Файл: Оценка обстановки при авариях на гтс выполнил студент.docx
Добавлен: 28.03.2024
Просмотров: 37
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
обеспечивающий необходимую точность инструментальных
наблюдений.
Контактные методы делятся на две подгруппы, отличающиеся системами отсчета и способами переноса базы. К методам с отличным признаком по способу переноса базы относятся:
- тензометрический метод, основанный на измерении давлении оползневого тела на датчики, расположенных на реперах, выполненных в виде гибких стальных лент;
- метод измерения длины проволочных или полиструнных реперов, заложенных в оползневом теле и соединяющие участки пород с поверхностью;
- метод радиоактивных реперов, инжектируемых в стенки скважины, измерения перемещений которых выполняют с помощью радиометра и радиографа относительно положения проекции этих реперов на ось скважин.
К другой группе контактных методов, в которых используется система отсчета, относятся:
- инклинометрический метод, подразделяющийся на метод, устанавливаемых опасный участок гибких труб и подвижного инклинометра, контролирующего положение труб в пространстве и метод неподвижных инклинометров, устанавливаемых в тело гидросооружения;
- метод наклономерных наблюдений, который близок к инклинометрическому методу. Реализуется он путем измерения углов наклона обсадных труб и подвижного наклономера, контролирующего положение обсадной трубы
относительно вертикали в теле гидродинамического сооружения;
- метод механического вертикального проектирования реализуется по средством, устанавливаемых в скважину или шурф, прямых и обратных отвесов (поплавковых реперов) с измерительным устройством. В качестве измерительного устройства используют координатор или датчик положения струны отвеса;
- метод, основанный на измерении ускорений, реализуется высокочувствительными акселерометрами, сейсмометрами, чувствительные элементы которых (датчики) устанавливаются в самом гидродинамическом сооружении.
Наиболее перспективными методами, с помощью которых можно получить величину и глубину, на которой произошли горизонтальные смещения, а также их направление, являются наклономерный и метод радиоактивных реперов.
Поражающее действие волны прорыва гидротехнического объекта связано с распространением с большой скоростью воды, создающей угрозу возникновения чрезвычайной техногенной ситуации. Поражающий фактор – волна прорыва гидротехнического сооружения. Параметр поражающего воздействия – скорость волны прорыва, глубина волны прорыва, температура воды, время существования волны прорыва. Минимальные значения параметров поражающего действия волны прорыва (ГОСТ р. 22.9-03-95), которые сохраняют поражающий эффект: статическое давление потока воды не менее 0,2 кг/см2 (20 кПа), с продолжительностью действия не менее 0,25 часа и скоростью потока не менее 0,2 м/c. На параметры волны прорыва влияют как начальные размеры (ширина и глубина), так и интенсивность его размыва, зависящая от плотности сцепления с грунтом и других качеств материала плотины.
1.2 Особенности и условия работы ГТС
Гидротехнические сооружения существенно отличаются от других инженерных сооружений тем, что подвергаются воздействию движущейся или находящейся в покое воды, соленой или пресной. Причем водоподпорные гидросооружения испытывают наряду с вертикальными большие горизонтальные нагрузки — от давления воды, отложившихся наносов и др. Вода оказывает на гидротехнические сооружения механическое, физико-химическое и биологическое воздействия.
Механическое воздействие воды проявляется в виде статических и динамических нагрузок на сооружение и его основание. Так, гидростатическое давление воды на бетонную плотину со стороны верхнего бьефа является основной горизонтальной нагрузкой, которая может сдвинуть, разрушить сооружение, если не будут приняты меры к обеспечению его устойчивости (придана ему надлежащая масса и пр.).
При переливе через плотину вода оказывает на се элементы гидродинамическое воздействие, которое необходимо учитывать, особенно при назначении параметров крепления нижнего бьефа (водобоя, рисбермы), часто требующегося и устраиваемого для предотвращения опасных размывов русла в нижнем бьефе. При этом возникает проблема
эффективного гашения энергии сбрасываемого в нижний бьеф потока (в ряде случаев скорости потока до гасящих устройств достигают 25...30 м/с и более).
Динамическим является и воздействие на гидротехнические сооружения образующихся в водохранилище ветровых волн. Оно также подлежит учету, например при назначении параметров крепления верхового откоса грунтовых плотин.
В районах, подверженных землетрясениям, возникают инерционные сейсмические нагрузки на сооружение - сейсмическое давление воды и инерционные силы, приложенные к массе самого сооружения; в сооружениях из грунта, насыщенного водой, при этом появляется и динамическое поровое давление.
При фильтрации воды в основании водоподпорного сооружения возникает фильтрационное давление, направленное снизу вверх. Оно уменьшает сопротивление сооружения сдвигу и должно учитываться при проектировании.
Фильтрационный поток в основании, а также в теле грунтовой плотины может вызвать различные фильтрационные деформации грунта: суффозию, фильтрационный выпор грунта при выходе в нижний бьеф, контактные размыв и выпор. Сооружение должно быть запроектировано так, чтобы не возникало фильтрационных деформаций. Фильтрационные силы и положение депрес- сионной кривой следует учитывать и при расчетах устойчивости откосов грунтовых плотин.
Зимой на сооружения могут действовать ледовые нагрузки:
при термическом расширении сплошного ледяного покрова, навале ледяных полей при течениях и ветре; при динамических ударах отдельных льдин при пропуске через гидроузел ледохода; от нагрузок, возникающих от примерзшего ледяного покрова при колебаниях уровня воды (эти нагрузки могут повредить крепления откосов берегов и грунтовых плотин).
Влекомые водой наносы могут истирать элементы обтекаемых поверхностей сооружения.
Физико-химическое воздействие воды может вызвать коррозию металлических конструкций, химическую суффозию в грунтах, содержащих легкорастворимые вещества (гипс, каменную соль), кавитационную эрозию, возникающую при больших скоростях потока и образовании значительного вакуума.
Биологическое воздействие воды, связанное с жизнедеятельностью имеющихся в ней организмов, может привести к гниению деревянных сооружений, зарастанию трубопроводов и пр.
Гидротехнические сооружения строят в условиях жаркого климата и суровых зим (с амплитудами колебаний температур 100 °С и более), в районах с высокой сейсмичностью, при разнообразных гидрологических и геологических условиях. Данное обстоятельство требует индивидуального подхода к проектированию, строительству и эксплуатации гидротехнических сооружений; тщательного учета всей
совокупности местных условий; проведения обстоятельных
изысканий (особенно при проектировании крупных объектов). Однако это не исключает возможность и целесообразность определенной типизации сооружений (особенно мелких, массовых) и их отдельных элементов, что нашло отражение в типовых проектах и ряде действующих нормативных документов.
Существенной особенностью многих гидротехнических сооружений является то, что во время их строительства приходится пропускать большие строительные расходы воды и лед через створ гидроузла, не прерывать судоходство, если река судоходная, и т.п. Это усложняет производство работ. К тому же современные гидроузлы и гидротехнические системы часто характеризуются большими объемами основных работ — бетонных, земельно-скальных. Это требует применения широкой механизации работ с использованием передовой техники (высокопроизводительных механизмов и пр.) и эффективных методов строительства для сокращения сроков и стоимости строительства. Очевидно, что как при проектировании, так и при строительстве гидротехнических сооружений (крупных и мелких) надо всемерно использовать достижения науки.
Следует учитывать, что серьезная авария крупного водоподпорного сооружения может привести к весьма тяжелым последствиям с человеческими жертвами и большим материальным ущербом вследствие не только выхода из строя самих сооружений, но и разрушений волной прорыва населенных пунктов, промышленных предприятий и
транспортных коммуникаций ниже по течению.
Так, в 1889 г. в США разрушилась в результате перелива воды через ее гребень при паводке (неправильно был установлен расчетный расход водосброса) земляная Соутфоркская плотина; погибло около 2500 человек. В 1928 г. в США разрушилась гравитационная плотина Сен-Френсис из-за выщелачивания гипса из глинистых конгломератов в основании; погибло 400 человек. В 1976 г. в США разрушилась каменно-земляная плотина Титон высотой 100 м из-за контактной фильтрации в основании и выноса заполнителя трещин.
Основными причинами известных аварий и повреждений гидротехнических сооружений различных типов были перелив воды через гребень грунтовых плотин; сейсмические и волновые воздействия. Разрушения и повреждения стали возможны в основном в результате недостаточной изученности геологических условий, неправильного определения расчетных расходов водосбросов, некачественного производства работ, недостаточного учета в проектах и при строительстве ряда вопросов и многообразия местных факторов, неправильной эксплуатации сооружений. Большую роль в предотвращении серьезных аварий играют натурные наблюдения и исследования сооружений.
Строительство гидроузлов и гидросистем, особенно крупных, оказывает влияние на природные условия в прилегающей местности, в том числе и отрицательное. Это вполне закономерно, так как появление водохранилищ большой вместимости (например, объем Братского водохранилища
достигает 179,1 км3, Красноярского — 77,2 км3), распространение подпора от крупных гидроузлов на десятки километров, затопление и подтопление земель, орошение засушливых земель и осушение болот сказываются на животном и растительном мире в данном регионе, а в некоторой степени даже на климате. Например, после строительства Красноярского гидроузла на Енисее с большим водохранилищем в нижнем бьефе летом вода стала холоднее, чем была раньше, а зимой образуется незамерзающая полынья длиной около 40 км, вызывающая туманы, в определенной мере затрудняющие хозяйственную деятельность.
Влияние гидроузлов и гидросистем на прилегающий район обязательно должно быть оценено при их проектировании, должны быть предусмотрены мероприятия, направленные на недопущение или смягчение отрицательных последствий их строительства. В каждом крупном водохозяйственном проекте должны найти отражение и вопросы охраны окружающей среды.
