Прогнозирование последствий чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях Павловской ГЭС
Дипломная работа - Безопасность жизнедеятельности
Другие дипломы по предмету Безопасность жизнедеятельности
Проблема обеспечения безопасности плотин, как показали аварии Киселёвской и Тирлянской плотин в 1993-1994 гг., весьма актуальна.
Из 36,2 тыс. существующих высоких плотин, эксплуатируемых в настоящее время, 6,3 тыс. являются бетонными или каменными, 29,9 тыс. грунтовыми. Из указанных выше 1105 аварий число аварий бетонных плотин составляет 380, грунтовых 664. Анализ отказов показывает, что надёжность этих типов сооружений различна и зависит от безотказной работы отдельных подсистем. Для грунтовых плотин наибольшее число отказов связано с фильтрационными проблемами в теле и основании плотины при чрезвычайных паводках. Для бетонных плотин отказы вызваны преимущественно проблемами оснований. Раiётные нагрузки на плотины этого типа также различны.
Поскольку статистика отказов представляет интерес не только с целью оценки значимости отдельных факторов, но и для установления физических причин разрушений и повреждений, рассмотрим надёжность одного из указанных типов плотин бетонных на скальных основаниях. Для ответа на вопрос, вызвано ли большинство аварий плотин чрезвычайными внешними воздействиями, не учтёнными при проектировании сооружения, или недооценкой его свойств под нагрузкой, рассмотрим взаимодействие подсистем плотина и основание в системе сооружение внешняя среда (рис. 1.4.3) при отказах. Такое изучение может заключаться в анализе данных нормально эксплуатируемых сооружений или сооружений, претерпевших аварию.
В настоящей статье оценка надёжности выполнена по данным сооружений, претерпевших аварию. Причины двух форм аварии разрушения или повреждения определяются с позиции возможного внешнего воздействия f (L) или недостаточной сопротивляемости подсистемы плотина или основание f(R) (рис. 1.4.4). При этом отказы будут иметь место в случае L > R (заштрихованная область на рис. 1.4.4). Кроме того, не следует забывать, что сооружения стареют, а требования к их надёжности (безопасности) повышаются. Аварии техногенных систем всегда ошибка специалиста вне зависимости от того, вызвана ли она недооценкой внешней нагрузки или недостаточной сопротивляемостью, допущенная в период изысканий, проектирования, строительства или эксплуатации.
Многофакторность анализа причин заключается в последовательном рассмотрении различных внешних воздействий и факторов сопротивляемости им для каждого сооружения в отдельности. Важным в этой части работы является выделение реальных моделей отказов, оценка вклада данных моделей в общее число отказов сооружения, изучение характера протекания физических процессов взаимодействия в системе внешняя среда сооружение при отказах в зависимости от свойств основания, скорости протекания процессов отказа.
В многофакторной модели надежности бетонных плотин по данным фактических отказов выделены две группы факторов.
- внешние воздействия (f (L) на рис. 1.4.4):
- давление воды при заполнении и эксплуатации водохранилища в пределах нормального подпорного горизонта;
- объем паводка выше раiетной величины;
- сейсмические;
- температурные;
- другие, в том числе строительного периода, когда допускается более высокий риск отказа.
- группа факторов, характеризующих сопротивляемость скальных оснований бетонных плотин (f (R) на рис. 1.4.4):
- чрезмерная проницаемость основания (фильтрация и противодавление);
- деформационная неоднородность массива основания;
- недостаточная прочность на сдвиг в основании плотины или в береговых примыканиях;
- размываемость пород в нижнем бьефе.
В таблице 1.4.4. представлены результаты анализа аварий 240 (разница между упомянутым числом 380 аварий бетонных плотин, учтенных в работе СИГБ, или 240 в таблице 1.4.4. составляет число аварий, связанных с телом плотины) бетонных плотин, рассматриваемых в соответствии с многофакторной методикой.
Приведенные в таблице 1.4.4. данные показывают, что наибольшее число аварий связано с действием постоянного для гидротехнических сооружений фактора давления воды при заполнении водохранилища. На долю других внешних воздействий приходится 22,5 % аварий, из которых большая часть (63%) связана с действием чрезвычайных паводков. Наибольшее число аварий произошло в процессе первоначального наполнения водохранилища или в первые годы эксплуатации сооружения, т.е. в условиях, которые должны быть учтены при проектировании. Это свидетельствует о существенной значимости оценки свойств системы сооружение, в том числе ее подсистемы основание при раiетных нагрузках, и должно учитываться инженерами, собирающимися сэкономить на изыскательных работах.
Таблица 1.4.4.
Значимые свойстваЗначимые внешние воздействиязаполнение водохранилищапаводкисейсмическиедругиевсегоЧрезмерная проницаемость110622120Деформационная неоднородность4223249Недостаточная прочность на сдвиг2424535Размываемость724--132Другие3--1--4ВСЕГО:186341010240
Уровень годовой интенсивности отказов бетонных плотин с учётом фактической наработки на отказ составляет:
- по разрушению 0,34Е-04
- по повреждению 0,45Е-03.
Негативные социальные последствия катастроф плотин наиболее чувствительный индикатор отношения общества к плотиностроению требует наиболее осторожных оценок, а открытая публикация и оценка этих данных является признанием вероятного характера аварий и катастроф.
В таблице 1.4.5. приведены данные по числу человеческих жертв в результате разрушения плотин. Годовая величина риска гибели лю
Copyright © 2008-2014 geum.ru рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение