Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений при экстремальных условиях
Пропуск высоких паводков
Ежегодно до наступления паводкового периода на ГЭС должна быть образована паводковая комиссия под руководством технического руководителя. В задачу комиссии входит разработка плана мероприятий по обеспечению пропуска половодья (паводка) через гидроузел и защиты гидротехнических сооружений от повреждений.
Режим пропуска половодий должен осуществляться в соответствии с правилами использования водных ресурсов конкретного водохранилища, установленными Федеральным агентством водных ресурсов (ФАВР) и доведенными до сведения всех основных водопользователей.
Если для пропуска половодья предусматривается использование водопропускных сооружений, эксплуатируемых другими ведомствами, то необходимо до начала паводка составить согласованные мероприятия по подготовке их к работе и определить порядок включения в работу.
План мероприятий по пропуску половодья (паводка) должен разрабатываться заблаговременно, основываясь на предыдущих и текущем прогнозах Роскомгидромета, содержащих сроки начала и конца половодья, размер и характер его прохождения, а также максимальные величины приточного расхода половодья, и включает следующее:
режим предварительной сработки водохранилища;
режим работы гидроузла в период прохождения паводковых расходов, с учетом требований оперативного органа ФАВР;
график маневрирования затворами;
проверку работоспособности электроприводов затворов;
перечень аварийного запаса строительных материалов и мест их нахождения (камень, песок, щебень, лесоматериалы, материалы для уплотнения и др.), необходимых для ликвидации возможных размывов и повреждений сооружений, а также перечень транспортных средств, спецодежды, инструментов и оборудования.
Готовность затворов водосбросов к маневрированию должна проверяться в соответствии со стандартами [4, 5] и Планом мероприятий по пропуску половодья (паводка).
В подготовительные работы перед половодьем (паводком) включаются следующие мероприятия:
общий осмотр паводковой комиссией состояния гидротехнических сооружений с составлением акта по утвержденной форме;
проверка работоспособности КИА;
завершение плановых ремонтов всех гидротехнических сооружений, в том числе устройств, обеспечивающих отвод талых и дренажных вод;
проверка действия затворов и оборудования, работа которых связана с пропуском высоких вод; выполнение мероприятий по обеспечению надежной работы затворов и их подъемных устройств;
разборка или удаление временных сооружений и конструкций, устанавливаемых на морозный период (запаней, тепляков, потокообразователей и др.);
дополнительное укрепление откосов грунтовых сооружений и берегов в местах, подверженных размыву; защита линий электропередач, расположенных в пойменных участках, от подмыва оснований и воздействия льда во время ледохода; расчистка от снега и наледей нагорных канав у сооружений, кюветов на гребне и бермах плотин;
вывоз до наступления высоких вод с затопляемых территорий оборудования, механизмов, материалов и др.;
подготовка к возможному выполнению мероприятий по ослаблению ледяного покрова, в том числе, при необходимости, к производству взрывных работ;
разработка и согласование с местными органами власти и другими организациями совместных планов действий в случае аварийных ситуаций при прохождении ледохода и высоких вод, в том числе по оказанию помощи эксплуатирующей организации;
организация аварийных бригад на время пропуска половодья (паводков), обучение их производству работ, которые могут потребоваться при пропуске паводка (дробление льда и взрывные работы, подводная каменная наброска, фашинные крепления, механизированный и ручной водоотливы и т.п.), проведение инструктажа по технике безопасности;
график дежурства эксплуатационного персонала во время прохождения паводка;
резервирование источников электроснабжения в период прохождения паводка;
усиление электроосвещения акватории в зоне водосбросов;
проверка и поддержание в исправном состоянии проездов и подъездов для автотранспорта к гидротехническим сооружениям и складам аварийного запаса с учетом неблагоприятных метеорологических условий (дождь, снежный покров, обледенение).
Срок окончания подготовительных работ должен устанавливаться в зависимости от местных условий, своевременно, то есть до начала половодья, определенного прогнозом согласно информации от организаций, осуществляющих гидрометеорологические наблюдения. Должен осуществляться ежедневный контроль за своевременным выполнением мероприятий, предусмотренных планом по пропуску половодья.
В стандарте ГЭС (производственной инструкции), в разделе по эксплуатации гидротехнических сооружений, должен быть приведен перечень работ, выполняемых на гидроузле в период подготовки и прохождения паводка с распределением обязанностей эксплуатационного персонала на этот период.
Для каждой конкретной ГЭС должна быть разработана схема оптимального маневрирования затворами в зависимости от прохождения паводка, обеспечивающая наиболее благоприятные условия сопряжения потока в нижнем бьефе и не приводящая к повреждениям сооружений, разрушению креплений и подмывам дна, с учетом режима работы гидроагрегатов ГЭС.
При этом должны соблюдаться следующие требования:
открытие водосбросных отверстий должно производиться ступенями с распределением расхода по всему водосбросному фронту;
если водосливные отверстия имеют разные отметки водобоя, то первоочередной сброс воды следует осуществлять через отверстия, имеющие более низкую отметку водобоя;
создавать симметричное направление потока из отверстий водосброса с распределением его по всей ширине нижнего бьефа;
не допускать сосредоточенных сбросов воды, открывая отверстия подряд, особенно при низких уровнях нижнего бьефа.
Режим работы водосбросных сооружений устанавливается проектом с последующим уточнением по мере накопления опыта эксплуатации и заносится в правила ГЭС (производственную инструкцию). Возможные отступления от порядка работы водосбросных отверстий с целью сброса плавающего льда, шуги и мусора должны быть также отмечены в правилах ГЭС (производственной инструкции).
Оповещение о сбросах воды в установленном порядке должно передаваться местным органам управления. Информация об этом населения и всех заинтересованных организаций осуществляется в установленном для каждой ГЭС порядке.
На гидроузлах, где для пропуска высоких паводков предусмотрена форсировка, повышение уровня воды выше отметки НПУ допустимо только при работающих турбинах (если работа турбин возможна) и полностью открытых всех водосбросных и водопропускных отверстиях. При снижении притока воды отметка уровня воды должна быть в кратчайшее время понижена до НПУ.
После прохождения половодья (паводка) все гидротехнические сооружения, особенно крепления нижнего бьефа, а также механическое оборудование, должны быть осмотрены, выявлены повреждения и назначены сроки их устранения.
6.1.14 В составе гидроузлов I и II классов должны быть оборудованы и поддерживаться в рабочем состоянии одно или несколько водосбросных сооружений (отверстий, пролетов), приспособленных к работе в морозных условиях. При использовании этих сооружениях должно быть исключено опасное обледенение элементов их затворов, затворных камер, мостов, подпорных стенок и бычков, а также опор и линий электропередачи, конструкций и оборудования, расположенных на здании ГЭС, плотине и берегах в зоне водовоздушного облака, образующегося при работе водосброса.
Необходимость таких сооружений, их характеристики и обустройство должны быть обоснованы с привлечением проектной организации.
6.2 Эксплуатация гидротехнических сооружений в морозный период
При подготовке гидротехнических сооружений и гидроузла к эксплуатации в зимних условиях до начала периода с отрицательной температурой воздуха должен быть разработан план мероприятий по результатам комиссионных осмотров гидротехнических сооружений с учетом опыта эксплуатации ГЭС и гидрометеопрогнозов.
В план подготовки должны быть включены следующие мероприятия:
проверка готовности к действию затворов, предназначенных для работы в зимний период, и механизмов, их обслуживающих, а также исправности уплотнений;
проверка готовности шугосбросных устройств, решеткоочистительных механизмов;
проверка действия воздухообдувной сети или потокообразователей (при их наличии);
проверка исправности устройств для обогрева и утепления затворов, решеток, пазов, закладных частей и механизмов подъема;
подготовка и проверка утепления аэрационных устройств, уравнительных резервуаров (башен), крышек дренажных люков, измерительных устройств и смотровых колодцев;
подготовка к эксплуатации в зимний период помещений, подверженных промораживанию (утепление дверей, проверка отопительной системы и т.п.), причем в первую очередь помещений дренажных устройств и помещений с контрольно-измерительной аппаратурой;
подготовка контрольно-измерительной аппаратуры к работе в зимний период;
проверка исправности освещения и связи, в первую очередь, на акватории, примыкающей к аванкамере и водосбросным сооружениям, в местах расположения аэрационных и дренажных устройств;
подготовка инструментов и приспособлений (багров, граблей, пешней и т.п.);
подготовка подъездов на сооружения;
организация сменных бригад по сбросу льда, шуги и т.п.
организация сменных бригад по околке и сбросу льда с сооружений, подвергающихся обледенению (элементы отсасывающих труб, подпорные, разделительные стены, бычки и устои), а также пропуску льда и шуги через гидротехнические сооружения.
Затворы и сооружения, не рассчитанные на эксплуатацию при давлении сплошного ледяного поля, в течение всего зимнего периода должны быть защищены устройством полыньи. Поддержание полыньи, как правило, осуществляется механическими средствами (потокообразователями и барботажными установками), а в отдельных случаях можно применять искусственное утепление (при достаточно стабильном верхнем бьефе).
Сооружения гидроузла и персонал ГЭС должны быть подготовлены к пропуску льда в период ледохода. Необходимость в пропуске льда через створ зависит от размеров водохранилища, характера вскрытия реки и сроков половодья. Желательно создать такие условия, при которых таяние льда происходит в водохранилище.
Пропуск льда должен производиться через поверхностные водосбросные отверстия с обеспечением достаточного слоя воды над порогом во избежание его повреждения. Открытие затворов должно составлять (0,20,4)Н (Н максимальный напор на водосливе), что позволяет осуществлять наиболее успешный пропуск льда. При прогнозе тяжелого ледохода желательно до начала сброса льда принять меры по ослаблению ледового поля. К таким мерам относятся чернение ледяных полей, проведение ледокольных и взрывных работ.
При образовании заторов льда и больших ледяных масс, опасных для сооружения, ликвидация их должна осуществляться взрывным способом. Очередность взрывов льда в нижнем бьефе производится снизу вверх по течению реки. При этом должны быть обеспечены нормы безопасности при проведении взрывных работ.
Во избежание разрушения крепления в нижнем бьефе при сбросе льда надо, по возможности, обеспечивать поверхностный режим сопряжения потока. Целесообразно принятие мер по ускорению вскрытия реки в нижнем бьефе для предотвращения образования заторов.
Для предотвращения шугообразования в период ледостава необходимо выполнение мероприятий, способствующих ускорению образования льда.
Борьба с шугой должна вестись следующими способами:
аккумуляция шуги в верхнем бьефе и водохранилище с целью создания благоприятных условий для быстрого льдообразования при приближении температуры воды к минусовым значениям;
сброс шуги с помощью специальных шугосбросных устройств и водосбросных сооружений. При этом транспортирующая скорость воды в водопроводящих трактах должна быть достаточной для обеспечения транзита шуги и предотвращения возможности забивки тракта;
сброс шуги через гидротурбины с частичным или полным удалением решеток при возникновении угрозы забивки шугой решеток и образования перепадов, превышающих проектные величины (при техническом обосновании в каждом случае) для обеспечения бесперебойной работы системы технического водоснабжения;
установка в зимний период специальных решеток с большими пролетами между стержнями.
В период ледостава, при снижении температуры воздуха ниже 0С и охлаждении воды ниже +1С, необходима организация непрерывного контроля за температурой воды для установления момента ее переохлаждения. Для обнаружения появления шуги целесообразно использование шугосигнализаторов.
При использовании отстойника головного узла для сброса шуги необходимо тщательно следить за толщиной шугового слоя, оставляя нижнюю треть камеры свободной от шуги для предотвращения полного промерзания камеры отстойника на всю глубину и невозможности дальнейшего промыва.
Камеры отстойника должны тщательно промываться с достаточным отгоном шуги в нижний бьеф во избежание закупорки отверстий грязеспуска со стороны нижнего бьефа.
При исчерпании или недостаточной аккумулирующей способности верхнего бьефа головного узла в целях экономии расхода воды и поддержания нормальных режимов работы деривации, транзит шуги может осуществляться через деривацию.
Для беспрепятственного движения шуги в пределах сооружений головного узла и деривационного тракта необходимо выполнить следующие мероприятия:
ГЭС должна быть выведена из работы в пиковом режиме;
все препятствия, мешающие плавному и равномерному движению шуги, должны быть устранены;
должны быть обеспечены скорости течения воды, транспортирующие шугу вдоль всей трассы посредством снижения уровня воды в верхнем бьефе и в деривационном канале;
для предупреждения образования зажоров в деривации (в период прохождения шуги) в напорном бассейне должен поддерживаться уровень воды на отметках, обеспечивающих равномерный режим работы всего канала и работу шугосбросных отверстий;
при прохождении через отстойник шуга должна пропускаться через приспособленную для этого камеру; при больших пропускаемых расходах возможно использование двух камер; затворы и решетки зимних камер отстойника должны быть полностью извлечены из воды;
пропуск шуги через напорные водоводы должен осуществляться при скоростях течения воды, обеспечивающих транзит шуги.
В правилах ГЭС (производственной инструкции) должны быть указаны места на деривационном тракте, где могут образовываться забереги, для своевременного скалывания льдин в целях предупреждения увеличения их толщины.
Готовность сооружений к работе в зимних условиях проверяется комиссией по подготовке к зиме.
Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений в чрезвычайных и аварийных ситуациях. Противопожарная защита
К правилам ГЭС (производственной инструкции) должен быть приложен план мероприятий, направленный на предотвращение чрезвычайных ситуаций, согласованный с территориальными органами МЧС России и МВД России.
Указанный план должен соответствовать разделу 13 декларации безопасности ГТС «Показатели готовности работников эксплуатирующей организации к ликвидации аварийных ситуаций на ГТС».
На основе плана должны разрабатываться производственные инструкции для эксплуатационного персонала на случай чрезвычайных ситуаций и возникновений очагов пожара.
На каждой ГЭС должна быть заранее разработанная проектная документация по возможному предотвращению и ликвидации наиболее вероятных аварийных разрушений гидротехнических сооружений. Возможность реализации мероприятий, предусмотренных проектной документацией, должна быть согласована с местными органами власти и подразделениями ГО и ЧС.
6.3.3 Действия персонала должны быть направлены на устранение возможных причин, создающих угрозу аварии, а в случае невозможности их устранения на выполнение мероприятий по уменьшению ущерба от аварии.
Планом должны быть определены:
- меры по оповещению персонала и местного населения об угрозе возникновения аварийной ситуации,
- основные и резервные средства связи;
- места размещения и объемы аварийных материалов и инструментов;
- привлекаемые транспортные средства и основные маршруты их передвижения.
Немедленному устранению подлежат нарушения и процессы в работе гидротехнических сооружений и механического оборудования, представляющие опасность для людей и создающие угрозу устойчивости и работоспособности основных гидротехнических сооружений и технологического оборудования.
К таким нарушениям и процессам отнесены:
резкое усиление фильтрационных процессов и суффозионных явлений с образованием просадочных зон и оползневых участков;
неравномерная осадка гидротехнических сооружений и их оснований, превышающая предельно допустимые значения и создающая угрозу их устойчивости;
забивка (заносы, завалы и т.п.) водопропускных и водосбросных сооружений, что может привести к переливу воды через гребень с последующим разрушением сооружения;
выход из строя основных затворов или их подъемных механизмов, водосбросных и водопропускных устройств.
В Правилах ГЭС (производственной инструкции) должны быть отмечены наиболее вероятные причины и признаки возникновения аварийных ситуаций и составлен план действия персонала по их устранению.
Причинами возникновения аварийных ситуаций могут быть:
прохождение высокого паводка с расходами, превышающими расчетную или фактическую пропускную способность водопропускных сооружений гидроузла;
воздействие селевых потоков и лавин большой мощности;
сейсмические явления;
различного рода обвалы и оползания горных склонов, в том числе в водохранилище с образованием высоких волн;
интенсивные и продолжительные атмосферные осадки (ливень, снегопад), ледовые и шуговые явления;
ухудшение неблагоприятного фильтрационного режима в районе расположения гидроузла, оснований и примыканий гидротехнических сооружений;
снижение прочности и устойчивости гидротехнических сооружений и их отдельных элементов, вызванные нарушениями правил эксплуатации, некачественным выполнением строительно-монтажных работ и вследствие ошибок, допущенных при проектировании;
технологические нарушения и аварии в работе гидросилового и механического оборудования;
террористические акты на гидротехнических сооружениях.
6.3.6 При угрозе возникновения аварийных ситуаций необходимо организовать усиленный контроль за состоянием возможных зон повышенной опасности, а также иметь постоянную информацию от соответствующих государственных органов об угрозе возникновения стихийных явлений.
6.3.7 При наличии информации об угрозе возникновения катастрофических явлений предупредительными мерами по ликвидации аварий и уменьшению ущерба могут быть:
снижение уровня воды в водохранилище;
наращивание гребней и укрепление откосов плотин;
устройство «плавких вставок» в наиболее легко восстанавливаемых частях гидротехнических сооружений;
устройство водоотбойных и струенаправляющих дамб и перемычек;
перемещение в безопасное место оборудования и механизмов или обеспечение их защиты от возможных повреждений;
эвакуация в безопасное место обслуживающего персонала, как собственного, так и подрядного;обеспечение возможности открытия всех водосбросных отверстий; в случае необходимости подрыв заклинившихся затворов.
6.3.8 Противоаварийные устройства, водоотливные и спасательные средства должны содержаться в исправном состоянии и периодически проверяться.
6.3.9 Во всех случаях, когда возникает угроза разрушения гидротехнических сооружений, необходимо срочное оповещение в установленном порядке всех населенных пунктов, расположенных ниже ГТС, и эвакуация населения из опасной зоны.
6.3.10 Гребни напорных плотин, участки размещения затворов и подъемных механизмов, щитов управления, сборок электропитания, площадки размещения источников автономного питания водопропускных и водосбросных сооружений, внутренние галереи (потерны), иные ответственные участки должны быть оборудованы системой видеонаблюдения и беспроводной связи с выводом информации на центральный пульт управления с архивированием записей. Системы наблюдения и связи должны постоянно находиться в рабочем состоянии в соответствии с проектной документацией и инструкциями по эксплуатации их оборудования.
|
