2020-01-14
87
При назначении критериальных значений К1 диагностических показателей взаимных смещений секций плотины по координатам X и У учитывались три фактора: напор, температура воздуха и влияние неравномерной осадки секций (в виде временного тренда показаний). Рассматривались два варианта: экстремальные значения температур при среднемноголетних значениях напора и максимально-минимальные значения напора при среднемноголетних значениях температур воздуха. Было установлено, что влияние напора незначимо по сравнению с другими факторами.
При наличии временного тренда в показаниях щелемера прогноз назначался на 2004 г., т.е. на пятый год после рассмотренного периода эксплуатации, когда изменения в состоянии сооружения или КИА могут потребовать корректировки прогноза,
Взаимные вертикальные смещения секций (по координате Z) не рассматривались по причине затухания осадок секций. В случае появления аномальных неравномерных осадок секций они будут выявляться щелемерными измерениями по координате У, т.к. перемещение секций имеет характер вращения с центром, сдвинутым ближе к низовой грани сооружения относительно оси сооружения.
|
|
|
Раскрытие швов (координата X) секций водосливной плотины носит сезонный характер и коррелировано с температурой наружного воздуха, Т°С.
Таблица П.H.1 - Водосливная плотина. Критериальные значения пьезометрических уровней воды в основании секции № 4
| № п/п | № секций, № створа, расположение КИА в створе | № КИА, пьезометры закладные | Максимальное измеренное значение показателя | Критериальные значения диагностических показателей | Способ определения диагностического показазателя | |||||
| Проект, 1959 г. | Уточненное (Ленгидропроект), 1976 г. | ПДЗ ОАО "НИИОС". 1996 г. | Эксплуатационные значения | |||||||
| - | м | м | K1, м | K2, м | К1 | K2 | ||||
| 1 | Секция 4 Створ 5, в конце понура | П3-С4-5 | 74,74 71,30 | 79,20 (26%Н) | 81,10 (40%Н) | 80.80 (38%Н) | 76,60 | 86,70 | Прогноз по статистической модели В0+В1∙УВБ+В2∙УНБ±2 δ: 24,69+УВБ∙0,36+ УНБ∙0,24±2∙0,6 | По результатам расчётов исследована [7] |
| 2 | Секция 4 Створ 5 за верховым зубом, в дренаже водослива | П4-С4-5 | 71,70 65,70 | 75,80 (0%Н) | 75,80 0%Н) | - | 75,40 | 76,10 | Прогноз по статистической модели В0+УНБ±2δ: 6,25+УНБ∙0,90±2∙0,40 | |
| 3 | Секция 4 Створ 5, в напорном горизонте, под верховым зубом | ПГ4А-СЗ-4, пьезометр глубинный | 72,21 65,61 | - | - | - | 75,60 | - | Прогноз по статистической мoдeли В0+УНБ±2δ: 13,31+УНБ∙0,81±2∙0,60 | - |
Примечанне - К1 пьезометрического уровня получено для условий основного сочетания нагрузок: УВБ (НПУ) - 89,00 м; УНБ = 75,80 м; К2 пьезометрического уровня в основании понура получено для условий особого сочетания нагрузок: УВБ (НПУ} = 89,00 м; УНБ = 66,00 м; трещина в понуре. К2 пьезометрического уровня в основании водослива получено для особого сочетания нагрузок УВБ (НПУ) = 89,50 м; УНБ = 76,50 м.
|
|
|
Наибольший многолетний размах раскрытия шва на дневной поверхности (створы 1 и 2) прогнозируется на крайних секциях при наибольшем наблюденном размахе колебаний температуры воздуха.
Временные тренды в раскрытии швов практически отсутствуют или незначительны.
Критериальные значения показателей взаимных смещений секций бетонных сооружений определялись с использованием регрессионной модели, Предполагалась линейная зависимость деформации бетона сооружения от температуры как в диапазоне натурных наблюдений, так и для расчётных значений температуры.
Прогноз критериальных значений К1 по координате X назначен по регрессионной модели при наблюдённом температурном минимуме воздуха -50°С; а по координате У -по её наибольшему значению при воздействии одного из трех действующих факторов: максимального напора основного сочетания нагрузок (Н =27 м), одной из экстремальных температур (-50°С или +38°С), или по прогнозу временного тренда на 2004 г.
Критериальные значения К2 диагностических показателей взаимных смещений водосливной плотины по координатам X и У назначались по конструктивным ограничениям сохранности и нормальной работы шахтной шпонки в межсекционном шве и приняты равными 100 мм.
Критериальные значения взаимных смещений секций К1 и К2 по результатам наблюдений по щелемерам водосливной плотины приведены в таблице П.Н.2.
Критериальные значения осадок секций водосливной плотины
Прогноз осадок секций водосливной плотины выполнялся по статистической регрессионной модели с учётом затухания осадок, Аппроксимация осадок (Z) выполнена по двучленному полиному экспоненциального типа: Z мм = Во + В1 ЕХР(-αT).
Критериальные значения К1 осадки секций назначались равными нижней границе доверительных интервалов регрессионных моделей для прогноза осадки на 2004 г. Доверительный интервал, принимался равным двум стандартам (±2δ) ошибки оценки модели относительно кривой осадок.
Критериальные значения К2 осадки секций принимались равными значениям нижних границ доверительных интервалов, равным трем стандартам ошибки оценки модели относительно кривой осадок.
Критериальные значения показателей К1 и К2 осадок водосливной плотины приведены в таблице П.Н.3
Таблица П.Н.2 - Водосливная плотина. Критериальные значения взаимных смещений секций № 3 и 4 по показателям щелемеров
| № п.п. | Номер щелемерного створа, межсекционные швы | Номер КИА, щелемеры 3-х марочные | Максимальное/ минимальное измеренное значение показателя, мм | Критериальные значения диагностических показателей | Способ определения диагностического показателя | ||
| Эксплуатационные значения | |||||||
| K1, мм | K2, мм | К1 | K2 | ||||
| Взаимные смещения секций по оси (раскрытие межсекционных швов) | |||||||
| 1 | Створ 1- бычки ВБ, шов 3-4 секции | Щ 1/9-Х | +27,98 + 11,90 тренд возрастающий : 1,2 мм/год | +38,80 | 100 | Прогноз по статистической модели: BO+B1 T+B2∙TV±2δ= 14,47+1,40∙Т- 0,15∙(TV60)±2∙2,10 | По конструктивным ограничениям шпонки |
| 2 | Створ 2 - бычки НБ, шов 3-4 секции | Щ 2/9-Х | +2,10 -6,90 | +18,10 | 100 | Прогноз по статистической модели: B0+Bl∙TV±2δ=1,06- 0,29∙TV±2∙l,30 | По конструктивны м ограничениям шпонки |
| 3 | Створ 3 - потерна, шов 3-4 секции | ЩЗ/9-Х | -2,57 -3,87 | -1,40 | 100 | Прогноз по статистической модели: BO+B1∙TV300±2δ= -3,14-0,01∙TV300±2∙0,20 | По конструктивным ограничениям шпонки |
| Взаимные смещения секций по оси Y (в плане, вдоль оси шва) | |||||||
| 4 | Створ 1 (бычки ВБ), шов 3-4 секции | Щ 1/9-У | +0,42 | +1,40 | 100 | Прогноз по статистической модели: В0+В1∙ТУ90±2δ=-2,88 +0,08∙H-0,02∙TV90+2∙0,30 | По конструктивным ограничениям шпонки |
Примечания
|
|
|
1 Т - время (годы) = (Тi-То); То- год начала отсчета (начало выборки положенной в основание регрессионной модели - 1990 г.); Тi - год прогноза.
2 Н - напор, м;
3 TV- среднесуточная температура воздуха; при отставании во времени смещения секций относительно температурных воздействий использовался временной ряд температур со сдвигом, определенным по взаимно корреляционной функции показаний щелемеров и температуры воздуха; TV60, TV90, TV300 - температура воздуха за 60, 90 и 300 суток до дня выполнения замеров по щелемерам.
Таблица П.Н.3 - Водосливная плотина. Критериальные значения осадок секции № 4
| № п.п. | Номер секций, отметка заложения КИА | Номер КИА. Номер высотных марок | Измеренное значение показателя (2000 г.) | Критериальные значения диагностических показателей | Способ определения диагностического показателя | |||
| Проектное, уточненное (Ленгидропроект, 1976 г.), мм | Эксплуатационные значения
| |||||||
| K1, мм | К2, мм | К1 | K2 | |||||
| Осадки секций водосливной плотины (средняя по 2-м высотным маркам со стороны ВБ на Ñ 9I,0 м и НБ на Ñ 71,0 м) | ||||||||
| 1 | Секция №4 Ñ91,0м | М- С4ср 4-1 4-2щ | -121 -125 -118 | -130 | -125 2004 г | -128 | Прогноз по статистической модели В0-В1∙Ехр(-αТ)-2δ -121,00+14,13∙ Exp (-0,06T)-2∙2,0 | Прогноз по асимптоте статистической модели (9): В0-3δ |
| 2 | Секция №4 Ñ71,0м | 4-10б | -85 | -130 | -90 2004 г | -102 | Прогноз по статистической модели B0-Bl Exp (-αT)-2δ: -96,00+26,00∙ Ехр(-0,02Т) -2∙2,0 | Прогноз по асимптоте статистической модели (9); ВО-3δ |
Примечания
1 T - время, единица исчисления - годы (отсчет ведется с начала наблюдений, с 1962 г.)
2 Значения К1 получены по прогнозу на 2004 г.
Приложение О
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТЕРИЕВ БЕЗОПАСНОСТИ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ
ВОТКИНСКОЙ ГЭС
Грунтовая плотина - правобережная пойменная плотина № 2, сопрягающая напорный фронт с правым берегом, - выполнена однородным профилем, намывным из песков местных карьеров, с отметкой гребня 93,5 м; максимальный напор при НПУ - 23 м. Плотина возводилась способом двухстороннего намыва аллювиальных песков, слагающих пойму р. Камы. Дренажи плотин представляют собой комбинированную конструкцию из наслойной части и дренажной призмы с отводящей железобетонной трубой. Для наблюдения за работой дренажа плотины предусмотрены смотровые железобетонные колодцы, расположенные по оси дренажа через 150 (200) м друг от друга. Сброс дренажных вод производится через водовыпуски.
|
|
|
Грунтовая плотина располагается на аллювиальных отложениях (песчаные и гравийно-галечниковые) мощностью до 12 м в пойменной части и до 30 м на участке примыкания к правому берегу.
Коэффициенты фильтрации на стадии проекта были приняты:
для супесей и пылеватых песков - до 1 м/сутки;
для песков - 10 м/сутки;
для гравийно-галечниковых отложений - 30 м/сутки.
Ниже аллювиальных отложений залегают практически водоупорные пермские глины.
