Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 57793-2017 "Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Гидравлические и гидроаккумулирующие электростанции. Гидротехнические сооружения. Мониторинг и оценка технического состояния в процессе эксплуатации. Основные положения" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 октября 2017 г. N 1432-ст)

1.1 Настоящий стандарт устанавливает нормы и требования по организации и проведению регулярных наблюдений (мониторинга) за диагностическими показателями гидротехнических сооружений, за нагрузками и воздействиями на них и по оценке технического состояния гидротехнических сооружений гидроэлектростанций в процессе их эксплуатации.

1.2 Требования и нормы настоящего стандарта распространяются на следующие гидротехнические сооружения I-IV классов:

- плотины и дамбы;

- здания гидроэлектростанций;

- устои и подпорные стены, входящие и не входящие в состав напорного фронта;

- водоприемники и водозаборные сооружения;

- водосбросы, водоспуски и водовыпуски;

- каналы;

- туннели;

- трубопроводы (водоводы);

- напорные бассейны, уравнительные резервуары и аэрационные шахты;

- рыбопропускные и судоходные гидротехнические сооружения, входящие в состав напорного фронта;

- гидротехнические сооружения, входящие в состав комплексов инженерной защиты населенных пунктов и предприятий.

1.3 Требования настоящего стандарта распространяются на приборные средства измерений, автоматизированные и информационно-диагностические системы, применяемые при мониторинге гидротехнических сооружений гидроэлектростанций.

1.4 Настоящий стандарт предназначен для применения гидрогенерирующими компаниями (эксплуатирующими организациями), а также специализированными проектными и научно-исследовательскими организациями, строительными и монтажными организациями, привлекаемыми компаниями (организациями) для выполнения работ (услуг) в области, связанной с мониторингом гидротехнических сооружений и контрольно-измерительной аппаратурой и устройствами, системами диагностического контроля технического состояния гидротехнических сооружений гидроэлектростанций.

1.5 Настоящий стандарт устанавливает основные нормы и требования, относящиеся:

- к организации мониторинга гидротехнических сооружений в период эксплуатации;

- составу контролируемых диагностических показателей сооружений и критериям их безопасности;

- составу инструментальных и визуальных наблюдений и обследованиям сооружений в период эксплуатации;

- оснащению гидротехнических сооружений техническими средствами контроля их состояния;

- периодичности регулярных наблюдений (мониторинга) сооружений;

- методам обработки и анализа данных мониторинга, оценке технического состояния сооружений;

- использованию данных мониторинга гидротехнических сооружений в практике их эксплуатации;

- объемам и формам контроля за сооружениями со стороны собственника или эксплуатирующей организации.

1.6 Настоящий стандарт не учитывает все особенности средств измерений, измерительных устройств и технических систем мониторинга, примененных на разных гидроэлектростанциях. В развитие настоящего стандарта гидрогенерирующие компании (эксплуатирующие организации) могут в установленном порядке разрабатывать, утверждать и применять собственные стандарты гидроэлектростанций, учитывающие конструктивные особенности и условия эксплуатации гидротехнических сооружений, не противоречащие действующим нормативным документам и не снижающие уровень требований настоящего стандарта и проектной документации.

3.1 автоматизированная система диагностического контроля: Система автоматического опроса дистанционной контрольно-измерительной аппаратуры, установленной на сооружении, одновременно сравнивающая полученные результаты с критериями оценки технического состояния и безопасности сооружений.

3.2 безопасность гидротехнических сооружений: Свойство гидротехнического сооружения, позволяющее обеспечивать защиту жизни, здоровья и законных интересов людей, окружающей среды и хозяйственных объектов.

3.3 гидрогенерирующая компания: Компания (организация), в состав объектов собственности (активов) которой входят одна или несколько гидроэлектростанций.

3.4 диагностика гидротехнических сооружений: Установление и прогнозирование технического состояния сооружения по контролируемым показателям его работы.

3.5 диагностические показатели: Наиболее значимые для оценки и диагностики технического состояния гидротехнического сооружения контролируемые показатели.

3.6 измерительное устройство (прибор): Техническое средство для измерения физических величин - технических характеристик работы и состояния объекта контроля.

3.7 измерительный створ (сечение): Условная горизонтальная или вертикальная плоскость в сооружении, в которой устанавливается контрольно-измерительная аппаратура.

3.8 информационно-диагностическая система: Система, диагностирующая состояние контролируемого объекта, включающая базу данных наблюдений, программу их обработки и диагностические критерии для оценки состояния сооружений.

3.9 комплексный анализ состояния гидротехнического сооружения: Анализ технического состояния сооружения по результатам годичных (многолетних) циклов наблюдений путем оценки соответствия его диагностических показателей критериям безопасности, нормам и проекту, характера (тенденции) их изменения во времени, адекватности реакции сооружения на изменения нагрузок и воздействий.

3.10 контрольные наблюдения: Систематические инструментальные и визуальные наблюдения, проводимые на сооружении в целях изучения основных параметров работы, комплексного анализа его состояния и оценки эксплуатационной надежности.

3.11 многофакторные исследования: Комплекс натурных, экспериментальных и расчетных исследований и инженерных изысканий для оценки показателей прочности, устойчивости, водонепроницаемости и эксплуатационной надежности гидротехнического сооружения и основания с учетом возможных изменений внешних нагрузок и воздействий, изменений свойств материалов и условий его эксплуатации за многолетний (25 лет и более) период.

3.12 многофакторный анализ состояния гидротехнического сооружения: Оценка прочности, устойчивости эксплуатационной надежности сооружения, его основания и примыканий по результатам многолетних инструментальных и визуальных наблюдений диагностических показателей его работы и поверочным расчетам по действующим нормам проектирования и их уточненным расчетным схемам с использованием уточненных в период проведения исследований фактических действующих нагрузок и воздействий, физико-механических характеристик материалов, геометрических размеров, выявленных дефектов и (или) повреждений.

3.13 мониторинг технического состояния гидротехнических сооружений: Система регулярных инструментальных и визуальных наблюдений за показателями работы и технического состояния гидротехнических сооружений, за проявлением и развитием опасных для сооружений техногенных и природных процессов и явлений, проводимых по определенной программе с целью объективной оценки эксплуатационной надежности и безопасности сооружений, своевременной разработки и проведения ремонтных мероприятий.

3.14 неработоспособное (предаварийное) техническое состояние гидротехнического сооружения: Состояние, при котором значения одного или нескольких диагностических показателей состояния сооружения превысили их критериальные значения K2.

Примечание - В этом случае продолжение эксплуатации в проектном режиме недопустимо без оперативного проведения мероприятий по приведению сооружения в работоспособное состояние и специального разрешения соответствующего органа государственного надзора.

3.15 неудовлетворительный уровень безопасности гидротехнического сооружения: Уровень безопасности, которому соответствует частично (ограниченно) работоспособное техническое состояние гидротехнического сооружения и основания, эксплуатирующихся в условиях снижения механической или фильтрационной прочности, превышения предельно допустимых значений критериев безопасности (K1) для работоспособного состояния, других отклонений от проектного состояния, способных привести к возникновению аварии.

3.16 нормальный уровень безопасности гидротехнического сооружения: Уровень безопасности гидротехнического сооружения, которому соответствует нормальное (исправное) техническое состояние сооружения и основания, а их эксплуатация осуществляется в соответствии с проектом и правилами эксплуатации без нарушения действующих законодательных актов, норм и правил.

3.17 обеспечение безопасности гидротехнического сооружения: Разработка и осуществление технических и организационных мер по предупреждению аварии сооружения.

3.18 опасный (предаварийный) уровень безопасности гидротехнического сооружения: Уровень безопасности, которому соответствуют неработоспособное (предаварийное) состояние гидротехнического сооружения, развивающиеся процессы снижения прочности и устойчивости гидротехнического сооружения и основания, превышения предельно допустимых значений критериев безопасности (K2), характеризующих переход от ограниченно работоспособного к неработоспособному (предаварийному) состоянию гидротехнического сооружения и основания.

3.19 пониженный уровень безопасности гидротехнического сооружения: Уровень безопасности, которому соответствует работоспособное техническое состояние гидротехнического сооружения и основания, но собственник (эксплуатирующая организация) которого допускает нарушение норм и правил эксплуатации, не создающих опасность аварии гидротехнического сооружения, неполное выполнение первоочередных мероприятий или неполное выполнение предписаний органов государственного надзора по обеспечению безопасности гидротехнического сооружения.

3.20 работоспособное (нормальное) техническое состояние гидротехнического сооружения: Состояние гидротехнического сооружения соответствует проекту, нормам и правилам, диагностические показатели состояния гидротехнического сооружения не превышают критериальных значений K1.

3.21 техническая система мониторинга состояния гидротехнических сооружений: Совокупность измерительных приборов и других взаимодействующих технических устройств, обеспечивающих получение, передачу, сбор и обработку информации регулярных наблюдений диагностических показателей технического состояния гидротехнического сооружения.

3.22 специальные наблюдения: Наблюдения (исследования), проводимые на сооружении при соответствующем обосновании в целях изучения различных процессов, уточнения методов и результатов расчета и модельных исследований, обоснования конструктивных решений, методов производства работ и улучшения условий эксплуатации сооружения.

3.23 частично работоспособное (потенциально опасное) техническое состояние гидротехнического сооружения: Состояние, при котором значение одного или нескольких диагностических показателей состояния сооружения достигло или превысило их критериальные значения K1 или вышло за пределы прогнозируемых при данном сочетании нагрузок интервалов их значений, но не превысило критериальных значений K2.

Примечание - Гидротехнические сооружения в этом состоянии ограниченное время могут эксплуатироваться при условии принятия оперативных мер по переводу сооружения в работоспособное (нормальное) состояние.

3.24 чрезвычайная ситуация: Обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии гидротехнического сооружения, которая может повлечь или повлекла за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей.

3.25 эксплуатирующая организация: Государственное или муниципальное унитарное предприятие либо организация любой другой организационно-правовой формы, на балансе которой находится гидротехническое сооружение.

3.26 эксплуатационная надежность гидротехнического сооружения: Свойство гидротехнического сооружения без отказов и в полной мере выполнять свои функции в течение всего срока эксплуатации в проектном режиме.

3.27 экспресс-анализ состояния гидротехнического сооружения: Оперативная оценка технического состояния сооружения по единичному циклу наблюдений его диагностических показателей путем сопоставления их с критериями безопасности.

5.1 Мониторинг технического состояния и безопасности ГТС в соответствии с федеральным законом [2] следует проводить на всех ГТС, повреждения которых могут привести к возникновению чрезвычайной ситуации.

5.2 Мониторинг проводят с целью обеспечения постоянного контроля за показателями технического состояния и безопасности ГТС, природных и техногенных воздействий и разработки на основании полученных данных мер, обеспечивающих условия для безопасной эксплуатации ГТС и для предотвращения их повреждений и аварий на них.

5.3 Основой мониторинга состояния ГТС являются регулярные контрольные инструментальные и визуальные наблюдения за диагностическими показателями их состояния в период эксплуатации. Основу технической системы мониторинга составляют: приборные измерительные устройства, КИА, автоматизированные системы (АСО, КИА, АСДК, ИДС) для получения, обработки и оценки достоверной оперативной информации наблюдений, информации о работе и состоянии ГТС.

5.4 ГТС, на которых должен быть проведен мониторинг их состояния, должны быть заблаговременно (на стадии строительства) оснащены необходимыми современными приборными измерительными устройствами, КИА, другими техническими системами в соответствии с проектом.

5.5 Мониторинг технического состояния ГТС должен проводить эксплуатационный персонал необходимой квалификации, аттестованный на проведение данного вида работ. Для проведения указанных работ могут привлекаться специализированные организации, имеющие соответствующие профиль, квалификацию и опыт работы.

5.6 Для ГТС, на которых проводят мониторинг, должны быть установлены критериальные значения контролируемых диагностических показателей их работы и технического состояния (критерии безопасности).

5.7 Мониторинг на эксплуатируемых ГТС следует проводить постоянно в течение всего жизненного цикла эксплуатации: при вводе в эксплуатацию, эксплуатации, ремонтах, реконструкции, консервации, выводе из эксплуатации и ликвидации.

5.8 В общем случае мониторинг технического состояния ГТС в процессе эксплуатации должен обеспечивать:

- оперативный контроль, предусматривающий экспресс-анализ состояния ГТС после каждого цикла измерений (наблюдений) диагностических показателей путем их сопоставления с критериями безопасности;

- текущий контроль, предусматривающий комплексный анализ состояния ГТС в годичном (многолетнем) цикле наблюдений, путем оценки соответствия диагностических показателей критериям безопасности, характера (тенденции) их изменения во времени и адекватности реакции ГТС на изменения нагрузок и воздействий;

- многофакторный анализ, предусматривающий комплексную оценку прочности, устойчивости и эксплуатационной надежности ГТС по результатам многолетних наблюдений диагностических показателей его работы и поверочных расчетов, выполненных с уточнением расчетных моделей и схем, фактических нагрузок и воздействий (выполняется специализированной организацией).

5.9 Гидрогенерирующая компания (эксплуатирующая организация) должна постоянно обеспечивать поддержание в исправном состоянии технических средств системы мониторинга ГТС. Вышедшие из работы измерительные приборные устройства и КИА подлежат замене на новые, способные давать необходимую и достоверную информацию о состоянии ГТС.

5.10 При проведении мониторинга должны соблюдать требования по охране труда и окружающей среды.

6.1 В соответствии с требованиями федерального закона [2] мониторинг технического состояния ГТС организует собственник или эксплуатирующая организация.

6.2 В целях организации мониторинга ГТС в период эксплуатации их собственник и эксплуатирующая организация обязаны обеспечивать:

- разработку и реализацию проекта мониторинга за показателями состояния ГТС, природными и техногенными воздействиями;

- оснащение техническими приборными средствами контроля и проведение регулярных инструментальных и визуальных натурных наблюдений за работой ГТС при эксплуатации;

- оценку их безопасности на основании полученных результатов мониторинга.

При организации мониторинга ГТС I и II классов должны применять в качестве технических средств современные АСДК, для ГТС III и IV классов - ИДС, отвечающие требованиям ГОСТ 34.602.

6.3 При сдаче-приемке ГТС в эксплуатацию подрядные организации должны передать по актам собственнику или эксплуатирующей организации:

- КИА и приборные измерительные устройства, установленные в ГТС; технические паспорта и протоколы тарировки приборов, исполнительные схемы на установку приборов в измерительных створах (сечениях, точках);

- информационные носители и технические отчеты по данным наблюдений за ГТС в строительный период;

- ИДС, АСДК, АСО КИА с программным комплексом сбора, хранения и обработки данных наблюдений;

- программу наблюдений (мониторинга) ГТС;

- перечень диагностических показателей работы и технического состояния ГТС;

- комплект инструктивных и методических документов по проведению наблюдений (мониторинга) сооружений;

- комплект проектной и исполнительной документации по оснащению ГТС приборными измерительными устройствами, КИА и другими техническими средствами системы мониторинга.

6.4 ГТС I-III классов, ранее принятые в эксплуатацию без должных (или при недостаточном количестве) средств контроля их состояния, подлежат оснащению современными техническими средствами контроля с организацией регулярных наблюдений (мониторинга) в соответствии с требованиями правил технической эксплуатации [3], настоящего стандарта и с учетом опыта и особенностей их эксплуатации.

6.5 Гидрогенерирующая компания и эксплуатирующая ГТС организация обеспечивают:

- разработку раздела в составе проектной документации по организации натурных наблюдений и системы мониторинга ГТС и его экспертизу;

- совместно с подрядчиком организацию оснащения ГТС предусмотренной проектной документацией КИА, измерительными устройствами и системами, осуществление технического контроля качества их монтажа и приемку в эксплуатацию;

- организацию проведения регулярных инструментальных и визуальных наблюдений за ГТС, сбор, хранение и обработку данных с применением современной оргтехники и информационных технологий;

- комплектование пакета нормативно-технической и методической документации, необходимой для безопасной эксплуатации ГТС, изучение ее эксплуатационным персоналом, проверку знаний персонала;

- разработку стандартов организаций (ГЭС), входящих в состав гидрогенерирующей компании, по проведению всех видов наблюдений (мониторинга), оценке технического состояния и безопасности ГТС;

- составление должностных инструкций для эксплуатационного персонала ГТС с отражением в них требований об обязанностях каждого специалиста по выполнению работ по мониторингу ГТС, соблюдению норм и правил;

- разработку организационной схемы, определение порядка и сроков предоставления данных мониторинга и оперативной информации о состоянии и безопасности ГТС руководству ГЭС, соответствующим службам.

6.6 Организационную схему проведения мониторинга технического состояния ГТС ГЭС компании следует формировать для трех уровней:

6.7 Проведение мониторинга ГТС ГЭС осуществляет специализированное подразделение (специалисты) эксплуатирующей организации.

7.1 Выбор объектов (элементов) диагностирования

7.2 Выбор диагностических показателей

7.3 Назначение критериев безопасности гидротехнических сооружений

8.1 Общие требования к наблюдениям

8.2 Организация наблюдений и обследований гидротехнических сооружений

8.3 Состав инструментальных наблюдений в режиме мониторинга

8.4 Состав визуальных наблюдений на гидротехнических сооружениях в режиме мониторинга

8.5 Обследования гидротехнических сооружений

9.1 Контрольно-измерительная аппаратура

9.2 Информационно-диагностические системы мониторинга гидротехнических сооружений

9.3 Автоматизированные системы диагностического контроля гидротехнических сооружений

10.1 Регулярные инструментальные и визуальные наблюдения за ГТС следует проводить в режиме мониторинга в сроки и с периодичностью, определяемыми проектом, программой наблюдений и требованиями настоящего стандарта.

Примечание - Периодичность инструментальных (визуальных) наблюдений - интервал времени между предыдущим и последующим циклами измерений (визуальными осмотрами) по приборам, установленным в сооружение и контролирующим показатели его работы и технического состояния.

10.2 Регулярные наблюдения за ГТС должны начинаться на стадии их строительства и продолжаться непрерывно в течение всего периода жизненного цикла сооружений вплоть до их консервации или ликвидации.

10.3 Для каждого конкретного ГТС периодичность регулярных наблюдений назначается индивидуально и с учетом его технического состояния, характера реакции сооружения на нагрузки и воздействия, наличия (отсутствия) и интенсивности развития неблагоприятных для сооружения процессов или повреждений, условий эксплуатации.

10.4 На основе отечественного и зарубежного опыта и многолетней практики эксплуатации ГТС регулярные наблюдения (за исключением осадок и горизонтальных перемещений) следует проводить с периодичностью:

- в период, предшествующий первоначальному наполнению водохранилища, - не реже одного цикла в 7-10 дней;

- в процессе наполнения водохранилища - не реже одного цикла в 5-7 дней;

- в начальный период эксплуатации сооружения при завершении наполнения водохранилища и нормальных показателях его состояния, вплоть до проявления признаков установившегося режима его работы, периодичность циклов наблюдений должна назначаться в интервалах 10-15 дней;

- после выхода работы сооружения на установившийся режим и при отсутствии аномальных явлений или процессов: не реже одного цикла в 15 дней - для визуальных наблюдений и одного-двух циклов в месяц - для инструментальных наблюдений.

10.5 Абсолютные осадки и горизонтальные перемещения сооружения следует контролировать с периодичностью: один (контрольный) цикл наблюдений обязательно должен быть проведен непосредственно перед началом наполнения водохранилища; от двух до четырех циклов в месяц - в процессе наполнения водохранилища; по два цикла в год - в период нормальной эксплуатации при сезонных сработках и наполнениях водохранилища (первый цикл проводят при самом низком сработанном уровне верхнего бьефа; второй - спустя 1-2 мес. после подъема уровня водохранилища до нормального подпорного уровня).

10.6 В исключительных случаях, когда в работе ГТС наблюдаются проявление и интенсивное развитие опасных процессов (появление сосредоточенных очагов фильтрации; развитие суффозионного выноса грунта, просадочных и оползневых явлений; образование опасных трещин; резкие повышения фильтрационных напоров, расходов и градиентов напора, интенсификация осадок или горизонтальных смещений, раскрытия швов и трещин), измерения по КИА и осмотры сооружения следует проводить по учащенному графику ежедневно или несколько раз в сутки, вплоть до выяснения причин возникновения указанных процессов и реализации оперативных инженерных решений по их ликвидации.

10.7 Внеочередные циклы измерений по КИА и визуальных осмотров сооружений должны проводить: после прохождения катастрофических паводков; землетрясений более 5 баллов; сильных штормов (ураганов); форсировки уровня верхнего бьефа выше проектного; перемерзания дренажных устройств.

10.8 Изменения периодичности инструментальных наблюдений на эксплуатируемых ГТС в сторону уменьшения количества циклов измерений (в месяц, в год) могут быть введены гидрогенерирующей компанией (эксплуатирующей организацией) только при соответствующем обосновании этих изменений проектной или специализированной научно-исследовательской организациями в зависимости от соответствия работы и технического состояния ГТС требованиям проекта, критериям безопасности, а также степени информативности получаемых данных наблюдений.

10.9 Снижение периодичности регулярных визуальных наблюдений (осмотров) на эксплуатируемых при проектных нагрузках сооружениях до менее чем один-два цикла в месяц не допускается.

11.1 Первичная обработка данных мониторинга должна заключаться в переводе показаний КИА и измерительных устройств в физические величины контролируемых показателей сооружения (например, напряжения, напор, расход, температура, смещения и др.), в выявлении ошибок измерений и в оперативном занесении полученной обработанной информации в базы данных ИДС (компьютер пользователя).

11.2 Вторичную обработку введенных в ИДС мониторинга данных выполненных измерений по КИА следует проводить с использованием программного комплекса.

Результаты вторичной обработки данных мониторинга должны быть представлены в виде таблиц, графиков изменения контролируемых показателей во времени и от действующих нагрузок, эпюр распределения значений показателей (напряжений, прогибов, осадок, смещений, напоров, температуры и др.) в пределах контрольных створов, секций, измерительных сечений.

На данном этапе обработки результатов мониторинга должны быть установлены зависимости не только между контролируемыми диагностическими показателями сооружения и действующими на него нагрузками, но также между отдельными взаимосвязанными диагностическими показателями (например, между прогибами секций бетонной плотины и раскрытием швов, между фильтрационным расходом и температурой воды в водохранилище и т.п.).

11.3 Первичная и вторичная обработки и интерпретация данных мониторинга должны быть выполнены специализированным подразделением (специалистами) ГЭС, осуществляющим оперативный контроль работы и технического состояния ГТС.

Результаты обработки данных наблюдений должны хранить в базах данных ИДС системы мониторинга, а также на отдельных носителях (электронных или бумажных) в архиве данных.

11.4 Для выполнения комплексного анализа данных текущего контроля работы и технического состояния ГТС по годичным и многолетним циклам наблюдений, а также для периодического многофакторного анализа прочности, устойчивости и надежности сооружений результаты наблюдений следует направлять в информационно-аналитический центр гидрогенерирующей компании или в специализированную научную организацию, выполняющую по договору с компанией функции аналитического центра.

Обработку данных текущего контроля ГТС в аналитическом центре должны производить с использованием ретроспективного подхода для выявления неблагоприятных тенденций изменения работы и диагностических показателей ГТС, соответствия их фактического состояния проектным предпосылкам и нормам.

11.5 Для обеспечения корректности сравнения значений измеренных диагностических показателей технического состояния ГТС с их проектными и нормативными значениями сооружения должны периодически (при значительных изменениях условий и показателей работы ГТС) подвергать поверочным расчетам по уточненным наблюдениями расчетным схемам и прогнозным математическим моделям - статистическим, детерминистическим или смешанным. Поверочные расчеты сооружений должны выполняться специалистами информационно-аналитического центра безопасности ГТС гидрогенерирующей компании или специализированной проектной или научно-исследовательской организациями.

В расчетных схемах и моделях должны быть учтены конструктивные изменения сооружения, внесенные в ходе строительства и эксплуатации, а также выявленные наблюдениями особенности работы, процессы и дефекты, влияющие на прочность и устойчивость сооружения и основания, реальные нагрузки и воздействия, физико-механические характеристики материалов.

Детерминистическую (расчетную) модель сооружения следует подвергать процедуре "калибровки" на основе данных наблюдений и серии поверочных расчетов при различных значениях характеристик материалов и пород основания.

11.6 Статистические прогнозные модели необходимо применять для всего комплекса измеряемых диагностических показателей при наличии представительного временного ряда измерений в диапазоне воздействий, ранее испытанных сооружением.

11.7 Смешанные прогнозные модели надо применять в тех случаях, когда прогноз реального поведения сооружения на основе статистической или детерминистической модели оказывается неточным. В этом случае для разных диапазонов нагрузок и интервалов во времени должны быть применены различные модели.

11.8 Регистрируемые визуальными наблюдениями повреждения и дефекты в работе ГТС, а также неблагоприятные явления и процессы должны регулярно заносить в журнал визуальных наблюдений с оценкой динамики их развития для наглядного отображения посредством условных обозначений на масштабных картах-развертках поверхностей сооружений. На наиболее крупные и опасные повреждения сооружения должны быть заведены специальные контрольные листы, в которых следует отображать весь процесс проявления, развития и устранения техническими мероприятиями этого повреждения. Рекомендуемые формы контрольного листа и карты-развертки земляной плотины с условными обозначениями для ее заполнения приведены в приложении А.

12.1 Анализу данных регулярных наблюдений и обследований (мониторинга) ГТС должен предшествовать этап работы по выявлению и оценке влияния на работу сооружений допущенных в процессе их строительства изменений первоначальных проектных решений, обнаружению имевших место повреждений, отказов и предаварийных ситуаций в период строительства, ввода в эксплуатацию и в начальный период эксплуатации при полных проектных нагрузках, по оценке эффективности выполненных технических мероприятий в связи с изменениями проекта и по ликвидации указанных повреждений.

12.2 При выполнении работ по 12.1 предварительно должно быть проверено соответствие проектной документации: конструктивных и компоновочных решений сооружений; геометрических размеров элементов сооружений; конструкций противофильтрационных и дренажных устройств; типов волновых креплений и гасителей энергии водотоков; физико-механических и расчетных характеристик материалов сооружений (грунты, бетон); геологии основания; сейсмичности района и других показателей.

Одновременно должны быть выявлены имевшие место повреждения сооружений и их элементов, характер повреждений, предварительные причины возникновения повреждений (по данным заключений комиссий, актов осмотров и обследований и результатов специальных исследований ГТС).

12.3 В результате анализа данных мониторинга ГТС должны быть решены следующие основные задачи:

- дана оценка основных диагностических показателей работы и технического состояния сооружений и степени их соответствия требованиям норм, проектным положениям и соответствующим критериям безопасности;

- выявлены и оценены опасности неблагоприятных процессов, явлений и тенденций в работе сооружений, зарегистрированных наблюдениями и обследованиями;

- установлены причины возникновения неблагоприятных процессов, явлений и тенденций в работе сооружений и оснований;

- разработаны рекомендации по обеспечению эксплуатационной надежности и безопасности ГТС, повышению эффективности системы мониторинга.

12.4 Данные мониторинга ГТС следует подвергать экспресс-анализу, комплексному анализу и многофакторному анализу.

Примечания

1 Экспресс-анализ проводят по результатам оперативного контроля, осуществленного подразделением (специалистами) ГЭС по контролю ГТС после каждого цикла измерений по КИА и визуальных осмотров сооружений, который предусматривает оперативное сравнение полученных значений диагностических показателей с их критериальными значениями (критериями безопасности). По данным экспресс-анализа производят оперативную оценку технического состояния сооружений, а именно: работоспособное (нормальное), частично работоспособное (потенциально опасное), неработоспособное (предаварийное).

2 Комплексный анализ проводят по результатам текущего контроля, осуществленного информационно-аналитическим центром гидрогенерирующей компании (при его наличии в структуре компании) или специализированной научной организацией, выполняющей функции аналитического центра. В общем случае комплексный анализ должен предусматривать: установление соответствия или несоответствия фактических значений всех контролируемых диагностических показателей работы и состояния сооружений проектным, нормативным и критериальным показателям; ежегодные изменения этих показателей во времени и ретроспективе (за весь период наблюдений); определение адекватности реакции сооружений и их элементов на изменения нагрузок и воздействий.

3 Многофакторный анализ проводят по результатам многофакторных исследований информационно-аналитическим центром гидрогенерирующей компании (организации) при его наличии или специализированной научной организацией. Исследования должны предусматривать расчетную оценку прочности, устойчивости и надежности сооружений после 25 лет эксплуатации независимо от их технического состояния. В поверочных расчетах используют данные комплексного анализа многолетних наблюдений для уточнения расчетных схем, нагрузок и воздействий.

В последующий период многофакторные исследования и соответствующий анализ производят по решению гидрогенерирующей компании (эксплуатирующей организации) при необходимости, в зависимости от изменений во времени технического состояния и условий эксплуатации сооружений.

12.5 В целях выявления возможных медленно развивающихся неблагоприятных процессов и нарушений нормальной работы ГТС при комплексном анализе данных мониторинга необходимо оценивать изменения диагностических показателей состояния сооружений во времени, используя метод их сравнения при идентичных граничных условиях (по нагрузкам, напору, температуре, уровневому режиму водохранилища и т.п.).

12.6 На основании комплексного анализа данных мониторинга технического состояния различных типов эксплуатируемых ГТС должно быть установлено:

12.7 Многофакторный анализ прочности, устойчивости и эксплуатационной надежности ГТС следует проводить путем выполнения серии поверочных расчетов с учетом произошедших изменений конструктивных решений, работы и условий их эксплуатации.

При определении расчетных значений показателей ГТС на различных стадиях их эксплуатации используемые основные параметры расчетных схем и моделей должны корректироваться на основании данных наблюдений за предшествующий период (уточняют гипотезы по сплошности среды, упругости материалов, размерности задач; в расчеты вводят уточненные реальные нагрузки и воздействия, расчетные характеристики материалов и т.п.). Серией поверочных расчетов должна быть осуществлена "калибровка" расчетных моделей, чтобы обеспечить достаточную точность при сопоставлении натурных и расчетных значений диагностических показателей работы и состояния сооружения.

12.8 При наличии нестабилизировавшихся процессов в работе ГТС необходимо на основании результатов количественного анализа данных наблюдений и выполненных ретроспективных расчетов сооружения составить прогноз изменений его диагностических показателей на период дальнейшей эксплуатации.

12.9 При оценке состояния ГТС по результатам анализа данных наблюдений и исследований должны быть учтены требования подраздела 12.4. В конечном итоге анализом должна быть установлена степень соответствия или несоответствия фактических значений всех контролируемых диагностических показателей их работы и состояния проектным, нормативным и критериальным показателям, а также определена адекватность реакции сооружений и их элементов на изменения нагрузок и воздействий.

12.10 Оперативную оценку эксплуатационного состояния и безопасности ГТС и основания необходимо осуществлять на основе экспресс-анализа путем сравнения измеренных (или вычисленных на основе измерений) количественных и качественных диагностических показателей с их критериальными значениями, а также с прогнозируемым интервалом изменения диагностических показателей.

12.11 Оперативная оценка технического состояния гидротехнических сооружений должна быть произведена специализированным подразделением (специалистами) ГЭС, осуществляющим мониторинг, после каждого цикла измерений по КИА и визуальных осмотров сооружений.

12.12 Комплексную оценку работы, технического состояния и безопасности ГТС на основе анализа годичных и многолетних данных наблюдений должна производить специализированная научная организация. Надежность и техническое состояние сооружений следует оценивать по совокупности выявленных анализом показателей и закономерностей, перечисленных в 12.6.1-12.6.4, а также по критериями безопасности K1 и K2.

12.13 Назначение численных значений критериев K1 и K2 должны производить по соответствующей методике согласно требованиям 7.3.4 на основе результатов поверочных расчетов сооружения на основное и особое сочетание нагрузок соответственно или прогнозных статистических моделей с учетом требований норм для данного класса сооружения и результатов мониторинга.

12.14 Для эксплуатируемых ГТС уровень их технического состояния определяют путем сопоставления диагностических показателей, полученных измерениями, с их критериями и устанавливают следующие состояния:

- работоспособное (нормальное) - состояние сооружения, при котором оно соответствует всем требованиям нормативных документов и проекта, при этом значения диагностических показателей состояния сооружения не превышают своих критериальных значений K1

;

(12.1)

- частично работоспособное (потенциально опасное) - состояние, при котором натурное значение минимум одного диагностического показателя превысило свое критериальное значение K1 или вышло за пределы прогнозируемого при данном сочетании нагрузок интервала значений. В этом случае эксплуатация сооружения допускается, но при ограничении соответствующей нагрузки до исполнения необходимых мероприятий по приведению его в исправное состояние

;

(12.2)

- неработоспособное (предаварийное) - состояние, при котором значение минимум одного натурного диагностического показателя превысило свое критериальное значение K2. В этом случае эксплуатация сооружения недопустима без проведения оперативных мер по восстановлению требуемого уровня безопасности

,

(12.3)

где F_нат - измеренное (или вычисленное по измерениям) значение диагностического показателя состояния сооружения.

12.15 Кроме проверки выполнения (или невыполнения) условий (12.1) - (12.3) при оценке состояния сооружения необходимо контролировать попадание натурного значения диагностического показателя в доверительный интервал, прогнозируемый для реально действующих на момент проверки нагрузок или на определенный период эксплуатации сооружения:

,

(12.4)

где F_прог - значение диагностического показателя, прогнозируемого расчетом или по статистической прогнозной модели;

- допускаемая погрешность прогнозной модели.

12.16 При выполнении условия (12.2), отвечающего переходу сооружения из работоспособного в частично работоспособное состояние, должны быть приняты оперативные меры по приведению его в работоспособное состояние. При этом следует выполнить анализ соответствующих показателей эксплуатационной надежности сооружения и выявить причины его неисправности с участием специализированных проектной или научно-исследовательской организаций.

12.17 Поверочные расчеты прочности, устойчивости и эксплуатационной надежности сооружений в рамках многофакторного анализа должны проводить по уточненным многолетними наблюдениями расчетным схемам, математическим моделям, фактическим нагрузкам и воздействиям с учетом требований 12.7.

12.18 При оценке технического состояния ГТС, наряду с измеренными (вычисленными) количественными диагностическими показателями, должны использовать и качественные диагностические показатели (признаки), контролируемые регулярными визуальными наблюдениями. Состав качественных диагностических показателей (признаков) и их критериальные значения и назначают экспертным методом, исходя из показателей нормальной работы и сценариев развития возможных опасных процессов, нарушений работы или повреждений данного конкретного сооружения и ожидаемых при этом последствий.

12.19 Результаты контроля и анализа данных регулярных наблюдений по оценке состояния ГТС должны оформлять в виде отчетных документов, которые утверждает технический руководитель эксплуатирующей организации.

12.20 Результаты мониторинга и оценки технического состояния ГТС следует направлять техническому руководителю ГЭС, в информационно-аналитический центр (если он предусмотрен в структуре организации) и в соответствующие структуры гидрогенерирующей компании (организации) для принятия необходимых решений.

13.1 Отчетная документация результатов мониторинга должна обладать достаточно полной информацией о техническом состоянии сооружений, наглядностью отображения изменений контролируемых диагностических показателей от нагрузок и воздействий, а также во времени в ретроспективе, сравнимостью результатов различных циклов измерений (наблюдений), оперативностью доставки пользователям.

13.2 Результаты отчетной документации экспресс-анализа оперативного контроля состояния ГТС должны представлять в сравнении измеренных (наблюденных) диагностических показателей с их критериальными значениями K1 и K2, характеризующими эксплуатационные состояния сооружений. Отчетная документация оперативного контроля должна включать краткое информационное заключение об изменениях, произошедших в работе сооружений, и таблицу сопоставления наблюденных диагностических показателей с их критериальными значениями и оценкой состояния сооружений: работоспособное, частично работоспособное, неработоспособное (предаварийное). Отчетную документацию готовит подразделение (специалисты) по контролю ГТС ГЭС.

Формы таблиц представления результатов экспресс-анализа технического состояния сооружения по данным инструментальных и визуальных наблюдений количественных и качественных диагностических показателей приведены в приложении Б.

13.3 Обобщенные результаты отчетной документации текущего контроля (за текущий год или несколько лет) должны содержать материалы комплексного анализа и оценки работы и безопасности ГТС, произошедших изменений в техническом состоянии сооружений, включая наметившиеся неблагоприятные процессы и явления, снижающие их эксплуатационную надежность и безопасность. Отчетная документация текущего контроля должна быть представлена в виде аналитического технического отчета по оценке состояния сооружений с заключениями, иллюстрациями, выводами и рекомендациями по улучшению их состояния. Отчетную документацию текущего контроля готовит информационно-аналитический центр гидрогенерирующей компании или специализированная организация, выполняющая функции центра.

13.4 Отчетная документация по многофакторному анализу состояния ГТС должна быть представлена в форме аналитического технического отчета с оценкой их прочности, устойчивости и эксплуатационной надежности на основании многолетних данных наблюдений и выполненных поверочных расчетов. Отчетную документацию готовит специализированная научная организация - исполнитель работы по договору с гидрогенерирующей компанией (эксплуатирующей организацией) или информационно-аналитический центр гидрогенерирующей компании.

13.5 Отчетная документация результатов мониторинга ГТС должна содержать раздел с рекомендациями, направленными на обеспечение (или повышение) эксплуатационной надежности и безопасности сооружений, улучшение условий их эксплуатации и системы контроля (по проведению необходимых ремонтных работ или реконструкции, дооснащения сооружений КИА, модернизации системы мониторинга, проведению специальных исследований, повышению квалификации персонала и др.).

13.6 Результаты наблюдений, данные их обработки и отчетная документация о состоянии ГТС должны постоянно хранить и систематически пополнять в базах данных ИДС мониторинга ГЭС и информационно-аналитического центра гидрогенерирующей компании (организации).

13.7 В базы данных структур (системы) управления безопасностью ГТС гидрогенерирующей компании отчетные материалы передают в виде:

- обобщенной экспресс-информации о состоянии всех ГТС - службами мониторинга ГЭС;

- обобщенной аналитической информации о состоянии ГТС каждой ГЭС и рекомендаций по их обеспечению в исправном эксплуатационном состоянии - информационно-аналитическим центром гидрогенерирующей компании.

13.8 Порядок, сроки и форма взаимного предоставления информации о состоянии ГТС должны быть определены соответствующим стандартом гидрогенерирующей компании (организации).

13.9 Для оперативной передачи отчетной документации результатов наблюдений за ГТС соответствующим адресатам (аналитический центр, технические руководители ГЭС и гидрогенерирующей компании) система мониторинга должна быть обеспечена соответствующими каналами и формами передачи информации.

14.1 При возникновении признаков заметных нарушений нормальной работы сооружения для выяснения причин этих нарушений должны быть организованы специальные наблюдения или исследования с участием специализированных организаций.

14.2 На случай возникновения на эксплуатируемых ГТС возможных опасных повреждений или предаварийных ситуаций для каждого сооружения согласно строительным нормам и правилам СП 58.13330 должны быть заранее разработаны их сценарии и адаптированные к местным условиям типовые инженерно-технологические решения по оперативному предотвращению (подавлению) их развития.

К эксплуатационному персоналу ГТС должны быть предъявлены требования по детальному изучению разработанных инженерно-технологических решений и готовности к их оперативному применению в экстремальных ситуациях.

14.3 Для обеспечения готовности ГЭС к оперативной ликвидации возможных опасных повреждений или предаварийных ситуаций на сооружениях с использованием заранее разработанных типовых инженерно-технологических решений должна быть создана материально-техническая база необходимых материалов, машин и механизмов.

14.4 В условиях стихийных явлений (прохождение катастрофического паводка, землетрясение, ураган, шторм, аномально низкие температуры воздуха и т.п.) и в предаварийных ситуациях, вызванных отказом или опасными повреждениями ответственных элементов сооружений (противофильтрационных и дренажных устройств, несущих нагрузку конструкций, откосов земляных плотин, основания) порядок проведения мониторинга должен предусматривать оперативный, в том числе в режиме реального времени, контроль за работой и состоянием ГТС.

14.5 При пропуске через сооружения ГЭС катастрофического паводка должен быть обеспечен постоянный контроль:

- за исправностью работы затворов и подъемных механизмов водосбросов;

- уровенным режимом верхнего бьефа с оценкой реальной угрозы переполнения водохранилища и перелива воды через гребень сооружения (в первую очередь через земляную плотину);

- ледовыми и лесосплавными заторными явлениями перед водосбросными сооружениями;

- вибрацией сооружений (затворов), вызванных потоком воды;

- опасными размывами (подмывами) напорных сооружений со стороны нижнего бьефа;

- торфяными полями в верхнем бьефе.

14.6 При ураганах и штормах должен обеспечиваться постоянный контроль: за размывами противоволновых креплений напорных откосов земляных плотин и дамб, за перехлестами воды и размывами гребней земляных плотин; за исправностью работы линий электропередачи и распределительных устройств, обеспечивающих технологическое энергоснабжение гидромеханического и другого оборудования ГЭС.

14.7 В период длительного действия аномально низких температур наружного воздуха должен быть обеспечен постоянный контроль за работой и возможным перемерзанием дренажных устройств в ГТС и основании для принятия своевременных мер по его предупреждению.

14.8 После прохождения землетрясения силой более 5 баллов должны быть оперативно выполнены измерения по всему комплексу КИА, ГТС должны быть подвергнуты оперативному тщательному визуальному обследованию специалистами-гидротехниками на предмет выявления и оценки по данным наблюдений опасности произошедших повреждений сооружений, назначения ремонтных мероприятий безотлагательного характера.

14.9 При возникновении на сооружениях опасных повреждений или отказов обслуживания эксплуатационным персоналом должны быть приняты безотлагательные меры по реализации типовых инженерно-технологических решений по их подавлению и ликвидации.

14.10 Типовые инженерно-технологические решения должны быть заранее разработаны, адаптированы к сооружениям объекта и местным условиям и детально изучены эксплуатационным персоналом.

14.11 Для оперативной реализации инженерно-технических решений на объекте должна быть заранее создана необходимая материально-техническая база (с участием баз предприятий региона, задействованных в плане локализации и ликвидации аварийных ситуаций на ГТС объекта).

14.12 В процессе ликвидации повреждений или предаварийной ситуации на ГТС должен осуществляться оперативный мониторинг по оценке эффективности выполняемых мероприятий инженерной защиты сооружений.

15.1 При существенном влиянии на экологию эксплуатируемых ГТС должен быть предусмотрен мониторинг водной, наземной и воздушной экосистем, обеспечивающий оценку экологических процессов, действенности принятых проектом природоохранных мероприятий, проверку, уточнение, корректировку оценок и прогнозов до стадии стабилизации процессов взаимодействия ГТС с природным комплексом. Мониторинг окружающей среды следует производить в соответствии с правилами СП 58.13330 и требованиями федерального закона [6].

15.2 Мониторинг окружающей природной среды следует осуществлять в пределах границ земельного отвода для строительства ГЭС. В тех случаях, когда неблагоприятное влияние ГТС распространяется за границы земельного отвода ГЭС, сфера действия мониторинга окружающей природной среды может быть расширена до границ влияния по согласованию с органами исполнительной власти и местного самоуправления.

16.1 Приемку от подрядных организаций и ввод в эксплуатацию технической системы мониторинга ГТС следует производить поэтапно, по мере готовности ее отдельных элементов и узлов. Порядок приемки должен соответствовать требованиям ГОСТ 34.602 и ГОСТ 34.603.

16.2 Процесс приемки-ввода в эксплуатацию элементов и узлов системы мониторинга должен предусматривать следующие проверки:

- работоспособности КИА, установленной в сооружения и в основание, а также каналов связи измерительных приборов с промежуточными измерительными пультами;

- работоспособности средств коммутации измерительных приборов и правильности их маркировки на коммутаторах;

- комплектности, правильности монтажа и работоспособности элементов системы автоматизированного опроса КИА и ее программного комплекса (на объектах, на которых эти системы применяются);

- работоспособности и достаточности программно-технических средств ИДС мониторинга;

- комплектности и достаточности технического, информационного, метрологического, программно-лингвистического и организационно-методологического обеспечения системы мониторинга.

16.3 Система мониторинга в полностью законченном виде при вводе в эксплуатацию должна быть многократно опробована в работе в тестовом режиме и в режимах реальных измерений диагностических показателей контролируемых ГТС, обработки и интерпретации результатов измерений, оценки технического состояния сооружений, а также в режимах передачи обобщенных данных мониторинга их пользователям.

17.1 Данные мониторинга технического состояния ГТС должны использоваться:

- для постоянного отслеживания всех изменений в работе и техническом состоянии сооружений, происходящих в период их эксплуатации при различных режимах нагрузок и воздействий;

- своевременного выявления дефектов в работе сооружений, неблагоприятных процессов и явлений, снижающих их эксплуатационную надежность и безопасность;

- оперативной оценки соответствия технического состояния ГТС критериям безопасности, а также нормативным значениям допустимого риска аварий;

- своевременной разработки и реализации ремонтных мероприятий на сооружениях, направленных на обеспечение безопасности ГТС;

- оценки технической эффективности выполняемых или выполненных ремонтных мероприятий на сооружениях;

- оперативного информирования соответствующих служб гидрогенерирующей компании, государственных надзорных органов (по запросу) о реальном техническом состоянии ГТС, о нарушениях и отказах в их работе или опасных повреждениях для принятия безотлагательных мер по приведению ГТС в нормальное состояние и предотвращения возникновения аварийных ситуаций.

17.2 Данные мониторинга и многолетних наблюдений и исследований ГТС должны обобщаться и анализироваться гидрогенерирующей компанией (эксплуатирующей организацией), специализированными научными и проектными организациями в целях совершенствования методов расчета, проектирования, разработки нормативных документов, правил эксплуатации ГТС.

17.3 Данные мониторинга, касающиеся соответствия (несоответствия) ГТС и условий его эксплуатации проекту и нормам, снижения во времени механической и фильтрационной прочности и устойчивости его элементов, соответствия его диагностических показателей критериям безопасности, должны использовать для установления уровня безопасности ГТС.

Уровень безопасности ГТС (нормальный, пониженный, неудовлетворительный или опасный) устанавливают по совокупности указанных выше факторов экспертным путем, согласно Инструкции о ведении Российского регистра гидротехнических сооружений [9], утвержденной Минприроды России, и ГОСТ Р 55260.1.9.