Приложение Л (рекомендуемое). Оценка состояния, основные виды нарушений, ремонт и реконструкция плотин

Приложение Л
(рекомендуемое)

Оценка состояния, основные виды нарушений, ремонт и реконструкция плотин

С изменениями и дополнениями от:

25 ноября 2017 г.

Информация об изменениях:

Пункт Л.1 изменен с 26 мая 2018 г. - Изменение N 1

См. предыдущую редакцию

Л.1 Состояние грунтового сооружения в период эксплуатации оценивается контролируемыми показателями:

контролируемые показатели - измеряемые в натурных условиях или вычисленные с использованием результатов этих измерений количественные значения или качественные показатели состояния плотины; из числа контролируемых показателей выбираются наиболее значимые для диагностики и оценки состояния гидротехнических сооружений диагностические показатели, для которых назначаются количественные или качественные критерии безопасности;

критерии безопасности - предельные значения количественных и качественных показателей состояния плотины и условий ее эксплуатации, соответствующие допустимому уровню риска аварии плотины и утвержденные в установленном порядке федеральными органами исполнительной власти, уполномоченными на осуществление федерального государственного надзора в области безопасности гидротехнических сооружений;

критерий состояния гидротехнического сооружения K1 - первый (предупреждающий) уровень значений диагностических показателей, при достижении которого устойчивость, механическая и фильтрационная прочность гидротехнического сооружения и его основания еще соответствуют условиям нормальной эксплуатации;

критерий состояния гидротехнического сооружения K2 - второй (предельный) уровень значений диагностического показателя, при превышении которого состояние сооружения становится предаварийным, при котором дальнейшая эксплуатация гидротехнического сооружения в проектном режиме недопустима.

Информация об изменениях:

Пункт Л.2 изменен с 26 мая 2018 г. - Изменение N 1

См. предыдущую редакцию

Л.2 Для эксплуатируемых плотин в зависимости от соотношения фактических значений диагностических показателей и установленных для них критериев безопасности необходимо различать следующие технические состояния:

а) работоспособное (нормальное), при котором значения диагностических показателей состояния плотины не превышают своих критериальных значений K1;

б) частично работоспособное (потенциально опасное), при котором значение хотя бы одного диагностического показателя состояния плотины достигло его критериального значения K1 или вышло за пределы прогнозируемого при данном сочетании нагрузок интервала его значений, но не превысило критериального значения K2; это состояние гидротехнического состояния, при котором его дальнейшая временная эксплуатация еще не приводит к угрозе немедленного прорыва напорного фронта.

При частично работоспособном состоянии плотины по специально разработанной программе выполняются исследования в целях выяснения причин неисправности, прогноза состояния плотины и решения вопросов снижения нагрузок, ремонта или усиления. Проводятся дополнительные исследования в целях выяснения способа их устранения. Устранение повреждений может быть выполнено при нормальной эксплуатации сооружения;

в) неработоспособное (предаварийное), при котором значение хотя бы одного диагностического показателя состояния плотины превысило его критериальное значение K2; в этом случае продолжение эксплуатации в проектном режиме недопустимо без специального разрешения соответствующего органа государственного надзора.

Неработоспособное состояние плотины обязывает эксплуатационный персонал срочно выполнять работы в соответствии с планом противоаварийных мероприятий и обеспечить безопасность плотины путем ограничений режима ее эксплуатации. После устранения угрозы аварии выполняются исследования по выявлению причин, приведших к аварии, разрабатывается комплекс мероприятий по восстановлению эксплуатационных функций плотины в прежнем или новом режиме. На период выполнения ремонтных мероприятий могут быть установлены дополнительные критериальные значения показателей состояния. В отдельных случаях рассматриваются условия консервации сооружения.

Основные виды нарушений в плотинах из грунтовых материалов указаны в таблице Л.1.

Л.3 Исключен с 26 мая 2018 г. - Изменение N 1

Информация об изменениях:

См. предыдущую редакцию

Л.4 Исключен с 26 мая 2018 г. - Изменение N 1

Информация об изменениях:

См. предыдущую редакцию

Л.5 Исключен с 26 мая 2018 г. - Изменение N 1

Информация об изменениях:

См. предыдущую редакцию

Л.6 Различают следующие виды ремонтов плотин из грунтовых материалов:

текущие;

капитальные;

предотвращающие аварии;

послеаварийные;

ремонты при реконструкции сооружений.

Л.7 К текущим ремонтам относится выполнение следующих ремонтных работ:

заделка промоин и других поверхностных деформаций на гребне и откосах плотины;

ремонт креплений верхового и низового откосов при их незначительных повреждениях;

заделка трещин на гребне и откосах плотины, при которых не требуется снижение бьефа в водохранилище;

восстановление оползшего откоса (если его оползание не повлекло разрушение плотины);

расчистка дренажных канав;

доведение гребня плотины до проектной отметки при осадках и др.

Необходимость такого рода ремонтных работ, обычно, устанавливается визуальными и инструментальными наблюдениями, не требует специальных обоснований, применения больших технических средств.

Информация об изменениях:

Пункт Л.8 изменен с 26 мая 2018 г. - Изменение N 1

См. предыдущую редакцию

Л.8 К капитальным ремонтам относятся следующие виды работ:

замена бетонного крепления верхового откоса при сниженном уровне воды верхнего бьефа;

заделка глубоких трещин на гребне плотины путем прохода траншей и заполнения их уплотняемым грунтом при сниженном уровне воды верхнего бьефа;

замена заиленного дренажа при сниженном уровне верхнего бьефа и др.

Необходимость такого ремонта обосновывается на основе анализа результатов визуальных наблюдений, показаний КИА, выполненных дополнительных исследований (геофизическими и другими методами), соответствующими расчетами.

Эти работы требуют применения специальных технических средств.

Л.9 Необходимость предотвращающего аварию ремонта возникает, если визуальными наблюдениями и показаниями КИА обнаружены следующие нарушения в работе плотины из грунтовых материалов:

подъем поверхности депрессии с выходом на откос;

выходы сосредоточенного фильтрационного потока, грифоны;

вынос частиц грунта;

повышение поверхности депрессии (выше принятых предельных значений);

увеличение фильтрационного расхода (выше принятых предельных значений);

мутность профильтровавшейся воды;

продольные и поперечные трещины на гребне плотины с прогрессирующим их удлинением и раскрытием (трещины откола);

оползание откоса (верхового или низового), грозящее разрушением плотины;

осадка гребня (выше предельных значений);

воронки на гребне или откосах и др.

При обнаружении указанных нарушений необходимо усилить контроль за сооружением, установить причину нарушений, наметить план первоочередных мероприятий. Одним из первоочередных мероприятий является снижение напора на сооружение при постоянном контроле его состояния.

В зависимости от причины нарушения, которая в ряде случаев устанавливается только в результате выполнения научно-исследовательских, а иногда и инженерно-геологических работ, разрабатывается план (проект) ремонтных работ.

Ремонтные работы могут выполняться двух видов - первоочередные и основные.

Первоочередные работы замедляют или приостанавливают разрушительные процессы в плотине.

Основные работы выполняются после окончательного установления причины нарушения, выполнения соответствующих расчетов, обоснований, проекта ремонта. Такие работы выполняются с привлечением специальных технических средств и непланируемых материальных затрат.

Л.10 Аварии на плотинах из грунтовых материалов приводят к разрушению напорного фронта в результате: перелива через гребень, нарушения фильтрационной прочности в теле, основании, сопряжениях с бетонными сооружениями и берегами, обрушения откосов и др.

Восстановительные работы выполняются на основе:

анализа условий эксплуатации сооружения;

установления причин аварии;

исполнительной съемки в месте аварии;

инженерно-геологических и научно-исследовательских работ;

проектных работ по восстановлению;

оценки целесообразности проведения восстановительных работ или консервации сооружения.

В таблице Л.1 приводятся основные виды нарушений (отказов) грунтовых плотин, способы их обнаружения, возможные причины и способы ремонта.

Информация об изменениях:

Пункт Л.11 изменен с 26 мая 2018 г. - Изменение N 1

См. предыдущую редакцию

Л.11 При реконструкции плотин из грунтовых материалов, как правило, увеличиваются их высота и соответственно напор на сооружение. Изменяя в целом конструкцию плотины, можно сохранить некоторые ее элементы, выполнив их ремонт. К таким элементам следует отнести дренажи, крепления откосов, негрунтовые ПФУ, если в них не обнаружены нарушения. Ремонт указанных элементов плотин осуществляют при выполнении их надежного сопряжения с возводимой частью плотины и с учетом условий работы всего реконструируемого сооружения.

При увеличении высоты плотины следует пересмотреть основные параметры гидроузла и водохранилища.

Таблица Л.1 - Основные виды нарушений в плотинах из грунтовых материалов и способы их ремонта

Нарушения (отказ)	Способы обнаружения	Причины нарушения	Исследования по устранению нарушения	Способы ремонта
1 Вертикальные поверхностные поперечные трещины на гребне	Визуальные наблюдения	Разница осадок на различных участках плотины	Поверочные расчеты осадок. Инженерно-геологические изыскания	Заделка трещин песком, если они неглубокие (выше ФПУ). Глубокие трещины заделываются при сниженном УВ несколькими способами: проходка траншей с последующей заделкой глинистым грунтом; создание "стены в грунте"; инъекцирование верхней части плотины
2 Вертикальные продольные наружные трещины на гребне ядра вблизи его верховой грани по контакту с переходными зонами	Визуальные наблюдения, измерение осадок ядра со стороны верхнего (осадка больше) и нижнего (осадка меньше) бьефа	Значительная осадка верховой призмы во время первого заполнения водохранилища или землетрясения	Инженерно-геологические изыскания. Поверочные расчеты осадок	Заделка песком неглубоких трещин, проход траншеи и заделка глубоких трещин (при сниженном уровне воды в бьефе)
3 Продольные трещины откола большой протяженности при значительных горизонтальных смещениях и деформации нижней части откоса, развитие трещин в течение короткого времени	Визуальные наблюдения; показания пьезометров	Увеличение нагрузок на гребне; подъем поверхности депрессии; сейсмические воздействия; температурные воздействия (промерзание - оттаивание); снижение прочностных свойств грунтов в теле плотины и основании	Фильтрационные исследования; инженерно-геологические исследования; температурные расчеты; расчеты устойчивости	Ремонт низовой части плотины (пригрузка, создание дренажа, уположение откоса)
4 Наличие воронок и просадок на гребне грунтовой плотины с ядром, увеличение фильтрационного расхода	Визуальные наблюдения	Внутренние горизонтальные трещины отрыва	Дополнительные инженерно-геологические изыскания с бурением скважин с целью установления мест отрыва	Снижение уровня воды в водохранилище; цементация - инъекция; создание "стены в грунте"
5 Внутренние продольные горизонтальные трещины при наличии в основании сильносжимаемых грунтов	Визуальные и инструментальные наблюдения увеличивающегося фильтрационного расхода при первом заполнении	Разница в величине осадок на неоднородном основании с сильносжимаемыми слоями	Анализ данных изысканий. Дополнительные инженерно-геологические изыскания	Полная сработка водохранилища; инъекция основания
6 Внутренние продольные горизонтальные трещины в поверхностной зоне плотины	Визуальные наблюдения ходов сосредоточенной фильтрации	Промерзание поверхностной толщи грунта при незавершенных осадках	Уточнение места деформаций. Дополнительные инженерно-геологические изыскания с бурением скважин, использованием геофизических методов и т.п.	Сработка водохранилища; разработка траншеи в месте выхода сосредоточенного фильтрационного потока и заделка грунтом; инъекция
7 Выход фильтрационных вод на низовой откос	Визуальные наблюдения, показания пьезометров	Образование слабофильтрующих слоев в теле плотины	Фильтрационные исследования, расчеты устойчивости	Устройство наслонного дренажа; укрепление откоса
8 Заиление обратных фильтров дренажей	Показания пьезометров перед дренажом (уменьшение разности уровней воды в дренаже и ближайшем пьезометре)	Заиление обратных фильтров	Фильтрационные исследования	Ремонт или замена дренажа
9 Разрушение бетонного крепления верхового откоса, швов между плитами	Визуальные наблюдения деформаций плит, их разрушений, выноса материалов подготовки из-под плит	Температурные и гидродинамические воздействия при сработке водохранилища, волновые воздействия	Оценка состояния отдельных участков крепления для решения вопроса о целесообразности его ремонта или замены	Сработка водохранилища; разборка разрушенных участков крепления; замена крепления или его ремонт, сопряжение с сохранившимися участками