2020-01-14
133
Наблюдаемые величины дренажных расходов значительно ниже проектных величин. Критериальные значения К1 расхода плотины № 2 назначены по прогнозу регрессионной модели для расчётного напора Н = 23,0 м в условиях основного сочетания нагрузок. Для плотины № 2, где ось закрытого дренажа выше УНБ, за внешний фактор воздействия принимались значения верхнего бьефа.
Критериальные значения К1 градиентов напора на входе в дренаж назначались с использованием регрессионной модели, Прогноз выполнялся для расчётного напора Н = 23 м в условиях основного сочетания нагрузок: НПУ = 89,0 м, УНБ = 66,0 м. Наблюдаемые значения градиентов ниже нормативных и не превышают 0,37.
Критериальные значения К2 градиентов напора на входе в дренаж назначались по нормативным предельным градиентам напора для песков мелких фракций намывных плотин. Значение К2 принято равным 0,9% критического градиента напора Jcr m.
Критериальные значения показателей расхода и градиентов напора в грунтовой плотине приведены в таблицах П.0.2 и П.О.З.
|
|
|
Критерии безопасности осадки грунтовой плотины
Учитывая разницу в начале наблюдений по плитам-маркам в основании и по поверхностным реперам в теле плотины для сравнительного анализа осадок выбран период 1962-2000 г.г. На правобережной пойменной плотине № 2 наблюдения за осадками тела и основания ведутся в 5-ти створах: на ПК 37 + 48, ПК 39 + 48, ПК 41 + 48, ПК 43 + 48, ПК 45 + 48. Наибольшие осадки гребня плотины на ПК 37 + 48 - 68,0 мм. Интенсивность осадок гребня плотины на наблюдаемых створах не превышает 1 мм/год, а относительная осадка гребня за период 1961-2000 годы составила 0,0035 Н (высоты плотины), что свидетельствует о нормальном процессе осадок к 42 году эксплуатации.
Разница в осадках гребня плотины, низовой бермы и дренажа составляет 15-20 мм. За исключением ПК 39 + 47, где осадки дренажа близки к осадкам низовой бермы. На этом пикете поврежден дренажный коллектор. Интенсивность осадки наслонного дренажа на ПК 39 + 48 - 0,5 мм/год - наиболее высокая в сравнении с другими плотинами. Осадки основания практически затухли.
Прогноз осадок тела и основания грунтовой плотины определялся с учетом затухания осадок (статистическая модель экспоненциального типа). Значения К1 и К2 осадок тела плотины № 2 назначались равными прогнозу по статистической модели на конец ближайшего 5-ти летнего периода с учетом значений доверительного интервала, в 2δ и 3δ, соответственно.
Значения К1 и К2 для осадок основания плотины № 2, где они практически закончились, назначались равными асимптоте с учётом значений доверительного интервала, в 2δ и 3δ, соответственно.
Критериальные значения осадок К1 и К2 и приведены в таблице П.0.4. В таблице П.0.5 приведены критериальные оценки состояния сооружений по результатам визуальных наблюдений, ранжированные как потенциально опасные - К1 и предаварийные - К2.
|
|
|
Таблица П.O.1 - Грунтовая плотина № 2 Воткинской ГЭС. Критериальные значения пьезометрических уровней в теле и основании плотины
| № п.п. | Номер створа. ПК" | Номер КИА. пьезометры опускные. расстояние от оси сооружения, м: отметка низа водоприемника, м | Наибольшее измеренное значение показателя. отм.уровня воды, м | Критериальные значения диагностических показателей | Способ определения диагностического показателя | |||
| Проектное, уточненное (Ленгидропроект. 1976 г.). мм | Эксплуатанионные значения | |||||||
| К1, мм | К2, мм | К1 | К2 | |||||
| Пьезометрические уровни в теле и основании плотины | ||||||||
| Створ 2 | ||||||||
| 1 | II ПК 39+45 | П-8 -30,15 Ñ 72,84 | 80.35 | 86,60 | 81,50 | 88,80 | Прогноз по | По |
| статистической | результатам. | |||||||
| модели | полученным | |||||||
| В0+В1∙УВБ±3δ: | численным | |||||||
| 51,80+0,31∙УВБ+3∙0.60 | методом | |||||||
| 2 | II ПК 39+45 | П-11 +64,50 Ñ 70,59 | 75.30 | 77,00 | 75,30 | 78,80 | Прогноз по | по |
| статистической | результатам, | |||||||
| модели | полученным | |||||||
| В0+В1-УВБ±3δ: | численным | |||||||
| 55,00-0,22∙УВБ+3∙0,1 | методом | |||||||
| 3 | II ПК 39+45 | ПГ-13 +95,50 Ñ 64,20 | 74,71 | - | 75,00 | - | Прогноз по | - |
| статистической | ||||||||
| модели | ||||||||
| В0+В1∙УВБ±2δ: | ||||||||
| 60,50+0,1б∙УВБ+3∙0,10 | ||||||||
Примечания
1 К1 получено при условиях: УВБ (НПУ) = 89,0 м; УНБ - 75,70 м; дренаж работает нормально.
2 К2 - при НПУ (89,50 м) и УНБ (75,80 м) и при отказе наслонного дренажа.
Таблица П.О.2 - Грунтовая плотина Воткинской ГЭС. Критериальные значения фильтрационного расхода в закрытом дренаже
| п.п. | Расположение водослива (ПК) | Номер мерного водослива на водовыпуске дренажа. Номер КИА | Наибольшее измеренное значение показателя. q л/с | Критериальные значения диагностических показателей | Способ определения диагностического показателя | ||||
| Проект, Ленгндро- | Расчетные значения | Эксплуатационные значения | |||||||
| проект, 1959 г, л/с) | ВНИИГа, (1998 г.), л/с | К1 | К2 | К1 | К2 | ||||
| Расход в закрытом дренаже | |||||||||
| 1 | ПК 39+48 | Водослив № 1, расход суммарный -Q2, л/с | 148,06 | 417,00 | 204,00 | 170,00 | Прогноз по статистической модели q=В0+В1∙Т+В2∙УВБ±2δ: 747,60+8,24∙Т+ 9,14∙УВБ±2∙10,00 | ||
Примечание - Т- число лет с начала выборки (1991 г.); УВБ - уровень верхнего бьефа, м
Таблица П.О.3
| № п.п. | Номер створа. ПК | Номер КИА, пьезометры опускные, расстояние от оси дренажа L, м; отм. оси дренажа | Наибольшее измеренное значение показателя | Критериальные значения диагностических показателей | Способ определения диагностического показателя | |||
| Проектное, (Ленгидропроект, 1959 г.) | Эксплуатационные значения
| |||||||
| К1, мм | К2 мм | К1 | К2 | |||||
| Градиент напора на входе в дренаж | ||||||||
| 1 | ств. 2 ПК 39+45 | П-11 L =17,50,м Ñ 71,85 м | 0,15 | 0,20 | 0,62 | Прогноз по статистической модели | По рекомендациям СНиП 2.06.05, 84. п. 5.5 | |
Таблица П.О.4 - Грунтовая плотина № 2 Воткинской ГЭС. Критериальные значения осадок тел плотины и основания
| № п.п. | Место- | Номер и тип КИА | Макси- | Критериальные значения диагностических показателей | Способ определения диагн показателя | ||||
| Проектное, уточненное (Ленгидро- | ПДЗ ОАО "НИИЭС", (1996 г.), мм | Эксплуатационные значения
| |||||||
| К1, мм | К2, мм | К1 | К2 | ||||||
| Осадки тела плотины и основания | |||||||||
| Створ № 1 | |||||||||
| 1 | ПК 37+48 Гребень плотины, Ñ91.50M | Репер поверхностный, Рп14 | -92 | -450 | -99 | -99 | -110 | Прогноз по статистической модели В0+В1∙Ехр(-αТ)-2δ:-106,00+61,00∙Ехр(-0,04Т) -2∙2,0 | Регресссионная модель (9)+3δ |
| 2 | ПК 37+48 Низовая берма, Ñ88,0 м | Репер поверхностный, Рп13 | -63 | -66 | -66 | -75 | Прогноз по статистической модели В0+В1∙Ехр(-αТ)-2δ: -63,60+32,45∙Ехр(-0,06Т)-2∙2,5 | Прогноз по асимптоте статистической модели (9): В0-3δ | |
| 3 | ПК 37+48 Низовая берма, Ñ71,60 м | Плита-марка ПМ8 | -443 | -444 | -445 | -455 | Прогноз по статистической модели В0+В1∙Ехр(-αТ)-2δ:-440,60+15,60∙Ехр(-0,07Т) -2∙2,5 | Прогноз по асимптоте статистической модели (9) В0-3δ | |
Таблица П.0.5 - Критериальные значения качественных показателей состояния грунтовой плотины по данным визуальных наблюдений
|
|
|
| № п.п. | Критерии состояния | Качественные значения критериальных показателей |
| Верховой откос и гребень грунтовой плотины | ||
| 1.1 | К1 | - появление протяжённых фронтальных трещин на гребне; - отрыв полотна плит от основания парапета; - локальная просадка гребня |
| 1.2 | К2 | - вертикальные трещины в направлении уреза воды и заметные деформации профиля откоса; - смещения участка крепления с отрывом плит от основания; - просадка гребня с разрушением дорожного покрытия |
| Волнозащитные крепления верхового откоса грунтовой плотины | ||
| 2.1 | К1 | - взаимные смещения плит крепления; - незатухающий рост трещинообразования на плитах крепления; - вынос составляющих фильтра и грунта основания крепления; - разуплотнение швов по длине межплитного шва волнозащитного крепления; - глубина размыва в межплитном шве достигла 1,0 м |
| 2.2 | К2 | - разуплотнение межплитного шва в зоне уреза с глубиной размыва в шве более 1,5 м; - вынос грунта основания плит с обрушением фрагментов разрушенной плиты в яму размыва |
| Низовой откос плотины | ||
| 3.1 | К1 | - появление локальных просадок, промоин на откосе; - появление периодических увлажнений откоса; - увлажнение и заболачивание низовой поймы у подошвы плотины; - появление просадок на низовой части откоса и пойме; |
| 3.2 | К2 | - выклинивание фильтрационного потока на откос; - появление ключей со взвесями у подошвы плотины и конусов выноса грунта; - деформации профиля откоса со значительным уполаживанием откоса и с выносом грунта в нижний бьеф |
Приложение П
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТЕРИЕВ БЕЗОПАСНОСТИ БЕТОННОЙ ПЛОТИНЫ
САЯНО-ШУШЕНСКОЙ ГЭС
Определение численных значений критериев безопасности К1, К2 включает несколько предварительных этапов:
|
|
|
выбор из числа контролируемых показателей наиболее важных диагностических показателей, по которым производится оперативная оценка состояния сооружения на основе правил, сформулированных в п. 2.11;
корректировку расчетных моделей, включающую проверку гипотез модели (их идентификацию) и уточнение физико-механических параметров материалов сооружения и основания (калибровку модели) на основе данных натурных наблюдений с использованием рекомендаций раздела 4 «Методики» [1];
проведение поверочных расчетов в рамках откорректированных расчетных моделей;
построение статистических прогнозных моделей на основе обработки данных предыдущих натурных наблюдений.
В настоящем приложении перечисленные выше этапы, предшествующие определению значений К1, К2, проиллюстрированы на примере плотины Саян о-Шушенской ГЭС.
