Гідротехнічні, енергетичні та меліоративні системи і споруди, підземні гірничі виробки гідротехнічні споруди. основні положення

При реконструкції слід передбачати максимальне використання існуючих споруд та їх еле­ментів, що перебувають у нормальному експлуатаційному стані.

1.5.2 Реконструкцію основних гідротехнічних споруд слід робити без припинення виконання ними основних експлуатаційних функцій.

2 ОСНОВНІ РОЗРАХУНКОВІ ПОЛОЖЕННЯ

2.1 Призначення класу наслідків (відповідальності) гідротехнічних споруд

2.1.1 Гідротехнічні споруди залежно від соціально-економічної відповідальності і наслідків можливих гідродинамічних аварій поділяють на класи наслідків (відповідальності). Класи нас­лідків (відповідальності) призначаються за таблицею 1 ДБН В.1.2-14.

Уточняти клас наслідків (відповідальності) гідротехнічних споруд слід за їх технічними параметрами, соціально-економічною відповідальністю та умовами екплуатації за обов'язковим додатком Г.

Остаточно клас наслідків (відповідальності) основних гідротехнічних споруд (крім обумов­лених в 2.1.5, 2.1.7, 2.1.8) слід приймати таким, що дорівнює найбільшому його значенню, прий­нятому за таблицею 1 ДБН В.1.2-14 або за таблицями Г.1, Г.2, Г.З обов'язкового додатка Г. Замовник проекту гідротехнічних споруд при належному обґрунтуванні може своїм рішенням підвищити клас наслідків (відповідальності) споруди в порівнянні із прийнятим.

При призначенні (підкласів) класів наслідків (відповідальності) слід користуватися позна­ченнями і найменуваннями класів наслідків за ДБН В.1.2-14 та враховувати їх відповідність згідно зі СНиП 2.06.01.

ДБН В.2.4-3:2010 С.9

Примітка.

Таблиця 2.1 - Відповідність прийнятих класів (підкласів) наслідків (відповідальності) з урахуванням ДБН В.1.2-14 та класів капітальності за СНиП 2.06.01

2.1.2 Клас другорядних гідротехнічних споруд слід приймати на одиницю нижче класу нас­- лідків (відповідальності) основних споруд цього гідровузла, але не вище підкласу СС2-2.

Тимчасові споруди, як правило, необхідно відносити до класу наслідків СС1. У випадку якщо руйнування цих споруд може викликати наслідки катастрофічного характеру або значну затримку зведення основних споруд класів (підкласів) наслідків (відповідальності) СС3 і СС2-1, допус­кається їх відносити при належному обґрунтуванні до підкласу СС2-2.

Клас наслідків (відповідальності) водопідпірних гідротехнічних споруд гідравлічних, гідро-акумулюючих і теплових електростанцій повинен призначатися з урахуванням їх роботи як за­хисних споруд для територій і об'єктів, розташованих у нижньому б'єфі (таблиця Г.2, додаток Г).

2.1.3 Клас наслідків (відповідальності) основних гідротехнічних споруд комплексного гідро­- вузла, що забезпечує одночасно декількох учасників водогосподарчого комплексу (енергетика, транспорт, гідромеліорація, водопостачання, боротьба з повенями тощо) або при поєднанні в одній споруді двох або декількох функцій різного призначення (наприклад, причальних споруд з огороджувальними) чи поєднанні двох різних споруд, необхідно установлювати за спорудою, віднесеною до більш високого класу наслідків (відповідальності).

Клас наслідків (відповідальності) основних споруд, що входять до складу напірного фронту, має установлюватися за спорудою, віднесеною до більш відповідальної.

2.1.4 Клас наслідків (відповідальності) основних гідротехнічних споруд гідравлічної або теп­лової електростанції встановленою потужністю менше 1,0 млн. кВт, прийнятий за таблицею Г.2 додатка Г, слід підвищувати на одиницю у випадку, якщо ці електростанції ізольовані від енер­гетичних систем і обслуговують великі населені пункти, промислові підприємства, транспорт або якщо ці електростанції забезпечують теплом, гарячою водою і парою великі населені пункти і промислові підприємства.

2.1.5 Основні гідротехнічні споруди річкових портів 1-ї, 2-ї і 3-ї категорій необхідно від-­ носити до підкласу наслідків (відповідальності) СС2-2, інші споруди - до класу наслідків (відпо-­ відальності) СС1.

Категорію річкових портів слід встановлювати за додатком Д.

Вантажообіг і пасажирооборот визначаються відповідно до норм технологічного проекту- вання річкових портів на внутрішніх водних шляхах.

Клас наслідків (відповідальності) ділянки каналу від головного водозабору до першого регулюючого водоймища, а також ділянок каналу між регулюючими водоймищами може бути знижений на одиницю, якщо водоподача основному водоспоживачу в період ліквідації наслідків аварії на каналі може бути забезпечена за рахунок регулюючої ємності водоймищ або інших джерел.

Берегоукріплювальні споруди (додаток М) слід відносити до підкласу наслідків (відпо-­ відальності) СС2-2. У випадках, коли аварія берегоукріплювальних споруд може привести до наслідків катастрофічного характеру (внаслідок зсуву, підмиву), споруди слід відносити до під­- класу наслідків (відповідальності) СС2-1.

С.10 ДБН В.2.4-3:2010

2.1.8 Морські нафтогазопромислові гідротехнічні споруди (МНГС), включаючи нафтогазо­проводи і підводні нафтосховища, поза залежністю від їхньої конструкції і умов їх експлуатації (додаток Е) необхідно відносити до класу наслідків СС3. Зниження класу МНГС не допускається.

2.2 Навантаження, впливи та їх сполучення

2.2.1 Навантаження і впливи на гідротехнічні споруди в залежності від змінюваності в часі поділяють на постійні та змінні. Змінні навантаження і впливи в залежності від тривалості неперервної дії поділяють на тривалі, короткочасні і епізодичні.

Перелік навантажень і впливів на гідротехнічні споруди наведено у рекомендованому додат­ку Ж згідно з ДБН В. 1.2-2.

Перелік навантажень, впливів та їх сполучень, що враховуються при розрахунках окремих видів гідротехнічних споруд, необхідно приймати за відповідними нормативними документами з врахуванням положень ДБН В. 1.2-2 та СНиП 2.06.04*.

2.2.2 Гідротехнічні споруди слід поділяти на основні і епізодичні види навантажень і впливів у відповідності до ДБН В. 1.2-2.

Розрахункові значення навантажень і впливів (експлуатаційне, граничне, циклічне та квазі-постійне) необхідно приймати в найбільш несприятливих, але реальних для розглянутого роз­рахункового випадку сполученнях, окремо для будівельного, експлуатаційного періодів і роз­рахункового ремонтного випадку за ДБН В. 1.2-2.

2.2.3 При проектуванні річкових гідровузлів навантаження від тиску води на споруди, основи та силовий вплив фільтраційної води (додаток Ж) повинні визначатися для двох розрахункових випадків витрати води: основного і перевірочного згідно з 2.4.1.

Зазначені навантаження, що відповідають пропуску витрати води основного розрахункового випадку, визначають при нормальному підпірному рівні (НПР) води у верхньому б'єфі. їх слід враховувати в складі основного виду навантажень і впливів.

Для гідровузлів, через які пропуск витрат води основного розрахункового випадку здій­снюється при рівнях верхнього б'єфа, що перевищують НПР, відповідні їм навантаження і впливи слід враховувати в складі основного виду навантажень і впливів.

Навантаження від тиску води на споруди і основи та силовий вплив фільтруючої води, що відповідають пропуску витрати води перевірочного розрахункового випадку, повинні визнача­тися при форсованому підпірному рівні (ФПР) води у верхньому б'єфі і враховуватися в складі епізодичного виду навантажень і впливів.

У проектній документації повинні бути наведені відомості про припустимі ушкодження при пропуску максимальної витрати води основних і перевірочних розрахункових випадків.

У будівельний період слід враховувати можливість підвищення рівня води понад розрахун­ковий через виникнення заторних і зажорних явищ.

Для споруд, призначених для боротьби з повенями, навантаження та впливи, що від­- повідають рівням, які перевищують розрахункові, необхідно враховувати в складі епізодичного виду навантажень і впливів.

При проектуванні морських нафтопромислових гідротехнічних споруд (МНГС) з ура­- хуванням класу їх наслідків (відповідальності) повинні враховуватися шторми розрахункової повторюваності. Параметри хвиль для розрахунку МНГС на хвильові навантаження признача­- ються у відповідності з вимогами СНиП 2.06.04* у системі розрахункового шторму.

Навантаження на причальні споруди від розрахункового судна визначаються у відпо-­ відності з вимогами СНиП 2.06.04*.

Льодові навантаження на річкові і морські гідротехнічні споруди, що проектуються, необхідно визначати у відповідності з вимогами СНиП 2.06.04*. При цьому розрахункові пара­- метри льодових утворень призначаються з аналізу ряду багаторічних спостережень у районі май­- бутнього будівництва.

ДБН В.2.4-3:2010 С.11

2.3 Обґрунтування надійності і безпеки гідротехнічних споруд

Для обґрунтування надійності і безпеки гідротехнічних споруд повинні виконуватися розрахунки гідравлічного, фільтраційного і температурного режимів, а також розрахунки напру- жено-деформованого стану системи "споруда-основа" на основі застосування сучасних чисельних методів механіки суцільного середовища з урахуванням реальних властивостей матеріалів і порід основ, а також конструкції фундаментів.

Основні технічні рішення, що визначають надійність і безпеку гідротехнічних споруд класів (підкласів) наслідків (відповідальності) СС3 і СС2-1, поряд з розрахунками повинні обґрунтовуватися науково-дослідними, експериментальними роботами, результати яких слід при­- водити в складі проектної документації.

Розрахунки конструкцій і споруд, як правило, потрібно виконувати з урахуванням нелі­- нійних і непружних деформацій, впливу тріщин і неоднорідності матеріалів, зміни фізико-меха- нічних характеристик будівельних матеріалів та ґрунтів основи в часі, поетапності зведення і навантаження споруд. .

Забезпечення надійності і безпеки гідротехнічних споруд повинно обґрунтовуватися за результатами розрахунків методом граничних станів їх міцності (у тому числі фільтраційної), стійкості, деформацій і зміщень. Такі розрахунки слід виконувати за двома групами граничних станів:

за першою (втрата несучої здатності і (або) повна непридатність споруд, їх конструкцій і основ до експлуатації) - розрахунки загальної міцності і стійкості системи "споруда-основа", фільтраційної міцності основ і ґрунтових споруд, міцності окремих елементів споруд, руйнування яких приводить до припинення експлуатації споруд; розрахунки переміщень конструкцій, від яких залежить міцність або стійкість споруд у цілому;

за другою (непридатність до нормальної експлуатації) - розрахунки місцевої, фільтраційної міцності основ і споруд, переміщень і деформацій, утворення або розкриття тріщин та будівель­- них швів; розрахунки міцності окремих елементів споруд, які не відносяться до розрахунків за граничними станами першої групи.

2.3.5 При розрахунках гідротехнічних споруд, їх конструкцій і основ необхідно дотриму-­ ватися умови, яка забезпечує недопущення настання граничних станів:

С.12 ДБН В.2.4-3:2010

Т аблиця 2.2 - Значення коефіцієнтів надійності за відповідальністю (коефіцієнти відповідаль­ності) гідротехнічних споруд для різних класів наслідків (відповідальності) споруд

При розрахунку стійкості природних схилів значення необхідно приймати як для споруд, що можуть прийти в непридатний для експлуатації стан у випадку руйнування схилу.

2.3.6 Значення коефіцієнта сполучення навантажень при розрахунках за першою групою гра­ничних станів приймається у відповідності до таблиці 2.3.

Таблица 2.3 - Значення коефіцієнта сполучення у_lc навантажень при розрахунках за першою групою граничних станів

2.3.7 Розрахункове значення узагальненого силового впливу F має прийматися при розра­хункових значеннях навантажень, що визначаються множенням характеристичного значення навантаження на відповідний коефіцієнт надійності за навантаженням у_f .

Характеристичні значення навантажень необхідно визначати за нормативними документами на проектування окремих видів гідротехнічних споруд, їх конструкцій і основ.

Значення коефіцієнтів надійності за навантаженням у_f при розрахунках за граничними станами першої групи необхідно приймати відповідно до обов'язкового додатка Є.

ДБН В.2.4-3:2010 С.13

2 .3.8 Розрахункове значення узагальненої несучої здатності R повинне визначатися як добу­- ток нормативного значення узагальненої несучої здатності на коефіцієнт умов роботи у_с , поді­- лений на коефіцієнт надійності за матеріалом у_т або ґрунтом у_g .

Характеристичні значення узагальненої несучої здатності і значення коефіцієнтів надійності за матеріалом у_т або ґрунтом у_g, що застосовуються для визначення розрахункових опорів матеріалів і характеристик ґрунтів, встановлюються Нормами з проектування окремих видів гід­ротехнічних споруд, їх конструкцій і основ.

Значення коефіцієнта умов роботи у_c що враховує тип споруди, конструкції або основи, вид матеріалу, наближеність розрахункових схем, вид граничного стану та інші фактори, установлю­ються нормативними документами на проектування окремих видів гідротехнічних споруд, їх конструкцій і основ.

2.3.9 Розрахунки гідротехнічних споруд, їх конструкцій і основ за граничними станами дру­- гої групи необхідно виконувати при значеннях коефіцієнтів у_т ,_, у_g , у_c , рівних 1.0, за винятком випадків, що встановлені нормативними документами на проектування окремих видів гідро­- технічних споруд, конструкцій і основ.

2.3.10 Гідротехнічні споруди, їх конструкції і основи необхідно проектувати так, щоб умова недопущення настання граничних станів згідно з виразом (1) дотримувалася на всіх етапах їх будівництва і експлуатації, у тому числі і наприкінці призначеного строку служби.

Призначені строки служби основних гідротехнічних споруд залежно від їх класу повинні бути не менше розрахункових строків служби, які приймають рівними:

для споруд класів (підкласів) наслідків (відповідальності) СС3 і СС2-1

100 років

для споруд класів (підкласів) наслідків (відповідальності) СС2-2 і СС1

50 років

При належному техніко-економічному обґрунтуванні призначений термін служби окремих конструкцій і елементів споруд, руйнування яких не впливає на збереження напірного фронту гідровузла, допускається зменшувати. При цьому проектом повинні бути передбачені технічні рішення, що забезпечують відновлення зруйнованих і ремонт ушкоджених конструкцій та еле­ментів споруд.

Оцінку надійності і безпеки гідротехнічних споруд допускається здійснюв'ати на основі роз­рахунків імовірносними методами. В результаті таких розрахунків повинні бути отримані розра­хункові значення ймовірності виникнення аварій на спорудах, які для напірних гідротехнічних споруд всіх класів наслідків (відповідальності) не повинні перевищувати допустимі значення, наведені в таблиці 2.4.

Вибір граничних станів і методів розрахунку гідротехнічних споруд здійснюється відповідно до норм проектування окремих видів споруд і конструкцій (ДБН В. 1.2-2, ДБН В. 1.2-14, ДБН В.2.3-14, ДБН В.2.4-1, СНиП 2.02.02, СНиП 2.06.05*, СНиП 2.06.06, СНиП 2.06.07, СНиП 2.06.09, СНиП 3.07.02, СНиП 3.07.01, СНиП 2.06.08, СНиП 2.04.02*, СНиП 2.04.03).