Качественные показатели состояния золошлакоотвала

Ниже приводятся количественные диагностические показатели состояния эксплуатируемого ЗШО, измеряемые с помощью технических средств и вычисляемые на основе измерений:

1) положение поверхности депрессии фильтрационного потока в теле упорной призмы дамбы (ограждающей и разделительной) ЗШО, определяемое исходя из условия устойчивости, фильтрационной прочности сооружения и технологии намыва золошлакового материала;

2) перемещения и деформации элементов ограждающей дамбы ЗШО и упорной призмы в целом;

3) фильтрационный расход профильтровавшейся воды из ЗШО;

4) температурный режим тела и основания дамб ЗШО (показатель для сооружений, расположенных в Северной строительной климатической зоне);

5) поровое давление в теле и основании упорной призмы ЗШО;

6) размеры пляжа, намываемого из золошлакового материала;

7) уровни воды в отстойном пруду (превышение гребня над отметкой заполнения ЗШО) определяются из условия примыкания отстойного пруда к откосу дамбы и класса сооружения [26];

8) величина остаточной емкости ЗШО (за К2 принимается проектный объем заполнения ЗШО, определенный для проектной отметки первичной дамбы или дамбы яруса наращивания);

9) пропускная способность водосбросного устройства (контролируемый показатель — расход сбрасываемой воды, К1 — величина расхода на текущий момент заполнения ЗШО, К2 — величина расхода при максимальном заполнении для данной отметки яруса наращивания).

Примечание. Для первых пяти пунктов перечисленных показателей состояния ЗШО принцип определения критериальных значений К1 и К2 тот же, что и для сооружений из грунтовых материалов (см. Приложения Е, Ж, И, Л), с учетом специфики конструктивных особенностей сооружения, условий строительства и эксплуатации. Для шестого диагностического показателя состояния ЗШО определение К1 необязательно.

Необходимо также контролировать размеры упорной призмы и ее элементов, физико-механические характеристики намываемого в тело яруса наращивания ЗШМ, уклон и параметры фракционирования по зонам намываемого в отвал золошлакового материала [23].

Одним из условий безопасной эксплуатации ЗШО является наличие резервной емкости (секции), позволяющей в случае аварии переключить подачу пульпы, не останавливая работу станции.

Ниже приводится определение критериальных значений диагностических показателей состояния на примере золошлакоотвала № 2 Кировской ТЭЦ-3 (рис. Р.1).

В состав эксплуатируемого (с 1970 г.) гидротехнического комплекса КТЭЦ-3 входят ГТС системы гидрозолоудаления (ГЗУ) и системы техводоснабжения.

Система гидрозолоудаления — оборотная, способ подачи пульпы на отвал — напорный, осуществляется магистральным и распределительным золошлакопроводом. Система возврата осветленных вод на ЗШО № 2 представлена насосной станцией, водоводами осветленной воды, шахтными колодцами с коллекторами. Согласно проекту, ЗШО № 2 является сооружением III класса. Тип золошлакоотвала в соответствии с классификацией [26] — второй, с дамбами ярусов наращивания из золошлакового материала (ЗШМ); по рельефу местности — пойменный. Система отвода атмосферных и фильтрационных вод представлена дренажной канавой и трубчатым дренажом (секция № 3), уложенным в междамбовом пространстве. Система намыва ЗШМ осуществляется по распределительным золошлакопроводам рассредоточенным способом от дамбы к прудку, что позволяет создавать пляж из ЗШМ по всему периметру дамб.

Условные обозначения:

- водосбросные колодцы;

- золошлакопроводы;

- пьезометрические створы с пьезометрами;

- насосное станции

Р• - расходомер;

- ;

 - работающие пьезометры;

U - рекомендуемые пьезометры;

- водосбросный коллектор

При разработке использованы: чертеж "Промплощадка ТЭЦ-3", ТЗ-6582 и "Проект расширения золоотвала Кировской ТЭЦ-3"

Часть 1. П3. ВНИПИЭнергопром, С-3 отделение, Ленинград, № 097. ПТ-00.000.001, 1985 г. Размещение КИА показано в соответствии с исполнительной съемкой, выполненной Кировской ТЭЦ-3 в 1997 г. и 1998 г.

Рис. Р.1. План размещения КИА на золошлакоотвале № 2 Кировской ТЭЦ-3

Система технического водоснабжения — прямоточная, водозабор осуществляется из р. Вятки. ГТС системы ТВС представлены: береговой насосной станцией, напорными водоводами, закрытым железобетонным самотечным каналом, открытым отводящим каналом.

Проведенный анализ опасностей, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации ГТС КТЭЦ-3, показал, что к возможной аварии, способной привести к чрезвычайной ситуации может привести отказ ЗШО в результате прорыва ограждающей дамбы, поэтому в соответствии с Федеральным законом «О безопасности гидротехнических сооружений» и «Методикой», критерии безопасности следует разрабатывать для ЗШО № 2.

На ЗШО № 2 силами эксплуатационного персонала КТЭЦ-3 регулярно осуществляется визуальный и инструментальный контроль за состоянием дамб секции № 2 с помощью следующей контрольно-измерительной аппаратуры (КИА): 1 репер, 14 пьезометров, 1 расходомер, мерные рейки и вешки, и включает контроль за фильтрационным и геодезическим режимом, параметрами внешних воздействий и нагрузок. Измеряемыми диагностическими показателями состояния являются:

отметки уровней воды в пьезометрах, критериальные значения которых определяются исходя из устойчивости и фильтрационной прочности дамб;

отметка заполнения ЗШО (возвышение гребня последнего яруса наращивания над уровнем заполнения ЗШО);

размер намываемого из ЗШМ пляжа;

фильтрационный расход;

пропускная способность водосбросного колодца.

Инструментальный контроль осуществляется в соответствии с требованиями ПТЭ [4], [23] и местной «Инструкцией по эксплуатации» следующим образом: 1 раз в квартал измеряются уровни воды в пьезометрах, ежедневно определяется отметка заполнения ЗШО № 2 и размер намываемого пляжа.

Визуальными наблюдениями осуществляется ежедневный контроль за качественными показателями состояния, а именно контролируется:

состояние гребня и откосов первичной дамбы, дамб ярусов наращивания, междамбового пространства, упорной призмы в целом;

технология намыва — работа выпусков, наличие пляжа;

целостность золошлакопроводов, соединений и выпусков;

целостность и водопропускная способность водосбросных колодцев;

состояние дренажной канавы.

К количественным диагностическим показателям состояния ЗШО, контроль за которым позволяет оперативно и достоверно оценивать эксплуатационную надежность ЗШО № 2, относятся:

отметки уровней воды в пьезометрах;

отметка заполнения ЗШО;

размер намываемого пляжа.

Для каждого измеряемого диагностического показателя состояния определяются в соответствии с «Методикой» критериальные значения К1 и К2 для основного и особого сочетания нагрузок, соответственно.

Расчеты ведутся в соответствии со СНиП 2.06.05-84* для двух групп предельных состояний, в результате выполняется оценка устойчивости (прочности), фильтрационной прочности и деформаций сооружения.

Расчеты устойчивости откосов первичной дамбы, дамб ярусов наращивания и упорной призмы в целом проводились в соответствии с требованием СНиП 2.06.05-84* в предположении круглоцилиндрических поверхностей скольжения по методу ВНИИГ-Терцаги с учетом всех фактических сил и нагрузок (в том числе от транспорта), действующих на сооружение.

Расчеты фильтрационной прочности проводились в соответствии с требованиями СНиП 2.02.02-85, СНиП 2.06.05-84*.

Расчеты по оценке деформации не осуществлялись, поскольку на ЗШО № 2 отсутствует соответствующая КИА, позволяющая контролировать осадки и другие виды деформаций сооружения.

В качестве примера приведем определение критериев безопасности для дамб ЗШО № 2 в районе пьезометрического створа № 4 секции № 2 (рис. Р.2). Фактические параметры дамб для выбранного характерного поперечного сечения на указанном створе по данным исполнительной съемки приведены в таблице П.Р.2.

В соответствии с «Методикой» для рассматриваемого примера — поперечное сечение упорной призмы секции № 2 в районе пьезометрического створа № 4 — выбрана и откорректирована расчетная модель на основе анализа данных проектных материалов, геотехконтроля, проводимого на сооружении, многолетних натурных наблюдений за состоянием ЗШО, фактических значений физико-механических характеристик тела, основания дамб и намываемого ЗШМ, а также исполнительной и батиометрической съемки, позволяющей оценить реальные параметры сооружения и намытого ЗШМ.

Для откалиброванной расчетной модели в соответствии с [22] установлены следующие расчетные случаи:

Основного сочетания нагрузок:

Золошлакоотвал заполнен до максимальной, в пределах 3-го яруса наращивания, отметки 128,1 м (определенной согласно [1] исходя из класса сооружения и условия наличия пляжа), пляж намыт по всему периметру дамб, пруд находится на расстоянии в 50 метров от верхового откоса, дренаж работает;

Особого сочетания нагрузок:

ЗШО заполнен до отметки 127,7 м, прудок примыкает к верховому откосу дамбы 3-го яруса наращивания.

Для полученной расчетной модели на основе выполненных поверочных расчетов определены критериальные значения К1 и К2 количественных диагностических показателей состояния ЗШО и представлены в таблице П.Р.3. Критерии безопасности для вышеуказанных качественных диагностических показателей состояния представлены в таблице П.Р.1.

Следует отметить, что ввиду специфики конструкции элементов золошлакоотвала, а также условий его эксплуатации построение прогнозной статистической модели нецелесообразно по причине постоянного изменения во времени размеров сооружения, свойств материала, слагающего упорную призму, технологии намыва и т. д. Построение детерминистической прогнозной модели следует выполнять для условия максимального заполнения секции ЗШО (вывода секции из эксплуатации для отсыпки следующего яруса наращивания).

Условное обозначения

- Золошлаковый материал - Песок

- Намытый золошлаковый материал - Песок пылеватый

Рис. Р.2. Поперечный разрез по секции 2 ЗШО № 2 Кировской ТЭЦ-3. (Пьезометрический створ № 4). Построен по исполнительной съемке, выполненной 24.11.1997 г.

Таблица П.P.2