CC BY
3
УДК 626/627
Мох Э.С.
студент магистратуры 2 курса кафедра «Гидротехники, теории зданий и сооружений» Дальневосточный Федеральный Университет
Россия, г. Владивосток ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КОНТРОЛЯ В МОНИТОРИНГЕ ПЛОТИН МЕРЗЛОГО ТИПА НА ПРИМЕРЕ
АНАДЫРСКОГО ГИДРОУЗЛА Аннотация: Разработка и внедрение современных способов оперативного контроля и оценки состояния сооружений мерзлотного типа является актуальной задачей современного гидротехнического строительства в рамках программы освоения Севера. В статье предложен план системы мониторинга состояния грунтовых плотин мерзлотного типа. Описанная концепция сводится к автоматизированному учёту изменений основных параметров температурного режима плотины в ходе эксплуатации и постоянного исследования напряжённо-деформированного состояния плотины с учётом фиксируемых изменений.
Ключевые слова: мерзлая завеса, мониторинг, грунтовая плотина, GSM модем, замораживающая плотина, гидротехническое сооружение, криолитозона.
Mokh E.S. graduate student 2nd year Department of "Hydraulic Engineering, Theory of Buildings and
Structures" Far Eastern Federal University Russia, Vladivostok
APPLICATION OF MODERN TECHNOLOGIES OF MONITORING IN MONITORING DAMS OF A FROZEN TYPE ON THE EXAMPLE OF
ANADYR HYDROBACK Annotation: The development and introduction of modern methods of operational control and assessment of the state of permafrost-type structures is an important task of modern hydraulic engineering within the framework of the North development program. The article proposes a plan for a system for monitoring the state of permafrost-type soil dams. The described concept is reduced to the automated recording of changes in the main parameters of the temperature regime of the dam during operation and the constant study of the stress-strain state of the dam, taking into account the recorded changes.
Key words: frozen veil, monitoring, earth dam, GSM modem, freezing dam, hydraulic structure, cryolithozone.
Сокращения и обозначения:
ВЗС - воздушная замораживаемая система
ГТС - гидротехническое сооружение
ГЭС - гидроэлектростанция
КИА - контрольно-измерительная аппаратура
АСДМ - автоматизированные системы дистанционного мониторинга
ГЛОНАСС - глобальная навигационная спутниковая система
GPS - Global Positioning System (система глобального позиционирования)
Плотины с мерзлой завесой обычно возводятся на нескальном льдонасыщенном основании, которое при оттаивании дает большую просадку и повышает фильтрующие свойства. Оттаивание такого основания происходит при наполнении водохранилища, которое становится мощным постоянно действующим источником тепла. Для уменьшения отрицательного влияния водохранилища на основание в плотине и устраивают мерзлотную завесу, которая предохраняет основание от поступления вод под ядром плотины. Промороженное ядро должно быть надежно сомкнуто с основанием, что достигается той же мерзлотной завесой [1].
Для сохранения грунтов основания в мерзлом состоянии и обеспечения полной водонепроницаемости плотины устанавливается воздушная замораживаемая система (ВЗС).
Оценка уровня безопасности на стадии эксплуатации осуществляется инструментальными и визуальными методами с использованием технических и программных средств мониторинга. Визуальные наблюдения являются важно частью мониторинга ГТС. Визуальные осмотры частично можно заменить видео камерой-удаленный мониторинг. Благодаря современным технологиям все данные могут собираться на одном компьютере и транслироваться в сеть интернета. Исходя из этого, эксплуатирующая организация может посмотреть историю результатов измерений мониторинга сооружения.
Обязательными наблюдениями в период эксплуатации плотины являются:
1. Визуальные наблюдения.
2. Инструментальные наблюдения.
3. Температурные наблюдения.
4. Наблюдения за вертикальной осадкой тела плотины.
5. Наблюдения за горизонтальными перемещениями точек плотины.
6. Наблюдения за фильтрацией тела плотины.
Работа замораживающей системы необходима в течение всего срока эксплуатации.
Ниже приведены сведения о наблюдениях, проводимых на грунтовых плотинах, возводимых в суровых климатических условиях [2].
На плотине с мерзлой противофильтрационной завесой на реке Ирелях велись наблюдения: за ростом толщины льдогрунтовой стенки на начальном этапе, а также во время эксплуатации; осадки плотины контролировались с момента постройки. Для измерений температуры гирлянда из пяти термометров опускалась в термическую скважину не менее чем на сутки.
Часть термических скважин для измерений температуры тела плотины были оборудованы электрическими термометрами сопротивления, установленными на расстоянии друг от друга 2—5 м [4].
Плотина с мерзлотной противофильтрационной завесой на реке Сытыкан. Для осуществления контроля за температурным режимом грунтов в основании водосбросного канала предусмотрено устройство четырех термометрических створов по четыре скважины в каждом с заглублением их до 15—25 м.
Гидроузел на ручье Троговый. Обязательными наблюдениями в период эксплуатации плотины являются: визуальные наблюдения за состоянием плотины; наблюдения за осадками гребня плотины путем нивелирования; наблюдения за фильтрацией тела плотины; наблюдения за выходом фильтрационных вод; наблюдения за температурным режимом плотины. Работа замораживающей системы необходима в течение всего срока эксплуатации.
Плотина Колымской ГЭС на реке Колыма. Благодаря комплексу, установленному на сооружениях Колымской ГЭС КИА позволяет контролировать осадки, смещения, раскрытие швов, уровни бьефов, температурный и фильтрационный режим, напряженно-деформированное состояние [5].
Технологии развиваются и для вышеперечисленных задач, можно применять более современные методы. К современным измерительным системам мониторинга можно отнести: мониторинг с использованием КИА, АСДМ, телеуправляемые подводные робототехнические комплексы, системы спутникового позиционирования (ГЛОНАСС или GPS).
Раньше наблюдения за режимом водохранилища сводились к измерению уровней воды во времени при помощи водомерных реек или самописцев уровней. В настоящее время можно измерять уровень воды при помощи автоматических водомерных постов с функцией измерения и накопления полученных данных, которые в свою очередь будут осуществлять измерение, архивировать и передавать измеренные значений уровня в соответствии с расписанием. Передача данных осуществляется с помощью радиомодема или GSM модема. Связь по радиоканалу позволяет быстро и с минимальными затратами разворачивать наблюдения за данным объектом [3].
Использование современных технологий при мониторинге технического состояния гидротехнических сооружений в криолитозоне дает большие преимущества при эксплуатации современных сооружений: точность и оперативность получаемых данных, возможность долгосрочного хранения, возможность работы в автоматическом и ручном режимах, возможность вывода данных для дальнейшей передачи и анализа, удаленный доступ к архиву измерений и текущим показаниям.
Использованные источники:
1.Сайт «hydrotechnics.ru» Режим доступа http ://hydrotechnics.ru/ Gidrotekhnicheskie-sooruzheniia-Chast- 1/Konstruktcii-plotin-vozvodimykh-na-vechnoi-merzlote
2.Биянов Г.Ф. Плотины на вечной мерзлоте. М.: Энергоатомиздат, 1983.174с.
3.Сайт «geolink.ru». Режим доступа http://www.geolink.ru/products/hydrolog/agko.html
4.СНиП 2.06.05-84*. Плотины из грунтовых материалов. - М.,1991. - 49 с.
5.Анадырская ТЭЦ. Гидротехнические сооружения. Технический проект. Плотина с мерзлотной завесой. №1203-11т, Л.Ленгидропроект, 1973 г.
