Эксплуатация гидроузлов в строительный период, передача их в эксплуатацию и организация натурных исследований

     Испытания работы затворов сооружения, находящихся  под напором, проводятся в рамках рекомендуемых режимов эксплуатации, в другом случае должны быть специальные  обоснования, согласованные с соответствующими организациями.

     Наблюдения  в пусковой период проводят чаще, чем  во время постоянной эксплуатации сооружений. За уровнями воды в бьефах и пропускаемым расходом наблюдают круглосуточно, а за фильтрационным режимом в  основании и теле плотин, фильтрационным расходом, уровнями грунтовых вод, температурой веды и химическим составом фильтрата  — ежедневно. Анализ воды, профильтровавшейся через тело бетонной плотины, берут 2...3 раза за пусковой период, периодически замеряют расходы воды в смотровых  колодцах, галереях и т. д. Наблюдения за горизонтальными и вертикальными смещениями, работой уплотнений швов, раскрытием швов и образованием трещин проводят 1 раз в 5...7 сут.

     Необходимые другие наблюдения осуществляют также  с повышенной частотой в зависимости  от конкретных условий. В случае обнаружения существенных отклонений от нормальной работы сооружений, их элементов, основания, береговых примыканий наблюдения учащают до устранения дефектов или стабилизации явления. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     4 ОРГАНИЗАЦЯ И ПРОВЕДЕНИЕ  НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ  И ИССЛЕДОВАНИЙ 

     Натурные  наблюдения и исследования гидротехнических сооружений регламентируются рядом  нормативных документов и проводятся в период возведения сооружений и  их эксплуатации. Различают: эксплуатационные наблюдения, исследования специальных вопросов и пусковые испытания.

     Эксплуатационные  наблюдения проводят для оперативного контроля работы и состояния гидротехнических сооружений.

     Исследования  специальных вопросов предусматривают  проверку правильности принятых проектных решений и предпосылок уточнения теоретических положений и совершенствование методик моделирования на основе введения корректив по натурным данным (моделирование аэрации, кавитации, вибрации, образование водяной пыли, брызг и др.). Кроме того, они предназначаются для выявления дефектов, допущенных при проектировании или строительстве, и факторов, требующих усиленного контроля в дальнейшем.

     Пусковые  испытания проводятся в период частичного или полного ввода сооружений в эксплуатацию.

     Применительно к высоконапорным гидроузлам натурные наблюдения и исследования в отдельных  случаях целесообразно классифицировать по-другому. Так, Гидропроект после обобщения опыта проведения натурных наблюдений и исследований предложил свою классификацию (табл. 4.1), которая полнее отражает назначение, виды, задачи и область их применения. По данным этого института, на водосбросах высоконапорных гидроузлов необходимо проводить комплексные натурные исследования, позволяющие получить полную информацию о взаимодействии потока с элементами сооружения, включая характеристики общей гидравлики, гидродинамики, кавитации, вибрации, аэрации, фактора времени и др. Это позволит судить о работе сооружения не по отдельным параметрам, а по комплексу данных с учетом времени наработки сооружения.

     Состав  и объем натурных исследований разрабатывает  проектная организация в период составления проекта. Подготовка и проведение натурных исследований заключаются в следующем: составлении проекта и программы исследований; подготовке комплекта стандартных, нестандартных приборов и их калибровке (тарировка); монтаже преобразователей (датчиков) на элементах сооружений и прокладке соединительных кабелей; оборудовании измерительного пункта, формировании измерительных каналов, контрольной калибровке и проведении измерений; обработке и анализе результатов измерений, составлении выводов и рекомендаций.

     Проект  натурных исследований включает: пояснительную  записку; схемы размещения КИА; рабочие  чертежи по закладным частям, размещению и креплению приборов и кабельных коммуникаций; строительные чертежи необходимых помещений для размещения оборудования, спецификации на приборы и кабели; сметы на приборы, оборудование, пусконаладочные работы; паспорта, инструкции и необходимые сметно-финансовые расчеты.

     Финансирование  натурных исследований обеспечивается: в период строительства — средствами, предусмотренными проектом; после строительства — средствами, выделенными на эксплуатацию сооружений или целевого назначения.

     При проведении натурных исследований гидротехнических сооружений используют различную КИА. Реже бывает необходим всего один или несколько типов преобразователей (измерение уровней воды, уровней потока в водоводе и др.). 
 

     Таблица 4.1 – Классификация и характеристика натурных наблюдений и исследований (по данным Гидропроекта)

     Число КИА значительно возрастает с  повышением напора при прочих одинаковых параметрах сооружений. К тому же, как  правило, применяют комплекс различных преобразователей на одном и том же сооружении, порядка 10...15 и более типов. Многие измеряемые процессы являются быстроизменяющимися, поэтому требуется статистическая обработка данных. Такой объем информации практически невозможно воспринять и тем более обработать ручным способом. Поэтому для регистрации и обработки информации используют различные КИА, ЭВМ и пульты автоматизированной системы контроля (ПАСК). Так, при наблюдениях за эрозионным процессом на поверхностях, обтекаемых высокоскоростным потоком, а также за местными размывами русла в период прохождения паводка дежурный оператор или ПАСК периодически включает самописцы показаний преобразователей и контролирует готовность к работе устройств следящей системы. В случае появления недопустимых эрозионных разрушений или местных размывов от преобразователей поступает сигнал. При единичных сигналах о повышенных размывах после паводка проводят обследование поверхностей с помощью водолазов, а при наличии множества сигналов принимают срочные меры по обеспечению безопасности сооружений.

     Аналогично  поступают при достижении и фиксации предельно допустимых контролируемых факторов: динамических нагрузок, вибраций сооружений, виброперемещений, деформаций, напряжений, сейсмических воздействий и т. д. Для определения статистических характеристик динамических процессов применяют специализированные ЭВМ, укомплектованные автоматическими графопостроителями и др.

     Обработка результатов исследований бывает оперативная  и комплексная (полная). Оперативная  обработка выполняется непосредственно  во время исследований и служит для  получения информации и использования  ее непосредственно в процессе эксплуатации сооружения путем изменения режима работы сооружения или принятия срочных  мер по устранению повреждений или разрушений. Комплексная обработка проводится, как правило, научно-исследовательскими организациями для принятия мер и составления рекомендаций по улучшению работы сооружений, корректировке условий эксплуатации, определения необходимости и объемов ремонтно-восстановительных работ и т. д.

     Материалы исследований после обработки представляют в виде отчетов с выводами и  рекомендациями дирекции или управлению эксплуатации гидроузла и научно-исследовательской организации. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     5 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ  ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ  ИНСТРУКЦИИ ПО  ЭКСПЛУАТАЦИИ 

     Для каждого водохозяйственного объекта  разрабатываются инструкции, определяющие функции службы эксплуатации по соблюдению периодичности натурных наблюдений и исследований, уходу за сооружениями и КИА, по обработке результатов наблюдений и составлению отчетной документации. Отправными документами для составления инструкций по эксплуатации водохозяйственных гидротехнических сооружений служат различные нормативные, инструктивные документы союзного ведомственного и других уровней.

     Наиболее  характерными водохозяйственными объектами  с точки зрения технической эксплуатации гидротехнических сооружений являются гидротехнические сооружения водохранилищных узлов; водохранилища для нужд орошения; речные плотинные водозаборные узлы; крупные магистральные каналы; гидротехнические комплексы по перераспределению водного стока; гидротехнические сооружения деривационных ГЭС и т. д.

     Для каждого случая, инструкции (правила) по технической эксплуатации водохозяйственного объекта имеют свою специфику, однако принципиальный характер их отличается незначительно. Инструкция по технической эксплуатации водохранилищного узла может иметь, например, следующие разделы:

1. Краткая характеристика реки, водохранилища, гидротехнических сооружений и водопользователей.
2. Режим использования водных ресурсов и особенности работы сооружений гидроузла.
3. Гидрометеорологическое обслуживание и санитарная охрана.
4. Организация надзора и контроля за состоянием сооружений гидроузла. Определяют задачи надзора, виды контроля, намечают организацию службы надзора, оснащение сооружений КИА.
5. Основные положения технической эксплуатации. Рассматривают вопросы обеспечения службы эксплуатации технической документацией, паспортами, инструкциями, проведения и обработки наблюдений.
6. Визуальные наблюдения. Разрабатывают основные положения неинструментальных наблюдений за осадками, деформациями облицовок и креплений, за фильтрацией, состоянием бетонных сооружений.
7. Наблюдения за грунтовыми сооружениями (плотинами, дамбами, ограждающими конструкциями и т. д.). Приводят схемы размещения реперов, марок, пьезометров, устройств для замера расхода профильтровавшейся воды и другой КИА, их конструкции, методику, периодичность наблюдений, обработку и анализ полученных результатов.
8. Наблюдения за бетонными массивными сооружениями. Предусматривают наблюдения, характеризующие устойчивость сооружений, фильтрационную обстановку, раскрытие швов и возможных трещин, коррозию бетона и фильтрацию через него уход за бетоном. Как и во всех других случаях, определяют периодичность наблюдений и анализируют полученные данные.
9. Эксплуатация водопропускных сооружений и гидромеханического оборудования. Освещают вопросы по образованию льда и шуги, особенности их пропуска, по работе нижнего бьефа, наблюдениям за кавитацией, вибрацией, динамическими нагрузками на элементах водосбросов, борьбе с образованием коррозии, обрастанием и т. п.
10. Пропуск паводков. Рассматривают особенности эксплуатации гидротехнических сооружений во время подготовки к паводку, пропуску его и в послепаводковый период.
11. Мероприятия по поддержанию надлежащего технического состояния водохранилища. Излагают природоохранные мероприятия, требования к качеству воды, мероприятия по водоохранной и санитарной зонам, по предотвращению от заиления, наблюдения за уровнями, температурой, испарением воды, ледовым режимом, зарастанием, волновыми процессами, переформированием берегов, а также оползневыми деформациями.
12. Техника безопасности, противопожарные мероприятия.
13. Документация и отчетность.
14. Организационная структура и штаты управления гидроузла.
15. Порядок составления проектно-сметной документации (определение затрат) на содержание и ремонт гидроузла.
16. Расчет нормативов механизмов, оборудования, транспортных средств, материально-технических ресурсов, необходимых для ремонта и эксплуатации гидроузла.
17. Расчет (нормативов) запаса материалов и аварийных материалов.
18. Организация и технология выполнения необходимых ремонтно-эксплуатационных работ.