URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Тетельмин В.В. Плотина Саяно-Шушенской ГЭС: Состояние, процессы, прогноз
Id: 118935
 
342 руб.

Плотина Саяно-Шушенской ГЭС: Состояние, процессы, прогноз

URSS. 2011. 240 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-397-01686-5.

 Аннотация

В настоящей книге дается системное описание необратимых деформационных процессов, происходящих в створе арочно-гравитационной плотины Саяно-Шушенской ГЭС. Названа природа энергетических потенциалов и воздействий, определяющих неравновесное состояние плотины. Впервые рассмотрены пять неучтенных при проектировании природно-техногенных процессов в системе "плотина---основание", учет которых позволяет прогнозировать поведение плотины и принимать правильные управленческие решения. В работе предложены новые подходы к объяснению необратимых процессов в створе плотины, в частности рассмотрены прогиб земной коры и сближение берегов, которые увеличивают сжимающие арочные напряжения в теле плотины, а также процессы тепломассопереноса, которые обеспечивают неравномерную осадку и "уход" основания из-под плотины. Делается вывод о необходимости снижения отметки наполнения водохранилища.

Книга адресована работникам эксплуатационных служб гидроэлектростанций, работникам проектных и исследовательских организаций, а также студентам и преподавателям гидротехнических факультетов вузов.


 Оглавление

От автора
Введение
Глава 1. Общие сведения о состоянии гидротехнических сооружений Саяно-Шушенской ГЭС
 1.1.Краткая история строительства и эксплуатации
 1.2.Общая характеристика гидротехнических сооружений
 1.3.Необратимые деформационные процессы в створе плотины
 1.4."Предвидеть и предупреждать" катастрофы
Глава 2. Инженерно-геологические и физико-механические свойства скальных пород основания и берегов
 2.1.Пористость и трещиноватость
 2.2.Плотность и проницаемость
 2.3.Упругость, пластичность и прочность
 2.4.Коэффициенты упругоемкости и пьезопроводности
 2.5.Теплофизические свойства
 2.6.Горное и пластовое давление
 2.7.Геодинамика земной коры
Глава 3. Воздействие водохранилища на массив оснований и берегов
 3.1.Прогиб земной коры от веса водохранилища
 3.2.Объемные фильтрационные силы
 3.3.Силы фильтрационного обжатия
 3.4.Давление на ложе водохранилища и взвешивающие силы
 3.5.Давление на цементационную завесу и противодавление
 3.6.Охлаждающее действие фильтрационного потока
 3.7.Коррозионное воздействие фильтрационного потока
 3.8.Сближение берегов в створе плотины
 3.9.Явления возбужденной сейсмичности
Глава 4. Техногенные процессы в основании плотины и берегах
 4.1.Структура фильтрационного потока в основании плотины и физический смысл коэффициента alfa2, f
 4.2.Упругий режим фильтрации в основании плотины
 4.3.Изменение проницаемости и деформируемости скального основания при изменении УВБ
 4.4.Динамика сезонного проникновения волны высокого фильтрационного напора в толщу основания плотины
 4.5.Динамика многолетнего проникновения фильтрационного потока в глубокие горизонты основания плотины
 4.6.Охлаждение толщи основания плотины фильтрационным потоком
 4.7.Фильтрационное выщелачивание зацементированного массива основания
 4.8.Формирование воронки оседания
 4.9.Оценка размеров области активного влияния гидроузла на состояние массива горных пород
Глава 5. Напряженно-деформированное состояние плотины, основания и берегов
 5.1.Осадки и горизонтальные перемещения основания плотины
 5.2.Угловые и радиальные перемещения плотины
 5.3.Напряженно-деформированное состояние плотины
 5.4.Механизм образования трещин в бетоне напорной грани
 5.5.Работа цементационной завесы
 5.6.Особенности работы дренажа основания плотины
 5.7.Работа контактного шва бетон--скала
 5.8.Напряженно-деформированное состояние бортов и дна каньона
 5.9.Напряженно-деформированное состояние водопроводящего тракта гидроагрегатов
Глава 6. Техногенные процессы и прогноз поведения плотины
 6.1.Процессы, угрожающие безопасности плотины
 6.2.Прогноз поведения плотины
 6.3.Рекомендации по улучшению состояния и повышению безопасности плотины
Список литературы

 От автора

Вся моя жизнь прошла в Сибири, на Енисее. Более 20 лет работал в Красноярском филиале ВНИИ Гидротехники им.Б.Е.Веденеева. В течение ряда лет участвовал в исследовании фильтрационного режима на строящемся СШ гидроузле. В 1989 году защитил докторскую диссертацию по специальности "Гидротехнические сооружения". Будучи депутатом Государственной Думы РФ первого и второго созывов, участвовал в подготовке и принятии федерального закона "О безопасности гидротехнических сооружений", обязывающего органы государственной власти, а также собственников и эксплуатационников ГТС обеспечивать их безопасность.

Актуальность проблемы безопасности плотины СШГЭС год от года обостряется. Перемещения плотины не затухают, разуплотнение основания продолжается, контактный шов раскрывается, арочные напряжения в бетоне растут, трещинообразование в бетоне напорной грани не остановлено, напряжения в турбинных водоводах и спиральных камерах увеличиваются. При этом специалистами до сих пор не названы причины подобного неравновесного состояния плотины.

В последние годы я отошел от проблем гидротехники, но всегда держал в поле зрения состояние плотины СШГЭС, которое тревожило меня. И когда в августе 2009 года случилась авария с человеческими жертвами, я попытался найти технические причины этой трагедии.

Я поставил перед собой задачу отыскать и понять причины происходящего, проверить свои гипотезы необходимыми расчетами, дать необходимые рекомендации по безопасной эксплуатации уникального гидроэнергокомплекса. К сожалению, в моем распоряжении было недостаточно "живой" информации о работе сооружения. За содержащиеся в книге выводы я могу поручиться постольку, поскольку они согласуются с теми ограниченными натурными данными, которые оказались в моем распоряжении.

В книге подробно рассмотрены 5 (пять) не учтенных в проекте гидроузла физических процессов, которые определяют загадочное, на первый взгляд, поведение плотины СШГЭС и которые до сих пор не принимаются во внимание в расчетах плотины на устойчивость. Надеюсь, что 17 августа 2009 года станет началом новой истории в развитии безопасной гидроэнергетики России.

В процессе моей 20-летней исследовательской деятельности в сфере гидротехники у меня был и есть добрый и умный наставник -- Виталий Анатольевич Уляшинский, которому выражаю искреннюю признательность.


 Введение

Собственник гидротехнического сооружения
и эксплуатирующая организация обязаны...
осуществлять регулярную оценку безопасности
гидротехнического сооружения и анализ
причин её снижения с учетом вредных
природныхи техногенных воздействий...

Статья 9 Федерального Закона
"О безопасности гидротехнических сооружений"

17 августа 2009 г. на крупнейшей российской Саяно-Шушенской ГЭС (СШГЭС) произошла авария. Сильная вибрация второго гидроагрегата разрушила крепление крышки рабочего колеса турбины, что привело к срыву крышки и разгерметизации водопроводящего тракта гидроагрегата. В акте технического расследования Ростехнадзора говорится: "авария произошла изНза совокупности различных причин".

Автор исходил из того положения, что только глубокий и объективный анализ неравновесного состояния плотины СШГЭС и выявление причин необратимых процессов позволит исключить повторение аварии. Именно эта целевая установка заставила автора сесть за обобщение имеющейся в его распоряжении довольно ограниченной информации, выполнить соответствующие расчеты и выпустить в свет эту книгу.

Строительство и эксплуатация гидротехнических сооружений сопровождается комплексом техногенных воздействий и процессов, происходящих и возникающих в массивах оснований и берегов. Построив высокую плотину и создав крупное водохранилище Саяно-Шушенской ГЭС, человек тем самым вызвал в окружающей среде множество процессов техногенного происхождения. Складывавшееся веками равновесное состояние земной коры и массивов горных пород в сравнительно короткий промежуток времени было нарушено и в настоящее время претерпевает серьезные изменения. Значительная часть техногенных процессов и воздействий на основание плотины и берега определяется прогибом земной коры от веса водохранилища и направленным тепломассообменом.

Спектр техногенных воздействий на массив горных пород достаточно широк: разборка скального массива, проведение буровзрывных работ; нагнетание закрепляющих растворов в трещины при выполнении цементационных работ; силовое воздействия сооружений и водохранилища; переформирование гидрогеологического и температурного режимов в подстилающем массиве горных пород. Учет фильтрационного потока следует производить не только для обоснования конструкции элементов подземного контура плотины, но и для определения напряжений на контакте "скала-бетон", воронки оседания, а также для расчета напряженно-деформированного состояния всей активной области основания.

Для собственников гидротехнических сооружений должно быть актуальным решение проблем аварийности и снижения эколого-экономических рисков. Неожиданное возникновение аварийных ситуаций на гидроузлах зачастую связано с недооценкой пространственно-временых изменений состояния горных пород оснований и берегов. Серьёзные компании не хотят ставить на карту собственный престиж, поэтому начинают обращать внимание на геодинамические процессы.

Специалисты-гидротехники занимаются разработкой методов прогноза различных техноприродных процессов в основаниях гидротехнических сооружений. Одним из таких наименее изученных процессов, возникающих при эксплуатации высоких бетонных плотин, является процесс разуплотнения пород основания и раскрытие контактного шва. При наполнении водохранилища бетонные плотины наклоняются в сторону нижнего бьефа, в результате чего раскрываются пологие и горизонтальные трещины в скальной породе. Однако наклон плотины СШГЭС не является единственной причиной раскрытия контактного шва. Раскрытие шва -- это результат многих нестационарных процессов, которые происходят в основании и берегах створа на протяжении всех лет эксплуатации плотины.

Происходящие в основании плотины СШГЭС процессы тепломассопереноса оказывают существенное воздействие на геотермию большой области основания, а также на напряженно-деформированное состояние плотины и состояние контактного шва "скала-бетон". В поведении плотины до сих пор существуют неясности и загадочность. При этом отсутствует серьезный обобщающий анализ натурных данных и инженерное заключение, отвечающее на вопросы: что же происходит с плотиной и какие воздействия определяют её поведение?

В предлагаемой книге приводится системное описание необратимых и опасных для устойчивости плотины СШГЭС процессов, дается физическое толкование необъяснимому на первый взгляд поведению плотины. Впервые названы и рассмотрены пять неучтенных при проектировании природно-техногенных процессов, которые постепенно подвигают плотину в сторону машинного здания ГЭС.

Предложены принципиально новые подходы к объяснению необратимых деформационных процессов, происходящих в створе плотины. В частности, рассмотрены:

  • прогиб земной коры и сближение берегов, которые увеличивают сжимающие арочные напряжения в теле плотины;
  • объемные фильтрационные силы, которые обеспечивают неравномерную осадку основания и "уход" основания из-под плотины; действие этих сил простирается на глубину до трех тысяч метров;
  • неравномерное охлаждение массива горных пород основания фильтрационным потоком.

Дальнейшая эксплуатация СШГЭС невозможна без четкого представления об особенностях взаимодействия водохранилища и земной коры, взаимодействия фильтрационного потока и горных пород основания и берегов, а также тех последствиях, к которым эти взаимодействия в итоге могут привести. Настоящая книга посвящена рассмотрению перечисленных вопросов.

В основу книги легли материалы, опубликованные в открытой печати, собственные исследования и публикации автора, а также материалы докладов, которые автор сделал на заседании научно-технического совета ОАО "РугГидро" 24 ноября 2009 г. и на заседании ученого совета ВНИИГ имени Б.Е.Веденеева 26 марта 2010 г.


 Об авторе

Владимир Владимирович ТЕТЕЛЬМИН

Доктор технических наук, профессор Московского государственного открытого университета. Заместитель председателя Комитета по экологии Государственной Думы РФ первого и второго созывов. Более 20 лет работал в Сибирском филиале ВНИИ гидротехники им.Б.Е.Веденеева, а также в НК "ЛУКОЙЛ" (главный специалист) и в Казахстанско-Британском техническом университете (профессор). Автор 170 научных трудов, в том числе 14 учебников и монографий. Соавтор проектов федеральных законов "Об охране атмосферного воздуха", "Об охране озера Байкал", "О радиационной безопасности населения", "Об отходах производства и потребления", "О безопасности гидротехнических сооружений" и др. Награжден орденом "Знак Почета".

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце