо
мероприятий, повышающих безопасность его эксплуатации.
2.6. Удовлетворительное
(частично неработоспособное) эксплуатационное состояние ГТС -
состояние, при котором значение хотя бы одного контролируемого
показателя стало больше (меньше) соответствующих критериев
безопасности 1-го уровня, но значения контролируемых показателей
состояния сооружений не превышают (не менее) соответствующих
критериев безопасности 2-го уровня и сооружение находится под
действием нагрузок и воздействий, не превышающих предусмотренные
проектом значения нагрузок особого сочетания.
При этом ГТС можно
эксплуатировать при условии разработки и выполнения в определенные
сроки необходимых мероприятий. Эти мероприятия разрабатываются на
основе анализа конкретных показателей по факторам, которые могут
создать аварийную ситуацию, и содержат необходимые меры по
нейтрализации действия таких факторов.
2.7. Предаварийное
(предельное) эксплуатационное состояние ГТС - состояние, при
котором сооружение имеет повреждения или дефекты, при которых оно
не может эксплуатироваться при воздействии основного сочетания
нагрузок ввиду угрозы аварии, и (или) сооружение находится под
воздействием особого сочетания нагрузок, превышающих допускаемые
проектом значения с угрозой аварии, и (или) появляются признаки
прогрессирующего развития деструктивных процессов, необратимо
ведущих к аварии.
При таком состоянии ГТС
его нельзя эксплуатировать в проектном режиме.
В
соответствии с постановлением
Правительства Российской Федерации от 27 февраля 1999 года N 237
"Об утверждении Положения об эксплуатации гидротехнического
сооружения и обеспечении безопасности гидротехнического сооружения,
разрешение на строительство и эксплуатацию которого аннулировано, а
также гидротехнического сооружения, подлежащего консервации,
ликвидации либо не имеющего собственника" (Собрание
законодательства Российской Федерации, 1999, N 10, ст.1249)
обеспечение безопасности ГТС осуществляется собственником ГТС или
эксплуатирующей организацией в соответствии с предписаниями
территориальных органов Госгортехнадзора России.
III. Общие положения
3.1. Инструкция
разработана в соответствии с требованиями Федерального
закона "О безопасности гидротехнических сооружений" N 117-ФЗ
(статьи
9 и ),
предназначена для определения критериев безопасности ГТС на
поднадзорных Госгортехнадзору России производствах, объектах и в
организациях и направлена на повышение уровня безопасности ГТС.
3.2. Инструкция
применяется при проектировании, строительстве, вводе в
эксплуатацию, эксплуатации, реконструкции, восстановлении,
консервации и ликвидации ГТС организациями, осуществляющими
разработку, утверждение и применение критериев безопасности ГТС
I-IV класса, а также при оперативном контроле за состоянием
строящихся и эксплуатируемых ГТС, при обработке и анализе данных
натурных наблюдений, при разработке проектной документации
мониторинга безопасности ГТС, при составлении деклараций
безопасности ГТС, при комплексной оценке состояния безопасности
накопителей жидких промышленных отходов и стоков.
3.3. Инструкция
определяет основные понятия, регламентирует процедуру и
последовательность действий при выборе контролируемых показателей
эксплуатационного состояния ГТС, закладываемых в проект, на стадии
эксплуатации (вводе и выводе из эксплуатации), при определении
критериев безопасности ГТС, определяет порядок разработки и
утверждения критериев безопасности ГТС накопителей жидких
промышленных отходов.
3.4. Для ГТС
устанавливаются два уровня критериев безопасности согласно п.п.2.3.
и 2.4. в виде количественных и качественных показателей состояния и
условий эксплуатации ГТС и в соответствии с требованиями разделов
IV и V настоящей Инструкции. При специальном обосновании
допускается устанавливать один уровень критериев безопасности,
определяемых по количественным показателям при основном сочетании
нагрузок.
3.5. Оперативную оценку
эксплуатационного состояния сооружения и его безопасности следует
осуществлять путем сравнения измеренных или вычисленных на основе
измерений значений количественных контролируемых показателей, а
также качественных показателей с соответствующими критериями
безопасности.
3.6. Увеличение
(уменьшение) фактического (измеренного на сооружении) значения
одного или нескольких контролируемых показателей (приложение 1
настоящей Инструкции) по отношению к соответствующим критериям
безопасности 1-го уровня будет указывать на то, что состояние ГТС
не отвечает требованиям действующих строительных норм и правил,
правилам безопасной эксплуатации ГТС по условиям нормальной
эксплуатации в проектном режиме.
Последовательность
действий в этом случае отражена в п.7.2 настоящей Инструкции.
3.7. Увеличение
(уменьшение) фактического (измеренного на сооружении) значения
одного или нескольких показателей по отношению к соответствующим
критериям безопасности 2-го уровня говорит о наступлении состояния,
при котором дальнейшая эксплуатация ГТС в проектном режиме является
нарушением Федерального
закона "О безопасности гидротехнических сооружений" .
Последовательность
принятия решений в таком случае предусмотрена в п.п.7.3, 7.4
настоящей Инструкции.
3.8. Измерительная
система, а также контролируемые показатели состояния ГТС должны
отвечать следующим условиям:
3.8.1. Измерение значений
количественных показателей эксплуатационного состояния ГТС должно
осуществляться приборами, имеющими минимальную погрешность.
3.8.2. Контролируемый
показатель должен определяться с помощью статистической или
расчетной прогнозных моделей.
3.9. Контроль и
наблюдения за показателями состояния ГТС и условий его эксплуатации
проводятся службами эксплуатации собственника ГТС, экспертной
организацией в соответствии с заданными в проектной и
эксплуатационной документации, а также в проекте мониторинга
безопасности ГТС программой и периодичностью по всем объектам
мониторинга, обоснованным в данных документах.
3.10. Оценку
эксплуатационного состояния ГТС необходимо отражать в годовых
отчетах о состоянии ГТС в разделе "Анализ состояния и уровня
эксплуатации ГТС" с обязательным приложением таблицы сравнения
фактических значений контролируемых показателей с критериями
безопасности.
3.11. Оценка состояния
ГТС с использованием критериев безопасности не заменяет проведения
периодического комплексного анализа состояния и условий
эксплуатации сооружений и регулярных их осмотров.
3.12. Периодически не
реже одного раза в 5 лет обследование ГТС проводится комиссией,
состоящей из представителей служб эксплуатации собственника,
проектной и (или) экспертной организации, представителя
территориального органа Госгортехнадзора России. При обследовании
ГТС, руководствуясь проектной документацией, сопоставлением
критериев безопасности показателей состояния ГТС с фактическими их
значениями, правилами эксплуатации ГТС, фактическим состоянием
сооружения после рассмотрения и обсуждения результатов
обследования, комиссия дает оценку эксплуатационному состоянию ГТС
в соответствии с положениями настоящей Инструкции, которая должна
отражать его (ГТС) реальное состояние.
3.13. Комплексная оценка
безопасности ГТС, наряду с оценкой эксплуатационного состояния на
основе сравнения фактических значений контролируемых показателей
состояния ГТС с соответствующими критериями безопасности, включает
оценку уровня риска аварии, которая, как правило, дается в
декларации безопасности ГТС.
3.14. На основании
информации, отраженной в годовых отчетах о состоянии ГТС,
аналитические центры по ведению мониторинга технической
безопасности ГТС в соответствии с Инструкцией
о порядке ведения мониторинга безопасности гидротехнических
сооружений предприятий, организаций, подконтрольных органам
Госгортехнадзора России (РД 03-259-98) , утвержденной постановлением
Госгортехнадзора России от 12.01.98 N 2 и зарегистрированной
Минюстом России 4 февраля 1998 года N 1467 (Бюллетень нормативных
актов федеральных органов исполнительной власти, 1998, N 5),
информируют Госгортехнадзор России о состоянии безопасности ГТС
подконтрольных Госгортехнадзору России организаций, производств и
объектов.
3.15. При отсутствии в
проекте критериев безопасности собственник ГТС (эксплуатирующая
организация) с целью их разработки может обратиться к проектной
организации, имеющей лицензию на проектирование ГТС, относящихся к
сооружениям I и II уровня ответственности, в соответствии с
(Российская газета, 2001, 10 авг., с.36-37)
или экспертной организации.
3.16. В соответствии
со ст.9
Федерального закона "О безопасности гидротехнических
сооружений" собственник ГТС или эксплуатирующая организация
обязаны:
3.16.1. Обеспечивать
разработку и своевременное уточнение критериев безопасности
ГТС.
3.16.2. Развивать системы
контроля за состоянием ГТС.
3.17. Разработку
(уточнение) критериев безопасности ГТС и представление их на
утверждение в органы Госгортехнадзора России организации
обеспечивают на следующих этапах:
3.17.1. На стадии
проектирования ГТС.
3.17.2. На стадии ввода
ГТС в эксплуатацию.
3.17.3. На стадии
эксплуатации ГТС при разработке проекта эксплуатации и проекта
мониторинга безопасности ГТС.
3.17.4. При консервации и
ликвидации ГТС.
3.17.5. При изменении
нормативных правовых актов, действовавших при определении и
утверждении критериев безопасности.
3.17.6. При изменении
состояния ГТС и условий его эксплуатации, приведших к изменению его
эксплуатационного состояния.
3.18. В соответствии со
ст.13
Федерального закона "О безопасности гидротехнических
сооружений" критерии безопасности ГТС подлежат утверждению
органами Госгортехнадзора России.
Утверждение критериев
безопасности ГТС I, II, III класса и хранилищ, предназначенных для
размещения отходов I, II, III класса опасности, проводится
Госгортехнадзором России, а всех остальных ГТС, повреждения которых
могут привести к возникновению чрезвычайных ситуаций, -
территориальными органами Госгортехнадзора России.
3.19. Утверждение
критериев безопасности ГТС осуществляется органами Госгортехнадзора
России на основе рассмотрения следующих материалов:
3.19.1. Пояснительной
записки с описанием использованных методов определения критериев
безопасности ГТС.
3.19.2. Таблицы
контролируемых показателей и их предельных значений.
3.19.3. Схем размещения
средств измерений и состава визуальных наблюдений на ГТС.
3.20. В процессе
рассмотрения и утверждения критериев безопасности
анализируются:
3.20.1. Обоснованность
назначения состава контролируемых показателей.
3.20.2. Обоснованность и
корректность использованных методов определения критериев
безопасности ГТС.
3.20.3. Достаточность
контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) и
контрольно-измерительных приборов (КИП).
3.21. Госгортехнадзор
России и его территориальные органы в месячный срок рассматривают
материалы, представленные для утверждения критериев безопасности
ГТС, и выносят решение об их утверждении или отказе в
утверждении.
IV. Определение критериев безопасности контролируемых показателей состояния ГТС и условий их эксплуатации
4.1. Контролируемые
показатели состояния ГТС и условий его эксплуатации характеризуют
напряженно-деформированное состояние ГТС, фильтрационный,
температурно-влажностный и гидравлический режимы в сооружениях, их
основаниях и береговых примыканиях, параметры нагрузок и
воздействий, а также уровень эксплуатационного состояния.
4.2. При определении
критериев безопасности обоснование прочности и устойчивости ГТС и
их оснований должно быть выполнено из условия недопущения
наступления предельных состояний на основании соответствующих
строительных норм и правил.
4.3. На стадии проекта
состав контролируемых показателей состояния ГТС и критерии
безопасности разрабатываются на основе результатов расчетов и, при
необходимости, экспериментальных исследований фильтрационного,
гидравлического и температурно-влажностного режимов,
напряженно-деформированного состояния, прочности и устойчивости ГТС
при основном и особом сочетании нагрузок в соответствии с
требованиями соответствующих строительных норм и правил, а также на
основе анализа прочностных, деформационных и фильтрационных
характеристик материалов, опыта эксплуатации аналогичных
сооружений, результатов расчета зон затопления при аварии ГТС,
расчета максимальных параметров потока по трассе растекания,
определения показателей последствий аварии.
Состав нагрузок в
сочетаниях и способ их определения должны быть установлены для
конкретных сооружений на основании действующих строительных норм и
правил и уточнены на стадии эксплуатации с учетом изменения
требований нормативных документов.
4.4. Для ГТС с
недостаточно определенной в статическом отношении работой и
возводимых в сложных природных условиях (в суровых климатических
условиях, на многолетнемерзлых грунтах, на подрабатываемых и
закарстованных территориях и т.п.), критерии безопасности ГТС
разрабатываются с учетом результатов экспериментальных исследований
моделей таких сооружений.
4.5. При сдаче ГТС в
эксплуатацию критерии безопасности уточняются и дополняются на
основе конструктивных и других изменений проекта, внесенных в ходе
строительства, результатов натурных исследований, контрольных
расчетов, выполненных с учетом технологических напряжений
строительного периода и уточненных физико-механических
характеристик материалов сооружения и основания, а также с учетом
сценариев возможных аварий.
4.6. Уточнение и
дополнение критериев безопасности может также производиться
проектной или экспертной организацией, имеющей в соответствии с
Федеральным
законом "О лицензировании отдельных видов деятельности" от
08.08.2001 N 128-ФЗ лицензию Госгортехнадзора России на
проведение экспертизы промышленной безопасности, при участии
представителей службы эксплуатации.
4.7. Критерии
безопасности для длительно эксплуатируемых ГТС разрабатываются по
результатам многолетних натурных наблюдений с учетом изменения
нормативных требований к расчетам, выполненным при проектировании,
и к обеспечению безопасности ГТС.
4.8. В отдельных случаях,
и, в частности, при предаварийном состоянии длительно
эксплуатируемого ГТС, выполняются поверочные расчеты, которые
должны учитывать требования действующих строительных норм и правил,
изменение нагрузок и физико-механических характеристик
материалов.
4.9. На основании анализа
результатов натурных наблюдений, опыта эксплуатации ГТС и
аналогичных им сооружений критерии безопасности могут уточняться и
дополняться с использованием поверочных расчетов по
"откалиброванным" на основе натурных наблюдений расчетным
математическим моделям, применительно к уточненным расчетным схемам
ГТС, уточненным расчетным значениям характеристик (показателей)
свойств материалов и пород оснований, а также нагрузкам основного
и, при необходимости, особого сочетания.
4.10. При длительной
эксплуатации сооружений при нагрузках, меньших или больших
расчетных, для контролируемых показателей могут устанавливаться
критерии безопасности, характеризующие нормальную (прогнозируемую)
реакцию сооружения на эксплуатационные нагрузки, действующие в
момент измерения значений контролируемых показателей (с учетом
погрешности измерения).
При отсутствии расчетных
моделей, "откалиброванных" по результатам натурных наблюдений, и
функций, аппроксимирующих результаты ранее выполненных натурных
наблюдений, в качестве критериев безопасности допускается принимать
результаты измерений значений количественных показателей в
предшествующие годы эксплуатации, выполненных при тех же нагрузках
и воздействиях.
4.11. На стадии проекта и
на основе анализа работы ГТС на стадии эксплуатации следует также
определять состав и критерии безопасности качественных
контролируемых показателей (приложение 1 настоящей Инструкции)
состояния ГТС в соответствии с разделом V настоящей Инструкции.
4.12. Критерии
безопасности ГТС после 3-5 лет нормальной эксплуатации сооружения
рекомендуется корректировать и устанавливать по одному из двух
параметров: абсолютные значения показателей или допустимая
интенсивность их изменения во времени.
4.13. При оценке
состояния ГТС учитываются имевшие место повреждения и
непредвиденные негативные процессы в сооружениях и их
основаниях.
4.14. Выбор и обоснование
контролируемых показателей состояния ГТС и условий эксплуатации
ограждающих сооружений (плотин, дамб, упорных призм) накопителей
жидких промышленных отходов необходимо производить с учетом
следующих особенностей в конструкции и условиях эксплуатации данных
сооружений (намывных и насыпных): наличия шламов (хвостов) на
верховом откосе; значительной (более 500 метров) протяженности
ограждающих сооружений; возможного наличия слабых грунтов в
основании ограждающего сооружения; состава отходов, сточных
вод.
Для дамб намывного типа
необходимо дополнительно учитывать: нестабильность процессов;
формирование намывного пляжа; изменение нагрузок на ограждающие
сооружения, зависящее от этапа строительства, сезона, технологии
заполнения накопителя на конкретный момент времени.
V. Порядок разработки критериев безопасности качественных контролируемых показателей состояния ГТС
5.1. При разработке
критериев безопасности качественных контролируемых показателей
состояния ГТС на стадии разработки проекта и при его эксплуатации
необходимо учитывать следующие отличия:
5.1.1. На стадии
разработки проекта и начальной эксплуатации ГТС устанавливается
перечень критериев безопасности (для двух уровней) качественных
контролируемых показателей - эта работа, как правило, выполняется
проектной организацией на основе обобщения опыта эксплуатации
аналогичных сооружений и путем анализа прогноза изменения состояния
сооружения под действием деструктивных процессов, природных,
технологических нагрузок и воздействий.
5.1.2. Через каждые 5 лет
на основе обобщения натурных наблюдений с учетом особенностей
эксплуатации ГТС следует корректировать перечень качественных
контролируемых показателей состояния ГТС экспертным методом и
разрабатывать их критерии безопасности.
5.2. Собственник ГТС
обеспечивает создание экспертной группы из представителей
эксплуатирующей, проектной и (или) экспертной организаций. В
экспертную группу могут привлекаться и другие специалисты,
занимающиеся вопросами безопасности ГТС.
Экспертная группа
составляет перечень сценариев всех возможных аварий на ГТС с учетом
всех конструктивных и эксплуатационных особенностей и определяет
деструктивные процессы (деформации, коррозию, износ, старение,
протечки, суффозию и т.п.), которые могут привести к аварии на
ГТС.
На основе анализа влияния
деструктивных процессов на состояние ГТС экспертная группа
определяет качественные контролируемые показатели состояния ГТС и
их критерии безопасности 1-го уровня, соответствующие условиям
нормальной эксплуатации.
Для каждого сценария
потенциально возможной аварии определяются качественные
контролируемые показатели состояния ГТС и их критерии безопасности
2-го уровня, соответствующие началу развития предаварийного
состояния.
VI. Требования к натурным наблюдениям и сравнение их результатов с критериями безопасности ГТС
6.1. Выполнение
требований, представленных в данном разделе, необходимо для
обеспечения оперативности и эффективности контроля состояния ГТС с
использованием контролируемых показателей и их критериев
безопасности.
6.2. Измерительная
аппаратура (КИА и КИП) на сооружении должна быть размещена таким
образом, чтобы для каждого количественного критерия безопасности
имелась соответствующая измеренная величина показателя.
6.3. Измерительные
приборы (КИА и КИП) должны быть установлены в первую очередь в тех
зонах или точках, которые наиболее чувствительны к изменениям
состояния конструкции или в которых по данным расчетов показатели
имеют максимальные значения.
К
таким зонам (точкам) относятся: трещины и разломы в скальных
основаниях, участки слабых пород, контакт "бетон - скала",
примыкания к скальным бортам плотин (дамб), температурно-осадочные
и блочные швы бетонных и железобетонных сооружений, гребни и зоны
сопряжения с основанием наиболее высоких участков дамб (плотин) из
грунтовых материалов, зоны возможной контактной фильтрации,
сопряжения бетонных и земляных сооружений и др.
Произошла ошибка
Платеж не был завершен из-за технической ошибки, денежные средства с вашего счета
списаны не были. Попробуйте подождать несколько минут и повторить платеж еще раз.
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТЕРИЕВ БЕЗОПАСНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИИ
РД 153-34.2-21.342-00
Москва 2000
"Методика определения критериев безопасности гидротехнических сооружений" (далее "Методика") разработана в соответствии с решением совместного заседания НТС РАО "ЕЭС России", Координационного Совета по проблеме "Безопасность энергетических сооружений", секции "Единая энергетическая система" Научного Совета РАН по проблемам надежности и безопасности больших систем энергетики на тему: "О ходе реализации и научно-техническом обеспечении Федерального Закона "О безопасности гидротехнических сооружений" от 14 сентября 1999 г.
"Методика" разработана в НИИ энергетических сооружений (д.т.н. Иващенко И.Н., к.т.н. Царев А.И., инженеры Блинов И.Ф. , Комельков Л.В., Еникеев Ф.Г., Лавров Б.А., к.т.н. Лобач А.А., к.т.н. Чернилов А.Г., к.т.н. Дидович М.Я.), ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева (к.т.н. Беллендир Е. II ., д.т.н. Храпков А.А., к.т.н. Кузнецов B . C ., к.т.н. Василевский А.Г., инж. Караваев А.В., д.т.н. Сапегин Д.Д., д.т.н. Судаков В.Б., к.т.н. Дурчева В.Н., к.т.н. Швайнштейн A . M ., инж. Векслер А.Б), институте Гидропроект (к.т.н. Новоженин В.Д., инж. Вахрамеев А.К, д.т.н Зарецкий Ю К, д.т.н. Мгалобелов Ю.Б.).
В разработке "Методики" активное участие принимали сотрудники НТЦ энергонадзора Минэнерго России (инж. Радкевич Д.Б.), Саяно-Шушенской ГЭС (д.т.н. Гордон Л.А), МГСУ (д.т.н. Рассказов Л.Н.), ЦСГНЭО (д.т.н. Бронштейн В.И.), МЭИ (к.т.н. Желанкин В.Г.).
Основные положения "Методики" обсуждались на заседаниях рабочей группы (председатель рабочей группы - к.т.н. Новоженин В.Д.), а также на совещании "Современные методы инструментального обследования для определения реального состояния гидротехнических сооружений электростанций России и опыт составления деклараций безопасности Москва ВВЦ, 20 - 22 сентября 2000 г.".
Отличительной особенностью данного документа является введение двух уровней критериальных значений диагностических показателей состояния сооружений. При этом первый уровень вводится в соответствии с требованиями ст. 9 Федерального закона "О безопасности гидротехнических сооружений" (см . п. "Методики") и является предупреждающим. Превышение первого уровня сигнализирует о наступлении потенциально опасного состояния и требует от собственника (эксплуатирующей организации) оповещения об этом органа надзора и принятия оперативных мер по переводу сооружения в нормальное состояние. В отличие от первого, превышение второй уровня критериальных значений влечет за собой также и ввод ограничений на режим эксплуатации гидротехнического сооружения (вплоть до понижения уровня верхнего бьефа).
Применительно к предусмотренным данной "Методикой" способам определения критериальных значений диагностических показателей на основе использования детерминистических статистических моделей необходимо оценить реакцию сооружения на два уровня воздействий, со ответствующих основному и особому сочетаниям нагрузок. Реакция сооружения в заданных точках контроля определяет соответствующие указанным воздействиям два уровня критериальны значений диагностических показателей
"Методика" рассмотрена и рекомендована к утверждению на совместном заседании Координационного Совета по отраслевой программе "Безопасность энергетических сооружений" и секции НТС РАО "ЕЭС России" "Правовые и нормативно-технические проблемы безопасности энергетических сооружений" (протокол № 3 от 26.12.2000 г.).
"Методика" вводится в действие с 1 января 2001 г. На основе обобщения опыта применения "Методики" в процессе эксплуатации и в ходе декларирования безопасности гидротехнических ее сооружений "Методика" подлежит пересмотру в 2005 году.
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
1.1. Федеральным законом "О безопасности гидротехнических сооружений" определены следующие понятия, имеющие непосредственное отношение к данной "Методике"
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 условий жизнедеятельности людей.
Безопасность гидротехнических сооружений - свойство гидротехнических сооружений, позволяющее обеспечить защиту жизни, здоровья и законных интересов людей, окружающей среды и хозяйственных объектов.
Критерии безопасности ги дротехнического 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.
Допустимый уровень риска аварии гидротехнического сооружения - значение риска аварии гидротехнического сооружения, установленное нормативными документами.
1.2. В "Методике" используются также следующие понятия:
Авария гидротехнического сооружения (далее ГТС) - разрушение или повреждение ГТС, вызванное непредвиденными (не предусмотренными проектом и правилами безопасности) ситуациями, и сопровождаемое неконтролируемым сбросом воды или жидких стоков из хранилища
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.
Контролируемые показатели - измеренные на данном сооружении с помощью технических средств или вычисленные на основе измерений количественные характеристики, а также качественные характеристики состояния ГТС
Диагностические показатели - наиболее значимые для диагностики и оценки состояния ГТС контролируемые показатели, позволяющие дать оценку безопасности системы "сооружение -основание - водохранилище" в целом или отдельных ее элементов.
Критерии состояния ГТС:
К1 - первый (предупреждающий) уровень значений диагностических показателей, при достижении которого устойчивость, механическая и фильтрационная прочность ГТС и его основания, а также пропускная способность водосбросных и водопропускных сооружений еще соответствуют условиям нормальной эксплуатации;
К2 - второй (предельный) уровень значений диагностических показателей, при превышении которых эксплуатация ГТС в проектных режимах недопустима
Эксплуатационные состояния сооружений:
нормальное - состояние сооружения, при котором сооружение соответствует всем требованиям нормативных документов и проекта, при этом значения диагностических показателей состояния сооружения не превышают своих критериальных значений К1;
потенциально опасное - состояние, при котором значение хотя бы одного диагностического показателя стало большим (меньшим) своего первого (предупреждающего) уровня критериальных значений (значений К1) или вышло за пределы прогнозируемого при данном сочетании нагрузок интервала значений. Потенциально опасное состояние сооружения не отвечает нормативным требованиям, но эксплуатация ГТС не приводит к угрозе немедленного прорыва напорного фронта и сооружение может ограниченное время эксплуатироваться в соответствии с указаниями ;
предаварийное - состояние, при котором значение хотя бы одного диагностического показателя стало большим (меньшим) второго (предельного) уровня критериальных значений (значений К2). В этом случае эксплуатация сооружения в проектных режимах недопустима без оперативного проведения мероприятий по восстановлению требуемого уровня безопасности и без специального разрешения органа надзора (см. ).
2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
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.
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 аварий эксплуатируемых ГТС в детерминированной и вероятностной формах.
2.3. В соответствии со ст. 9 Федерального закона "О безопасности гидротехнических сооружений" собственник гидротехнического сооружения и эксплуатирующая организация обязаны: "систематически анализировать причины снижения безопасности гидротехнического сооружения и своевременно осуществлять разработку и реализацию мер по обеспечению технически исправного состояния гидротехнического сооружения и его безопасности, а также по предотвращению аварии гидротехнического сооружения".
2.4. Для эксплуатируемых ГТС необходимо различать следующие эксплуатационные состояния:
Нормальное;
Потенциально опасное;
Предаварийное.
2.5. Оперативную оценку эксплуатационного состояния сооружения и его безопасности следует осуществлять путем сравнения измеренных (или вычисленных на основе измерений) количественных и качественных диагностических показателей с их критериальными значениями К1 и К2, а также с прогнозируемым интервалом изменения диагностических показателей.
2.6. Для сооружений четвертого класса, а также при специальном обосновании для сооружений третьего класса допускается устанавливать один уровень критериальных значений К2
2.7. Количественные критериальные значения К1 и К2 диагностических показателей следует устанавливать на основе оценок реакции сооружения при основном и особом сочетании нагрузок, соответственно. Состав нагрузок в сочетаниях и способ их определения должны быть установлены для конкретного сооружения нормативными документами и проектом и уточнены на стадии эксплуатации с учетом изменений в требованиях нормативных документов.
2.8. Критериальные значения диагностических показателей, а также уровень риска аварии, ГТС (уровень безопасности ГТС) следует определять преимущественно в детерминистической форме в связи с тем, что все требования и критериальные условия действующих нормативных документов выражены в детерминистической форме с использованием системы коэффициентов надежности, опосредованно обеспечивающих допустимый уровень риска аварии гидротехнического сооружения.
2.9. В период эксплуатации для корректировки состава и критериальных значений К1 и К2 диагностических показателей следует использовать, кроме результатов расчетов, данные натурныхнаблюдений за весь период строительства и эксплуатации, а также результаты анализа опыта эксплуатации данного ГТС и аналогичных по конструкции и условиям эксплуатации сооружениях. В целях прогноза изменения показателей и возможно более точной их корректировки статистическими и детерминистическими методами должна быть разработана математическая модель сооружения.
2.10. Наиболее опасные зоны ГТС, состав диагностических показателей и их критериальные значения должны быть определены при разработке проекта в соответствии с требованиями нормативных документов по проектированию отдельных видов ГТС и уточнены перед вводом в эксплуатацию и в процессе эксплуатации ГТС в соответствии со сценариями возможных аварий и результатами выполненных натурных наблюдений за работой и состоянием ГТС.
2.11. Измеряемый (вычисляемый по результатам измерений) контролируемый показатель, выбранный в качестве диагностического показателя, должен отвечать следующим условиям:
Диапазон изменения значений показателя при нормальном эксплуатационном состоянии должен в несколько раз превосходить погрешность измерительной системы,
Диагностический показатель должен поддаваться прогнозу с помощью детерминистических или статистических прогнозных моделей.
2.12. Порядок разработки и утверждения критериальных значений диагностических показателей представлен в . Перечень контролируемых количественных и качественных показателей состояния и условий эксплуатации ГТС, а также перечень контролируемых нагрузок на сооружение, приведен в .
2.13. Наряду с оценкой безопасности на основе сравнения измеренных значений диагностических показателей с их критериальными и прогнозируемыми значениями, оценка безопасности ГТС включает оценку уровня риска аварии. Для этой цели должна быть построена иерархическая система факторов безопасности и выполнена оценка уровня риска аварии в детерминистической и (или) вероятностной форме (см. ). Как правило, оценка уровня риска аварии должна выполняться при составлении декларации безопасности ГТС.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТЕРИАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОСТОЯНИЯ ГТС.
3.1. Проектное обоснование прочности и устойчивости ГТС и их оснований должно быть выполнено из условий недопущения предельных состояний :
3.2. На стадии проекта состав и критериальные значения диагностических показателей К1 и К2 следует определять на основе анализа результатов расчетов и экспериментальных исследований фильтрационного, гидравлического и температурного режимов, напряженно-деформированного состояния, прочности и устойчивости ГТС на основное и особое сочетание нагрузок (см. ), а также на основе анализа прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик материала.
3.3. На основе анализа результатов натурных наблюдений и опыта эксплуатации ГТС должны быть осуществлены корректировка и дополнение критериальных значений К1 (а в случае необходимости и К2) диагностических показателей с использованием:
Результатов прогноза, выполненного на основании статистических моделей, сформированных по данным натурных наблюдений,
Поверочных расчетов по "откалиброванным" на основе натурных наблюдений детерминистическим математическим моделям, применительно к уточненным расчетным схемам ГТС, уточненным расчетным значениям параметров свойств материалов и пород оснований, а также параметров основного и особого сочетаний нагрузок.
3.4. На основе анализа работы ГТС на стадии эксплуатации следует также определить состав и критериальные значения К1 и К2 (аналогичных по назначению критериям К1 и К2) качественных диагностических показателей состояния ГТС (см. ).
3.5. Для сооружений, измеренные значения диагностических показателей которых оказались значительно ниже расчетных значений, определенных на стадии проекта и в случае отсутствия результатов уточненных расчетов эксплуатируемого сооружения, критериальные значения показателей следует принимать по прогнозным статистическим моделям. При этом указанные статистические модели следует применять, как правило, в пределах диапазона нагрузок и воздействий, испытанных сооружением в процессе эксплуатации.
3.6. В случае превышения одним или несколькими диагностическими показателями критериального значения К1, определенного на стадии проекта и уточненного расчетом на стадии эксплуатации (а также в случае отсутствия указанных уточненных расчетных данных), допускается на период проведения мероприятий, которые предусмотрены , осуществлять прогноз поведения ГТС на основе статистических моделей.
3.7. Диагностику "потенциально опасного" и тем более "предаварийного" эксплуатационного состояния ГТС следует осуществлять на комплексной основе, с привлечением данных измерений всех диагностических показателей, в особенности таких, как параметры фильтрационного режима (расходы, величины противодавления, положение кривой депрессии, градиенты напора) и характеристики трещинообразования в бетонных плотинах, а также с привлечением статистических прогнозных моделей и качественных диагностических показателей.
4. РАЗРАБОТКА ПРОГНОЗНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
4.1. Для целей диагностики, прогноза состояния сооружений и определения эксплуатационных ситуаций следует использовать три типа математических моделей:
Статистические,
Детерминистические (расчетные);
Смешанные
4.2. Статистические модели следует применять при наличии представительного временного ряда измерений для прогноза в диапазоне воздействий, ранее испытанных сооружением, для всего комплекса измеряемых диагностических показателей.
4.3. При построении статистической модели должны быть осуществлены следующие действия:
Из временного ряда измерений формируется базовая последовательность измерений (F изм );
Выбирается прогнозирующая функция F прог. ,(например, в случае прогноза напряженно-деформированного состояния плотины, в виде F прог = F (Z , T , t ) - как правило, многочлена с неопределенными коэффициентами, где: Z - отметка уровня верхнего бьефа; Т - температура окружающей среды; t - время, отсчитываемое, например, от начала измерений);
Методом наименьших квадратов определяются коэффициенты многочлена;
Определяется погрешность прогноза δ = kσ (где σ - среднеквадратическая погрешность прогноза, k = 1, 2, 3 - целые числа; при k = 3 вероятность попадания F изм в интервал значений F прог ± δ составляет 99%);
Оценивается значимость коэффициентов многочлена и отбрасываются малозначащие члены,
Построенная прогнозная статистическая модель проверяется на данных измерений, не входивших в базовую последовательность, и, в случае необходимости, осуществляется корректировка модели
4.4. Модель следует передать эксплуатирующей организации в виде формулы для вычисления F прог. , либо в виде графиков или компьютерных программ, с помощью которых по текущим значениям аргументов вычисляется F прог. и ее погрешность.
4.5. В процессе эксплуатации статистическая модель должна корректироваться с учетом новых данных измерении.
4.6. Детерминистическая (расчетная) модель, разработанная на стадии проекта, может использоваться на стадии начальной эксплуатации для прогноза при текущих, реальных на момент проверки нагрузках и воздействиях на сооружение. С этой целью следует выполнить расчеты не только на экстремальные, но и на промежуточные нагрузки и воздействия при реальных (определенных на стадии возведения сооружения) характеристиках материалов сооружения и основания
4.7. С использованием данных натурных наблюдений необходимо проверить следующей гипотезы детерминистической модели:
Гипотезу о сплошности материалов сооружения и пород основания (при обнаружении трещин или иных несплошностей, соизмеримых с разрешающей способностью применяемого численного метода, указанные несплошности следует включать в расчетную модель);
Гипотезу материала (должен быть определен общий вид уравнений, характеризующий свойства материалов сооружения и пород основания при расчетах напряженно-деформированного состояния, фильтрационного и температурного режима);
Гипотезу формы (подтверждение гипотез формы натурными измерениями, например, гипотезы плоских сечений, позволяет уменьшить размерность задачи).
4.8. Процедура калибровки расчетной модели, прошедшей указанные в п. 4.7 проверка осуществляется на основе данных натурных наблюдений и заключается в следующем:
Принятые в проекте значения характеристик материалов сооружения и пород оснований варьируются (им даются некоторые приращения);
Выполняется серия расчетов при различных (проварьированных) значениях характерней и для каждого выполненного расчета вычисляется невязка между расчетными и измеренными показателями состояния (перемещениями, напряжениями, расходами);
По величине невязки для выполненной серии расчетов выбирается первое приближение калиброванной модели - в качестве новых значений характеристик выбираются те, для которых навязка между расчетными и измеренными значениями наименьшая из всех выполненных расчетов,
Процесс калибровки можно продолжить, дав характеристикам (параметрам модели) nepei го приближения новые вариации и выполнив новую серию расчетов.
Примечания к п. 4.8.
1. Варьирование параметров расчетной модели должно производиться таким образом, чтобы значения откалиброванных параметров оставались реальными и не выходили за предел возможной погрешности в их определении.
2. Описанная выше процедура калибровки может быть обобщена и формализована как задача на минимум функционала невязки Ф (Е пл, E осн ):
|
|
где: F расч , F изм -расчетное (измеренное) значение диагностического показателя (перемещения, напряжения, фильтрационного расхода и т.д.);
I - количество циклов натурных измерений диагностического показателя, вошедших в базовую последовательность калибровки;
J - количество точек измерения диагностического показателя, вошедших в базовую последовательность калибровки;
Е пл, Е осн - аргументы функционала невязки Ф , например, модули деформации плотины Е пл основания Е осн.
3. Минимизация функционала Ф может проводиться любым из известных в прикладной математике численных методов. В качестве начального приближения берутся проектные значения корректируемых (калибруемых) параметров.
4. В функционале Ф число варьируемых параметров, с помощью которых достигаете лучшее приближение результатов измерений и расчетов, взято для определенности равным двум. В общем случае число калибруемых параметров может быть иным.
5. Если после калибровки откорректированные параметры (коэффициенты уравнений) расчетной модели нереальны и существенно отличаются от исходных (проектных), то это означает, что выбранная для калибровки расчетная модель не может быть прогнозной и должна быть заменена на другую, более адекватную реальной работе сооружения.
4.9. Для оценки погрешности детерминистической модели следует выполнить серию (или несколько серий) расчетов при одинаковых воздействиях, варьируя параметры модели в диапазоне их возможного изменения (а также густоту и конфигурацию сетки в случае применения метода конечных элементов).
4.10. Смешанные прогнозные модели следует применять в случаях, когда прогноз реального поведения сооружения на основе статистической или детерминистической модели оказывается неточным - в этом случае для разных диапазонов нагрузок и временных интервалов следует применять различные модели (например, для описания обратимых перемещений сооружения может быть использована детерминистическая модель, а для необратимых, в том числе связанных с реологическими процессами, - статистическая).
5. ПРИМЕНЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СОСТОЯНИЯ ГТС ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КРИТЕРИАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
5.1. При определении эксплуатационного состояния ГТС наряду с измеренными (вычисленными) количественными диагностическими показателями следует контролировать на основе визуальных наблюдений и экспертных оценок качественные диагностические показатели (см. ).
5.2. Необходимо учитывать следующие отличия в определении критериальных значений качественных диагностических показателей и (аналогичных по смыслу критериальным значениям количественных показателей К1 и К2, соответственно) на стадиях разработки проекта и эксплуатации:
На стадии разработки проекта и начальной эксплуатации сооружения должен быть установлен перечень качественных диагностических показателей и - эта работа должна быть выполнена экспертами на основе обобщения опыта эксплуатации аналогичных сооружений и путем анализа прогноза изменения состояния сооружения под действием деструктивных процессов, природных и технологических нагрузок и воздействий;
Через каждые 5 лет эксплуатации необходимо выполнить обследование сооружения и на основе обобщения натурных наблюдений и с учетом особенностей эксплуатации сооружения, а также изменения его состояния экспертным методом откорректировать перечень качественных диагностических показателей и определить их критериальные значения и .
5.3. Критериальные значения и качественных диагностических показателей, контролируемых визуально, следует определять экспертным методом:
Должна быть создана группа экспертов из представителей эксплуатирующей и проектной организаций и из специалистов по эксплуатации сооружений, строительным материалам, геологии, фильтрации и др.;
Экспертная группа должна составить перечень сценариев всех потенциально возможных аварий на сооружении с учетом его конструктивных и эксплуатационных особенностей и определить деструктивные процессы (деформаций, коррозии, износа, старения, протечек, суффозии и т.п.), которые могут привести к аварии ГТС;
На основе анализа влияния деструктивных процессов на состояние сооружения экспертная группа должна определить качественные диагностические показатели и их критериальные значения К1, соответствующие условиям нормальной эксплуатации;
Для каждого сценария потенциально возможной аварии определяются качественные диагностические показатели и их критериальные значения К2, соответствующие началу развития аварийного состояния.
5.4. При определении эксплуатационного состояния ГТС и детерминированной оценки уровня риска аварии ГТС (уровня безопасности ГТС - см. ) необходимо учитывать следующие обстоятельства:
Изменения (порой весьма существенные) исходных данных, технических решений, нормативных требований, методов расчетов, принятых при проектировании ГТС, а также наличие и влияние условий эксплуатации, не предусмотренных в проекте,
Изменение в процессе эксплуатации свойств материалов сооружений и пород оснований, а также проектных уровней нагрузок и воздействий;
Недостатки в организации эксплуатации ГТС
6. ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ
6.1. Учет представленных в данном разделе требований необходим для обеспечения оперативности и эффективности контроля состояния сооружений с использованием диагностических показателен и их критериальных значении.
6.2. Измерительная аппаратура в сооружении должна быть размещена таким образом, чтобы для каждого критериального значения показателя имелась соответствующая ему измеренная величина показателя.
6.3. Измерительные преобразователи должны быть установлены в первую очередь в тех зонах или точках, которые наиболее "чувствительны" к изменениям состояния конструкции или в которых по данным расчетов показатели имеют максимальные значения.
К таким зонам следует отнести: трещины и разломы в скальных основаниях, участки слабых пород, контакт "бетон-скала", примыкания к скальным бортам плотин, температурно-осадочные и блочные швы бетонных и железобетонных сооружений, гребни и зоны сопряжения с основанием наиболее высоких участков плотин из грунтовых материалов, зоны возможной контактной фильтрации, сопряжения бетонных и земляных сооружений и др.
6.4. Учитывая возможность преждевременного выхода из строя отдельных измерительных преобразователей, а также с целью повышения достоверности данных измерений в неоднородных материалах, в указанных зонах сооружений и их основаниях измерительные преобразователи следует устанавливать группами по 2÷3 шт., дублировать измерения разными способами.
6.5. Измерения контролируемых показателей состояния сооружений должны выполниться возможно более простыми и надежными средствами. В случае применения недостаточно долговечных измерительных средств должна предусматриваться возможность их замены.
6.6. Для того, чтобы упростить сопоставление измеренных значений диагностических пока значений с критериальными значениями должна быть составлена специальная таблица для всех сооружений гидроузла. В этой таблице для строительного периода должны быть приведены следующие данные:
Наименование всех показателей состояния сооружений, контролируемых натурными наблюдениями;
Способы определения значения каждого показателя по данным измерений;
Первоначальные расчетные значения показателей, взятые из проекта,
Значения показателей по данным измерений на характерные периоды работы сооружений.
6.7. Во время нормальной эксплуатации в таблице (базе данных) должны быть дополнительно помещены уточненные по данным измерений критериальные значения диагностических показателей (абсолютная величина, интенсивность изменения во времени) и значения показателей по данным измерений в характерные периоды работы сооружений.
6.8. С целью повышения эффективности контроля состояния сооружения, периодичность измерений должна быть назначена с учетом следующих факторов: ответственности сооружения и величины ущерба, возможного вследствие аварии или разрушения; качества строительства и эксплуатации; информативности и надежности системы контроля; фактического состояния, наличия (отсутствия) неблагоприятных процессов, снижающих эксплуатационную надежность и безопасность ГТС.
6.9. Для повышения безопасности эксплуатации сооружений следует использовать автоматизированные системы диагностического контроля (АСДК) гидротехнических сооружений, которые должны обеспечить автоматизацию процессов измерения параметров, характеризующих состояние сооружений, предварительную и окончательную обработку и анализ результатов контрольных измерений, сопоставление измеренных показателей с их критериальными показателями
6.10. АСДК в зависимости от типа конкретного контролируемого сооружения должна включать в себя ряд подсистем в соответствии с номенклатурой диагностических показателей: контроля фильтрационного режима, геодезических наблюдений, контроля напряженно- деформированного состояния и т.д. В каждой подсистеме должны выполняться операции как общие для системы в целом, так и характерные для конкретной подсистемы.
6.11. В программу натурных наблюдений должны быть включены указания относительно состава и порядка визуальных наблюдений, являющихся одним из основных источников информации при определении критериальных значений и качественных диагностических показателей состояния сооружений. Особое внимание следует уделять контролю зон:
Изменения инженерно-геологических условий основания;
Сопряжения различных сооружений;
Приложения сосредоточенных нагрузок;
Переменного влажностного и температурного режима,
Изменения конфигурации сооружения, концентрации и изменения характера напряжений.
Перечень контролируемых визуальными наблюдениями показателей состояния сооружении приведен в .
7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРИТЕРИАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИ ПРИНЯТИИ РЕШЕНИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ СООРУЖЕНИЙ
7.1. Безопасность гидротехнического сооружения считается полностью обеспеченной, если эксплуатационное состояние ГТС оценивается как "нормальное".
7.2. В случае наступления эксплуатационного состояния, диагностируемого как "потенциально опасное" (при превышении одним или несколькими диагностическими показателями значений К1 или выхода диагностических показателей за пределы прогнозируемого при данном уровне нагрузок интервала значений) следует проверить достоверность результатов измерений и вычислений, а также обоснованность принятого значения К1. При этом наряду с диагностическими показателями следует привлекать для анализа результаты измерений и вычислений других контролируемых показателей.
При необходимости должна быть создана экспертная комиссия с привлечением проектной и научно-исследовательской организаций для уточнения оценки состояния сооружения и уровня его безопасности.
При превышении первого (предупреждающего) уровня критериальных значений собственник (эксплуатирующая организация) должен оповестить о наступлении потенциально опасного состояния сооружения орган надзора и принять оперативные меры по переводу сооружения в нормальное состояние
7.3. Превышение одним или несколькими диагностическими показателями второго (предельного) уровня критериальных значений К2 следует считать признаком наступления состояния, при котором дальнейшая эксплуатация ГТС в проектных режимах является нарушением Федерального закона с вытекающей отсюда ответственностью.
С наступлением данного состояния эксплуатирующая организация (собственник) обязана известить об этом орган надзора и незамедлительно приступить к проведению мероприятий по восстановлению требуемого уровня безопасности. Впредь до восстановления требуемого уровня безопасности должны быть введены ограничения на режим эксплуатации гидротехнического сооружения (вплоть до понижения уровня верхнего бьефа) Все мероприятия по восстановлению нормального состояния и ограничения на режим эксплуатации сооружений должны осуществляться под непосредственным контролем органа надзора.
Если значения контролируемых показателей отклоняются от границ прогнозируемого интервала с возрастающей интенсивностью, свидетельствуя о быстром развитии разрушительных процессов, то собственник ГТС и эксплуатирующая организация обязаны в соответствии ст. 9 Федерального закона "осуществлять по вопросам предупреждения аварий гидротехнического сооружения взаимодействие с органом управления по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям; незамедлительно информировать об угрозе аварии гидротехнического сооружения региональные органы надзора за безопасностью гидротехнических сооружений, другие заинтересованные государственные органы, органы местного самоуправления и в случае непосредственной угрозы прорыва напорного фронта - население и организации в зоне возможного затопления". Одновременно эксплуатирующая организация (собственник) должна незамедлительно приступить к сработке или понижению уровня верхнего бьефа до отметок, при которых развитие разрушительного процесса прекратится.
1. . Собрание законодательства Российской Федерации, 1997, № 30, ст. 3589.
4. Царев А.И., Иващенко И.Н., Малаханов В.В., Блинов И.Ф. Критерии безопасности гидротехнических сооружений как основа контроля их состояния. - Гидротехническое строительство, 1994, № 1, с. 9-14.
6. . Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования.
Приложение 1
Порядок разработки и утверждения критериальных
значений диагностических
показателей состояния ГТС
1. В соответствии со ст. 9 Федерального закона "Собственник или эксплуатирующая организация обязаны:
Обеспечивать разработку и своевременное уточнение критериев безопасности гидротехнического сооружения".
2. Устанавливаются два обязательных этапа определения (назначения) критериальных значений диагностических показателей (критериев безопасности):
На стадии проекта;
На стадии эксплуатации.
3. Критериальные значения диагностических показателей, разработанные на стадии проекта, должны корректироваться на стадии ввода объекта в эксплуатацию с учетом всей дополнительной информации, полученной в период строительства, а также с учетом возможного расширения объема контроля за эксплуатируемым ГТС.
4. Критериальные значения диагностических показателей должны быть откорректированы и вновь утверждены органом надзора также в случаях:
Изменения нормативно-правовой базы, действовавшей при определении и утверждении критериев безопасности;
Изменения состояния ГТС и условий его эксплуатации, приведших к изменению эксплуатационного состояния.
5. В соответствии со ст 13 Федерального закона критерии безопасности подлежат утверждению органом надзора за безопасностью гидротехнических сооружений.
6. Собственник (или эксплуатирующая организация) обязаны представить критерии безопасности на утверждение одновременно с представлением декларации безопасности.
7. Утверждение критериев безопасности осуществляется органом надзора на основе рассмотрения следующих материалов:
Перечня контролируемых диагностических показателей;
Таблицы диагностических показателей и их критериальных значений;
Схем размещения средств измерений и состава визуальных наблюдений на сооружениях;
Пояснительной записки с описанием использованных методов определения критериев безопасности.
8. В процессе рассмотрения и утверждения критериев безопасности органом надзора следует анализировать:
Достаточность КИА;
Обоснованность назначения состава диагностических показателей;
Обоснованность и корректность использованных методов определения критериев безопасности.
9. Рассмотрение представленных в орган надзора для утверждения критериев безопасности материалов осуществляется одновременно с экспертизой декларации безопасности и должно быть завершено в течение трех месяцев.
Приложение 2
Перечень контролируемых количественных и качественных показателей
состоянии, уровни внешних воздействий и условий эксплуатации ГТС
1. Для оценки состояния эксплуатируемого ГТС необходимо контролировать следующие количественные (измеряемые с помощью технических средств и вычисляемые на основе измерении) показатели:
Вертикальные и горизонтальные перемещения и деформации сооружений, их оснований (в пределах активной и приконтактной зон);
Напряжения в сооружениях и их основаниях (бетон, арматура, скала, грунт и др.);
Напряжения на контакте бетонных сооружений с основанием, с различного рода засыпками и земляными сооружениями,
Параметры сейсмических колебаний оснований и динамической реакции сооружений;
Взаимные смещения по межсекционным швам бетонных и железобетонных сооружений;
Раскрытие трещин, межблочных швов в бетонных и железобетонных сооружениях;
Глубину распространения трещины по контакту бетонной плотины со скальным основанием;
Углы поворота характерных сечений бетонных и железобетонных сооружений;
Фильтрационный расход воды (суммарный и по отдельным участкам сооружений и их оснований), поступающий в дренажные устройства и подземные выработки или выходящий на дневную поверхность;
Отметки депрессионной поверхности фильтрационного потока в теле грунтовых сооружений и береговых примыканиях;
Пьезометрические напоры и их градиенты в теле грунтовых сооружений, основании и береговых примыканиях;
Фильтрационное давление на подошвы бетонных сооружений;
Температуру сооружений и их оснований в приконтактной зоне;
Поровое давление и интенсивность его рассеивания в водоупорных элементах плотин из грунтовых материалов и оснований.
2. Для оценки состояния сооружений необходимо контролировать также действующие на сооружение нагрузки и воздействия, к числу которых относятся:
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);
Воздействие льда на сооружение и механическое оборудование,
Динамические воздействия на сооружение (от сбрасываемого потока воды, работы гидроагрегатов, железнодорожного и автомобильного транспорта, промышленных взрывов);
Сейсмические воздействия (динамические перемещения, скорости, ускорения основания во время сейсмособытия).
3. Оценку уровня риска аварии (уровня безопасности) эксплуатируемого ГТС необходимо выполнять с учетом следующих качественных показателен:
Соответствия конструктивно-компоновочных решений и условий эксплуатации ГТС положениям действующих норм и правил, а также современным методам расчетов и методам оценки состояния ГТС;
Опасности превышения принятых в проекте расчетных уровней возможных природных воздействий;
Изменения расчетных значений механических и фильтрационных характеристик материалов сооружений, а также свойств пород оснований;
Соответствия критериям безопасности показателем состояния, контролируемых средствами измерений;
Соответствия критериям безопасности показателен состояния, оцениваемых на экспертной основе (в том числе контролируемых визуально),
Нарушения условий эксплуатации.
Расшифровка показателей более низкого уровня иерархии изложена в работе [ ]
4. Визуальному контролю подлежат следующие качественные показатели состояния эксплуатируемых ГТС:
Наличие и развитие просадок или пучения грунта на гребне, бермах или откосах;
Локальные оползни откосов и береговых склонов;
Повреждения волнозащитных креплений откосов плотин;
Наличие полостей и каверн в основании и теле сооружений;
Наличие и развитие трещин на гранях сооружений, в зонах сопряжения элементов сооружении и основании с различными механическими и фильтрационными свойствами, а также в под земных выработках;
Протечки в потернах сооружений, следы выщелачивания бетона;
Засорение, зарастание, перемерзание дренажных устройств;
Наледи на выходах профильтровавшейся воды;
Высачивание воды и намокание откосов и склонов;
Наличие мутности профильтровавшейся воды;
Механические повреждения элементов водосбросного тракта и размывы русла в нижнем бьефе;
Ориентировочные объемы и уровень наносов в верхнем бьефе.
5. Перечни, приведенные в п.п. 1 - 4, не являются неизменными и исчерпывающими и должны уточняться и дополняться для каждого конкретного сооружения с учетом природных условии, конструктивных особенностей сооружений и условий эксплуатации.
Приложение 3
Рекомендуемое
Оценка уровня риска аварии эксплуатируемых ГТС
1. Детерминированную оценку уровня риска эксплуатируемых ГТС рекомендуется осуществлять в форме обобщенного показателя, объединяющего влияние количественных и качественных факторов безопасности. Указанный обобщенный показатель (уровень безопасности ГТС) характеризует степень отклонения безопасности ГТС от требований проекта (точнее - от современных требований норм и правил)
2. Оценка уровня безопасности ГТС может быть выполнена следующим образом:
а) рассматриваются различные сценарии аварий,
б) для каждого сценария аварии определяется перечень действующих факторов,
в) различные количественные и качественные факторы безопасности приводятся к единому масштабу (ранжируются по единой шкале, разбитой на интервалы);
г) осуществляется количественная оценка меры риска (уровня безопасности ГТС) с учетом взаимовлияния различных (приведенных к единому масштабу) факторов безопасности по формуле :
(П.3.1)
где I i - значения факторов безопасности; I max , I min - максимальное и минимальное значения факторов для того интервала указанной количественной шкалы, которому соответствуют качественные значения факторов, учитываемых при вычислениях по формуле (П.З. 1).
3. Рассмотренный в п.п. 1, 2 способ оценки уровня безопасности эксплуатируемого ГТС не исключает применения вероятностного метода оценки меры риска. В частности традиционные вероятностные представления характеристик воздействий (гидрологических, ветроволновых, сейсмических) следует использовать при выполнении оценок факторов безопасности, характеризующих природные воздействия, свойства материалов и пород основания. Аналогично при оценке соответствия состояния эксплуатируемого ГТС современным методам расчетов, нормам и правилам рекомендуется использование (при наличии соответствующих рекомендаций в нормативных документах) вероятностных оценок надежности гидроузла в целом или его отдельных элементов.
4. Наиболее эффективно применение вероятностных оценок надежности и безопасности сооружений при сильной случайной изменчивости действующих факторов, в особенности при учете особых нагрузок и воздействий (в том числе катастрофических природных) или их сочетаний, на пример сейсмического воздействия при случайном и меняющемся в широких пределах уровне водохранилища и т.п.
5. Вероятностную оценку риска аварии ГТС рекомендуется осуществлять в следующем порядке:
а) рассматриваются различные сценарии аварий;
б) для каждого сценария аварии определяется перечень действующих факторов;
в) определяются вероятностные характеристики действующих факторов;
г) расчетом по формулам [ , ] определяется вероятность аварии ГТС.
6. Заключительным этапом оценки риска аварии или оценки уровня безопасности эксплуатируемого ГТС является анализ полученных результатов, выявление наиболее "опасных" факторов и разработка рекомендаций технического или организационного характера по обеспечению безопасности ГТС.
Примечание.
Приведенные в данном приложении рекомендации по оценкам риска аварии (уровня безопасности) эксплуатируемых ГТС не исчерпывают существующего многообразия методов указанных оценок. По согласованию с органом надзора возможно применение и других методов детерминированных и вероятностных оценок риска аварий ГТС.
Приложение 4
Рекомендуемое
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТЕРИАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ К1 и К2 ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОСТОЯНИЯ
ГИДРОСООРУЖЕНИЙ
|
№ п.п. |
Наименование показателя |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
Отметки депрессионной поверхности фильтрационного потока в теле грунтовых сооружений и береговых примыканиях. |
Аналитические методы (метод исследования напорной и безнапорной фильтрации, метод фрагментов) и графический - для определения критериальных значений пьезометрических напоров, фильтрационных расходов. Численные методы, метод ЭГДА - для определения критериальных значений основных показателей фильтрационного режима (уровни, пьезометрические напоры, фильтрационные расходы). На стадии эксплуатации критериальные значения K 1 u K 2 уточняются поверочными расчетами, в том числе на основе использования прогнозных статистических моделей. |
|
|
Пьезометрические напоры в теле сооружений, оснований береговых примыканиях. |
||
|
Градиенты напора в теле сооружений, основании и береговых примыканиях |
||
|
Фильтрационные расходы в теле сооружений, основании и береговых примыканиях. |
||
|
Избыточное поровое давление и интенсивность его рассеивания в водоупорных элементах плотин из грунтовых материалов |
Расчеты напряженно-деформированного состояния плотин из грунтовых материалов и их конструктивных элементов с учетом консолидации водоупорных элементов плотин из грунтовых материалов. |
|
|
Вертикальные перемещения (осадки) гидросооружений и их оснований. |
Детерминистические расчеты прочности и устойчивости бетонных гидросооружений и сооружений из грунтовых материалов (численные методы механики сплошной среды, теории упругости, пластичности, ползучести). На стадии эксплуатации критериальные значения показателей состояния ГТС уточняются поверочными расчетами по «откалиброванным» на основе данных натурных наблюдений детерминистическим математическим моделям, а также на основе прогнозных статистических (регрессионных) моделей. |
|
|
Горизонтальные перемещения гидросооружений и их оснований. |
||
|
Напряжения в теле сооружений и их основаниях, контактные напряжения. |
||
|
Углы поворота характерных сечений бетонных и ж/бетонных сооружений. |
||
|
Раскрытие трещин и межблочных швов |
Инженерные методы, регламентированные СНиП (вторая группа предельных состояний) Численные методы расчета НДС с учетом образования и раскрытия трещин. На стадии эксплуатации для контроля состояния ГТС используются критериальные значения показателей, определенные на стадии проекта. |
|
|
Глубина распространения трещины по контакту бетонной плотины со скальным основанием. |
Расчет НДС системы плотина-основание методами теории упругости с учетом раскрытия шва по контакту, определение предельной глубины распространения трещины по контакту бетонной плотины со скальным основанием из условия обеспечения прочности сооружения и основания. На стадии эксплуатации - использование прогнозных математических моделей (аппроксимация, регрессионная модель) |
|
|
Взаимное смещение секций по швам бетонных и ж/бетонных сооружений. |
Определение допустимого взаимного смещения секций по швам относительно друг друга из условия сохранения герметичности шпонок. |
|
|
Температура и температурный градиент в теле сооружения и в приконтактной зоне основания (для сооружений, возводимых в северной климатической зоне) |
Расчеты термонапряженного состояния плотин и их оснований численными методами. На стадии эксплуатации критериальные значения показателя уточняются расчетом с учетом реального температурного режима окружающей среды. |
|
|
Температура фильтрующей воды в теле грунтовых сооружений. |
Численные методы теории теплопроводности. На стадии эксплуатации - использование статистических моделей. |
|
|
Глубина размыва дна отводящего канала ниже рисбермы. |
Определение глубины размыва - расчетом по эмпирическим зависимостям (из условия допустимой неразмывающей скорости потока) и удельного расхода или на основе исследований гидравлической модели. Критериальные значения глубины размыва дна отводящего канала ниже рисбермы на стадии эксплуатации принимаются равными значениям, определенным на стадии проекта. |
|
|
Линейный размер и площадь зоны нарушения контакта плит крепления откосов плотин из грунтовых материалов. |
Расчет прочности плит крепления откосов плотин из грунтовых материалов для различных условий их опирания. |
|
|
Параметры сейсмических колебаний основания и динамической реакции сооружений. |
Расчет численными методами динамической теории сейсмостойкости. |
Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому
и атомному надзору от 24 января 2013 г. № 25
В соответствии со статьей 9 Федерального закона от 21 июля 1997 г. № 117-ФЗ "О безопасности гидротехнических сооружений" и пунктом 1 Положения о Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 30 июля 2004 г. № , приказываю:
(утв. приказом Федеральной службы по экологическому,
технологическому
и атомному надзору от 24 января 2013 г. № 25)
I. Общие положения
3. Рекомендации используются при проверке критериев безопасности и деклараций безопасности гидротехнических сооружений объектов энергетики перед их утверждением, а также при проведении обследований, предшествующих декларированию безопасности: центральным аппаратом и территориальными органами Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору при осуществлении федерального государственного надзора за безопасностью гидротехнических сооружений; экспертными организациями при оценке безопасности гидротехнических сооружений (далее - ГТС) и экспертизе деклараций безопасности ГТС.
4. В настоящих Рекомендациях используются понятия, установленные Федеральным законом "О безопасности гидротехнических сооружений ".
II. Рекомендации к проверке критериев безопасности гидротехнических сооружений
5. В соответствии со статьей 9 Федерального закона "О безопасности гидротехнических сооружений " собственник или эксплуатирующая организация (далее - эксплуатирующая организация) разрабатывают и своевременно уточняют критерии безопасности ГТС, которые являются составной частью декларации безопасности ГТС.
6. Проверку критериев безопасности ГТС и критериев безопасности оборудования ГТС рекомендуется осуществлять Ростехнадзором при предоставлении ему эксплуатирующей организацией (собственником) декларации безопасности ГТС на стадиях проектирования, строительства , ввода в эксплуатацию, эксплуатации, вывода из эксплуатации, реконструкции, консервации и ликвидации ГТС. Это, как правило, выполняется в следующих случаях:
при согласовании проекта на строительство или реконструкцию, или вывод из эксплуатации объекта перед его утверждением по результатам государственной экспертизы проекта;
перед вводом в эксплуатацию законченного строительством (реконструкцией) объекта - ГТС;
при эксплуатации ГТС в рамках периодического декларирования безопасности ГТС.
7. Состав и количество диагностических показателей критериев безопасности на конкретном объекте зависят от типа объекта, класса объекта, состава гидротехнических сооружений, наличия в составе гидротехнических сооружений оборудования, отнесения (неотнесения) их к числу ГТС, подлежащих декларированию.
8. При проверке критериев безопасности ГТС, включая проверку критериев безопасности оборудования ГТС, рекомендуется рассматривать и оценивать:
полноту перечня контролируемых показателей критериев безопасности для обеспечения надежного прогноза параметров воздействий на ГТС, технического состояния ГТС, технического состояния и работоспособности оборудования ГТС;
сведения эксплуатирующей организации об организации контроля критериев безопасности, составе контрольно-измерительной аппаратуры на сооружениях, на оборудовании ГТС, условия и схемы их расположения;
форму представления информации по показателям критериальных значений;
соответствие действующих критериев безопасности, разработанных (уточненных) при декларировании, проектным значениям;
соответствие критериев безопасности действующим нормативным и правовым актам в области безопасности ГТС, вновь разработанных в процессе эксплуатации по причине особенности эксплуатации отдельно взятого объекта;
тенденции изменения критериев безопасности по отношению к предыдущему этапу декларирования.
наличие методик для измерения параметров контролируемых (диагностических) показателей в технологической документации эксплуатирующей организации и основания для их применения с точки зрения их надежности и достаточности для обеспечения достоверности измерений (кем разработаны, оценены на достоверность, утверждены для применения);
наличие методик для проведения расчетов контролируемых (диагностических) параметров на этапе эксплуатации (методики расчетов, модели сооружений, программные средства, кем разработаны, оценены на достоверность, утверждены для применения).
10. Рекомендуется оценивать систему менеджмента качества эксплуатирующей организации (организация работ по управлению деятельностью по разработке, контролю и пересмотру критериев безопасности, установлению ответственности за эту деятельность; ведение записей, наличие документации, системы обработки получаемых данных о качественных и количественных диагностических показателях).
10.1. Рекомендуется проверять, как часто пересматриваются критерии безопасности. Критериальные значения диагностических показателей, которые устанавливаются на этапе эксплуатации, принимаются на срок действия декларации, но не более 5 лет. После истечения этого срока, а также в случае изменения условий эксплуатации, например, при увеличении допускаемого значения нормального подпорного уровня, они пересматриваются и, при необходимости, уточняются.
III. Перечень контролируемых показателей внешних воздействий и технического состояния сооружений и оборудования
11. К контролируемым параметрам внешних воздействий рекомендуется относить:
уровни воды верхнего и нижнего бьефов (УВБ и УНБ);
температуру воздуха и воды в водохранилище;
скорость сезонной сработки и наполнения водохранилища;
толщину льда в водохранилище;
количество атмосферных осадков;
сейсмические колебания грунта;
другие параметры внешних воздействий, которые определены в проектных основах.
12. К контролируемым параметрам технического состояния ГТС относятся факторы, которые определяют прочность, надежность, устойчивость ГТС. В приложении № к настоящим Рекомендациям приводится рекомендуемый перечень контролируемых показателей состояния ГТС для основных сооружений объектов энергетики.
13. К контролируемым показателям технического состояния оборудования ГТС и ГЭС рекомендуется относить:
трещины; дефекты, связанные с износом, коррозией; ослабление закреплений, течи, разуплотнения, перекосы, крены, повреждения опорных элементов, соударения элементов и другие дефекты, видимые при визуальных осмотрах;
дефекты сплошности основного металла (материалов), сварных швов, кренов, несимметричности изделий, работающих на общем валу, выявленные при инструментальных исследованиях;
вибрации;
перемещения и деформации;
отказы на включение/выключение в стояночном режиме/режиме эксплуатации;
отказы (частота отказов, последствия);
управляемость при нарушениях для целей безопасного останова;
работоспособность в соответствии с установленными режимами и паспортом оборудования;
другие параметры технического состояния, которые определены в проекте.
14. При оценке критериев безопасности ГТС и критериев безопасности оборудования ГТС рекомендуется учитывать, что состав контролируемых показателей состояния гидротехнических сооружений (оборудования) определяется проектом в соответствии с особенностями конструкции и классом сооружений, условиями их работы, эксплуатации и последствиями возможных повреждений тела плотин, других конструктивных элементов ГТС, оборудования, оснований.
15. При оценке критериев безопасности ГТС (бетонных и земляных плотин, дамб золошлакоотвалов и др.) учитывается, что при контроле технического состояния ГТС рекомендуется также анализировать показатели, которые характеризуют взаимодействие элементов в системе "основание - сооружение".
Эксплуатационную надежность и техническое состояние сооружения рекомендуется оценивать по критериальным значениям К1 и К2 наиболее значимых количественных и качественных контролируемых показателей, устанавливаемых для каждого из ГТС (диагностических показателей).
IV. Оценка достаточности состава контрольно-измерительных приборов и аппаратуры по контролю внешних воздействий, технического состояния гидротехнических сооружений и оборудования
17. При проверке критериев безопасности рекомендуется учитывать качество измерений показателей критериев безопасности, зависящее от состава и наличия на действующем объекте функционирующей системы контрольно-измерительных аппаратуры и приборов (далее - КИПиА) по контролю внешних воздействий, технического состояния сооружений и оборудования. Состав КИПиА и схемы их установки (размещения) определяются в проекте (проектной документации, проекте мониторинга) объекта.
18. При проверке рекомендуется проводить оценку соответствия перечня КИПиА для контроля внешних воздействий, технического состояния сооружений и оборудования, мест размещения КИПиА, принятых в проекте, и имеющегося списка КИПиА и схем их размещения на ГТС, полноты и достаточности состава контрольно-измерительных приборов и аппаратуры с учетом наиболее напряженных зон, готовности приборов и аппаратуры к измерениям, записям и передаче результатов измерений для их обработки и анализа, соответствия КИПиА новейшим достижениям науки и техники в этой области измерений, а также оценку достоверности (погрешностей) методов определения количественных значений контролируемых показателей критериев безопасности и численных значений контролируемых показателей критериев безопасности.
19. При проверке критериев безопасности по уровню сейсмической опасности на площадке и обеспеченной проектом сейсмостойкости гидротехнические сооружения I - III классов, расположенные на территориях в зонах повышенной сейсмической опасности, рекомендуется оценивать наличие системы измерений и записей сейсмических колебаний на уровне поверхности грунта и на ГТС.
20. Рекомендуется оценивать достаточность и надежность системы измерений и записей сейсмических колебаний грунта (сооружений, оборудования) на основании оценок соответствия проектной документации, работоспособности этой системы, а также констатировать отсутствие (если она не предусмотрена в проекте) или неработоспособность для обеспечения информацией об уровнях сейсмических колебаний на отметках сооружений в местах установки оборудования.
21. Рекомендуется оценивать систему обработки получаемой (регистрируемой) информации о показателях внешних воздействий и её использования для получения численных значений, прогнозов тенденции изменения параметров внешних воздействий в период от момента формирования проектных основ до момента пересмотра критериев безопасности.
22. Рекомендуется анализировать меры, принимаемые эксплуатирующей организацией на этапе эксплуатации ГТС, по обеспечению получения надежных и полных данных о внешних воздействиях, сейсмических колебаниях грунта, численных значениях контролируемых показателей критериев безопасности технического состояния ГТС и оборудования ГТС.
организации работ по проведению контроля, наблюдений и измерений показателей критериев безопасности;
деятельности по обеспечению достоверности показаний датчиков (системы поверок приборов, периодичности поверок, оценок погрешностей измерений). Рекомендуется проверять соответствие периодичности наблюдений требованиям правил эксплуатации;
деятельности по обеспечению квалификации персонала, выполняющего контроль, измерения, анализ диагностических показателей;
организационно-распорядительной и технической документации по контролю показателей критериев безопасности.
24. Проверяется система учета записей показаний приборов в период эксплуатации ГТС с целью сбора данных для статистической обработки. Рекомендуется оценивать способы и методы формирования результатов по выявлению трендов изменения контролируемых параметров. Рекомендуется учитывать, что в процессе работы по каждому из работающих приборов на основных сооружениях напорного фронта ГТС рекомендуется выполнять аппроксимацию показаний за весь период наблюдений или за последние 8 - 10 лет, если ряд наблюдений был ограничен.
V. Оценка достоверности визуальных наблюдений
25. Проверяется и оценивается качество проведения визуальных наблюдений, в том числе полнота номенклатуры сооружений, оборудования, в том числе контрольно-измерительного оборудования и приборов, за которыми ведутся визуальные наблюдения, практика применения результатов визуальных наблюдений для поддержания их приемлемого технического состояния.
При оценке качества, достоверности и эффективности визуальных наблюдений, которые характеризуют эксплуатационное состояние ГТС и оборудования ГТС, рекомендуется подвергать периодическим визуальным осмотрам все ответственные здания, сооружения и строительные конструкции, а также оборудование ГТС. Например, для ГТС ГЭС: бетонные поверхности напорной грани и низовой грани плотины, в том числе водоводов и водосливной грани, галерей плотины, водоприемных камер и отсасывающих труб гидроагрегатов, береговых креплений, несущих элементов, ферм покрытия зданий ГЭС, затворов водосливной плотины, элементов автодорожного моста на гребне плотины и др.
26. Проверяется качество записей визуальных наблюдений (качественные показатели) технического состояния сооружений, оборудования, в том числе контрольно-измерительного оборудования и приборов.
состояние внутренних и наружных бетонных поверхностей плотины, водопроявление в галереях плотины, наличие конденсата на бетоне, появление или увеличение фильтрационных расходов и т.д.);
состояние бетонных поверхностей в водоприемниках и на отсасывающих трубах гидроагрегатов;
состояние бетона по межярусным швам и в зонах сопряжения бетона с закладными деталями затворных пазов;
увеличение площади участков, на которых происходит выветривание бетона;
состояние бетона в зоне переменных уровней нижнего бьефа;
повреждения плит берегового крепления и шандор донных строительных водосбросов; поверхностей сооружений в зимний период при низких уровнях нижнего бьефа на предмет выявления инея и наледи; состояния оборудования и др.
VI. Оценка качества и достоверности инструментальных наблюдений
27. Проверяется и оценивается качество проведения инструментальных наблюдений (измерений), полнота наблюдений на предмет регистрации внешних воздействий и процессов, протекающих во внешней среде. Оценивается достоверность приборов измерений, практика применения результатов инструментальных наблюдений для принятия решений в случае изменения внешних воздействий, тенденций изменения контролируемых уровней воды в верхнем бьефе, в золошлакоотвале и пр.
28. Проверяются и оцениваются качество и полнота инструментальных наблюдений (измерений) по выбранным контролируемым параметрам технического состояния ГТС и оборудования, в том числе оборудования, установленного в здании ГЭС.
29. Оцениваются качество и надежность применяемых способов и методов определения критериальных значений контролируемых параметров технического состояния ГТС и оборудования ГТС на предмет их приемлемости для конкретного ГТС, соответствия проекту мониторинга.
30. Оценивается степень достоверности получаемых с помощью оборудования, КИПиА результатов измерений, методов обработки измеренных данных для оценки контролируемых показателей критериев безопасности.
В записях фиксируется текущее состояние и тенденции наличия/отсутствия существенного ухудшения состояния гидротехнических сооружений.
32. Рекомендуется оценивать уровень соответствия установленного на ГТС оборудования и приборов для инструментального наблюдения за техническим состоянием ГТС и оборудования достижениям науки и техники в этой области по сведениям о применяемом оборудовании, приборах и аппаратуре для измерений контролируемых показателей, приведенным в приложении № к настоящим Рекомендациям.
33. Оценивается практика применения результатов инструментальных наблюдений за контролируемыми параметрами технического состояния для принятия решений в случае нежелательного (негативного) изменения диагностических (контролируемых) показателей технического состояния ГТС, оборудования.
VII. Анализ критериев безопасности оборудования гидротехнических сооружений
34. При проверке контролируемых показателей критериев безопасности оборудования гидротехнических сооружений рекомендуется руководствоваться паспортами оборудования, в которых определено их назначение, важность для безопасности ГТС и объекта в целом, условия эксплуатации, критерии безопасной эксплуатации, ограничения по параметрам нагрузки, периодичность технических освидетельствований и проверок, а также технологической документацией по эксплуатации, включая данные о результатах испытаний и проверок, записи о выявленных дефектах, об отказах и нарушениях.
35. Критерии безопасности оборудования ГТС рекомендуется анализировать на соответствие проекту и требованиям безопасности с учетом следующего перечня контролируемых показателей критериев безопасности оборудования и условий эксплуатации оборудования:
режимы работы (средняя нагрузка и превышения параметров, вибрации; количество отказов, причины отказов и др.);
результаты профилактических испытаний и определения характеристик, имеющих отличия от норм;
неисправности, выявленные в процессе эксплуатации, и способы их устранения;
результаты визуальных осмотров оборудования (комплектность, внешние дефекты, температура и др.);
результаты устранения дефектов по результатам внешнего осмотра и определение необходимости ремонтов, испытаний, замен.
Приложение № 1
и атомному надзору
Перечень контролируемых показателей состояния гидротехнических сооружений для основных сооружений объектов энергетики
I. Земляная плотина
Контролируемыми качественными показателями состояния плотины являются наличие или отсутствие следующих признаков, определяемых по результатам внешних осмотров сооружения:
деформаций крепления верхового откоса в зоне воздействия волн и льда;
трещин различной ориентации на бетонном покрытии гребня плотины;
локальных воронок просадки и оползней на верховом и низовом откосах;
выходов профильтровавшейся воды на низовом откосе плотины;
выходов обходной фильтрации на береговых примыканиях в нижнем бьефе и образования наледей.
К контролируемым количественным показателям плотины относятся определяемые инструментально показатели, характеризующие:
распределение температур грунтов в теле плотины и ее основании;
положение депрессионной поверхности в теле плотины;
распределение пьезометрических напоров в теле плотины и основании;
расходы воды, фильтрующейся через плотину и ее основание;
напряжения и деформации элементов тела плотины и основания;
осадки гребня плотины и берм низового откоса;
горизонтальные смещения гребня плотины и берм низового откоса;
коэффициенты устойчивости откосов;
запас отметки гребня над форсированным подпорным уровнем (ФПУ) и нормальным подпорным уровнем (далее - НПУ);
ширину гребня грунтовой плотины.
II. Здание гидроэлектростанции
Контролируемыми качественными показателями состояния зданий ГЭС являются наличие или отсутствие:
образования или развития трещин и сколов в бетоне массивной части здания ГЭС, обнажений арматуры, следов коррозий;
сосредоточенных выходов фильтрации, изменения ее интенсивности, возникновения суффозионных выносов заполнителя трещин.
К числу контролируемых качественных и количественных показателей здания ГЭС рекомендуется отнести следующее:
вибрационные характеристики гидросилового оборудования;
температурные характеристики оборудования и их узлов.
Состояние подземной выработки машинного зала ГЭС (далее - машзал ГЭС) оценивается по следующим контролируемым количественным показателям:
температурный режим вмещающего скального массива;
фильтрационные расходы;
конвергенция (смещения внутрь машзала) стен выработки;
напряжения в арматурном поясе свода;
напряжения в анкерах;
раскрытие швов и трещин в бетоне;
деформации скального массива, примыкающего к стенам выработки.
III. Водоприемник и эксплуатационный водосброс
К контролируемым качественным показателям состояния бетонных элементов ГТС и обнажений скальных поверхностей рекомендуется относить:
трещины и отслаивания бетонных поверхностей, а также обнажения арматуры в зонах переменного уровня;
налеты, потеки и напластования продуктов выщелачивания бетона;
обрушения скальных склонов, наличие свежих осыпей, возникновение потенциально неустойчивых блоков в обнажениях скальных пород;
обмерзание затворов и образование наледей в лотках быстротока.
К контролируемым количественным показателям состояния бетонных элементов рекомендуется относить:
осадки и горизонтальные смещения элементов сооружений;
изменения раскрытия деформационных и температурных швов;
температурное состояние скального массива в окрестности сооружений и под ними;
параметры фильтрационных процессов в береговых примыканиях и в теле бетонных сооружений;
расходы воды через водосброс и водоприемник.
К контролируемым показателям для бетонной плотины рекомендуется относить:
записи, фото, подтверждающие результаты визуального осмотра бетонных поверхностей плотины, сооружений и строительных конструкций;
записи, результаты измерений, полученных на основании инструментальных наблюдений следующих видов:
о регистрации фильтрационного противодавления на подошву плотины и контроль положения кривой депрессии на путях обходной фильтрации;
об объёмах расходов воды, профильтровавшей через напорную грань плотины, в том числе по межсекционным швам, и ее основание;
о химическом составе профильтровавшейся воды;
о температуре и влажности воздуха в галереях плотины;
об изменениях температуры и напряженного состояния бетона плотины и конструктивных элементов турбинных водоводов;
о наклонах, плановых и вертикальных перемещениях секций плотины;
о регистрации сейсмических колебаний.
Таблица № 1
Виды наблюдений за состоянием ГТС и периодичность таких наблюдений
|
Виды наблюдений |
Периодичность |
|
Геодезические наблюдения за состоянием плотины, зданий и ГТС |
|
|
Нивелировка подходов к плотине от фундаментальных и скальных реперов |
2 раза в год |
|
Измерение осадок секций плотины по продольным гидронивелирам в галереях |
2 раза в год |
|
Измерение осадок агрегатных блоков по продольному гидронивелиру |
ежемесячно |
|
Наблюдения за наклонами секций плотины по системе поперечных гидронивелиров |
4 раза в год |
|
Плановые и высотные наблюдения по геодезическим знакам на фундаментах зданий |
1 раз в год |
|
Измерение прогиба плотины по струнно-оптическому створу |
2 раза в год |
|
Регистрация плановых перемещений секций плотины по системе прямых и обратных отвесов |
ежемесячно |
|
Наблюдения за раскрытием межсекционных и межстолбчатых швов тела плотины и межагрегатных швов здания ГЭС |
4 раза в год |
|
Наблюдения за раскрытием трещин в ж/б оболочках водоводов и в напорной грани плотины |
ежемесячно |
|
Наблюдения за раскрытием трещин в несущих стенах зданий |
ежемесячно |
|
Наблюдения за наклонами колонн корпуса здания ГЭС по прямым отвесам |
4 раза в год |
|
Наблюдения за прогибами ригелей и балок рам корпуса здания ГЭС |
4 раза в год |
|
Наблюдения за изменением раскрытия трещин в плитах перекрытия здания ГЭС |
4 раза в год |
|
Планово-высотная съемка подкрановых путей |
1 раз в год |
|
здания ГЭС |
|
|
на гребне плотины |
|
|
на мосту нижнего бьефа (НБ) за зданием ГЭС |
|
|
крана специального |
|
|
на базе оборудования |
|
|
Нивелирование марок оборудования открытого распределительного устройства (ОРУ) |
1 раз в 5 лет |
|
Контроль температурного и напряженно-деформированного состояния тела плотины и проточных трактов гидротурбин |
|
|
Регистрация температуры и напряжений в теле плотины |
ежемесячно |
|
Регистрация температуры и напряжений в водоводах, спиральных камерах и в отсасывающих трубах |
ежемесячно |
|
Замеры по дистанционным щелемерам и экстензометрам на контакте скала-бетон и по горизонтальному строительному шву |
ежемесячно |
|
Регистрация температуры в железобетонных оболочках водоводов, температуры атмосферного воздуха у водоводов и температуры воды на выходе из отсасывающих труб |
ежемесячно |
|
Фильтрационные наблюдения |
|
|
Замеры расходов воды, профильтровавшей через бетон напорной грани плотины по всем оборудованным источникам |
4 раза в год |
|
Замеры суммарных посекционных расходов воды, профильтровавшей через бетон напорной грани плотины |
ежемесячно |
|
Замеры расходов воды, профильтровавшей по межсекционным швам |
ежемесячно |
|
Замеры расходов воды, профильтровавшей через основание плотины |
ежемесячно |
|
Замеры дебита пьезометров |
4 раза в год |
|
Замеры фильтрационного противодавления на подошву плотины по пьезометрам основного створа и веерным пьезометрам. Контроль за обходной фильтрацией по береговым пьезометрам |
ежемесячно |
|
Измерение температуры воды в источниках фильтрации |
4 раза в год |
|
Отбор проб воды на химанализ |
1 раз в год |
|
Измерения температуры и влажности воздуха в галереях плотины |
2 раза в год |
|
Контрольные замеры уровней воды в верхнем и нижнем бьефах |
ежемесячно |
|
Сейсмометрические наблюдения |
|
|
Сейсмометрические наблюдения за состоянием плотины |
ежедневно |
|
Визуальные осмотры гидросооружений |
|
|
Визуальные осмотры бетонных поверхностей в галереях плотины |
4 раза в год |
|
Визуальные осмотры бетонных поверхностей низовой грани плотины выше уровня нижнего бьефа (УНБ) |
2 раза в год |
|
Визуальный осмотр бетонных поверхностей низовой грани плотины в зоне переменных уровней |
1 раз в год |
|
Осмотр напорной грани плотины в зоне переменных уровней. |
1 раз в год |
|
Осмотр водосливной грани плотины |
после пропуска паводка |
|
Контроль за водонепроницаемостью ж/б облицовки турбинных водоводов |
ежемесячно |
|
Визуальный осмотр состояния несущих элементов корпуса ЗРУ |
2 раза в год |
|
Осмотр ферм покрытия здания ГЭС |
2 раза в год |
|
Осмотр автодорожного моста на гребне плотины |
ежемесячно |
|
Осмотр затворов водосливной плотины |
2 раза в год |
Приложение № 2
к Рекомендациям по проверке
критериев безопасности
гидротехнических сооружений объектов энергетики,
утвержденным приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
Описание методических подходов определения критериальных значений контролируемых показателей состояния гидротехнических сооружений
где F прог - прогнозное значение диагностического показателя, определенное по той или иной расчетным моделям, δ - допускаемая погрешность расчетной модели.
Качественные контролируемые показатели для каждого из ГТС на этапе эксплуатации рекомендуется определять экспертным путем по данным систематических визуальных обследований его состояния с учетом наличия (или отсутствия) неблагоприятных процессов в его работе и степени их опасности.
Фактические значения количественных контролируемых показателей на эксплуатируемом сооружении определяются по результатам инструментальных измерений или вычислений, выполненных по данным измерений.
Критериальные значения количественных контролируемых показателей состояния ГТС рекомендуется устанавливать с использованием детерминистских расчетных моделей при основном и особом сочетании нагрузок или с использованием статистических расчетных моделей.
Количественные контролируемые показатели эксплуатационного состояния гидротехнических сооружений
Критерии устойчивости верхового и низового откосов плотины рекомендуется определять расчетом. В рамках поверочных расчетов проверяется как общая, так и местная устойчивость откосов земляной плотины при варьировании уровней воды в верхнем и нижнем бьефах. Например, расчеты проводятся для следующих расчетных случаев.
Для верхового откоса:
уровень воды в верхнем бьефе равен нормальному подпорному уровню (далее - НПУ), уровень нижнего бьефа равен 0,2 высоты откоса, фильтрация установившаяся. Физико-механические характеристики грунтов соответствуют зимнему периоду эксплуатации;
уровень воды в верхнем бьефе равен НПУ, уровень нижнего бьефа равен 0,2 высоты откоса, фильтрация установившаяся. Физико-механические характеристики грунтов соответствуют летнему периоду эксплуатации.
Для низового откоса рассматриваются те же случаи, что и при расчете верхового откоса. На особое сочетание нагрузок расчеты выполняются при уровне воды в верхнем бьефе, равном форсированному подпорному уровню (ФПУ).
Расчетные значения коэффициентов общей устойчивости верхового и низового откосов плотины для рассмотренных случаев превышают или могут быть равными нормативному коэффициенту устойчивости.
Критерии осадок элементов тела плотины рекомендуется определять на основании анализа данных натурных наблюдений за осадками элементов земляной плотины, то есть разрабатывать критериальные значения суммарных осадок марок на гребне плотины и их годовых приращений.
Критерии суммарных осадок предназначены для оценки достаточности превышения функциональных элементов ГТС над уровнями воды в водохранилище.
По данным геодезических наблюдений, проводимых за поверхностными марками, расположенными на оси гребня и со стороны верхнего и нижнего бьефов, определяются участки, где наблюдаются наибольшие осадки, с привязкой по пикетажному журналу.
Критерии годовых приращений осадок гребня плотины, предназначенные для оценки безопасности хода изменений осадок во времени, рекомендуется базировать на результатах анализа годовых приращений осадок за весь период наблюдений.
Критерии положения депрессионной поверхности
В качестве критериев К1 и К2 рассматриваемого контролируемого показателя принимаются отметки мест выхода депрессионной поверхности в ядре на его низовую грань, соответствующие промерзанию низовой призмы плотины до наружной и внутренней граней первого слоя фильтров низовой переходной зоны.
Поскольку в натурных условиях прямая фиксация выхода депрессионной поверхности затруднительна, рекомендуется определять их на основании построения депрессионной поверхности в измерительных створах по результатам графоаналитической интерпретации данных натурных наблюдений.
При назначении критериев безопасности выполняется численное решение задачи о фильтрации с использованием стандартных алгоритмов компьютерной реализации этого решения методом конечных элементов.
Критерии фильтрационной прочности грунтов плотины
Фильтрационную прочность грунтов плотины рекомендуется оценивать по следующему выражению:
где J est , m - действующий средний градиент напора в контролируемой области фильтрации, вычисляемый по данным натурных наблюдений, γ n - коэффициент надежности по ответственности;
J cr , m - критический средний градиент напора, назначаемый в зависимости от гранулометрического состава и физико-механических свойств грунта.
Критерии скорости сработки уровня воды в водохранилище
Рекомендуется использовать для проверки фильтрационной прочности грунтов плотины и верховой переходной зоны при снижении уровня воды в верхнем бьефе подход, при котором скорость снижения уровня воды в бьефе превышает скорость снижения уровня грунтовой воды в ядре. В этом случае будет происходить высачивание и стекание этой воды по поверхности верховой грани ядра. При этом верховая грань не подвергается контактному размыву и разрушению. Суглинистый грунт ядра не подвергается контактному размыву в том случае, если будет удовлетворено условие:
где J k = sin α - расчетный градиент напора в грунте первого слоя верховой переходной зоны, α - угол наклона верховой грани ядра к горизонту в зоне сработки уровней воды в водохранилище.
При оценке скорости понижения уровня грунтовой воды в ядре рекомендуется учитывать, что при сработке водохранилища ниже отметки НПУ в верхней части плотины начинается процесс фильтрации грунтовой воды вниз под действием собственного веса. При этом скорость этой фильтрации может быть определена:
где k ф - расчетное значение коэффициента фильтрации грунтов, I - градиент напора, который при такой фильтрации близок к единице.
Качественные контролируемые показатели эксплуатационного состояния гидротехнических сооружений
Качественные контролируемые показатели эксплуатационного состояния ГТС и их критериальные значения рекомендуется устанавливать экспертно при визуальных наблюдениях.
В таблицах № 1, 2 и 3 приводятся для целей проверки и контроля примерные критерии качественных контролируемых показателей, которые часто используются на практике.
Таблица № 1
Критерии качественных контролируемых показателей эксплуатационного состояния земляной плотины
|
Контролируемые качественные показатели и их критериальные значения |
|||
|
Объект диагностирования |
Нормальное состояние |
||
|
Гребень |
Отсутствие просадок грунта, поперечных и криволинейных трещин, локальных оползней |
Возникновение просадок грунта, поперечных и криволинейных, оползневых цирков |
Развитие просадок, поперечных и криволинейных трещин, оползней |
|
Низовой откос (низовая призма) |
Отсутствие просадок грунта, локальных оползней, трещин, мутности выходов фильтрационных вод, образований наледей |
Возникновение признаков просадок, оползней, трещин, сосредоточенных выходов фильтрационных вод |
Развитие во времени просадок, оползней, трещин, промоин, расходов фильтрационных вод |
|
Верховой откос (верховая призма) |
Отсутствие просадок грунта, локальных оползней, повреждений волнового крепления, изменений геометрии откоса |
Возникновение признаков просадок, цирков оползней, повреждений волнового крепления, изменений геометрии откоса |
Развитие во времени просадок грунта оползней, повреждений волнового крепления, изменений геометрии откоса |
|
Верховой откос плотины |
Отсутствие признаков суффозионного выноса мелкозема на поверхности воды (мутность воды) у верхового откоса, просадок грунта на откосе, поперечных и криволинейных трещин, локальных оползней |
Возникновение признаков суффозионного выноса мелкозема, просадок грунта, поперечных и криволинейных трещин, оползней цирков |
Развитие во времени и по размерам проявлений признаков суффозионного выноса мелкозема, просадок грунта, поперечных и криволинейных трещин, оползневых цирков |
|
Цементационная потерна |
Отсутствие трещин в облицовке, вывалов бетона и скалы, сосредоточенной фильтрации через облицовку, пробки и цементационные скважины |
Возникновение признаков образования трещин, вывалов бетона и скалы, очагов сосредоточенной фильтрации через облицовку и цементационные скважины |
Развитие во времени трещин в облицовке, вывалов бетона, очагов сосредоточенной фильтрации через облицовку, пробки и цементационные скважины |
|
Береговые примыкания |
Отсутствие просадок и поперечных трещин, сосредоточенных выходов фильтрационных вод на береговых склонах, оползней |
Возникновение признаков просадок грунта, поперечных трещин, сосредоточенных выходов фильтрационных вод, оползневых цирков |
Развитие во времени просадок и трещин, сосредоточенных выходов фильтрационных вод на склонах и их оползней |
Таблица № 2
Критерии качественных контролируемых показателей эксплуатационного состояния машзала ГЭС
|
Объект диагностирования |
|||
|
Нормальное состояние |
К1 - переход от пониженного состояния в неудовлетворительное состояние |
К2 - переход в опасное состояние |
|
|
Свод машзала ГЭС |
Отсутствие трещин, выколов бетона, обнажений арматуры |
Возникновение новых трещин, выколов бетона, обнажений арматуры |
Развитие новых трещин, выколов бетона, обнажений арматуры |
|
Свод и стены машзала |
|||
|
Дренажные штольни машзала |
Отсутствие сосредоточенных очагов фильтрации |
Возникновение новых сосредоточенных очагов фильтрации |
Развитие новых сосредоточенных очагов фильтрации |
Таблица № 3
Критерии качественных контролируемых показателей эксплуатационного состояния водоприемника и водосброса
|
Объект диагностирования |
Диагностические показатели и их критериальные значения |
||
|
Нормальное состояние |
К1 - переход от пониженного состояния в неудовлетворительное состояние |
К2 - переход в опасное состояние |
|
|
Левобережный склон массива основания, подводящего канала и водосброса |
Отсутствие участков свежих скальных осыпей и потенциально неустойчивых массивов |
Возникновение новых участков скальных осыпей и потенциально неустойчивых массивов |
Развитие новых участков скальных осыпей и потенциально неустойчивых массивов |
|
Бетонные элементы водоприемника и водосброса |
Отсутствие новых трещин, выколов бетона, обнажений арматуры в зонах переменного уровня |
Возникновение новых трещин, выколов бетона, обнажений арматуры в зонах переменного уровня |
Развитие новых трещин, выколов бетона, обнажений арматуры в зонах переменного уровня |
|
Дренажные штольни водоприемника и водосброса |
Отсутствие новых очагов сосредоточенной фильтрации |
Возникновение новых очагов сосредоточенной фильтрации |
Развитие новых очагов сосредоточенной фильтрации |
Приложение № 3
к Рекомендациям по проверке
критериев безопасности
гидротехнических сооружений объектов энергетики,
утвержденным приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору
Сведения о применяемом оборудовании, приборах и аппаратуре для измерений контролируемых показателей
1. Наблюдения за вертикальными перемещениями основания бетонной плотины и агрегатных блоков производятся по системам продольных гидронивелиров, оборудованных в галереях плотины. Деформации основания под плотиной и агрегатными блоками носят обратимый упругий характер.
2. Замеры раскрытия межсекционных, межстолбчатых и межагрегатных швов в бетонных плотинах выполняются по одноосным и трехосным щелемерам, расположенным на гребне и в теле плотины, а также в здании ГЭС и на мосту нижнего бьефа, непосредственно за зданием ГЭС.
3. Сезонные изменения раскрытия абсолютного большинства межсекционных швов бетонной плотины согласуются с изменением температуры атмосферного воздуха. Чем ближе щелемер находится к наружной поверхности, тем больше сезонный размах изменения раскрытия шва.
4. Наблюдения за раскрытием контактного скала-бетон шва и горизонтальных строительных швов производятся по телетензометрам. Рекомендуется, что в контролируемых зонах ГТС не могут наблюдаться процессы образования новых и развития существующих горизонтальных трещин.
5. Контроль фильтрационных протечек через напорную грань плотины и ее основание ведется с помощью водомерных устройств.
6. Фильтрационное противодавление на подошву бетонной плотины контролируется посредством пьезометров. Считается, что дренаж работает нормально, если происходит слабое уменьшение расхода, связанное с кальматацией путей фильтрации под основание плотины и наносным понуром в верхнем бьефе.
7. Контроль изменения напряженно-деформированного состояния тела бетонной плотины ведется по секциям плотины, оснащенным, как правило, дистанционной КИПиА.
8. Регистрация значений деформаций и напряжений в бетоне верховой и низовой граней производится с помощью струнных преобразователей, образующих пространственные розетки. Кроме того, катушки индуктивности этих преобразователей используются в качестве датчиков температуры.
9. Для контроля напряженного состояния конструктивных элементов турбинных водоводов струнные преобразователи устанавливаются на металлической облицовке и в арматуре железобетонной оболочки водоводов.
10. Изменение температуры бетона вблизи напорной грани в зоне переменного уровня определяется температурой атмосферного воздуха и температурой воды в водохранилище. Температура бетона в подводной верховой части определяется температурой воды, которая практически постоянна и колеблется в пределах от 4 до 7 °С. Температура бетона вблизи низовой грани практически соответствует температуре атмосферного воздуха. Температура в центральной части плотины, расположенной на расстоянии 10 - 15 метров от обеих граней, изменяется в диапазоне от 6 до 11 °С. Сезонный размах изменения температур в среднем составляет 0,5 °С.
11. Безопасность температурного состояния земляной плотины (дамбы) целесообразно контролировать по близости нулевой изотермы в низовой упорной призме к границам первого слоя обратного фильтра.
12. Безопасность фильтрационных процессов в теле земляной плотины (дамбы) целесообразно контролировать по положению депрессионной кривой и высоте ее выклинивания на низовую грань ядра, а также по средним значениям действующих градиентов напора.
Поскольку через 10 - 15 лет эксплуатации большое количество установленной КИПиА выходит из строя, рекомендуется проверять, как эксплуатирующая организация компенсирует недостаточность КИПиА.
Рекомендуется проверять, какие принимаются меры по обеспечению достоверности измерений. Например, нули ряда струнных датчиков со временем выходят за градуировочный интервал. Для обеспечения достоверности показаний струнных датчиков рекомендуется там, где имеется техническая возможность, корректировать установку нулей.