3.1.28. Объем наблюдений и состав КИА

3.1.28. Объем наблюдений и состав КИА, устанавливаемой на гидротехнических сооружениях, должны определяться проектом.

В период эксплуатации состав КИА и объем наблю­дений могут быть изменены в зависимости от состоя­ния гидросооружений и изменения технических требо­ваний к контролю (например, изменения класса, уточ­нения сейсмичности и т.п.). Эти изменения должны со­гласовываться с проектными и специализированными организациями.

На электростанции должны быть ведомость и схе­ма размещения всей КИА с указанием даты установки каждого прибора и начальных отсчетов; состояние КИА должно проверяться в сроки, указанные в местной ин­струкции.

Для повышения оперативности и достоверности контроля ответственные напорные гидротехнические сооружения следует оснашать автоматизированными системами диагностического контроля (АСДК). Для та­ких сооружений проекты оснащения их КИА должны быть разработаны с учетом ее использования в АСДК с привлечением специализированных организаций.

При проектировании сооружений наиболее полно мож­но учесть особенности геологии, компоновки сооружений, особенности конструктивных решений.

Часть КИА устанавливается с целью проверки новых проектных решений по конструкции или технологии их возведения (разрезка на блоки бетонирования, техноло­гия укладки бетона, технология возведения асфальтобе­тонной диафрагмы грунтовой плотины, новые методы уплотнения грунта) и для эксплуатационного периода может играть лишь вспомогательную роль либо вообще не иг­рать никакой роли.

Объем КИА устанавливается в соответствии с требо­ваниями СНиП и зависит от класса сооружений.

В процессе эксплуатации часть КИА может выйти из строя. При этом, если показания дублирующей аппарату­ры позволяют давать уверенную оценку состояния соору­жений, можно ограничиться сокращенным объемом КИА на длительный период эксплуатации либо на период вос­становления средств измерения, способных заменить вы­шедшие из строя.

На плотинах таких электростанций, как Братская, Крас­ноярская, Усть-Илимская, Саяно-Шушенская и других, ус­тановлено много датчиков, дублирующих друг друга либо имеющих специальное назначение. Со временем отдель­ные измерения теряют актуальность либо не дают новой информации. Поэтому ПТЭ [6] допускают с учетом конк­ретных особенностей объекта и КИА возможность кор­ректировки объема наблюдений.

Если сооружение оборудовано сотнями датчиков, руч­ное снятие показаний не только трудоемко, но часто мо­жет иметь искажение по времени снятия показаний, а для оценки состояния сооружения важно иметь одновремен­но снятые показания КИА. Вот почему в последнее время с учетом мирового опыта начали разрабатываться АСДК.

Как показывает статистика, повреждаемость сооруже­ний увеличивается после 25-30 лет их работы вследствие износа. К этому периоду необходимо организовать специ­альное исследование сооружений с анализом их состоя­ния и по полученным результатам составлять программу дальнейших эксплуатационных наблюдений.

В ряде случаев в период эксплуатации возникает необходимость в расширении объема по какому-то одно­му или нескольким взаимосвязанным видам наблюдений. Расширение объема наблюдений в эксплуатационный пе­риод связано с выявлением каких-либо неблагоприятных явлении средствами, например, визуального контроля; как правило, расширение наблюдений требует установки до­полнительной КИА. При решении вопросов сокращения или расширения наблюдений необходимо привлекать на­учно-исследовательские и проектные организации, учиты­вать состояние и износ сооружения, результаты на­блюдений, состояние КИА, опыт эксплуатации, вероятность возникновения аварийных ситуаций, организацию эксплуатации и управления на данной электростанции и некоторые другие факторы.

Важным является требование ПТЭ [6] в отношении проверки состояния КИА. Периодичность проверки КИА устанавливается местной инструкцией; результаты провер­ки должны заноситься в ведомости. Существует множе­ство методов контроля состояния КИА. Так, при проверке исправности работы пьезометров распространен метод откачки и заливки воды (следует учитывать пояснения к пункту 3.1.34 ПТЭ). Отвесы и струнные створы могут кон­тролироваться высокоточным нивелированием и тео­долитной съемкой. Наилучший метод контроля заключа­ется в сверке результатов показаний КИА, получаемых различными способами. В частности, результаты наблю­дений за деформациями секций по струнному створу мо­гут сопоставляться с показаниями щелемеров; данные, полученные по пьезометрам, — с напором в дренажных системах и т.д. Важным показателем «жизнедеятельнос­ти» приборов является изменение их показаний во време­ни, отражающее изменчивость внешних воздействующих факторов: например, показания пьезометров и колебания уровней в бьефах, показания тензометров и ход темпера­туры воздуха или воды и т.п.

На электростанциях наиболее распространен метод визуального контроля за состоянием сооружений. Посколь­ку визуальные наблюдения являются нередко основными для первичного обнаружения того или иного явления в состоянии сооружений, отношение к ним должно быть таким же строгим, как и к наблюдениям по приборам.

Материалы визуальных наблюдений должны сохраняться и оформляться таким образом, чтобы быть доступными для понимания при смене работников, производящих на­блюдения.

Организация визуальных наблюдений достаточно про­ста. В журнале наблюдений для каждого сооружения отра­жаются следующие сведения: дата, уровни воды в бьефах; температура воздуха и воды; линейные размеры повреж­дений (дефектов); наличие и размер выходов воды в пре­делах повреждения (дефекта) по условной классификации, которая должна быть описана в приложении к журналу; данные о неординарных событиях (землетрясение, ливни, высокий расход, гидравлический удар и пр.), происшедших в период между наблюдениями; описание общего вида по­вреждения (дефекта); предполагаемая причина возникновения или изменения состояния повреждения (дефекта).

Описание повреждения (дефекта) следует выполнять при каждом наблюдении, сравнивая его с предыдущим опи­санием; при таком подходе могут быть обнаружены мед­ленно развивающиеся процессы, которые на протяжении коротких отрезков времени кажутся стабильными. С этой точки зрения весьма полезно фотографирование участков обследования и приложение фотографий к журналу на­блюдений.

Для проведения наблюдений каждое сооружение разбивается на участки осмотра: участки могут быть раз­личными по размерам исходя из местных условий. Для каждого участка составляется схема, на которую наносят­ся ориентиры и все дефекты (повреждения), обнаружен­ные при осмотре. Выделяются также зоны осмотра и на территории вне сооружений в нижнем и верхнем бьефах и в береговых примыканиях сооружений, эти зоны целе­сообразно закреплять на местности опорными знаками.

При наблюдении за земляными сооружениями и учас­тками территории на схемы должны быть нанесены выхо­ды фильтрационных вод с указанием объемов и площа­дей, воронки проседания, заболоченные и оползневые участки, участки с растительностью или облысенные; следует визуально или с применением простейших приборов (во­досливов, объемным способом) определять расходы фильт­рации, проверять наличие взвесей в воде, а при необходи­мости — измерять температуру вытекающей воды, отби­рать пробы на химический и массовый (весовой) анализ.

При наблюдении за бетонными сооружениями на схе­мах должны быть отмечены: трещины и раскрывшиеся строительные швы; состояние бетона, деформационных швов; участки с обнажением арматуры, отслоениями, ра­ковинами; формы и цвета налетов, следы выщелачивания и других коррозионных разрушений бетона; участки филь­трации, ее размеры и вид (в условных показателях); целе­сообразно в нескольких местах по усмотрению наблюда­ющего простым способом (царапанием, молотком Кашкарова или Физделя и т.п.) определять прочность поверхно­сти бетона. Так же осматриваются металлические кон­струкции, затворы, водоводы. Особо тщательно осматри­ваются места сопряжения металлоконструкций с бетоном, деревом и т.д. Осмотру должны подвергаться кровля и перекрытия здания гидроэлектростанции и других произ­водственных зданий, подкрановые балки и т.п. При выяв­лении достаточно серьезных дефектов (повреждений) каж­дый из них маркируется, на него заводится специальная форма, в которую заносятся приведенные выше количе­ственные показатели, характеризующие этот дефект или повреждение. Сам дефект следует фотографировать.

Особым видом визуальных наблюдений является подводный осмотр сооружений. Основные принципы его организации: деление сооружений на участки осмотра, составление описания результатов осмотра со схемами, на которых обозначаются обнаруженные дефекты, под­водные выходы фильтрации, участки размыва, участки бетона, поврежденного коррозией или эрозией, и т.д. Во­долаз, производящий обследование, должен хорошо знать Конструкцию и условия работы сооружения, четко пред­ставлять намеченный маршрут осмотра. Для возможности сопоставления результатов осмотров, проводимых в раз­ное время разными людьми, маршруты осмотра должны быть постоянными. Описание должно составляться по воз­можности более подробным, а окончательное оформление результатов осмотра — производиться сразу же по его окончании.

Следует заметить, что ряд аварий гидротехнических сооружений в мировой практике был предупрежден в начальной стадии именно в результате визуальных наблю­дений, позволивших установить наличие выходов фильт­рации, просадочных и оползневых явлений, смещений и осадок сооружений. По результатам визуальных наблюде­ний облегчается организация инструментальных исследо­ваний, так как при этом выявляются места для установки КИА, причины происходящих явлений и возможности ус­транения неполадок в сооружениях.