О безопасности гидротехнических сооружений электрических станций
Статья 15. Требования к обеспечению безопасности бетонных и железобетонных (гравитационных, контрфорсных, арочных) плотин
1. Прочность и устойчивость бетонных и железобетонных плотин должна обеспечиваться прочностью и устойчивостью их отдельных секций или всей плотины в целом, если сооружение не разрезано на секции.
Конструкция плотин должна рассматриваться совместно с упругим основанием и учитывать последовательность возведения сооружения, омоноличивания швов и наполнения водохранилища.
2. Общая прочность плотин должна проверяться на влияние температурных воздействий строительного и эксплуатационного периодов.
3. Бетонные поверхности плотин всех классов, подверженные температурным воздействиям наружного воздуха в эксплуатационный период должны проверяться на образование трещин от температурных воздействий.
Проверке на образование трещин от температурных воздействий должны подвергаться все блоки бетонирования, уложенные на скальное или старое бетонное основание, а также поверхности блоков бетонирования, подверженные температурным воздействиям строительного периода. Проверка трещиностойкости бетонных конструкций должна производиться с использованием механики хрупкого разрушения.
4. Проверка общей прочности плотин, проектируемых для районов с амплитудой сезонных колебаний температуры наружного воздуха более 17°С, независимо от класса плотины должна выполняться на полный состав нагрузок и воздействий основных и особых сочетаний. При меньшей амплитуде сезонных колебаний температуры наружного воздуха, а также на начальных стадиях проектирования плотин I - III классов и на всех стадиях проектирования плотин IV класса допускается принимать на сокращенный состав нагрузок и воздействий основных и особых сочетаний, когда температурные воздействия исключаются из рассмотрения, сейсмические воздействия во всех случаях представлены только на уровне проектного землетрясения, а силовое воздействие фильтрующейся воды учитывается только в виде сил противодавления, приложенных на контакте бетон - скала.
5. Устойчивость гравитационных плотин на сдвиг должна рассматриваться как по контакту сооружения с основанием, так и по другим возможным расчетным поверхностям сдвига, полностью или частично проходящим ниже подошвы плотины и определяемым наличием в основании слабых прослоек, полого падающих трещин, зон размыва, льдистых распученных грунтов, контакта талых и мерзлых грунтов, размещением в нижнем бьефе плотины каких-либо сооружений.
Наряду с проверкой устойчивости на сдвиг, должна рассматриваться устойчивость по схеме предельного поворота с разрушением основания в зоне низовой грани плотины.
6. При непосредственном примыкании здания гидроэлектростанции к плотине со стороны нижнего бьефа проверка устойчивости плотины должна производиться с учетом их совместной работы на сдвиг. При определении сдвигающего усилия для здания станции должна учитываться конструкция его сопряжения с низовой гранью плотины.
7. На всех этапах строительства должна быть обеспечена прочность и устойчивость на сдвиг отдельных элементов плотины.
8. Вдоль верховой грани плотины должно предусматриваться устройство дренажа в виде вертикальных скважин (дрен), имеющих выход в продольные галереи.
Диаметр вертикальных дренажных скважин должен приниматься 10-30 см; расстояние между осями дрен - 2-3 метра.
Горизонтальные дрены площадью поперечного сечения 400-800 см должны располагаться по высоте плотины через 2-3 метра.
9. В основании плотины должно предусматриваться устройство дренажа в виде вертикальных или наклонных скважин или горизонтальных дренажных устройств.
10. При раздельном возведении быков, устоев и фундаментной плиты плотины на основании из песчаных грунтов реакция основания полностью возведенного сооружения должна учитывать контактные напряжения строительного периода под каждым элементом сооружения и напряжения от нагрузок на сооружение после его омоноличивания.
Проверка контактных напряжений оснований плотин из глинистых грунтов должна учитывать перераспределение напряжений во времени за счет ползучести грунтов и фильтрационной консолидации.
11. Секции плотин I и II классов на нескальных основаниях должны проверяться на общую прочность как пространственные конструкции совместно с упругим основанием с учетом перераспределения усилий вследствие трещинообразования.
При проверке прочности секций плотин III и IV классов должна рассматриваться их статическая работа раздельно в поперечном (вдоль потока) и в продольном (поперек потока) направлениях.
12. В случаях, когда проверка общей прочности плотины не учитывает особенности работы отдельных элементов и приложения к ним местных нагрузок, указанные элементы должны проверяться на местную прочность.
Плотина с анкерным понуром должна проектироваться таким образом, чтобы её устойчивость на сдвиг без учета усилий, воспринимаемого понуром, всегда была обеспечена.
13. Противофильтрационная завеса в основании плотины должна доводиться до водоупора - слабоводопроницаемых или практически водонепроницаемых грунтов. При глубоком залегании водоупора или при его отсутствии глубина завесы определяется расчетом с учетом инженерно-геологических условий, степени проницаемости грунтов, противодавления в основании плотины, наличия дренажа.
14. Во всех случаях, когда основание плотины сложено фильтрующими слабоводоустойчивыми и быстрорастворимыми грунтами, должны предусматриваться специальные противофильтрационные мероприятия, предотвращающие суффозионные процессы или обеспечивающие снижение их до допустимых пределов.
Противофильтрационные устройства в основании плотины должны сопрягаться с аналогичными устройствами в берегах и в примыкающих к плотине других сооружениях гидроузла.
15. Напряжения в отдельных сечениях, обусловленные воздействием противодавления, должны приниматься пропорциональными гидростатическому давлению и коэффициенту эффективной площади противодавления в бетоне.
Коэффициенты эффективной площади противодавления для сооружений I и II классов следует определять на основании экспериментальных исследований с учётом противофильтрационных устройств.
При отсутствии данных экспериментальных исследований в сечениях изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов допускается принимать следующие значения коэффициента эффективной площади противодавления:
1,0 - в растянутой зоне сечений и в зоне распространения трещин,
0 - в сжатой зоне сечений элементов.