Реферат: Рекомендации по анализу данных и контролю состояния водосбросных сооружений и
РАО «ЕЭС РОССИИ»
Открытое акционерное общество
"ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ГИДРОТЕХНИКИ имени Б.Е. ВЕДЕНЕЕВА"
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО АНАЛИЗУ ДАННЫХ И КОНТРОЛЮ
СОСТОЯНИЯ ВОДОСБРОСНЫХ СООРУЖЕНИЙ И
НИЖНИХ БЬЕФОВ ГИДРОУЗЛОВ
П 75-2000
ВНИИГ
УДК 627.831/835
Срок введения в действие III кв. 2000 г.
ВНЕСЕНЫ ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева»
УТВЕРЖДЕНЫ РАО «ЕЭС России» Письмо № 02-1-03-4/616 от 03.07.98.
ВВОДЯТСЯ ВПЕРВЫЕ
Документ содержит общие рекомендации по контролю и анализу состояния водосбросных сооружений и нижних бьефов гидроузлов. Приводятся основные требования к организации системы контроля, оснащению сооружений контрольно-измерительной аппаратурой и к анализу получаемых в результате наблюдений данных. Даются рекомендации по периодичности наблюдений, в том числе визуальных, и оценке состояния водосбросных сооружений и нижнего бьефа.
Рекомендации предназначены для эксплуатационного персонала гидроузлов различного назначения, сотрудников научно-исследовательских, проектных и других организаций, участвующих в работах по контролю состояния водосбросов и нижних бьефов с целью обеспечения безопасной эксплуатации гидроузлов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Главная задача проведения натурных наблюдений за водосбросными сооружениями гидроузлов и прилегающими участками нижних бьефов это получение материалов, необходимых для обеспечения их эксплуатационной надежности.
Получаемые в результате наблюдений данные позволяют контролировать надежность и безопасность сооружений, корректировать в отдельных случаях режимы их эксплуатации, оценивать состояние сооружений. Накопление и систематизация материалов натурных наблюдений дает возможность совершенствовать проектирование и строительство новых объектов, совершенствовать правила эксплуатации гидроузлов.
Основными требующими контроля вопросами наблюдений за водосбросными сооружениями являются: пропускная способность водосброса, состояние его поверхностей, режимы потока в пределах водосброса, гидродинамические (в том числе кавитационные) воздействия на сооружение, условия гашения энергии и состояние энергогасящих устройств в нижнем бьефе, развитие местного размыва русла и берегов, изменение уровня нижнего бьефа при трансформации русла на большом удалении от сооружения.
В Рекомендациях излагается общий порядок организации и способов наблюдений. Особое внимание уделяется визуальному обследованию объектов. Рекомендации составлены в отделе гидравлики сооружений и техводоснабжения ОАО "ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева" заведующим отделом А.Б. Векслером и ведущим научным сотрудником лаборатории гидравлики сооружений, русел и акваторий, канд. техн. наук А.П. Войновичем.
^ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Назначение и область применения
1.1. В документе изложены общие рекомендации по контролю и анализу состояния водосбросных сооружений и нижних бьефов гидроузлов. Приводятся основные требования к организации системы контроля и к анализу получаемых в результате контроля данных.
1.2. Рекомендации предназначены для эксплуатационного персонала гидроузлов различного назначения, сотрудников научных, проектных и других организаций, участвующих в работах по контролю состояния водосбросов и нижних бьефов с целью обеспечения нормальной работы гидроузлов.
1.3. Использование рекомендаций требует от персонала, выполняющего работы по контролю и анализу, квалификации на уровне не ниже среднего специального образования.
1.4. Рассматриваются водосбросы, предназначенные для пропуска из верхнего в нижний бьеф или в бассейн соседней реки излишков воды в период прохождения паводков, а также режимных попусков по санитарным условиям, по обеспечению работы ГЭС в каскаде или по требованиям водного транспорта. При этом имеются ввиду как основные водосбросы, предназначенные для сброса расходов основного расчетного случая, так и резервные (вспомогательные) водосбросы, к которым предъявляются существенно меньшие требования по их сохранности (качеству обработки обтекаемых поверхностей, условиям возникновения неблагоприятных кавитационных явлений, креплению отводящего тракта, размывам в нижнем бьефе и т. п.) при пропуске расчетных расходов редкой повторяемости (поверочный случай) (см. СНиП 2.06.01-86, а также [1]). В основном, в Рекомендациях рассматриваются вопросы, связанные с эксплуатацией открытых водосбросов.
Особенности, связанные с контролем состояния туннельных и, в какой-то степени, трубчатых водосбросов освещаются в "Рекомендациях по проведению гидравлических натурных наблюдений и исследований туннелей"*. Для контроля же состояния входных оголовков глубинных водосбросов с незатопленным входом следует пользоваться настоящими Рекомендациями. Отводящие участки глубинных водосбросов, в зависимости от конструктивного выполнения и гидравлического режима работы, могут быть отнесены к аналогичным участкам открытых водосбросов или туннельных и трубчатых.
Специфические вопросы вибрации сооружений, влияния вибрации на эксплуатационные и прочностные свойства конструкции освещаются в "Рекомендациях по натурным исследованиям и постоянным наблюдениям за вибрацией гидротехнических сооружений электростанций"*.
_____________
* Указанные рекомендации предполагается опубликовать в 2000 г.
Рекомендациями не затрагивается и обширная область эксплуатации водосбросных сооружений, связанная с механическим оборудованием (затворы и затворные камеры) [1].
1.5. Рекомендации распространяются на водосбросы, сопрягающие сбросной поток с нижним бьефом как с помощью энергогасящих сооружений (водобой, водобойный колодец с различными гасителями, рисберма), так и по схеме отброшенной струи.
1.6. При оценке состояния нижнего бьефа рассматриваются два участка: участок местных деформаций русла ("ближний бьеф") и участок общих переформирований ("дальний бьеф"), в пределах которого происходит трансформация русла.
1.7. Участок местных деформаций непосредственно примыкает к гидроузлу. На нем происходит дополнительное гашение избыточной энергии сбросного потока и его расширение, приближение режима течений к бытовому. На этом же участке гасится значительная часть избыточной энергии сбросного потока при сопряжении бьефов отброшенной струей.
1.8. Трансформация русла с изменением уровенного режима реки на значительном ее протяжении является следствием зарегулирования стока и осаждения наносов в водохранилище. Дополнительно на уровенный режим реки в нижнем бьефе влияют землечерпательные работы, спрямления русла, берегоукрепительные работы, строительство мостовых и других переходов, набережных, причальных сооружений и т. п.
1.9. Отмеченные в пп. 1.7. и 1.8 обстоятельства, определяя положение уровня воды непосредственно у отсасывающих труб электростанции, влияют на выработку электроэнергии, могут (при существенном снижении или повышении уровней) привести к нарушению проектных условий работы ГЭС, водопропускных и напорных сооружений гидроузлов.
1.10. На основании настоящих Рекомендаций, СНиП 2.06.01-86, СНиП 2.06.09-84, РД 34.20.501-95 и ТИ 34-70-016-82 для каждого конкретного объекта, с учетом класса сооружений, должна составляться местная инструкция по проведению натурных наблюдений и первичному анализу их результатов.
1.11. Исходным моментом начала наблюдений служит период, непосредственно предшествующий началу эксплуатации сооружения.
При этом необходимо учитывать, что в строительный период из-за стеснения русла и использования различных схем пропуска расходов на участке ближнего бьефа могут произойти значительные деформации русла по сравнению с бытовым и проектным его состоянием. В дальнейшем, как правило, наблюдения проводятся при пропуске сбросных расходов и непосредственно после пропуска с периодичностью, указанной в п. 5.3.
1.12. В состав работ по контролю состояния любых водосбросных сооружений и нижнего бьефа входят следующие наблюдения и исследования:
измерение скоростей течения и определение расхода воды в нижнем бьефе, а при технической возможности - в пределах сооружения;
определение уровней воды в пределах подходного участка, сооружения и в нижнем бьефе;
изучение изменения связи расходов и уровней в нижнем бьефе;
наблюдения за гидравлическим режимом в пределах водосбросного сооружения, на подходе к нему и в зоне нижнего бьефа, непосредственно прилегающей к сооружению;
геодезические и гидрометрические съемки рельефа дна и берегов на участке местных деформаций русла, а при необходимости на большем удалении от гидроузла;
осмотр обтекаемых потоком поверхностей, в том числе и скальных (без обделки), по всей трассе сооружения, включая и подводящий участок, и фиксация их состояния с помощью различных съемок (фотографическая, геодезическая, стереофотограмметрическая и т. п.);
подводное обследование находящихся под водой участков сооружения (водолазное и с применением современной аппаратуры с записью показаний);
измерение осредненной и пульсационной составляющих давления;
фиксация аэрации потока в пределах сооружения;
оценка кавитационной и абразивной эрозии, а также иных повреждений бетонных поверхностей;
наблюдения за образованием наледей в пределах водосбросных сооружений с фиксацией их нарастаний в течение морозного периода;
наблюдения за состоянием ледяного покрова на подходе к водосбросу и на участке энергогасящих сооружений (водобойные колодцы различных типов).
1.13. Определение расходов воды необходимо для установления пропускной способности гидроузла; фиксация уровней нижнего бьефа, отвечающих определенным расходам, позволяет строить фактические кривые связи расходов и уровней; а также следить за изменением этой важной характеристики условий работы гидроузла. При этом створ измерения уровней, положение которого существенно зависит от конкретной компоновки сооружений, должен выбираться в зоне полного восстановления энергии суммарного потока от водосбросов и станции. Контроль положения кривой связи желательно проводить ежегодно.
1.14. Определение уровня воды и, в ряде случаев, воздухонасыщения (аэрации) потока в пределах сооружения необходимо, чтобы судить о степени его наполнения и соответствия работы водосброса проектным предпосылкам. С этой же целью производятся и измерения скорости течения. В отдельных случаях такие измерения позволяют уточнить пропускную способность водосбросов.
1.15. Измерение уровней и скоростей течения в нижнем бьефе должны проводиться также для сопоставления фактического режима с запроектированным и корректировки (при необходимости и возможности) режима работы водосбросного сооружения.
1.16. Наблюдения за гидравлическим режимом необходимы для того, чтобы установить его отклонения от предусмотренного проектом. Отклонения свидетельствуют о каких-то существенных изменениях в состоянии сооружения или нижнего бьефа или о нарушении правил эксплуатации (РД 34.20.501-95).
1.17. Геодезические и гидрометрические съемки русла и берегов производятся для оценки их переформирований и сопоставления с прогнозируемыми, корректировки прогноза и, при необходимости, разработки мероприятий по снижению подпора ГЭС баром, образующимся в результате отложения продуктов размыва.
1.18. Осмотр сооружений, в том числе подводный, до и после пропуска паводков позволяет выявить наличие значительных вывалов скалы и повреждения бетонных поверхностей. Должна быть дана оценка общей динамики процесса повреждений. Следует различать дефекты производства работ (непроработанный или замороженный бетон, неровности, раковины, обнаженная арматура, выступы на стыках опалубки и т. п.) и повреждения и разрушения при силовом, абразивном и кавитационном воздействиях. Подводное обследование может своевременно установить наличие повреждений или подмывов, угрожающих целостности и устойчивости концевых участков сооружений.
1.19. Измерение осредненной и пульсационной составляющих гидродинамического давления позволяет оценить:
потери напора;
нагрузки на обтекаемые поверхности;
осредненный уровенный режим (во многих случаях иные способы фиксации уровня крайне затруднительны).
1.20. Измерения концентрации воздуха в потоке у обтекаемых поверхностей необходимы для оценки надежности мероприятий, предпринятых для предотвращения кавитационной эрозии. Кавитационная эрозия, как и абразивная, может оцениваться непосредственно.
1.21. Наблюдения за состоянием ледяного покрова на подходе к водосбросу необходимы для организации пропуска льда через водосбросные сооружения.
1.22. Наблюдения за наледями должны производиться для своевременного принятия мер, предупреждающих опасные последствия их образования (силовое воздействие на конструкцию; заполнение водопроводящего тракта к моменту, когда он необходим для сброса паводковых расходов).
1.23. Наблюдения за состоянием ледяного покрова в пределах энергогасящих сооружений необходимы для принятия соответствующих мер, гарантирующих эффективную работу гасителей при пропуске паводка. Кроме того, в отдельных случаях эти наблюдения дают возможность прогнозировать статическое давление, оказываемое ледяным покровом на сооружение, и предупредить его повреждение.
1.24. Анализ состояния сооружений следует проводить на основе настоящих Рекомендаций в комплексе с "Рекомендациями по проведению гидравлических натурных наблюдений и исследований туннелей", "Рекомендациями по натурным исследованиям и постоянным наблюдениям за вибрацией гидротехнических сооружений", "Рекомендациями по анализу данных и проведению натурных наблюдений за напряженно-деформированным состоянием, раскрытием швов и трещин в бетонных и железобетонных сооружениях"*, а также нормативными документами и рекомендациями, указанными в п. 1.25.
_____________________
* Указанные Рекомендации предполагается опубликовать в 2000 г.
Нормативные ссылки
1.25. В рекомендациях приведены ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 19185-73. Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения. М.: Госкомитет стандартов СМ СССР, 1973.
СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения речные. Основные положения проектирования. М.: Стройиздат, 1989.
СНиП 2.06.09-84. Туннели гидротехнические. М.: Стройиздат, 1985.
Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации / М-во топлива и энергетики РФ, РАО «ЕЭС России»: РД 34.20.501-95. - 15-е изд. перераб. и доп. М.: СПО ОРГРЭС, 1996.
Типовая инструкция по эксплуатации гидротехнических сооружений деривационных гидроэлектростанций / ТИ 34-70-016-82. М.: Союзтехэнерго, 1983.
Рекомендации по организации и проведению натурных наблюдений и исследований воздействия потока на гидротехнические сооружения и русло реки в нижнем бьефе. П 70-78 / ВНИИГ. Л., 1978.
Указания по организации натурных наблюдений и исследований на строящихся гидротехнических сооружениях: ВСН 01-74 / Минэнерго СССР. Л.: Энергия, 1974.
Методические рекомендации к составлению проекта размещения контрольно-измерительной аппаратуры в бетонных гидротехнических сооружениях: П 41-70/ВНИИГ, 1972.
Глубинные водосбросы и водоспуски гидроузлов (гидравлические расчеты): ВСН 38-70 / Минэнерго СССР. М.: Энергия, 1972.
Рекомендации по учету кавитации при проектировании водосбросных сооружений: П 38-75 / ВНИИГ. 1976.
Терминология
1.26. Термины, использованные в настоящих Рекомендациях, даны в трактовке ГОСТ 19185-73.
^ 2. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО КОНТРОЛЮ СОСТОЯНИЯ ВОДОСБРОСНЫХ СООРУЖЕНИЙ И НИЖНИХ БЬЕФОВ
2.1. Состояние сооружений гидроузла контролируется в соответствии с указаниями РД 34.20.501-95.
2.2. Организация натурных наблюдений в целом определяется ВСН 01-74. Как правило, на крупных гидроузлах эти наблюдения выполняет служба, входящая в состав гидроцеха.
Исследования водосбросных сооружений и нижних бьефов организуются и проводятся в соответствии с П 70-78/ВНИИГ.
2.3. Конкретные условия гидроузла учитываются местными инструкциями по наблюдениям, контролю и анализу состояния сооружений. Эти инструкции в обязательном порядке должны быть составлены проектной организацией с участием научно-исследовательских специализированных организаций для гидроузлов I-III класса, а также для гидроузлов IV класса при высоте плотины более 15 м.
2.4. Для проведения работы служба натурных наблюдений должна иметь в своем распоряжении исполнительную документацию с планово-высотной привязкой первичных датчиков, вторичных преобразователей, а также их тарировки и результаты исследований на предшествующих этапах (ВСН 01-74/Минэнерго). При соответствующем оснащении гидроузла показания приборов должны выводиться на центральный пульт автоматизированной системы диагностического контроля (АСДК) при сохранении возможности индивидуального, выборочного считывания результатов на промежуточных контрольных пунктах.
2.5. При проведении наблюдений работники службы должны вносить их результаты в компьютерную базу данных или журналы наблюдений и заполнять документацию, указанную в местной инструкции и соответствующую П 70-78/ВНИИГ.
2.6. Руководитель службы натурных наблюдений и ее основные работники должны проходить специальные курсы повышения квалификации.
2.7. При необходимости к работам по наблюдениям за состоянием водосбросных сооружений (специальные вибрационные, кавитационные исследования, русловые съемки, измерения расходов и т.п., например, [2-4]) привлекаются специализированные научно-исследовательские, проектные и изыскательские организации.
2.8. В случае проведения комплексных исследований несколькими организациями, как правило, одна из них, обычно научно-исследовательская организация, обосновывавшая проектирование объекта, назначается ведущей.
^ 3. ТРЕБОВАНИЯ К ОСНАЩЕНИЮ КИА
3.1. Система КИА предназначена для предупреждения о возникновении опасных ситуаций и получения натурных данных, необходимых для обеспечения надежности и безопасности эксплуатации сооружения и гидроузла в целом (П 41-70/ВНИИГ).
3.2. КИА, предназначенная для оценки воздействия потока на сооружение, включает датчики давлений, скорости потока, аэрации, кавитации и уровней. Предусматриваются системы для определения абразивного и кавитационного износа бетонных поверхностей, их выветривания и размыва в нижнем бьефе или по трассе необлицованного водосбросного сооружения.
3.3. Схема размещения КИА должна разрабатываться при составлении проекта с учетом программы натурных наблюдений на основе результатов расчетов и лабораторных исследований. Первичные датчики располагаются в зонах, где можно ожидать проявление отрицательных последствий воздействия потока на сооружение. На объектах, для которых в процессе проектирования проводились лабораторные гидравлические исследования, в большинстве случаев целесообразно размещать приборы также и в местах, соответствующих местам измерений на моделях.
3.4. Для контроля кавитации в зонах возможного понижения давления, главным образом, при скоростях течения транзитного потока более 15 м/с следует устанавливать датчики давления и датчики аэрации. Желательно размещение датчиков давления во взаимно перпендикулярных створах, расположенных вдоль и поперек потока.
3.5. Положение уровней воды в верхнем и нижнем бьефах и, где возможно, в пределах водопроводящего тракта необходимо контролировать на водпостах, снабженных уровнемерами. Показания основных постов должны быть выведены на диспетчерский пункт станции и на АСДК. По всему тракту должен быть размечен заметными знаками пикетаж и установлены водомерные рейки или сделана соответствующая разметка.
3.6. Для фиксации состояния водной поверхности в пределах быстротоков и сопрягающих концевых устройств целесообразно использование фототеодолитной съемки.
3.7. Фототеодолитная стереосъемка может быть использована также при оценке переформирования русла и берегов в зоне местного размыва, в особенности при подмыве крутых береговых склонов, где обычный наземный метод геодезической съемки невозможен.
3.8. Контроль за подмывом концевого участка бетонного крепления ведется с помощью дистанционных приборов, размещаемых послойно в шурфах за низовым краем бетонного крепления.
3.9. При недостатке или выходе из строя приборов КИА особую роль приобретает визуальная оценка состояния сооружения, а также наблюдения за гидравлической картиной по трассе водосброса и в нижнем бьефе (пп. 5.5-5.22).
4. ТИПЫ КИА
4.1. Некоторые данные об измерительных приборах (первичных преобразователях-датчиках и, частично, вторичных преобразователях и регистрирующих приборах), которыми пользовались в практике натурных наблюдений за водосбросными сооружениями, приведены в табл. 4.1. Этот перечень может служить ориентиром для предварительной оценки применяющейся в натурных исследованиях аппаратуры. Эти приборы выпускались промышленностью малыми сериями или изготавливались непосредственно в научно-исследовательских организациях. При комплектации КИА их можно заменять на аналогичные, имеющиеся в наличии.
Ряд технических характеристик рассматриваемых приборов приведен в П 70-78/ВНИИГ, П 41-70/ВНИИГ, а также в [6]. Необходимо также пользоваться каталогами зарубежных фирм и организаций, выпускающих соответствующую аппаратуру (например, [5]). Данные измерений могут обрабатываться с помощью комплексов статистической обработки, основные сведения о которых приведены в [7].
4.2. Для регистрации уровней воды могут применяться самописцы поплавкового типа.
Измерения осредненного давления на обтекаемых поверхностях могут выполняться пьезометром, представляющим собой отрезок трубы, устье которой заделано заподлицо с этой поверхностью. В устье трубы может быть заложен двух- или трехслойный фильтр. Для наблюдения за показаниями этих пьезометров трубы от них выводятся в пункты наблюдения, где производится снятие отсчетов по измерительным рейкам (в случае стеклянных трубок) или с помощью спускных приборов.
Для измерения гидродинамического давления используются, в основном, датчики индуктивного типа с чувствительным элементом в виде плоской мембраны, преобразующие механическое воздействие в электрические сигналы.
Начало кавитации регистрируется с помощью первичных преобразователей для фиксирования ультразвукового кавитационного излучения, чувствительными элементами которых являются пьезокерамические пластинки.
Таблица 4.1.
^ Измерительные приборы
№№ пп
Вид наблюдений или измеряемая величина
Прибор
Тип
прибора
Диапазон измерения, разрешающая способность e, рабочая полоса частот, приведенная относительная погрешность g
1
Уровень воды
Самописец уровня длительного действия.
ГР-38
до 6,0 м
e=±0,01 м;
Ультразвуковой уровнемер*
ЭУС-ИУВ
0¸10 м
g=±0,02%
Преобразователь уровня измерительный струнный*
ПУВС
0¸10 м
g=±1,0%
2
Осредненный
Пьезометр
-
e=±0,1 м (1 кПа);
пьезометрический
Пьезометр-вакуумометр
-
e=±0,1 м (1 кПа);
напор (давление) воды и воздуха (вакуум)
Преобразователь давления измерительный струнный прецизионный*
ПДС-II-0,1
0¸0,1 мПа,
g=±0,6%
Пружинный манометр
e£0,1 м (кПа)
3
Осредненный и пульсационный пьезометрический
Измеритель осредненного пьезометрического напора (давления)
ОПТ-С
0¸100 м,
e=±0,1 м (1 кПа);
напор (давление)
Измеритель пьезометрического напора (индуктивный датчик давления)
ДД-10
0¸2,9 мПа,
e=±0,1 м (1 кПа)
в диапазонах частот
0-1000 Гц,
0-10000 Гц**;
ДД-20
0¸6,9 мПа,
e=±0,1 м (1 кПа)
в диапазонах частот
0-1000 Гц,
0-10000 Гц**
4
Осредненный пьезометрический напор (давление) на площадке
Измеритель осредненного и пульсационного напора (давления) на площадке
ОПП-С
0¸30 м,
e=±0,04 м (0,4 кПа);
0¸150 м,
e=±0,1 м (1кПа)
5
Кавитационное излучение
Ультразвуковой шумомер
ДУЗ
10¸500 кГц
6
Кавитационный и абразивный износ
Дистанционный измеритель эрозии металла
ДЭМ
0,5¸30 мм,
с шагом от 0,5 до 4 мм
7
Скорость течения воды и содержание в потоке воздуха
Измеритель скорости и содержания воздуха в пристенном слое
ИСА-7
Скорость e=±0,1 м/с, аэрация g=±5 %
8
Скорость течения
Трубка Пито
-
g=±2%;
воды
Вертушка
ГР-21
0,04¸0,20 м/с,
g=±6%.
ГР-55
0,2¸5,0 м/с,
g=±2%
9
Содержание воздуха
Датчик аэрации
-
g=±5%
10
Аэрация на границе потока
Измеритель аэрации на границе потока
ИАГ
g=±2%
11
Скорость потока воздуха
Анемометр
-
g=±5%
12
Расход через подводящие
Ультразвуковой расходомер*
ЭРУС
2,0¸300,0 м3/с,
g=±2%
напорные водоводы
Перепадный расходомер*
ЭРИС
2,0¸300,0 м3/с,
g=±2%
Ультразвуковой расходомер*
СПРИНТ
2,0¸300,0 м3/с,
g=±1,5%
* Прибор разработан в АО "ДИГЭС".
** В зависимости от типа используемого измерительного устройства - преобразователя давления.
Действие датчиков эрозии основано на размыкании при размыве токопроводящих элементов.
Принцип действия датчиков аэрации потока основан на измерении электрического сопротивления газожидкостной смеси для определения содержания в ней воздуха. Датчики могут устанавливаться в потоке вблизи обтекаемой поверхности или заподлицо с ней.
При производстве гидрометрических наблюдений используются вертушки.
4.3. Приборы регистрации позволяют контролировать соответствующий процесс, например, по стрелочному индикатору, фиксировать экстремальные и промежуточные значения измеряемых характеристик, а также записывать непрерывную реализацию процесса для последующей полной статистической обработки: определения математического ожидания, дисперсии, плотности распределения величины и т. п.
Регистрацию процесса пульсации давления следует осуществлять непосредственно на ЭВМ с определенным шагом, который должен быть выбран на основе методических опытов или прогноза частотного диапазона процесса. В некоторых случаях возможна регистрация процесса с помощью измерительного магнитофона с последующим воспроизведением и регистрацией на ЭВМ. Возможны и непосредственные измерения статистических характеристик пульсации давления с помощью аналоговых приборов. Аналогичным образом можно регистрировать информацию, полученную от датчиков других типов КИА.
4.4. КИА необходимо периодически калибровать, что значительно увеличивает время безотказной работы приборов и повышает достоверность измерительной информации. Периодичность калибровки зависит от назначения и типа прибора, условий его работы и должна определяться местной инструкцией.
^ 5. ПЕРИОДИЧНОСТЬ НАБЛЮДЕНИЙ.
РОЛЬ ВИЗУАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ. ХАРАКТЕРНЫЕ ПРИЗНАКИ
СОСТОЯНИЯ СООРУЖЕНИЙ ИЛИ ЕГО ЧАСТИ
5.1. Пусковые испытания водосбросных сооружений выполняются по специальной программе с привлечением научно-исследовательских организаций и участием эксплуатационного персонала в процессе передачи ему объекта.
5.2. Эксплуатационные наблюдения за состоянием водосбросных сооружений ведутся в период пропуска расходов. Дежурный оператор периодически считывает данные от первичных датчиков. При наличии АСДК, если от системы не поступало сигналов о нарушении нормального режима эксплуатации, запись проверяется при передаче диспетчерской смены.
5.3. Паводковая комиссия, назначаемая на гидроузлах в соответствии с п. 3.1.34 РД 34.20.501-95, должна ежегодно проводить осмотр сооружений до и после прохождения весеннего половодья, а на реках с ливневым питанием - до и после пропуска летне-осенних паводков, а также вести наблюдения во время пропуска расходов. Обследование подводных частей сооружения в нижнем бьефе на гидроузлах I и II классов должно проводиться после пропуска каждого паводка в течение пяти лет. В дальнейшем, если в процессе предыдущих наблюдений не было отмечено отрицательных последствий воздействия потока на сооружение, детальное обследование проводится после каждого паводка, превышающего максимальный из предшествующих, и после пропуска расходов, приближающихся к расчетным, но не реже, чем один раз в 5 лет, в которые осуществлялись сбросы. На сооружениях III и IV классов подводная ревизия проводится в соответствии с п. 3.1.35 РД 34.20.501-95 после первых двух лет эксплуатации*, затем через 5 лет и в дальнейшем по мере необходимости.
________________
* Если в первом году эксплуатации условия пропуска паводка отличались от проектных, а объем сброса или пиковые расходы превосходили паводки 10%-ой обеспеченности, то подводное обследование должно проводиться после первого года эксплуатации.
5.4. Подводящий и отводящий каналы водосбросного сооружения, особенно в районах распространения многолетней мерзлоты, осматриваются в первые 5 лет эксплуатации ежегодно вне зависимости от пропуска расходов через водосброс.
5.5. Визуальные наблюдения, в особенности при недостаточной оснащенности гидроузла системой КИА, необходимы для оценки работы и состояния водосбросных сооружений и нижнего бьефа. Желательно, чтобы наблюдения проводила группа из одних и тех же работников. Важно приступить к ним с самого начала эксплуатации гидроузла. При соблюдении этих условий легче заметить отклонения от проектного режима и изменения в состоянии сооружений.
5.6. Визуальную оценку необходимо сопровождать обычной фотосъемкой. При этом съемка какого-либо участка при каждом осмотре должна проводиться с одной точки с идентичным расположением кадра и последующей печатью при одинаковом увеличении. Желательно, чтобы в кадре находились предметы, позволяющие судить о масштабе изображенного на снимке. Полезно также производить такую фотосъемку в одни и те же дни года, при одинаковом освещении, что позволяет, пользуясь эффектом теней, отмечать наличие деформаций и перемещений. При систематической фотосъемке русла и берегов в нижнем бьефе целесообразно установить постоянные, привязанные геодезически опознавательные знаки, что существенно облегчает сопоставление снимков.
5.7. При наблюдении за подводящими каналами, кроме видимых оползней или обрушений бортов, необходимо фиксировать появление хотя бы незначительных перепадов свободной поверхности в местах, где это не объясняется проектной формой канала. Такие перепады хорошо видны, если смотреть вдоль поверхности воды, расположив точку наблюдения как можно ближе к воде. Появление перепада свидетельствует о нарушении проектного очертания бортов и дна канала ниже уреза или сосредоточенном скоплении в канале каких-то затопленных тел. В этом случае после прекращения работы водосброса должно быть произведено подводное обследование канала.
На каналах со скоростями течения менее 0,5 м/с и грунтовыми необлицованными откосами следует обращать внимание на появление внутриводной растительности для предупреждения зарастания канала.
5.8. Наблюдения и осмотр водослива, водосливной плотины, быстротоков проводятся как в период пропуска расходов, так и после закрытия затворов. Целесообразно наблюдение за поведением потока сопровождать киносъемкой.
5.9. При пропуске воды ее поверхность, как бы зеркальная в начале водослива, вследствие аэрации теряет прозрачность, становится "взлохмаченной" - это нормальное явление. Косые волны, возникающие на быстротоках, всплески ("петухи") в местах их пересечений или замыкания на стены также не свидетельствуют о ненормальности работы.
5.10. Появление бегущих волн, если это не оговорено в проектной документации как допустимое явление, должно расцениваться как ненормальность в работе водосброса.
5.11. Появление крупных всплесков и бурунов (за исключением указанных в п. 5.9), устойчиво находящихся на определенном месте в пределах водосбросного сооружения следует рассматривать как свидетельство возможного крупного повреждения обтекаемой поверхности сооружения.
5.12. При сопряжении бьефов с помощью энергогасящих сооружений следует обращать внимание на положение донного гидравлического прыжка. Нормально, если он затоплен. Отгон прыжка свидетельствует об ухудшении условий работы сооружений по сравнению с проектными.
5.13. При сопряжении по типу отброшенной струи поток должен сходить с трамплина, не прилипая к его низовой грани. Сразу по включении водосброса струя должна отбрасываться от трамплина. При некоторых конструктивных решениях возможно и допустимо кратковременное затопление участка перед носком с переливом через него при малых начальных (не рабочих) открытиях затворов. Столкновение отдельных струй в воздухе, сопровождающееся их взлетами, не является дефектом в работе сооружения.
5.14. Скорость воздушного потока в аэрационных шахтах не должна превышать 60 м/с, как исключение, в специально оговоренных случаях 90-100 м/с (см. ВСН 38-70/Минэнерго, а также [8]). Изменение расхода воздуха по сравнению с предусмотренным в проекте более, чем на 50% свидетельствует о необходимости анализа режима работы воздухоподводящих устройств в натурных условиях.
5.15. При наличии отмеченных в п. 5.10-5.14 отклонений от нормальной работы водосброса следует устанавливать и устранять их причину, а при невозможности этого обращаться к генеральному проектировщику и в специализированную научно-исследовательскую организацию.
5.16. При нахождении наблюдателя на головном участке или на быках и бортах водосброса при нормальном режиме работы им ощущается постоянная вибрация. В случае, если слышны глухие удары, сопровождающиеся сотрясением сооружения, необходимо выяснять их причину, обращаясь, если надо, в специализированную организацию.
5.17. При осмотре осушенного сооружения следует особое внимание обращать на места возможного снижения осредненного гидродинамического давления потока:
перегибы в профиле при увеличении уклона водопроводящего тракта;
поворот ограждающих водосброс бортов при расширении водовода;
выпуклый участок стены при общем повороте водовода;
места окончания облицовок или обделок водовода;
гасители энергии (пирсы, шашки, водобойные стенки и т. п.);
участки водобоя в районе расположения дренажных колодцев (одновременно следует обращать внимание на состояние самих колодцев: вынос дренажа, кольматаж).
Кроме того, внимательному осмотру подлежат стыки плит и блоков бетонирования и прочие местные неровности (дефекты производства строительных работ).
В этих местах при скоростях течения, превышающих 15 м/с, возможно возникновение кавитационной эрозии бетона.
5.18. Кавитационная эрозия бетона в начальной стадии проявляется в виде мелких раковин, каверн, поверхность бетона приобретает ноздреватый, губчатый вид. При развитии эрозии площадь, затронутая ею, и глубина увеличиваются, обнажается крупный заполнитель и арматура, ниже по течению образуется цепочка вторичных каверн и т. д.
5.19. Абразивный износ сооружения проявляется в виде борозд, направленных по течению, в местах перегибов профиля с уменьшением уклона водовода, при подходе к трамплину, а также в местах интенсивных водоворотов в виде ям ("котлов"), чт
еще рефераты
Еще работы по разное