Введение к работе
Актуальность темы диссертации.
Актуальность работы определяется необходимостью выполнения требований законодательных, в первую очередь Федерального Закона "О безопасности гидротехнических сооружений", и нормативных документов оценивать состояние гидротехнических сооружений (ГТС), анализировать причины возможного снижения безопасности сооружения и своевременно осуществлять разработку и реализацию мер по обеспечению технически исправного состояния сооружения и его безопасности, а также по предотвращению аварии ГТС. Действующие нормативно-методические документы не учитывают специфики таких гидротехнических сооружений, как золошлакоотвалы (ЗШО), для которых этапы проектирования, строительства и эксплуатации, как правило, совпадают, нагрузки и воздействия носят меняющийся характер и, зачастую, имеют место сложные инженерно-геологические условия площадки отвала с минимальной площадью отчуждения под сооружение. В настоящее время отсутствует единая методика оценки состояния ГТС, в том числе намывных отвалов, основанная на комплексном подходе к оценке состояния сооружения, используя многофакторные исследования.
В рамках заявленной темы диссертации поставлены задачи, решения которых, на основе единого подхода, позволят логически увязать такие взаимосвязанные вопросы, как оценка состояния отвалов, назначение критериев безопасности, разработка и расчетное обоснование мероприятий по обеспечению нормального эксплуатационного состояния ЗШО, возможность управления уровнем безопасности ЗШО. Цели и задачи работы.
Основной целью диссертационной работы являлось решение вопроса обеспечения надежности намывных золошлакоотвалов с учетом специфики сооружений, базирующееся на разработке методики оценки состояния ЗШО как системы "сооружение-основание" и назначении критериев безопасности ЗШО в рамках детерминистической постановки задачи.
В соответствии с поставленной целью были решены следующие основные задачи: проанализированы особенности намывных золошлакоотвалов на стадии проектирования, строительства и эксплуатации;
выполнен анализ причин аварий ЗШО в России и ряде зарубежных стран; разработана методика оценки состояния ЗШО, в том числе с использованием многофакторных исследований и учетом специфики системы "сооружение-основание";
разработаны способы оперативной оценки устойчивости ограждающих дамб ЗШО с учетом влияния основания на стадии проектирования, строительства и эксплуатации;
разработаны принципы определения критериев безопасности с учетом специфики эксплуатации ЗШО;
разработаны принципы управления надежностью и безопасностью ЗШО с использованием результатов оценки состояния сооружения;
на конкретных примерах эксплуатируемых ЗШО проиллюстрированы результаты выполненной оценки состояния и назначения критериев безопасности сооружения.
. ''ОС. национальная) ?
Личный вклад автора:
Разработана методика комплексной оценки состояния намывных золошлакоотва-лов, основанная на расчетно-теоретических исследованиях с учетом специфики сооружений, в том числе работы системы "сооружение-основание". Разработаны способы оперативной оценки устойчивости ограждающих дамб золошлакоотвала на стадии проектирования, строительства и эксплуатации. Разработаны принципы определения критериев безопасности золошлакоотвала. Выполнен анализ влияния результатов оценки состояния отвалов на управление их безопасностью.
Выполнены расчеты по оценке состояния, назначению критериев безопасности, расчетному обоснованию оптимальной конструкции упорной призмы ограждающей дамбы порядка двадцати золошлакоотвалов ТЭС ОАО "Свердловэнерго", ОАО "Комиэнерго", ОАО "Кировэнерго", ОАО "Омскэнерго", ОАО "Вологда-энерго", а также Эстонской Республики.
При выполнении отдельных разделов расчетной части работы автор сотрудничал с Ю.Г. Ротченко, Т.А. Созиновой, М.Л. Халеневой, Г.А. Чугаевой - всем им выражается глубокая признательность. Научная новизна диссертационной работы.
Разработана комплексная методика оценки состояния намывных золошлакоотвалов, базирующаяся на результатах расчетно-теоретических и натурных исследований.
Разработаны упрощенные способы оценки состояния откосов дамб ЗШО с учетом влияния основания, позволяющие в первом приближении оценить достаточность в рамках нормативных требований устойчивости откосов и принять решение об оптимальных параметрах дамб без выполнения расчетов. Разработаны основные принципы определения критериев безопасности золошлакоотвалов с учетом специфики сооружения.
Определена роль результатов оценки состояния ЗШО в вопросах управления безопасностью сооружения.
Практическая ценность и научная значимость работы.
Практическая ценность и научная значимость работы состоит в создании методик, базирующихся на едином комплексном подходе к проведению процедуры оценки состояния золошлакоотвала, как системы "сооружение-основание", назначению критериев безопасности сооружения, обоснованию конструктивно-технологических решений, направленных на обеспечение нормального эксплуатационного состояния золошлакоотвала.
Результаты работы внедрены при проектировании, эксплуатации и реконструкции более двадцати золошлакоотвалов ряда энергосистем, что позволило:
разработать оптимальные конструктивно-компоновочные решения упорной призмы и золошлакоотвала в целом; обеспечить контроль состояния золошлакоотвалов;
разработать и реализовать на сооружениях мероприятия по обеспечению нормального эксплуатационного состояния намывных отвалов энергосистем. Вышеизложенные результаты внедрения дали существенный экономический эффект и позволили обеспечить эксплуатационную надежность и безопасность сооружений в целом в соответствии с требованиями Федерального Закона "О безопасности гидротехнических сооружений".
Материалы диссертации использованы также при разработке Пособия к "Методике определения критериев безопасности гидротехнических сооружений" 2004 г, СНиП 33-01-2003 "Гидротехнические сооружения. Основные положения", 2004 г.
Апробация работы.
Основные положения диссертации докладывались на международной конференции "Инженерно-геологические изыскания и исследования в криолитозоне", С-Пб 2000 г., семинаре "Причины чрезвычайных ситуаций при эксплуатации гидротехнических сооружений и меры по их предупреждению. Внедрение системы финансового обеспечения гражданской ответственности на основе страхования", Москва, 2002 г., на научно-практической конференции "Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений и предотвращение вредного воздействия вод в период прохождения половодий и паводков", г. Пятигорск, 2004 г., на семинаре "Совершенствование государственного надзора и контроля в сфере безопасности гидротехнических сооружений на объектах промышленности и энергетики", Казань, 2005 г.
Основные результаты диссертационной работы изложены в 12 публикациях.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (119 наименований); содержит 169 страниц текста, 32 рисунка, 7 таблиц.
Основные положения, выносимые на защиту:
Методика оценки состояния золотнлакоотвалов с учетом специфики системы
"сооружение-основание".
Оперативная оценка состояния золошлакоотвала, базирующаяся на упрощенных
способах оценки устойчивости откосов упорной призмы и ее элементов с учетом
влияния основания.
Принципы определения критериев безопасности ЗШО.
Принципы управления безопасностью ЗШО с использованием результатов оценки состояния сооружения.
