ГЛАВТЕХСТРОЙПРОЕКТ

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ

имени Б. Е. ВЕДЕНЕЕВА

УКАЗАНИЯ

ПО СОСТАВЛЕНИЮ ПРОЕКТА РАЗМЕЩЕНИЯ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ

ПРОЕКТ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЭНЕРГИЯ»

ГЛАВТЕХСТРОЙПРОЕКТ

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ имени Б. Е. ВЕДЕНЕЕВА

В. В. БЛИНКОВ, М. Б. ГИНЗБУРГ

УКАЗАНИЯ ПО СОСТАВЛЕНИЮ ПРОЕКТА РАЗМЕЩЕНИЯ КОНТРОЛЬНОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ

ПРОЕКТ

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЭНЕРГИЯ» 1965

4. Измерительная точка — местоположение отдельного прибора или группы приборов в измерительном створе, показания которых при обработке данных наблюдений практически могут быть отнесены к одной геометрической точке сооружения, имеющей при-вязку к осям сооружения в плане и по высоте.

4-8. Для исключения возможных ошибок при измерениях, а также для уменьшения разброса полученных результатов, измеритель* ные сечения, створы и точки дублируются.

Рис. 3.

По возможности следует избегать установки одиночных прибо* ров и допускать ее только © случаях особой необходимости.

4-9. При составлении проектов размещения КИА, а также смет и заявок на изготовление аппаратуры, следует пользоваться общепринятыми названиями аппаратуры.

В приложении № 1 приводится рекомендуемая номенклатура КИА, наиболее часто встречающейся при натурном исследовании гидротехнических сооружений.

4-10. При составлении схем размещения КИА в сооружениях еле* дует пользоваться условными ббозначениями, приведенными на рис. 4.

4-11. Проекты размещения контрольно-измерительных приборов и устройств, наиболее распространенных в практике натурных исследований, необходимо составлять с учетом нижеследующих указаний.

А, Измерения перемещений сооружений геодезическими методами

4-12. Для исследования вертикальных и горизонтальных переме* шений с помощью геодезических методов применяются створные

знаки, высотные и визирные марки различных конструкций.

При составлении проекта размещения геодезических марок и знаков следует пользоваться работой Ленгидэпа «Наставления по на* блюдениям за осадками и горизонтальными смещениями гидротех-нических сооружений геодезическими методами», Госстройиздат, 1958.

Примечание. Рекомендуемые «Наставления» не содержат указаний по некоторым новым методам определения перемещений сооружения (обратные и прямые отвесы, использование координ атом еров и клинометров, гидростатическое нивелирование, метод натянутой проволоки) Некоторые сведения по этим методам даны в настоящих указаниях ниже.

/г ф 4> II II и Фасад План боко вой вив Я* ф буквенное обозначение Фасад План боко вой вид 1 Поверхностная марка Глубинная марка МП т t ? 12 Пьезодинамометр ПД в 2 мг t 1 13 Грунтовый динамометр ГД - ф - 3 Неподвижная не © Ik Арматурный. динамометр АД — — © 4 визирная марка Подвижная пв иСЦ 15 Телетензометр одиночный Т м 9-Н о визирная марка © IS Телетензоттр тк W ® W 5 Клинометр к ж <©> 1 9 в конусе 6 Отвес с коорди- X 17 Розетка из 2-х телетензометров 27 СП G сп натотером и промеж уточными 0 т 13 Розетка из k-x телетензометров kT © СП „зацепамии 1 19 Розетка из 5-и 5Т СП 0 СП 7 Щелемер наклад щп /п © СП 20 телетензометров ной пространственном Розетка из 9 а телетензометров 9Т /Фу 0 /Фу в Щелемер накладной. одноосный 010 Г\ © Г\ 21 Коммутаторный щиток m ЕПЗ и 9 Щелемер дистанционный ЩД ■н if 3 * к 22 Виброметр В Ж ® ж Ю 11 Пьезометр п ТТ б) с 9 23 Датчик пульсации Телетермометр • • ( » давления ДД СВ IS m

Рис. 4.

Б. Измерение относительных перемещений сооружений

4-13. Для исследования относительных перемещении, т. е. пере-мещения одного элемента сооружения относительно другого и углов поворота отдельных элементов сооружения применяются щелемеры*

II

клинометры, отвесы с координатомерами, гидростатические нивелиры и др.

4-14. Щелемеры предназначены для наблюдения за раскрытием (или закрытием) температурных, температурно-осадочных и строительных швов, а в отдельных случаях — за раскрытием (или закрытием) трещин в массивном бетоне.

По конструкции щелемеры подразделяются:

а)    на закладные (дистанционные);

б)    на накладные, которые устанавливаются в местах, доступных для наблюдателя.

4-15. Закладные щелемеры являются одноосными, т. е. с их помощью можно производить измерения только в одном, избранном направлении. Они устанавливаются в температурных (временных или постоянных) и осадочных швах под углом 90° к поверхности шва.

В массивных сооружениях с толщиной элемента 10 м и более, а также при условии возможности установить на поверхности накладной щелемер, дистанционные щелемеры не устанавливаются ближе 1,5—2 м от наружной поверхности блока.

Если возникае! необходимость кроме раскрытия шва измерять также взаимные перемещения элементов -вдоль шва, то кроме ще-лемера, устанавливаемого под углом 90° к плоскости шва, устанавливается в непосредственной близости от первого второй щелемер под углом 45° к той же плоскости.

4-1G. Накладные (поверхностные) щелемеры могут быть одно-, двух- и трехосными. Они устанавливаются на швах или трещинах, выходящих на поверхность бетонного массива, доступную для постоянного осмотра (стенки потерны, низовая грань, расширенные швы, гребень плотины и др.)*

Примечание. Более подробно об исследовании трещин в натурных условиях см. приложение № 2

При установке накладного щелемера конструкции НИС Гидро-лроекта по вертикальной или наклонной поверхности сооружения в бетоне предусматривается штраба соответствующего размера. Если штраба не была предусмотрена при бетонировании блоков, она может быть пробита в соответствующем месте перед установкой прибора. Щелемеры других конструкций могут быть установлены непосредственно на поверхности при условии устройства над ними защитного кожуха, предохраняющего щелемер от механического повреждения.

4-17. В большинстве случаев изменение величины раскрытия швов зависит от изменения температуры массива. Поэтому целесообразно в массивах, где измеряется раскрытие швов, устанавливать один или несколько термометров. Температуру целесообразно измерять на поверхности ив центре массива.

4-18. Клинометры предназначены для измерения углов поворотов сооружения.

12

Клинометры могут быть установлены в измерительных секциях^ одном поперечном сечении плотины в специальных (предусмотренных в проекте) нишах в стенках потерн или на низовой грани плотины. Место установки клинометра должно быть доступно для наблюдений и расположено на незатапливаемых отметках.

Четыре-пять приборов, расположенных в потернах на различных отметках, дают возможность вести наблюдения за наклоном: сооружения в вертикальной плоскости.

Предельная точность отсчетов по клинометрам существующей конструкции не превышает практически 2—3". Там, где необходима большая точность измерения, применять клинометры не следует.

4-19. Отвесы с координатомерами предназначаются для наблюдения за горизонтальными смещениями гребня плотины и промежуточных точек по высоте (прогиб вертикальной оси секции). Отвес также применяется для переноса визирной оси с гребня плотины в потерны.

Наиболее полные сведения о прогибах вертикальной оси плотины (секции) можно получить, если нить отвеса будет укреплена на гребне плотины, а груз с демпфирующим устройством будет заглублен в основание плотины на 8—10 м и более. Кроме перемещения гребня плотины с помощью отвеса можно измерить перемещения промежуточных точек по высоте плотины в местах специально устроенных «зацепов» или дополнительно установленных координатомеров.

4-20. Нить отвеса должна проходить от гребня плотины до основания в специальной шахте или трубе, устраиваемой или устанавливаемой в теле плотины. Груз отвеса и координатный столик: должны устанавливаться в помещении, достаточно просторном для работы в нем и имеющем освещение. При расположении этого помещения ниже уровня нижнего бьефа необходимо предусмотреть-и телефонную связь, вентиляцию, гидроизоляцию помещения, а также устройство для водоотлива. Шахта отвеса и прилегающие к ней участки потерн должны быть надежно защищены системой люков и дверей с тем, чтобы устранить возможность возникновения вблизи нити отвеса «сквозняков», восходящих токов и любой другой циркуляции воздуха, влияющих на точность показания приборов.

Для удобства эксплуатации и во избежание методических ошибок при измерениях (например, влияние переменной массы воды в верхнем бьефе) длина нити отвеса не должна превосходить 60— 80 м. При большей высоте сооружения целесообразно перейти на две, три или даже четыре ступени отвесов, устанавливаемых в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной продольной оси плотины.

4-21. В случае необходимости определять смещение сооружений относительно отдельных слоев основания, непосредственный доступ наблюдателя к которым затруднен или невозможен, применяется

1 а

обратный отвес, конструкция которого позволяет вынести координатный столик прибора в места, доступные для наблюдателя.

4-22. Для определения неравномерной осадки секции и ее отдельных столбов (при столбчатой разрезке) с успехом может быть использовано гидростатическое нивелирование. Точность гидростатического нивелирования — 0,1 мм. Расстояние между марками гидростатического нивелирования не должно превышать 20 м.

4-23. Для измерения горизонтальных перемещений в потернах, где часто видимость бывает весьма ограниченной из-за обилия испарений, неприменим створный геодезический метод. В этом случае целесообразно применять так называемый метод натянутой нити. Длина нити принимается до 600 м.

В. Измерение давления фильтрационного потока

4-24. Наблюдения за давлением фильтрационного потока вообще, а особенно наблюдения за противодавлением в основании массивной бетонной плотины, являются основными наблюдениями в период эксплуатации сооружений.

4-25. Наблюдения за фильтрационным давлением осуществляются с помощью пьезометров; для относительно кратковременных наблюдений (несколько лет) применяются пьезодинамометры. Основными частями пьезометра являются водоприемник, пьезометрическая труба и устье пьезометра.

Пьезометры разделяются:

а)    по способу установки их водоприемников — на закладные и

опускные;

б)    по местоположению их в сооружении — на глубинные*и контактные;

в)    по положению их устья относительно пьезометрической линии— на напорные и безнапорные.

4-26. Водоприемник закладного пьезометра обычно представляет собой отрезок металлической трубы с перфорированными стенками, вокруг которой уложен двух- или трехслойный фильтр.

В последнее время за рубежом получили широкое распространение пьезометры, состоящие из пластмассового корпуса и пористых керамических фильтров. К наблюдательным пунктам от пьезометра отводится парная капроновая или полиэтиленовая трубка. Эти пьезометры экономичны, просты в закладке и эксплуатации. Однако с их помощью затруднительно оценивать фильтрационные характеристики грунта и брать пробы воды на химанализ.

Водоприемник закладного пьезометра устанавливается в намеченной части сооружения до того, как место установки будет закрыто грунтом или бетоном.

Закладные пьезометры устанавливаются в таких точках сооружения или основания, доступ к которым после возведения сооружения с помощью буровых скважин затруднен или совершенно невозможен.

14

Закладной пьезометр не может быть восстановлен в случае его порчи. Вследствие этого установка закладных пьезометров должна производиться особенно : щательно и являегея целесообразной лишь в том случае, если закладной пьезометр невозможно, заменить опускным.

4-27. Водоприемник опускного пьезометра монтируется на пьезометрической трубе и опускается в буровую скважину, которая бурится после частичного или полного возведения сооружения. Фильтры опускного пьезометра могут быть смонтированы на водоприемнике и вместе с ним опущены в буровую скважину или засыпаны после опускания водоприемника в скважину. Первый способ следует считать предпочтительным при содержании в фильтрующем потоке глинистых примесей.

Опускные пьезометры могут быть установлены в теле сооружения (если это требуется), на контакте сооружения с основанием и в толще основания, практически на любой глубине.

Опускные пьезометры устанавливаются в вертикальных и наклонных буровых скважинах диаметром 150—250 мм, пробуренных до заданной точки основания.

Установка опускных пьезометров должна производиться после завершения работ по цементации в районе предполагаемой установки пьезометров. Если цементационные работы по какой-либо причине производились после установки опускных пьезометров, то последние после окончания цементации должны быть заново установлены во вновь пробуренной скважине.

4-28. Вся проводка от водоприемника до устья пьезометров должна выполняться из оцинкованных труб диаметром не менее 2" (50 мм).

При выборе трассы для труб закладного пьезометра должны соблюдаться следующие правила.

1.    Трубы должны иметь минимум колен и изгибов.

2.    Участки труб, идущие в горизонтальном направлении, должны иметь уклон не менее 0,05 в сторону водоприемника.

3.    Не допускаются на участке пьезометрических труб обратные уклоны колена и изгибы, приводящие к местному понижению трассы на пути от водоприемника к устью пьезометра.

4.    В местах пересечения трубой осадочных швов на трубе устраиваются компенсаторы, допускающие смещение осей труб без нарушения их герметизации.

4-29. Устья закладных и опускных пьезометров должны быть выведены в легко доступные места для наблюдения за показаниями пьезометров. В районах с длительными отрицательными температурами воздуха не допускается вывод устья напорных пьезометров на наружную поверхность или в неотапливаемые помещения, температура в которых может понижаться ниже 0°С.

Устье напорных пьезометров должно быть оборудовано манометрами соответствующих параметров или дистанционными струнными манометрическими приборами. Каждый пьезометр должен

иметь свой пьезометрический насадок (струнный или манометрический). В отдельных случаях, когда напоры невелики, могут применяться ртутные манометры.

Устье каждого напорного пьезометра должно быть оборудовано кранами, позволяющими отключать пьезометрический насадок и измерять дебит пьезометра (рис. 5).

Не допускается соединять оголовки (устья) нескольких напорных пьезометров системой перепускных труб.

Устье безнапорных пьезометров должно быть приспособлено для установки переносных лотовых приборов.

4-30. В ряде случаев для исследования фильтрационного давления целесообразно применять струнные пьезодинамометры. Установка струнных пьезодинамометров проще и дешевле, чем установка пьезометров. Кроме этого, их малые размеры часто позволяют устанавливать их там, где установка закладных пьезометров была бы невозможна или затруднительна.

Для наблюдения за фильтрационным давлением в теле плотины пьезодинамометры могут быть установлены в монолитном бетоне, а также в строительных и конструктивных швах сооружения. При установке пьезодинамометров вблизи напорной грани сооружения приборы целесообразно устанавливать чаще «возле поверхности напорной грани и реже—по мере удаления от этой поверхности в глубь массива (рис. 6).

4-31. Срок работы пьезодинамометров при их современной конструкции и исполнении сравнительно невелик (несколько лет), а их замена практически невозможна. Поэтому пьезодинамометры не могут применяться для текущего эксплуатационного контроля за фильтрационным давлением. Для эксплуатационного контроля за фильтрационным режимом сооружения во всех случаях следует применять пьезометры (по возможности, опускные).

16

Г. Наблюдение за температурным режимом

4-32. Исследование температур в различных частях сооружений, как правило, производится с помощью закладных телетермометров. Конструкции телетермометров могут быть самыми разнообразными, но чаще всего применяются телетермометры электросопротивления.

4-33. Закладной телетермеметр предназначен для измерения температуры бетона, воды и воздуха в точках, доступ к которым с переносными термометрами затруднен или невозможен.

4-34. Количество телетермометров, устанавливаемых в сооружения, зависит от характера поставленной задачи, от ти-типа сооружения, его размеров и характера производства работ.

Местоположение телетермометров определяется предполагаемым характером распределения температур в сооружении и вблизи его границ.

Как правило, телетермометры располагаются так, чтобы по показаниям приборов можно было бы исследовать температурный режим сооружения в любой момент времени.

Обычно телетермометры чаще

располагаются у поверхности сооружения и реже — в ренних зонах. На рис. 7 показано примерное температур массива (низовая грань плотины) в зависимости от колебания температуры наружного воздуха и соответствующее этому колебанию возможное размещение термометров. Для текущего строительного контроля за максимальным подъемом температуры бетона можно ограничиться установкой одного термометра в центре блока.

4-35. При изучении температурного поля скального основания на контакте с сооружением термометры располагаются в буровых скважинах глубиной не более 8—10 м, по глубине скважины устанавливается 5—6 приборов.

4-36. При исследовании температурного режима оснований в районах вечной мерзлоты глубина заложения термометров определяется глубиной цемзавесы и предполагаемым изменением температуры основания в связи с возведением сооружения и наполнением водохранилища. Для исследования температуры в зонах вечной

17

мерзлоты необходимо применять термометры, обеспечивающие точность измерений 0,1° С.

4-37. С помощью телетермометров электросопротивления можно проводить исследования температурного режима водохранилища. В этом случае термометры могут располагаться на жесткой штанге, если термометры устанавливаются в непосредственной близости от сооружения, либо на гибком троссе с грузом, если измерения производятся на значительном расстоянии от сооружения.

4-38. При составлении проектов размещения телетермометров в сооружениях следует предусмотреть необходимое количество этих приборов для строительного контроля за температурой сооружения. Строительный контроль температур обязателен при применении искусственного охлаждения бетона, при производстве замоноличива-кия сооружения путем цементации строительных швов или укладки замыкающих блоков, при условии ограничения проектом максимального разогрева бетона в центре массива и охлаждения его на поверхности.

4-39. В тонких элементах бетонных сооружений (толщиной 3—4 м) сравнительно быстро (в течение 7—20 дней) устанавливается температура окружающей среды. Неравномерное распределение температур в таких элементах не играет существенной роли. В связи с этим в тонких элементах бетонных сооружений температурные исследования, как правило, не производятся. Исключения представляют элементы с неодинаковым температурным режимом с противоположных сторон, или элементы, напряженное состояние которых главным образом зависит от изменения его средней температуры по сечению (статически неопределимые конструкции).

Д. Измерение напряжений в бетоне

4-40. В настоящее время исследование напряженного состояния бетона в натурных условиях осуществляется путем измерения деформаций бетона и последующего их пересчета в напряжения методами теории упругости и пластичности.

4-41. Деформации внутри бетона измеряют с помощью закладных телетензометров, а деформации на поверхности — с помощью накладных тензометров.

При установке накладных тензометров на поверхности необходимо предусмотреть в проекте устройства, обеспечивающие доступ к месту установки приборов, а также запроектировать надежную коммуникацию проводов при установке на поверхности дистанционных тензометров.

4-42. При составлении проекта размещения телетензометров в сооружении следует иметь в виду, что в большинстве случаев каждый телетензометр является одновременно и телетермометром. Таким образом, совмещая телетензометрические измерительные точки с температурными измерительными точками, можно соответственно сократить число необходимых телетермомзтров.

4-43. Расположение приборов в сооружении зависит от типа сооружения и характера основания этого сооружения.

С теоретической точки зрения для определения одноосного, плоского и объемного напряженного состояния любого упругого изотропного и сплошного тела достаточно измерить в данной точке деформации соответственно в одном, трех или шести направлениях. Однако, как показала практика, такое расположение приборов не юбеспечивает взаимного контроля их показаний, вследствие чего при натурных исследованиях в измерительной точке чаще всего

размещают так называемые тензометрические «розетки» из четырех—пяти и девяти приборов. В ряде случаев в бетонных сооружениях устанавливаются также парные и одиночные тензометры.

4-44. «Розетка» из девяти приборов (рис. 8) применяется в случае исследования пространственной системы напряжений, действующих в данной точке сооружения. Следует отметить, что напряженное состояние массивного бетона в подавляющем большинстве случаев является объемным. Однако часто исследователей интересуют напряжения лишь в заданном направлении или заданной плоскости. В этих случаях в измерительной точке устанавливается соответственно уменьшенное количество приборов.

4-45. «Розетка» из 5 приборов (рис. 9) устанавливается, если напряженное состояние сооружения в данной точке можно рассматривать как случай плоской деформации. Пятый прибор, установленный перпендикулярно к плоскости основной «розетки» из

2*

УДК 626,627

Виталий Васильевич БЛИНКОВ₃ Михаил Борисович ГИНЗБУРГ

Указания по составлению проекта размещения контрольно-измерительной аппаратуры

Проект.

Технический редактор А. А. Щёкотова

М-43037. Сдано в производство 5ДИ-1965 г. Печ. л. 5,5. Уч.-изд. л. 5,5. Зак. 157, Бум. л. 2,75. Тир. 800. Подписано к печати 26/V-1965 г. Формат бОХОО¹/^* Цена 27 коп.

Типография Всесоюзного научно-исследовательского института гидротехники имени Б Е Веденеева, Ленинград, К-64, Гжатская ул., 21

четырех приборов, дает возможность определить величину плоской деформации и учесть ее при вычислении напряжений.

4-46. «Розетка» из четырех тензометров (рис. 10) устанавливается в случае, если напряженное состояние сооружения в данной точке можно рассматривать (с известным допущением) как плоское.

4-47. Группа из двух приборов (рис. 11) устанавливается в случае, если необходимо измерить деформации или напряжения только >в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а измерение

т

План

Рис. 9.

главных и касательных напряжений не представляет для исследо-вателя интереса. Причем, напряженное состояние заведомо таково* что напряжениями в третьем направлении можно пренебречь, или оно заранее известно (напряжения у поверхности сооружения, элементы изогнутые в двух направлениях, напряжения вокруг трубопровода и др.).

4-48. Одиночные телетензометры устанавливаются при исследованиях напряженного состояния тонких и длинных плит, балок, бетонных арок, подпорных стенок и других изгибаемых или внецент-ренно сжатых конструкций. В отдельных случаях одиночные телетензометры могут ставиться как весьма точные щелемеры в местах наиболее вероятного образования трещин или для контроля за состоянием строительных швов в наиболее ответственных местах, где даже малое раскрытие швов оказывает существенное влияние на работу сооружения (например, возле напорной грани). При этом следует иметь в виду, что максимальное раскрытие трещины или

20

ПРЕДИСЛОВИЕ

В нашей стране с каждым годом возрастает объем гидротехник веского строительства. Растут напоры и мощность ГЭС, их строительство все увереннее продвигается на восток и на север, все чаще лроектируются новые типы сооружений облегченного типа с большим процентом сборности (Бухтарминская, Братская, Красноярская, Ладжанурская, Киевская, Саратовская и др. ГЭС). На пути проектирования и строительства этих грандиозных сооружений неизбежно встречаются трудности теоретического и практического характера. В ряде случаев преодоление этих трудностей возможно лишь на основе глубокого изучения работы сооружения в натурных условиях.

Только натурные исследования, поставленные по хорошо разработанной методике и оснащенные современной контрольно-измерительной аппаратурой (КИА), могут дать объективный и полноценный материал о состоянии и степени надежности работы сооружения. Однако подготовка и проведение натурных исследований является сложной и дорогостоящей работой.

Подготовка и проведение натурных исследований гидротехнических сооружений слагается из четырех взаимосвязанных этапов.

1.    Составление проекта натурных исследований.

2.    Разработка конструкции и изготовление КИА.

3.    Установка КИА в сооружениях и организация наблюдений.

4.    Обработка данных натурных наблюдений, составление рекомендаций, выводов и заключений.

Каждый из перечисленных этапов работы может оказать решающее влияние на научную и практическую ценность проводимых натурных исследований.

Составление проекта натурных исследований слагается из трех этапов.

1. Разработка программы натурных наблюдений.

2 Определение состава наблюдений.

3. Составление проекта размещения КИА в сооружениях и основании гидроузла.

В предшествующие годы ВНИИГом, Гидропроектом и Гидроэнергопроектом был выпущен ряд ведомственных материалов инст-

3

руктивного характера по составлению проектов размещения КИА vs. наблюдениям по ней. Однако весь этот материал относится к 1954— 1956 гг. С тех пор в нашей стране построен ряд крупнейших гидроузлов, появились сооружения новых типов, новые приборы для натурных исследований, накоплен богатый опыт самих исследований. Возникла необходимость в разработке новых инструктивных материалов по натурным исследованиям.

В соответствии с изложенным по заданию ГПКЭиЭ были составлены настоящие Указания.

Указания составлены на основании опыта ВНИИГа, приобретенного при составлении задания на размещение КИА в Каховской, Новосибирской, Бухтарминской, Ладжанурской, Братской, Череповецкой, Красноярской, Ингури и других ГЭС. На всех перечисленных станциях (кроме ИнгуриГЭС) ВНИИГ непосредственно принимал участие в проведении натурных исследований, начиная от изготовления и тарировки приборов и кончая выводами, основанными на всесторонней обработке показаний приборов, заложенных в сооружения. В указаниях учтен также опыт натурных исследований, проводимых НИС Гидропроектом, ТНИСГЭИ, а также литературные данные по натурным исследованиям, проводимым за рубежом.

Указания относятся к бетонным гидротехническим сооружениям и соружениям из местных материалов. Вместе с этим в Указаниях рассмотрено размещение аппаратуры в основном лишь в раз-личных типах плотин. В других напорных гидротехнических сооружениях применяется КИА тех же типов, как и в плотинах, однако, размещение ее, ввиду большого разнообразия конструктивных решений этих сооружений (шлюзы, тоннели, здания ГЭС, водоводы и т. д.) в данной работе не приводится. В ряде случаев приборы в этих сооружениях могут размещаться по тем же правилам, что и в плотинах.

В Указаниях не приводятся данные о размещении геодезической аппаратуры для натурных исследований, а также данные по гидравлическим исследованиям и исследованиям гидромеханического оборудования.

Предполагается, что настоящие Указания должны пересматриваться не реже одного раза в два-три года с целью их исправления и дополнения.

Работа выполнена в Лаборатории натурных исследований кандидатами технических наук В. В. Блинковым (раздел 5) и М. Б. Гинзбургом (раздел 6).

При составлении первой редакции в работе принимали участие групповые инженеры Э. К. Александровская (раздел 5, пункт Г), Н. И. Чалый (раздел 5, пункт В), ст. инженер Н. Г. Волков (раздел 5, пункт Б). Приложение 1 составлено по совместным материалам ВНИИГа и НИСа Гидропроекта. Приложение 2 составлено канд. техн. наук В. В. Блинковым. Общее руководство работой осуществлялось канд. техн. наук В. В. Блинковым, научное редактирование канд. техн. наук С. Я. Эйдельманом.

4

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1-1. Натурные исследования гидротехнических сооружений имеют большое научное и практическое значение. Они позволяют осуществлять эксплуатационный контроль за состоянием сооружений, выяс-лять недостаточно разрешенные или спорные вопросы методики расчета и проектирования сооружений, проверять точность результатов лабораторных модельных испытаний, усовершенствовать методы производства работ.

Результаты натурных исследований могут привести к обоснованному снижению стоимости строительства гидросооружений за счет обжатия профилей, снижения расхода арматуры и цемента, назначения оптимальных коэффициентов запаса, усовершенствования методов производства работ и других факторов.

В период эксплуатации натурные исследования позволяют улучшить условия работы сооружений, своевременно определить объем .необходимых ремонтных работ, продлить срок службы сооружений, а в отдельных случаях — предотвратить тяжелые аварии и катастрофы.

1-2. На гидротехнических сооружениях проводятся контрольные наблюдения и специальные исследования.

1.    Контрольные наблюдения проводятся с целью текущего строительного или эксплуатационного контроля за состоянием сооружения. К ним относятся наблюдения за осадками и перемещениями сооружений, за фильтрацией и противодавлением, за образованием трещин в бетоне и его коррозией, за размывом русла, уровнями бьефов и другими факторами, влияющими на прочность, надежность и нормальную эксплуатацию сооружений. Контрольные наблюдения цолжны проводиться в обязательном порядке на всех гидротехнических сооружениях I—III классов.

Необходимость контрольных наблюдений на сооружениях ниже Ш класса определяется в каждом отдельном случае соответствующим ведомством.

2.    Специальные исследования проводятся с целью выявления или уточнения теоретических вопросов расчета и методики моделирова-

5

ния или с целью выбора наилучших методов производства работ я условий эксплуатации сооружений, а также накопления фактического материала наблюдений по отдельным вопросам. К этим исследованиям относятся определения температур и напряжений в бетоне, давлений в грунте, усилий в арматуре, пульсации давления потока, вибрации сооружений и др. Постановка специальных натурных исследований в каждом отдельном случае должна быть обоснована особой программой.

В ряде случаев приборы, установленные для специальных исследований, могут быть использованы для текущего строительного ил к эксплуатационного контроля.

1-3. Объем контрольных наблюдений определяется типом сооружения, характером основания и степенью ответственности гидроузла.

Объем специальных натурных исследований определяется актуальностью проблемы и сложностью разрешения вопросов, указанных в программе.

1- 4. Результаты контрольных наблюдений и специальных исследований после их обобщения должны быть использованы при проектировании новых сооружений.

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ

ПРОГРАММА И СОСТАВ НАБЛЮДЕНИЯ

2- 1. Составление программы натурных исследований (наблюдений) является ответственной задачей, от правильного разрешения которой зависит успех намеченных исследований. Программа должна отражать практическую и теоретическую целесообразность проектируемых исследований и возможности их производственного и технического осуществления.

2-2. В программе должны 'быть даны ответы на следующие основные вопросы.

1.    Мотивы постановки натурных исследований (наблюдений).

2.    Цель и задачи предполагаемых исследований.

3.    Объекты исследований (сооружения и те их элементы, на которых предполагается проводить исследования (наблюдения).

4.    Состав наблюдений, методика и аппаратура, ко4орые предполагается применить при проведении натурных исследований.

5.    Лабораторные работы, теоретические расчеты, модельные испытания, которые предполагается провести с целью обработки данных натурных наблюдений и их взаимного сопоставления с данными расчета и модельных испытаний для взаимной их корректировки.

6.    Ориентировочная стоимость предполагаемых исследований (по опыту аналогичных работ).

7.    Примерные сроки начала и окончания работ по натурным наблюдениям и обработке полученных материалов.

6

8.    Основные исполнители и их доля участия.

9.    Ожидаемые результаты.

Программа натурных исследований (наблюдений) определяет состав наблюдений.

В составе наблюдений должны быть указаны:

а)    параметры (осадки, температуры, уровни и др.) и явления (ледоход; волнение, погода), за которыми необходимо вести наблюде-дия;

б)    средства (приборы, установки) для производства наблюдений;

в)    ориентировочное местоположение »в сооружениях приборов и наблюдательных пунктов;

г)    сроки производства осмотра сооружений и Ьзятия отсчетов по приборам;

д)    характер и сроки обработки данных натурных наблюдений.

РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ

ОРГАНИЗАЦИЯ НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3- 1. Организация натурных исследований должна определяться «Указаниями по организации и проведению натурных наблюдений на гидротехнических сооружениях», а также «Положением о группах натурных наблюдений за состоянием гидротехнических сооружений во время строительства и в период эксплуатации», утвержденных решением Технического управления за № 37 от 12 февраля и распоряжением председателя ГПКЭиЭ СССР от 14 февраля 1964 г,

РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ

СОСТАВЛЕНИЕ ПРОЕКТА РАЗМЕ1ЦЕНИЯ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ

4- 1. На основании программы натурных исследований (см. раздел второй) проектная организация составляет проект размещения контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) в сооружении, привлекая в случае необходимости в качестве консультантов научно-исследовательские организации.

4-2. Проектирование размещения контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) в гидротехнических сооружениях производится в две стадии.

1.    Проектное задание.

2.    Рабочие чертежи.

В проектном задании дается:

а)    общая ориентировочная схема размещения КИА;

б)    схема коммуникаций кабелей от приборор и местоположение измерительных пультов;

7

■в) отдельные наиболее важные узлы крепления приборов, оформления пультов и др.;

г)    спецификация на приборы и кабель;

д)    смета на изготовление приборов, их установку и обработку полученных результатов.

В рабочем проекте должны быть указаны:

а)    местоположение каждого прибора в блоке, его ориентация относительно осей блока (сооружения) и привязка © плане и по высоте;

б)    трассировка подводящих кабелей и способы их прокладки (лотки, стояки и т. д.);

в)    места и обррудование временных и постоянных пультов наблюдения;

г)    способы крепления закладных и съемных приборов;

д)    конструкция приборов и устройств, изготовляемых на самом строительстве (пьезометры, марки, простейшие щелемеры и т. д.);

е)    длина кабеля от каждого прибора до временного или постоянного пульта;

ж)    места стыков кабеля и их конструкция;

з)    другие детали, связанные с установкой приборов и устройств.

4-3. Одновременно с проектом размещения КИА должна составляться инструкция по проведению наблюдений, в которой должна даваться методика наблюдений, форма документации и сроки проведения наблюдений. При составлении этой инструкции надлежит пользоваться Техническими указаниями по установке контрольноизмерительных приборов в бетонные гидротехнические сооружения, производству отсчетов и первичной их обработке, «Энергия» 1964.

4-4. Проект размещения и закладки КИА и оборудования на стадии рабочего проекта, инструкция по закладке аппаратуры и первичной обработке результатов наблюдений выполняются проектной организацией на основании настоящих Указаний и Указаний по установке аппаратуры и наблюдениям по ней.

4-5. Количество приборов и их местоположение в сооружении зависит от характера сооружения и проводимых исследований, обусловленных программой.

При подсчете потребного количества приборов берется 10-про-центный запас на случай выхода приборов из строя и возможной дополнительной их установки © сооружении, не предусмотренной проектом.

Общее количество кабеля, необходимого для установки приборов, определяется также с учетом 10% увеличения против его проектного количества.

4-6. Приборы и устройства, предназначенные для текущего строительного и особенно эксплуатационного контроля (марки, щелемеры, пьезометры), размещаются по ©сему сооружению с учетом конструктивного оформления сооружения и геологических особенностей створа.

4-7. Для проведения специальных натурных исследований должны выбираться отдельные (опытные) наиболее характерные блоки секции или участки, по работе которых возможно было бы судить о работе всего сооружения.

Вся аппаратура, по возможности, должна группироваться в этих опытных блоках, или секциях и участках. Такая установка КИА

обеспечивает взаимоконтроль наблюдений по заложенным приборам, облегчает наблюдения и обработку данных, удешевляет и упрощает устройство и оформление наблюдательных пультов (рис. 1, 2).

Все приборы в секциях или блоках группируются по измерительным сечениям и створам.

В проектах размещения КИА должна быть принята следующая терминология.

1.    Опытная секция — характерная секция сооружения, на основании наблюдений за которой можно сделать выводы относительно работы всего сооружения (рис. 3).

В этой секции по возможности должны размещаться приборы всех видов, предназначенные для выяснения комплекса вопросов, решаемых с помощью натурных исследований.

2.    Измерительное сечение — горизонтальная или вертикальная плоскость в опытной секции, в которой располагаются приборы.

3.    Измерительный створ — прямая линия в измерительном сечении, чаще всего параллельная или перпендикулярная продольной оси плотины, вдоль которой располагаются приборы в сечении.

9