Особенности проектирования и расчета гидротехнических сооружений

6.3.2 Отдельные виды деформаций земной поверхности, возникающие в различные периоды, допускается не учитывать при расчете конструкций гидротехнических сооружений, если установлено, что усилия от таких видов деформаций меньше, чем усилия от других видов нагрузок и воздействий.

6.3.3 При проектировании бетонных и железобетонных плотин, возводимых на нескальном основании, не следует допускать возникновения растягивающих напряжений под подошвой сооружения или его секций при расчетных деформациях земной поверхности

6.3.4 Водопропускные сооружения, входящие в состав гидроузла, следует проектировать, как правило, открытого типа, предусматривания при этом конструктивные мероприятия, исключающие вероятность опасных размывов в месте контакта с грунтом основания при деформациях, обусловленных горными работами. Устройство донных водоспусков в теле плотины допускается при условии применения металлических труб, укладываемых в галереи.

Поверхностные водосбросы следует устраивать вне тела плотины.

Водосбросы открытого типа целесообразно проектировать многоступенчатыми перепадами, позволяющими осуществить разрезку их на секции и устройство деформационных швов.

6.3.5 Конструкции гидротехнических сооружений, проектируемых для возведения на подрабатываемых территориях, должны удовлетворять требованиям расчета по потере несущей способности (предельное состояние первой группы) и по непригодности к нормальной эксплуатации (предельное состояние второй группы).

6.3.6 Расчет по предельному состоянию второй группы, исходя из допускаемых деформаций, необходимо производить для ограничения перемещений сооружений пределами, при которых гарантируются нормальные условия эксплуатации сооружения в целом и отдельных его частей и обеспечивается требуемая долговечность.

6.3.7 При определении предельных величин перемещений и деформаций гидротехнических сооружений необходимо учитывать: допускаемую разность осадок между секциями сооружения и отдельными его частями, допускаемый крен (наклон) сооружения, допустимые величины осадок и горизонтальных смещений.

6.3.8 Расчет конструкций гидротехнических сооружений должен выполняться на особое сочетание нагрузок и воздействий, включающих постоянные, временные, длительные и кратковременные нагрузки и воздействия от подработки. Возможные сочетания воздействий от подработки следует принимать согласно СН РК 2.03-01.

Расчетные схемы гидротехнических сооружений, используемые для определения усилий и деформаций, должны отражать с целесообразной степенью точности действительные условия работы конструкций и особенности их взаимодействия с основанием. В необходимых случаях учитываются пространственная работа сооружения, геометрическая и физическая нелинейность, ползучесть материалов.

6.3.9 Номенклатура нагрузок и воздействий, их величины и коэффициенты надежности по нагрузке и условий работы должны приниматься в соответсвии с СН РК 3.04-02-2012, СН РК 2.03-01.

6.3.10 Расчет конструкций на воздействия от подработки должен производиться из условия совместной работы основания и сооружения с учетом следующих деформаций основания:

а) деформации от подработки, проявляющиеся в виде вертикальных и горизонтальных перемещений основания;

б) деформация грунтов от нагрузок, передаваемых на основание сооружения.

6.3.11 При расчете конструкций гидротехнических сооружений, предназначенных для строительства на подрабатываемых территориях, на воздействие вертикальных перемещений основания, характеризуемого радиусом кривизны, расчетное значение суммарного внутреннего усилия должно определяться с учетом взаимодействия конструкций с искривленным основанием. При этом следует рассматривать два варианта воздействий от подработки в виде кривизны выпуклости и вогнутости.

6.3.12 При вертикальных воздействиях, характеризуемых уступами на земной поверхности, расчетное значение обобщенного внутреннего усилия должно определяться с учетом взаимодействия конструкции со ступенчатым основанием.

Расчетное местоположение уступов в плане сооружения принимается таким, при котором возникающие в конструкциях усилия будут максимальными.

6.3.13 При определении суммарных внутренних усилий в конструкциях влияние горизонтальных перемещений основания допускается учитывать в качестве дополнительных нагрузок на фундаменты и подземные части сооружений, определяемых в зависимости от конструктивной схемы сооружений, в виде:

а) сдвигающих сил по подошве фундаментов;

б) сдвигающих сил по боковым поверхностям фундаментов и подземной части сооружений;

в) нормального давления сдвигающегося грунта на лобовые поверхности фундаментов и подземной части сооружений.

Величины сдвигающих сил по подошве фундаментов и подземной части сооружений следует определять в зависимости от вертикальных нагрузок, угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта, а также от величины перемещения грунта относительно сооружения.

6.3.14 При расчете конструкций гидротехнических сооружений на воздействие вертикальных и горизонтальных перемещений грунтового массива основание допускается принимать линейно- или нелинейно-деформируемым, характеризуемым постоянным или переменными коэффициентами жесткости.

В зависимости от характера воздействий, обусловленных влиянием горных выработок, деформационные свойства основания на контакте с фундаментами и подземными частями сооружений характеризуются коэффициентами жесткости при сжатии и сдвиге, определяемыми в соответствии с требованиями дейстующих нормативно-технических документов по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях.

6.3.15 В качестве исходных данных для проектирования гидротехнических сооружений на подрабатываемых территориях необходимо задавать максимальные величины ожидаемых (нормативных) деформаций земной поверхности на участке строительства в направлениях вкрест и по простиранию пластов.

Проекты гидротехнических сооружений большой протяженности (каналов, тоннелей, систем хозяйственно-питьевого водоснабжения, мелиоративных систем) должны разрабатываться для каждого расчетного участка в отдельности. Разбивка на расчетные участки должна производиться в зависимости от конкретных горногеологических условий подработки.

6.3.16 Расчет конструкций гидротехнических сооружений должен выполняться для случаев попадания сооружения как в растянутую, так и сжатую зону мульды сдвижени.

6.3.17 При проектировании грунтовых плотин и дамб, возводимых на подрабатываемой территории, следует выполнять расчеты устойчивости откосов, экрана и защитного слоя, вертикальных и горизонтальных перемещений тела сооружения и отдельных элементов с учетом деформаций от подработки, а также расчет расхода воды через плотину и ее основание с учетом дополнительного раскрытия швов и возможных трещин от воздействия подработок.

Расчеты должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП РК 3.04-04.

6.3.18 Вертикальные перемещения тела грунтовой плотины определяются путем суммирования величин осадок:

• 
  возникающих следствие уплотнения материала тела плотины;
  
• 
  сжимаемого основания от веса плотины;
  
• 
  основания под влиянием подработки территории, определяемого в соответсвии с Подразделом 5.2.
  

6.3.20 Расчет, позволяющий наиболее достоверно установить вероятность появления зон предельного состояния прочности и устойчивости плотины, следует выполнять, применяя численный метод расчета ЭВМ; при этом в качестве граничных условий в основании сооружения следует задавать величины смещений, рассчитанных с учетом прогнозируемых деформаций земной поверхности от подработки территории.

6.3.21 Расчет бетонных конструкций гидросооружений сводится к расчету:

• 
  прочности тела сооружения при расчетных деформациях основания;
  
• 
  параметров раскрытия швов между отдельными блоками или секциями;
  
• 
  величин раскрытия щелей или трещин в местах примыкания к земляным сооружениям;
  
• 
  расхода воды через щели при их расчетном раскрытии и при наличии указанной выше контактной фильтрации;
  
• 
  оценки вероятности отрыва подошвы бетонного сооружения от основания.
  

6.3.23 Конструкции подпорных стен гидросооружений, водосбросных и других бетонных сооружений, контактирующих с основанием и заглубленных в грунт, должны быть рассчитаны с учетом дополнительных воздействий, обусловленных вертикальными и горизонтальными деформациями земной поверхности.

Водосбросные и водоспускные сооружения башенного типа следует рассчитывать с учетом крена, вызванного наклоном основания при подработке.

6.3.24 Конструкции гидротехнических тоннелей следует рассчитывать на дополнительные нормальные нагрузки и сдвигающие силы, вызванные горизонтальными деформациями грунтового массива, соответственно в поперечном и продольном направлениях относительно оси сооружения.

6.3.25 При проведении фильтрационных расчетов гидротехнических сооружений следует учитывать степень изменения проницаемости грунтов основания или тела плотины из грунтовых материалов в период активной стадии сдвижения земной поверхности при подработке, которая должна оцениваться на основании данных изысканий и натурных наблюдений за состоянием грунтов основания и плотины.

6.3.26 При проектировании водохранилищ и каналов, возводимых на подрабатываемых территориях, следует производить оценку потерь воды из водоемов и определять объем водопритока в горные выработки за счет наличия искусственного водоема. В обоснованных случаях оценка должна производиться путем моделирования условий плоской или пространственной задачи фильтрации.

Исходным материалом для проектирования гидротехнических сооружений должны служить совмещенный календарный план горных работ, содержащий указание о времени отработки шахтных полей, и предварительный расчет сдвижений и деформаций земной поверхности.

6.4.2 При проектировании неоднородных плотин с противофильтрационными элементами (ядрами, экранами) из связных грунтов для повышения их надежности с верховой и низовой стороны ядра (экрана) следует предусматривать устройство обратного фильтра, подбираемого с учетом залечивания вероятных трещин по всей их высоте.

6.4.3 В отдельных случаях, при наличии технико-экономического обоснования, при проектировании плотин из грунтовых материалов для снижения неблагоприятных воздействий от подработки должны применяться конструктивные мероприятия (песчаные швы, диафрагмы в зонах предполагаемого трещинообразования, дренажи и др.).

6.4.4 На участках трассы водопроводящих каналов, а также акведуков, проходящих в зоне влияния горных выработок, в целях исключения переливов воды вместо увеличения уклона допускается предусматривать повышение отметок бровок канала (стенок акведука) на расчетную величину оседаний земной поверхности, определяемую в соответсвии с Подразделом 5.2.

6.4.5 На участках канала, проходящего в зоне влияния горных выработок, следует предусматривать облицовку дна и откосов из материалов, способных воспринимать без разрушения неравномерные деформации основания, связанные с подработкой территории.

6.4.6 Дюкеры следует проектировать из стальных труб (с компенсаторами), укладываемых на подвижных опорах.

Отметки входного и выходного оголовков дюкеров должны быть заданы с учетом деформаций земной поверхности.

6.4.7 При проектировании водозаборных сооружений должны предусматриваться мероприятия по обеспечению неизменности категории надежности подачи воды потребителям согласно СН РК 4.01-03 в период интенсивного движения грунтового массива вследствие подработки.

6.4.8 Гидротехнические напорные и безнапорные тоннели следует проектировать сборными или монолитными железобетонными:

• 
  в продольном направлении – по податливым схемам с разрезкой на отдельные отсеки деформационными швами;
  
• 
  в поперечном направлении – по жестким схемам, при этом предпочтение следует отдавать цельнозамкнутым системам с минимальным периметром.
  

6.4.10 Конструкции сооружений водоприемников, насосных станций, водозаборных и других сооружений, имеющихся в составе гидроузлов, располагаемых на подрабатываемых территориях, следует проектировать в соответствии с требованиями СН РК 2.03-01.

6.4.11 При наличии на площадке строительства водохранилища ранее пройденных или действующих горных выработок, а также при заполнении его хвостами или шламами, содержащими токсичные вещества, следует предусматривать устройство в ложе водохранилища экрана из малопроницаемых глинистых грунтов или полимерных материалов. Параметры экрана, его конструкция и толщина устанавливаются проектом с учетом результатов технико-экономических проработок.

Пригодность глин или суглинков для создания качественного экрана определяется на основе результатов лабораторных исследований, их физико-механических и фильтрационных свойств с учетом работы экрана в условиях сжатия и растяжения.

7.2 При подготовке оснований под гидротехнические сооружения особое внимание должно уделяться контролю качества строительных работ по тампонажу и заделке вертикальных выработок, пройденных при проведении горных работ. Тампонаж осуществляется грунтом, аналогичным по проницаемости грунту тампонируемой выработки, с замачиванием ранее уложенного в нее грунта.

При залегании под днем водоема высокопроницаемого слоя грунта над выработкой устраивается противофильтрационный экран из глины.

7.3 При устройстве противофильтрационного экрана ложа водохранилища следует обеспечивать тщательный контроль за выполнением строительных работ по его возведению в соответствии с проектом производства работ, особенно на участках, подвергающихся деформациям.

7.4 При проектировании и возведении плотин из местных строительных материалов на подрабатываемых территориях следует руководствоваться действующими нормативно-техническими документами по проектированию и строительству плотин из грунтовых материалов. При этом предпочтение следует отдавать однородным грунтовым плотинам.

7.5 Для проверки качества выполненных работ по ложу водохранилища с целью обеспечения надежной работы гидротехнического сооружения и безопасной разработки угля в шахтах перед заполнением водохранилища до проектной отметки следует проводить опытное частичное заполнение по программе, разработанной проектной организацией. В программе должны указываться:

• 
  отметка уровня и время частичного заполнения;
  
• 
  методика наблюдения за состоянием сооружения и уровнем воды;
  
• 
  методика обследования ложа водохранилища после опорожнения;
  
• 
  способы ликвидации выявленных очагов утечки воды из водохранилища.
  

7.7 В период активизации сдвижений от подработки необходимо вести регулярные наблюдения за трещинообразованием в сооружении, состоянием деформационных швов, участками примыкания грунтовых и бетонных конструкций, положением фундаментов под оборудованием, изменением параметров фильтрационного потока.

8.2 На каждом гидротехническом сооружении должен быть организован постоянный и периодический контроль (осмотры, технические освидетельствования, обследования) технического состояния сооружения, а также определены уполномоченные за их состояние и безопасную эксплуатацию лица, назначен персонал по техническому и технологическому надзору и утверждены его должностные функции.

8.3 В процессе эксплуатации количественные показатели критериев могут подвергаться корректировке на основе опыта эксплуатации и исследований.

Критерии безопасности и их количественные показатели должны периодически пересматриваться и согласовываться с органами государственного надзора.

При наличии признаков аварийного состояния и после проведения ремонтных работ и/или изменения режимов эксплуатации сооружения показатели критериев безопасности подлежат уточнению во внеочередном порядке.

8.4 Результаты мониторинга должны отражаться в декларации безопасности гидротехнических сооружений и передаваться в органы государственного надзора.

8.5 Собственник гидротехнического сооружения (эксплуатирующая организация) должны обеспечить сохранность и развивать систему контрольно-измерительной аппаратуры для проведения качественного мониторинга состояния сооружений.

Вышедшая из строя аппаратура подлежит замене на аналогичную, способную давать необходимую достоверную информацию.

8.6 Собственник гидротехнического сооружения (эксплуатирующая организация) должен иметь комплекты проектной документации, технических регламентов, национальных стандартов, стандартов организаций, действующих и отмененных нормативно-технических документов, акты приемочных комиссий, технические паспорта сооружений, материалы гидрометеорологических наблюдений и изысканий за весь период из производства, декларацию безопасности гидротехнических сооружений

8.7 Гидротехнические сооружения, находящиеся в эксплуатации более 25 лет, независимо от состояния должны один раз в 5 лет подвергаться комплексному анализу их технического состояния с оценкой их прочности, устойчивости и эксплуатационной надежности.

На основе фактических физико-механических характеристик материалов сооружений и их оснований при необходимости (наличии признаков предаварийного состояния) комплексному анализу технического состояния сооружения подвергаются во внеочередном порядке.
Примечание – В комплексный анализ технического состояния сооружения входят все виды обследовательских работ (визуальное и инструментальное, инженерно-геодезическое, инженерно-геофизическое, инженерно-геотехническое, инженерно-гидрографическое, подводное обследования, энергоаудит и обследование систем связи) с выполнением необходимых расчетов гидротехнических сооружений, на основании результатов проведенных обследований, и разработка рекомендаций по дальнейшей эксплуатации сооружения.
8.8 Режимы эксплуатации гидротехнических сооружений (порядок сработки и наполнения водохранилища, попуски в нижний бьеф, уровни бьефов) должны основываться на правилах использования водных ресурсов водотока, согласованных в установленном порядке с контролирующими и надзорными организациями для каждого водохранилища и утвержденными органом исполнительной власти.

8.9 Мониторинг гидротехнического сооружения непосредственно в процессе подработки должен выполняться в соответствии с проектом мониторинга, который является разделом утверждаемой части проектной документации на подрабатываемые территории, в соответсвии с требованиями действующих нормативно-технических документов в начальный период и после ее завершения.

8.10 В процессе мониторинга необходимо обеспечить своевременность информирования заинтересованных сторон о выявленных отклонениях контролируемых параметров (в т.ч. тенденции их изменений, превышающие ожидаемые) от проектных значений
9 ТРЕБОВАНИЯ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
9.1 Противопожарная защита гидротехнических сооружений и категории их пожарной опасности должны соответствовать требованиям действующих правил пожарной безопасности и технических регламентов.

9.2 В каждом бытовом помещении должна быть инструкция о мерах пожарной безопасности, утвержденная техническим руководителем предприятия по согласованию с уполномоченными органами пожарного надзора, а также первичные средства пожаротушения.

10.2 Общее руководство и соблюдение правил техники безопасноти, осуществляет эксплуатирующая организация. Каждый работник службы эксплуатации должен знать и выполнять правила техники безопасности на своем рабочем месте. Технический персонал службы эксплуатации ежеквартально проводит нструктаж на рабочем месте, с записью в журнале регистраций инструктажа на рабочем месте.

10.3 Разработать мероприятия, направленные на предупреждение чрезвычайных ситуаций и снижение ущерба при их возникновении:

• 
  разработка системы оповещения при чрезвычайной ситуации;
  
• 
  наличие на объекте необходимых резервов строительныз материалов для оперативной ликвидации опасных повреждений и аварийных ситуаций на гидротехнических сооружениях;
  
• 
  наличие аварийных средств связи с персоналом;
  
• 
  наличие на объекте плана оперативных действий эксплуатационного персонала при ликвидации аварийных ситуаций на гидротехнических сооружениях.
  

Неоходимо предусмотреть:

• 
  организацию работы по постоянному наблюдению за гидротехническим сооружением;
  
• 
  произвести разъяснительную работу среди персонала;
  
• 
  разместить информационные щиты с номерами телефонов служб;
  
• 
  содержать подъездные пути в надлежащем состоянии.
  

11.2 Запрещается эксплуатация гидротехнических сооружений, если они представляют опасность для жизни и здоровья людей.

11.3 Государственный контроль за соблюдением правил и норм по промышленной безопасности и промышленной санитарии при строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений осуществляется уполномоченным органом в области промышленной безопасности и уполномоченным органом по санитарно-эпидемиологическому надзору.

11.4 Основными требованиями по обеспечению безопасного проведения работ по возведению и эксплуатации гидротехнических сооружений являются:

• 
  допуск к работам лиц, имеющих специальную подготовку и квалификацию, а к руководству гидротехнических сооружений – лиц, имеющих соответствующее специальное образование;
  
• 
  обеспечение лиц, занятых на гработах по возведению и эксплуатации гидротехнических сооружений, специальной одеждой, средствами индивидуальной и коллективной защиты;
  
• 
  применение машин, оборудования и материалов, соответствующих требованиям безопасности, а также санитарным правилам и гигиеническим нормативам;