На гидроэлектростанции механическая энергия движущихся масс воды преобразуется в электрическую с помощью гидротурбин и гидрогенераторов размещаемых вместе с многочисленным вспомогательным оборудованием в зданиях ГЭС.
Индивидуальность гидросооружений состоит в том, что в отличие от других инженерных сооружений размеры, компоновка, типы отдельных частей и т. п. гидротехнического сооружения существенно зависят от местных условий: топографии местности, гидрологических условий, геологического строения основания и т. п. Каждое новое гидросооружение требует индивидуального проекта. Только сравнительно мелкие гидросооружения и некоторые отдельные части крупных гидросооружений удается стандартизировать.
Надежность и безопасность являются основными требованиями к качеству эксплуатации зданий и сооружений.
Геодезический контроль является составной частью комплексной программы, которая предлагает применения современных инновационных методов с использованием современных электронных тахеометров, цифровых нивелиров и лазерных технологий.
Методика проведения инженерно-геологических игидрогеологических изысканий
Для оценки состояния грунтов основания фундамента зданий, основания насыпных земляных дамб, грунтов слагающих откосы канала и земляных отсыпанных дамб используются следующие способы:
Инженерно-геологические изыскания при помощи самоходной буровой установкой ПБУ-2 ударно-канатным способом, диаметром 146мм. В процессе буровых работ велось наблюдение за появлением и восстановлением уровня грунтовых вод, производился отбор проб грунта и воды. Пробы воды отобраны из скважин, канала, отстойника машинного зала. Проведены замеры уровня грунтовых вод в скважинах. Монолиты из скважин отбирались грунтоносом ГК-3, диаметром 123мм. Пробы грунта с нарушенной структурой отбирались в мешки. Пробы грунта мягкопластичной и текучей консистенции с ненарушенной структурой отбирались в бюксы.
Томографическая съемка выполнялась с целью построения профиля грунтов слагающих откосы, оснований дна канала, оснований фундаментов зданий насосной с использованием геотомографической установки (георадар) RAMAC фирмы MALA GeoSeance и обработку полученных георадарных данных в специализированном программном комплексе RadExplorer.
Георадарная съемка применялась для неразрушающего контроля грунтов и конструкций объектов гидротехнического комплекса на глубинах 0.2–50 м. Работа георадара основана на свойстве радиоволн отражаться от границ раздела сред с различной диэлектрической проницаемостью. Преимущество метода — высокая производительность и детальность.
Сейсмо -, вибро- и электродиагностика
Основная задача, решение которой предполагается осуществить сейсмическими методами, является расчленение разреза по сейсмическим свойствам с определением скоростей распространения упругих волн и глубины залегания преломляющих горизонтов.
Рис. 1. Схема размещения сейсмоприемников
Поверочные расчеты по определению коэффициента запаса устойчивости (К. З. У) по ПК с учетом сил гидростатического давления, уровня воды в водохранилище, с помощью программного обеспечения «Slide».
Рис. 2. Расчетная схема на ПК 120 левобережья при помощи программы «Slide»
Рис. 3. Влияние уровня грунтовых вод и дна дренажного канала на устойчивость откоса канала
Современные комплексные программы позволяют предусмотреть оценку состояния всех зданий и сооружений, относящихся к комплексу гидротехнических сооружений различных по своим конструктивным решениям, при этом используется разнообразная методика на основе внедрения последних достижений в области геодезии, геологии, геофизики, строительстве
По результатам проведенного исследования физико-механических характеристик грунтов с помощью георадара RAMAC фирмы MALA GeoSeance и специализированном программном комплексе RadExplorer получены томографические профили, которые были использованы при расчетах устойчивости откосов канала в программе «Slied».
Сущность данного способа диагностики заключается в анализе возникающих во время движения автомобильного транспорта, т. е. производится анализ физических полей земляного полотна. При использовании данного метода диагностики, как правило, используются несколько схем обследования земляного полотна:
а) способ продольного сейсмического профилирования. При продольном сейсмическом профилировании пункты возбуждения волн (ПВ) и сейсмоприемники (СП) располагаются на одной прямой линии — сейсмическом профиле.
б) способ кругового сейсмического зондирования. При круговом сейсмическом зондировании, профили располагают на откосе по радиусам круга, в центре которого находится пункт возбуждения колебаний (ПВ).
в) способ сейсмического просвечивания насыпей. При сейсмическом просвечивании источника и возбуждения волн находятся на одном из откосов, а регистрация волн, которые проходят через насыпь производится сейсмоприемниками, установленными на другом откосе. При обследовании объекта методом вибродиагностики источником возбуждения упругих волн является молот (кувалда).
Для анализа состояния насыпных земляных дамб и оценки рисков их разрушения была проведена детальная геодезическая съемка с целью установления геометрических форм и размерных параметров, геологической структуры (геологический разрез) и значений физико-механических характеристик материалов, слагающих тело дамб и откосов:
а) для грунта — наименование, плотность (естественная, частиц, скелета), пористость, влажность (естественная, на границах раскатывания и текучести), удельное сцепление, угол внутреннего трения, модуль деформации, коэффициент Пуассона [8].
Комплексная методика диагностики инженерного объекта основана на применении современных геофизических методов. Комплексная методика диагностики позволяет выявлять деформации на ранней стадии их возникновения. Геофизические методы основаны на изучении естественных или искусственно созданных физических полей (магнитных, электрических, электромагнитных, тепловых, радиоактивности, акустических, силы тяжести и др.), несущих информацию об особенностях строения объектов исследования.
Принципиальная схема применения геофизических методов для диагностики насыпей состоит из последовательности этапов:
а) возбуждение или использование для анализа возникающих при движении автомобильного физических полей в земляном полотне;
б) прием и преобразование ответных сигналов приборами (отклик системы);
в) регистрация сигналов измерительной аппаратурой;
г) обработка полученной информации;
д) интерпретация и инженерно-геологическое истолкование результатов.
В зависимости от типа и размеров электроразведочных установок имеет глубинность: на малых глубинах 0,1–10 м; на больших глубинах 10–200 м
Программа SLIDE позволяет оценивать коэффициент безопасности кольцевых или некруглых поверхностей разрушения почвы или скальные склоны. Слайд очень прост в использовании, и все же сложные модели можно создать и проанализировать быстро и легко. Внешняя нагрузка, грунтовые воды и поддержка могут все моделироваться различными способами.
Программа SLIDE анализирует стабильность поверхностей скольжения с помощью вертикального метода равновесия и предела среза. Индивидуальные скольжения поверхностей могут быть проанализированы, или методы поиска могут применяется для определения критической поверхности скольжения для заданного уклона.
Особенности включают в себя: поиск критической поверхности для круглой или некруглой поверхности скольжения; просмотр любых или всех поверхностей созданных поиском; детальные результаты анализа, можно построить график для отдельных поверхностей скольжения; полное устойчивое состояние моделирование, анализ и интерпретация грунтовых вод программа, встроена прямо в слайд-программу.
Литература:
- Технический отчет об инженерно-геологических изысканиях на объекте: «Машинная водоподача из Шардаринского водохранилища на орошаемые земли Мактаральского района Южно-Казахстанской области», выполненный ТОО «КарагандаГИИЗ» в 2013г.
