— Все документы — Отраслевые и ведомственные нормативно-методические документы — Проектирование и строительство гидротехнических сооружений — П 94-2001 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ И ИССЛЕДОВАНИЙ ТУННЕЛЕЙ

П 94-2001 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ И ИССЛЕДОВАНИЙ ТУННЕЛЕЙ

П 94-2001 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ И ИССЛЕДОВАНИЙ ТУННЕЛЕЙ

Открытое акционерное общество

«ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ имени Б.Е.ВЕДЕНЕЕВА»

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ И ИССЛЕДОВАНИЙ ТУННЕЛЕЙ

П94-2001
ВНИИГ

Санкт-Петербург
2001

В Рекомендациях рассмотрены виды натурных гидравлических наблюдений, фиксируемые с их помощью гидравлические характеристики туннелей и воздействия на их элементы. Устанавливаются организация и состав работ по натурным наблюдениям и исследованиям, требования к оснащению КИА и их типы. Выявляется роль визуальных осмотров, определяются признаки состояния сооружения и его элементов. Даются рекомендации о хранении результатов наблюдений. Приводится методика обработки и анализа данных натурных исследований, рассматривается вопрос о диагностировании состояния туннелей.

Рекомендации предназначены для гидротехнических служб электростанций, научных и других организаций, участвующих в работах по контролю за гидравлическими условиями работы туннелей.

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Назначение рекомендаций и область их применения

Виды гидравлических натурных наблюдений и исследований и фиксируемые с их помощью характеристики туннелей и воздействия на их элементы

Цель и задачи рекомендаций

Нормативные ссылки

Терминология

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И СОСТАВ РАБОТ ПО НАТУРНЫМ НАБЛЮДЕНИЯМ И ИССЛЕДОВАНИЯМ

3. ТРЕБОВАНИЯ К ОСНАЩЕНИЮ КИА

4. ТИПЫ КИА

5. ПЕРИОДИЧНОСТЬ НАБЛЮДЕНИЙ. РОЛЬ ВИЗУАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ. ХАРАКТЕРНЫЕ ПРИЗНАКИ СОСТОЯНИЯ СООРУЖЕНИЯ ИЛИ ЕГО ЧАСТИ

6. ХРАНЕНИЕ ДАННЫХ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ И ИЗМЕРЕНИЙ

7. МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ И АНАЛИЗ ДАННЫХ НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ДИАГНОСТИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ТУННЕЛЕЙ

Общие сведения об обработке данных натурных исследований. Принципы диагностирования

Пропускная способность

Потери напора

Статические и динамические нагрузки

Колебания уровней воды и наполнение поперечного сечения туннеля

Кавитация. Кавитационная и абразивная эрозия

ПРИЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ПРЕДИСЛОВИЕ

Основная задача проведения натурных гидравлических наблюдений и исследований гидротехнических туннелей состоит в получении данных, необходимых для контроля их надежности. Для решения этой задачи должны быть разработаны единые методы обработки, анализа и диагностики гидравлических условий работы гидротехнических туннелей.

При проектировании гидротехнических туннелей основными гидравлическими задачами, которые приходится решать, являются:

определение пропускной способности или потерь напора на их тракте;

оценки режимов течения и степени заполнения поперечного сечения или колебаний уровней воды;

расчет гидродинамических нагрузок на элементы туннеля;

предупреждение недопустимого развития кавитационного или абразивного износа.

Цель диагностики по данным натурных наблюдений и исследований состоит в оценке указанных гидравлических явлений в туннелях, установлении их влияния на надежность и долговечность обделок и облицовок, а также на устойчивость вмещающей туннели породы. Полученные в результате натурных исследований гидродинамические нагрузки используются для контроля устойчивости, прочности и долговечности элементов туннелей.

«Рекомендации по проведению гидравлических натурных наблюдений и исследований туннелей» составлены с учетом опыта проектирования, строительства и эксплуатации гидротехнических туннелей в отечественной и зарубежной практике.

Рекомендации разработаны в ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» кандидатами техн. наук A.M. Швайнштейном и Г.А. Судольским.

PAO «ЕЭС России»

Рекомендации по проведению
гидравлических натурных наблюдений
и исследований туннелей

П94-2001
ВНИИГ

Вводятся впервые

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Назначение рекомендаций и область их применения

1.1. В настоящих Рекомендациях изложены основные положения по организации и проведению натурных гидравлических наблюдений и исследований гидротехнических туннелей. Они проводятся на основании п. 1.11 СНиП 2.06.01-86 и п. 1.5 СНиП 2.06.09-84. В период эксплуатации гидротехнических туннелей натурные наблюдения и исследования позволяют выявить основные гидравлические характеристики условий их работы, выработать и осуществить мероприятия по улучшению этих условий, своевременно установить характер повреждений и определить объем необходимых ремонтных работ, продлить срок службы сооружений, а в отдельных случаях предотвратить аварии.

Внесены
ОАО «ВНИИГ
им. Б. Е. Веденеева»

Утверждены
РАО «ЕЭС России»
письмо № 02-1-03-4/622
от 03.07.98.

Срок
введения
в действие
I кв. 2002 г.

1.2. Гидротехнические туннели применяются для подвода, отвода и сброса воды. По назначению, определяющему задачи натурных гидравлических наблюдений и исследований их состояния, следует различать следующие типы туннелей:

для подвода или отвода воды в целях энергетики, водоснабжения, ирригации или переброски стока;

для сброса, спуска или выпуска воды и наносов из водохранилищ.

1.3. Сложность натурных наблюдений в гидротехнических туннелях обусловлена значительной протяженностью трактов, достигающей в ряде случаев десятков километров, необходимостью в большинстве случаев опорожнения и специального освещения для визуальных обследований и трудной доступностью, особенно на участках со значительными уклонами дна.

1.4. На основании настоящих Рекомендаций для соответствующего гидротехнического туннеля должна быть составлена местная производственная инструкция по проведению натурных наблюдений и измерений, обеспечивающая контроль за состоянием сооружения и его надежную эксплуатацию. В местной инструкции должны быть учтены требования, предъявляемые к гидротехническим туннелям СНиП 2.06.01-86 и 2.06.09-84 , а также положения по их эксплуатации, изложенные в РД 34.20.501-95.

1.5. Натурные наблюдения и исследования за гидравлическими условиями работы гидротехнических туннелей являются составной частью комплекса наблюдений и исследований этих сооружений. Они должны проводиться в периоды строительства, пуска и эксплуатации сооружений и сравниваться с параметрами, установленными в технической документации.

1.6. Настоящие Рекомендации предназначаются для использования службами эксплуатации гидротехнических сооружений гидроузлов, научных и других организаций, участвующих в работах по контролю гидравлических условий работы гидротехнических туннелей.

Виды гидравлических натурных наблюдений и исследований и фиксируемые с их помощью характеристики туннелей и воздействия на их элементы

1.7.Для контроля за состоянием гидротехнических туннелей, предназначенных для пропуска и сброса расходов воды, осуществляются следующие натурные наблюдения и исследования:

наблюдения за гидравлическими условиями работы;

визуальный осмотр обтекаемых поверхностей, в том числе фиксация их состояния с помощью различного вида съемки: геодезической, фотографической, стереофотограмметрической и киносъемки;

подводные обследования;

измерения осредненной и пульсационной составляющей давления;

определение уровней воды, в том числе их колебаний, на входе, выходе и на тракте туннелей;

измерение скоростей воды и воздуха;

оценка эрозии: кавитационной и абразивной.

1.8. Наблюдения за гидравлическими условиями работы туннелей, ограничивающиеся в большинстве случаев оценками состояния потока на входе и выходе из сооружения, позволяют установить возникновение существенных отклонений гидравлического режима работы туннеля от предусмотренного проектом.

1.9. Визуальный осмотр туннелей дает возможность установить общее состояние обтекаемых поверхностей перед и после пропуска расходов:

наличие дефектов производства строительных работ (неровностей и раковин бетонной обделки, выступов на облицовке);

размеры неровностей участков туннеля, выполненных без обделки, и появление вывалов скалы на этих участках;

повреждения и разрушения обделок и облицовок при силовом, кавитационном или абразивном воздействиях;

коррозию металлических облицовок;

обрастание обтекаемых поверхностей.

Визуальный осмотр сопровождается обмерами характерных элементов обтекаемых поверхностей туннелей с применением на криволинейных поверхностях специальных шаблонов.

1.10. Подводные обследования применяют в основном для экстренных осмотров сооружения, а также при невозможности его опорожнения.

1.11. Натурные измерения осредненных и пульсационных составляющих давления позволяют определить следующие характеристики гидравлических условий работы гидротехнических туннелей:

гидродинамические нагрузки на внутреннюю их поверхность;

потери напора;

уровенный режим (заполнение поперечного сечения туннелей, существенные колебания уровней воды, например, в уравнительных резервуарах и бассейнах, появление частично напорных режимов течения);

появление кавитации.

1.12. Непосредственными измерениями уровней воды также могут быть определены их колебания и заполнение туннелей.

1.13. Измерения скоростей течения воды дают возможность установить пропускную способность туннелей, а скорости течения воздуха в аэрационных галереях и шахтах регистрируют для определения расхода воздуха, подводимого в туннели для обеспечения устойчивости режима течения или устранения кавитационных явлений [1, 2].

1.14. Измерения аэрации потока у обтекаемых поверхностей позволяют контролировать возможность возникновения кавитации и кавитационной эрозии.

Цель и задачи рекомендаций

1.15. Целью Рекомендаций является выбор параметров для оценки состояния гидротехнического туннеля соответствующего назначения и требований к организации исследований и наблюдений, обработке и анализу их данных. Анализ контролируемых параметров должен выявить причины отклонения состояния туннеля от проектного, оценить его долговечность и необходимость устранения повреждений и ремонта.

1.16. Для реализации цели настоящих Рекомендаций необходимо установить следующее:

оценить достоверность и представительность натурных данных;

определить фактические гидравлические условия работы сооружения;

выявить специфику изменения пропускной способности или потерь напора на тракте туннеля, режима течения и колебаний уровней воды, действующих нагрузок и возможность кавитационных и абразивных воздействий, а также отличия всех этих характеристик от предусмотренных проектом;

определить по данным натурных наблюдений неблагоприятные явления и воздействия на тракте туннелей; установить наличие, характер и причины повреждений и разрушений элементов туннелей, возможность их прогноза и развития;

выбрать диагностические параметры и признаки, которые характеризуют состояние сооружения и обосновывают необходимость изменения условий его эксплуатации или ремонта;

определить из всей совокупности заложенной в гидротехнических туннелях КИА те датчики, которые непосредственно или на основании простейших диагностических зависимостей давали бы сведения о состоянии сооружения.

1.17.Анализ силовых воздействий на обделки и скальную выломку, выполненную без обделок, а также их напряженного состояния следует производить как на основе данных настоящих Рекомендаций, так и «Рекомендаций по анализу данных и контролю состояния подземных сооружений и выработок ГЭС»*) и Рекомендаций П91-2001.

*)Готовятся к публикации.

Нормативные ссылки

1.8. В тексте Рекомендаций используются следующие нормативные документы:

ГОСТ 19185-73.Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения.

СНиП 2.06.01-86.Гидротехнические сооружения речные. Основные положения проектирования. М.: Стройиздат, 1989.

СНиП 2.06.09-84.Туннели гидротехнические. М.: Стройиздат, 1985.

Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации: РД 34.20.501-95. 15-е издание (переработанное и дополненное). М., 1996.

ТУиН.Глубинные водосбросы и водоспуски гидроузлов (гидравлические расчеты): ВСН 38-70. М.: Энергия, 1972.

Рекомендации по учету кавитации по проектированию водосбросных гидротехнических сооружений: П38-75/ВНИИГ, 1976.

Рекомендации по организации и проведению натурных наблюдений и исследований воздействия потока на гидравлические сооружения и русло рек в нижнем бьефе: П70-78/ВНИИГ. 1978.

Рекомендациипо компоновке затворных камер и расчетам гидродинамических воздействий потока на плоские, сегментные и дисковые затворы гидротехнических сооружений: П84-79/ВНИИГ, 1980.

Рекомендации по анализу данных и контролю состояния водосбросных сооружений и нижних бьефов гидроузлов: П 75/ВНИИГ. 2000.

Рекомендации по диагностическому контролю термофильтрационного состояния сооружений подземных ГЭС и массивов, вмещающих скальных грунтов: П91/ВНИИГ. 2001.

Терминология

1.19.Терминология настоящих Рекомендаций принята согласно ГОСТ 19185-73.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И СОСТАВ РАБОТ ПО НАТУРНЫМ НАБЛЮДЕНИЯМ И ИССЛЕДОВАНИЯМ

2.1. При организации натурных наблюдений и исследований необходимо учитывать «Правила безопасности при строительстве подземных гидротехнических сооружений» [3].

Наблюдения за условиями работы и осмотр состояния конструкции туннелей необходимо проводить в процессе эксплуатации туннелей всех классов. Для гидротехнических туннелей I-III классов обязательно предусматриваются инструментальные исследования. Состав и объем натурных гидравлических исследований зависит от класса туннеля, его назначения, гидрологических условий и требований экологии в районе гидроузла.

При проведении натурных исследований необходимо руководствоваться проектом размещения и закладки КИА, инструкциями по составу этих исследований, по производству замеров и уходу за приборами. Ответственность за организацию и проведение натурных наблюдений и исследований возлагается на дирекцию ГЭС, она может передавать ее проектной или какой-либо другой организации.

2.2. Для проведения натурных исследований туннелей необходимо своевременно, преимущественно на ранних стадиях строительства, осуществить закладку КИА и кабельных линий к ней. В дальнейшем необходимо контролировать состояние этой аппаратуры; замена датчиков при эксплуатации туннеля в большинстве случаев затруднительна.

2.3. Установка КИА, а также проведение гидравлических натурных наблюдений и исследований должны выполняться силами подразделения, которое занимается натурными наблюдениями. Это подразделение выполняет исследования с помощью соответствующих контрольно-измерительных приборов, выявляет объем ремонтных работ, а также мероприятия по обеспечению безопасной работы сооружения и оснащению его дополнительными контрольно-измерительными приборами.

2.4. В обязанности указанного подразделения входит:

а) получение приборов, кабеля и других материалов, необходимых для установки приборов;

б) контрольная проверка приборов перед установкой, своевременная закладка их в соответствии с проектом;

в) содержание в надлежащем порядке пультов наблюдения, выводов кабелей и установленных приборов;

г) составление исполнительных чертежей расположения приборов и их коммуникаций;

д) регулярное снятие показаний с приборов и осмотр сооружения в соответствии с местной инструкцией;

е) первичная обработка данных наблюдений, их анализ, а в случае необходимости, привлечение к этому анализу проектных и научно-исследовательских организаций;

ж) хранение в установленном порядке всего первичного материала наблюдений.

Подразделение, отвечающее за проведение натурных наблюдений, руководствуется, например, комплектом документации в соответствии с Приложениями 3-5.

2.5. При проведении натурных наблюдений и исследований в туннелях необходимо располагать паспортами приборов, протоколами их контрольных градуировок, результатами наблюдений и исследований на предыдущих этапах.

2.6. Наблюдения проводятся как при пуске туннеля в эксплуатацию, при пропуске расходов, так и после пропуска. Для изучения особенностей гидравлической работы туннеля, уточнения фактических нагрузок, выявления причин отклонения основных характеристик работы туннеля от допустимых значений, а также для выяснения и совершенствования методик расчета и моделирования выполняются специальные исследования. Для этого может применяться метод ступенчатого изменения гидравлического режима работы туннеля. Одна из методик натурных исследований представлена в [4].

3. ТРЕБОВАНИЯ К ОСНАЩЕНИЮ КИА


Возврат к списку
(Нет голосов)

Комментарии (0)


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