ТКП 45-3.04-169-2009 (02250) Гидротехнические сооружения. Строительные нормы проектирования

пункты 4.1, 4.2, 4.3, 5.8, 5.9, 6.3, 6.4, приложение Б

4.1 Общие требования к гидротехническим сооружениям

4.1.1 Гидротехнические сооружения подразделяют на постоянные и временные.

К временным относятся сооружения, используемые только в период строительства, реконструкции и ремонта постоянных сооружений.

4.1.2 Постоянные гидротехнические сооружения в зависимости от назначения подразделяют, в соответствии с приложением А, на основные и второстепенные.

К основным гидротехническим сооружениям относятся сооружения, повреждение или разрушение которых приводит к нарушению или прекращению нормальной работы электростанций, прекращению или уменьшению подачи воды для водоснабжения и орошения, затоплению и подтоплению защищаемой территории, прекращению или сокращению судоходства, загрязнению почв и водных источников жидкими отходами промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

К второстепенным гидротехническим сооружениям относятся сооружения, разрушение или повреждение которых не влечет за собой указанных последствий.

4.1.3 При проектировании гидротехнических сооружений следует руководствоваться законодательными и нормативными актами Республики Беларусь, СНБ 1.02.03 и другими документами, регулирующими инвестиционную деятельность.

4.1.4 Порядок разработки, согласования, утверждения и состав проектной документации на строительство гидротехнических сооружений должны отвечать требованиям СНБ 1.03.02.

4.1.5 Проектирование гидротехнических сооружений должно осуществляться на базе данных инженерных изысканий в соответствии с СНБ 1.02.01 и П1 к СНБ 1.02.01. Для обоснования технических решений, принимаемых при проектировании гидротехнических сооружений I и II классов, как правило, следует проводить научно-исследовательские работы, в том числе экспериментальные и опытноконструкторские работы.

Для сооружений III и IV классов такие работы допускается выполнять при надлежащем обосновании.

4.1.6 Расчетные гидрологические характеристики следует определять в соответствии с ТКП 45-3.04- и П1 к СНиП 2.01.14.

4.1.7 При проектировании гидротехнических сооружений следует соблюдать требования действующих ТНПА на отдельные виды этих сооружений.

4.1.8 Гидротехнические сооружения следует проектировать, исходя из требований комплексного использования водных и земельных ресурсов бассейнов рек, с учетом данных и положений, содержащихся в [1], [3], схемах комплексного использования водных и земельных ресурсов бассейнов рек и других материалах, обязательных для использования.

4.1.9 Тип сооружений, их параметры и компоновку следует выбирать на основании сравнения технико-экономических показателей вариантов и с учетом:

— функционального назначения сооружений;

— места возведения сооружений, природных условий района (топографических, гидрологических, климатических, инженерно-геологических, гидрогеологических, биологических и др.);

— условий и методов производства работ, наличия трудовых ресурсов;

— развития и размещения отраслей хозяйства, изменения и развития транспортных потоков и роста грузооборота, развития объектов орошения и осушения, водоснабжения, судостроения и судоремонта;

— водохозяйственного прогноза изменения гидрологического, в том числе ледового и термического режимов рек в верхнем и нижнем бьефах; заиления наносами и переформирования русла и берегов рек, водохранилищ; затопления и подтопления территорий и инженерной защиты расположенных на них зданий и сооружений;

— воздействия на окружающую среду;

— влияния строительства и эксплуатации объекта на социальные условия и здоровье населения;

— изменения условий и задач судоходства, лесосплава, рыбного хозяйства, водоснабжения и режима работы мелиоративных систем;

— установленного режима природопользования (сельхозугодья, заповедники и т. п.);

— условий быта и отдыха населения (пляжи, курортно-санаторные зоны и т. п.);

— мероприятий, обеспечивающих требуемое качество воды: подготовки ложа водохранилища, соблюдения надлежащего санитарного режима в водоохранной зоне, ограничения поступления биогенных элементов (азотсодержащих веществ, фосфора и др.) с обеспечением их количества в воде не выше предельно допустимых концентраций;

— условий постоянной и временной эксплуатации сооружений;

— требований экономного расходования основных строительных материалов;

— возможности разработки полезных ископаемых, местных строительных материалов и т. п.;

— обеспечения эстетических и архитектурных требований к сооружениям, расположенным на берегах водотоков и водоемов.

4.1.10 При проектировании гидротехнических сооружений следует обеспечивать и предусматривать:

— надежность сооружений на всех стадиях строительства и эксплуатации;

— максимальную экономическую эффективность строительства;

— постоянный инструментальный и визуальный контроль за состоянием гидротехнического сооружения и грунтов в основании, а также природными и техногенными воздействиями на них;

— подготовку ложа водохранилища и хранилищ жидких отходов промышленных предприятий и прилегающей территории;

— охрану месторождений полезных ископаемых;

— необходимые условия судоходства;

— сохранность животного и растительного мира, в частности организацию рыбоохранных мероприятий;

— минимально необходимый расход воды, благоприятные уровенный и скоростной режимы в бьефах с учетом интересов водопотребителей и водопользователей, а также благоприятный режим уровня грунтовых вод для освоенных земель и природных экосистем;

— инженерную защиту сельскохозяйственных земель или компенсацию землепользователям при их изъятии.

4.1.11 При проектировании гидротехнических сооружений следует рассматривать возможность и технико-экономическую целесообразность:

— совмещения сооружений, выполняющих различные эксплуатационные функции;

— возведения сооружений и ввода их в эксплуатацию отдельными пусковыми комплексами;

— унификации компоновки оборудования, конструкций и их размеров и методов производства строительно-монтажных работ;

— использования напора, создаваемого на гидроузлах транспортного, мелиоративного, рыбохозяйственного и другого назначения, для целей энергетики.

4.1.12 Ремонт постоянных гидротехнических сооружений следует производить для поддержания или полного восстановления их основных технических параметров и увеличения срока службы.

4.1.13 Ремонт мелиоративных систем следует производить для поддержания или полного восстановления их основных технических параметров или отдельных сооружений на них. Ремонтные работы должны предусматривать очистку каналов от заиления, сводку древесно-кустарниковой растительности с откосов каналов и на бермах, восстановление разрушенных или поврежденных дренажных устьев; заделку промоин и подсев трав на откосах каналов, плотин и дамб; заделку трещин и раковин в сетевых железобетонных сооружениях; исправление или замену перильных ограждений, сигнальных столбиков и т. п.

4.1.14 Реконструкцию постоянных гидротехнических сооружений следует производить для:

— усиления основных гидротехнических сооружений и их оснований при повышении риска аварии из-за старения сооружений и оснований или увеличения внешних воздействий, а также в случае увеличения масштаба экономических, экологических и социальных последствий возможной аварии;

— обеспечения (повышения) водопропускной способности основных гидротехнических сооружений;

— увеличения выработки электроэнергии;

— увеличения емкости хранилищ жидких отходов;

— замены оборудования в связи с его износом;

— повышения водообеспечения оросительных систем, улучшения режима грунтовых вод на орошаемых или осушаемых массивах и прилегающих к ним территориях вдоль трасс каналов;

— увеличения грузо- и судопропускной способности портов и судоходных сооружений;

— улучшения экологических условий зоны влияния гидроузла.

Реконструкция гидротехнического сооружения должна производиться также при изменении нормативных требований, в случае изменения условий эксплуатации (изменение расчетного сбросного расхода, подпорного уровня, работа сооружения в комплексе с вновь построенными объектами и т. п.).

4.1.15 Реконструкцию основных сооружений следует производить, как правило, без прекращения выполнения ими основных эксплуатационных функций.

4.1.16 При реконструкции следует предусматривать максимальное использование существующих сооружений и их элементов, находящихся в удовлетворительном техническом состоянии.

4.1.17 Техническое состояние реконструируемых сооружений и их элементов следует определять специальными исследованиями и расчетами на основе фактических характеристик строительных материалов, принятых в проектах реконструкции сооружений и грунтов оснований.

4.1.18 При разработке проектов реконструкции мелиоративных систем и сооружений на них следует руководствоваться требованиями ТКП 45-3.04-8.

4.2 Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений 4.2.1 При разработке проекта гидротехнических сооружений следует руководствоваться действующим законодательством в области безопасности гидротехнических сооружений и нормативными требованиями, направленными на ее обеспечение.

4.2.2 В составе проекта речных водоподпорных гидротехнических сооружений I и II классов и, как правило, сооружений III и IV классов следует разрабатывать специальный проект натурных наблюдений за их работой и состоянием как в процессе строительства, так и при эксплуатации для своевременного выявления дефектов и неблагоприятных процессов, назначения ремонтных мероприятий, предотвращения отказов и аварий, улучшения режимов эксплуатации и оценки уровня безопасности и риска аварий.

Проект натурных наблюдений должен включать:

— перечень контролируемых нагрузок и воздействий на сооружение;

— перечень контролируемых и диагностических показателей состояния сооружения и его основания, включая критерии безопасности;

— программу и состав инструментальных и визуальных наблюдений;

— технические условия и чертежи на установку контрольно-измерительной аппаратуры (КИА), спецификацию измерительных приборов и устройств;

— структурную схему и технические решения системы мониторинга состояния сооружений, природных и техногенных воздействий на них, включая состав ее основных технических и программных средств, в соответствии с таблицей Б.1 (приложение Б);

— инструктивные и методические рекомендации (документы) по проведению натурных наблюдений за работой и состоянием сооружений.

4.2.3 В составе проекта гидротехнических сооружений должны быть разработаны критерии их безопасности.

Перед вводом в эксплуатацию и в процессе эксплуатации гидротехнических сооружений критерии безопасности должны уточняться на основе результатов натурных наблюдений за состоянием сооружений, нагрузок и воздействий, а также изменений характеристик материалов, конструктивных решений.

4.2.4 Гидротехнические сооружения, повреждения которых могут привести к возникновению чрезвычайных ситуаций на всех стадиях их создания и эксплуатации, подлежат декларированию безопасности в соответствии с действующим законодательством.

Декларация безопасности является обязательной частью проекта, она подлежит утверждению в органах надзора за безопасностью гидротехнических сооружений при согласовании проекта.

Декларация безопасности подлежит корректировке:

— перед вводом объекта в эксплуатацию;

— после первых 2 лет эксплуатации;

— не реже 1 раза в каждые последующие 5 лет эксплуатации;

— после реконструкции гидротехнических сооружений, их капитального ремонта, восстановления и изменения условий эксплуатации;

— при выводе из эксплуатации и при консервации;

— при изменении нормативных правовых актов, правил и норм в области безопасности гидротехнических сооружений;

— после аварийных ситуаций.

Не подлежат декларированию линейные гидротехнические сооружения мелиоративных систем IV класса.

4.2.5 При проектировании гидротехнических сооружений, повреждение которых может привести к возникновению чрезвычайных ситуаций, для локализации и ликвидации возможных аварий должны предусматриваться технические решения по использованию в строительный и эксплуатационный периоды карьеров и резервов грунтов; производственных объектов, транспорта и оборудования; мостов и подъездных путей в районе и на территории объекта; автономных или резервных источников электроэнергии и линий электропередачи и других противоаварийных средств оперативного действия.

4.2.6 В проектах гидротехнических сооружений должны быть предусмотрены конструктивнотехнологические решения по предотвращению развития возможных опасных повреждений и аварийных ситуаций, которые могут возникнуть в период строительства и эксплуатации.

4.2.7 В проектах речных водоподпорных гидротехнических сооружений должны выполняться расчеты волны прорыва с целью оценки возможного материального и социального ущерба от потенциальной аварии сооружения с нарушением напорного фронта.

Следует также предусматривать мероприятия по снижению негативных воздействий возможных аварий сооружений на окружающую среду.

4.2.8 В проектах речных водоподпорных гидротехнических сооружений следует предусматривать локальные системы оповещения персонала и населения, проживающего в долине реки в нижнем бьефе гидротехнического сооружения, об угрозе прорыва напорного фронта.

4.3 Охрана окружающей среды 4.3.1 При разработке проекта гидротехнических сооружений следует руководствоваться действующим законодательством в области охраны окружающей среды и ТНПА, устанавливающими требования к охране природной среды при инженерной деятельности. Следует также рассматривать мероприятия, направленные на улучшение экологической обстановки по сравнению с природной, использование водохранилищ, нижних бьефов и примыкающих к ним территорий для развития туризма, обеспечения рекреации, рекультивации земель и вовлечения их в хозяйственную деятельность, не противоречащую оправданному природопользованию.

4.3.2 Мероприятия по охране окружающей среды следует разрабатывать в комплексе с прогнозом ее изменения в связи с созданием гидротехнических сооружений.

4.3.3 При проектировании гидротехнических сооружений необходимо предусматривать технические решения, которые обеспечат оптимизацию экологического взаимодействия их с природным комплексом и предотвратят недопустимые последствия этого взаимодействия.

Должны быть разработаны биотехнические мероприятия по сохранению редких видов растений, рыб, животных, птиц на участках непосредственного влияния основных сооружений, водохранилищ, нижних бьефов, каналов и т. п. При этом должны рассматриваться как условия строительства сооружений, так и условия их эксплуатации.

В проектах гидротехнических сооружений следует также рассматривать влияние хозяйственной деятельности и инфраструктуры, сопутствующих их созданию, на окружающую среду и предусматривать мероприятия по нейтрализации воздействия отрицательных факторов.

4.3.4 Решение природоохранных вопросов должно начинаться на самых ранних стадиях проектирования объекта и выбора типа сооружений и учитываться при рассмотрении остальных технических вопросов. Разработка природоохранных мероприятий должна включать: изучение исходного состояния природной среды, составление прогноза ее изменения, установление допустимого уровня антропогенного вмешательства, разработку мер защиты, а также способов контроля за состоянием каждого элемента среды и возможные дополнительные мероприятия по сохранению и улучшению экологической обстановки в процессе эксплуатации сооружений.

4.3.5 При проектировании гидротехнических сооружений необходимо предусматривать специальные мероприятия по охране окружающей среды при:

— выполнении дноуглубительных работ, включающих извлечение грунта, его транспортирование и создание отвалов;

— устройстве плотин, дамб, перемычек, каменных постелей, обратных засыпок и т. д. путем отсыпки грунтовых и каменных материалов в воду;

— строительстве ограждающих сооружений хранилищ жидких отходов промышленных предприятий;

— уплотнении грунтов основания, в том числе производимом взрывным способом;

— строительстве сооружений с использованием материалов, которые могут быть источником загрязнения окружающей среды;

— закреплении грунтов, в том числе осуществляемом химическим способом или путем искусственного замораживания;

— подводном бетонировании и т. п.

4.3.6 В проектах водоподпорных гидротехнических сооружений должны предусматриваться мероприятия по:

— подготовке ложа водохранилища и хранилищ жидких отходов;

— ликвидации возможных источников загрязнения водной среды, опасных для здоровья человека, животного и растительного мира;

— ликвидации отрицательных воздействий на качество воды затопленной и нависающей древесной растительности, торфяных островов и др.;

— извлечению и утилизации плавающей древесной массы и сора;

— локализации возможных очагов загрязнения и снижению концентрации вредных примесей;

— снижению концентрации вредных примесей в водотоках, впадающих в водохранилище;

— очистке профильтровавшейся воды из хранилищ жидких отходов.

4.3.7 Материалы, используемые при строительстве (привозные или местные — грунтовые, негрунтовые), химические добавки и реагенты должны проходить экологическую экспертизу, в процессе которой должны рассматриваться как сами материалы, так и соединения, которые могут образоваться в результате их взаимодействия с водой и грунтами оснований.

4.3.8 Для выполнения требований согласно 4.3.4 необходимо производить оценку и прогнозирование:

— изменения гидрогеологических условий, уровенного режима, условий питания, химизма подземных вод;

— фильтрационных потерь воды из водохранилища и хранилищ жидких отходов;

— изменения ландшафта в результате создания водохранилища;

— изменения хода руслового процесса, трансформации русла нижних бьефов, заиления и переработки берегов водохранилищ;

— изменения термического и ледового режимов в бьефах, бассейнах гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС), в том числе образования протяженных полыней, усиления заторно-зажорных явлений;

— влияния изменений руслового, гидравлического, термического и ледового режимов водотоков и водоемов на условия нереста и воспроизводства рыб, гнездования птиц, среду обитания околоводных млекопитающих и т. д.;

— влияния микроклиматических изменений в районе создания водохранилища и нижнего бьефа гидроузла (температурного режима и влажности воздуха, режима ветров и осадков и т. п.) на объекты инфраструктуры, условия быта и отдыха населения.

4.3.9 При проектировании гидротехнических сооружений необходимо учитывать изменения природных условий, которые могут привести к развитию и активизации следующих негативных физикогеологических процессов:

— подтопления и затопления территорий, оценку которых необходимо выполнять, руководствуясь положениями СНиП 2.06.15;

— переработки берегов и заиления водохранилищ;

— химической суффозии растворимых пород карбонатного карста, вымыву из грунтов основания и накоплению в них потенциально вредных химических и радиоактивных веществ;

— механической суффозии песчаных грунтов, суффозионного карста;

— возникновения и активизации оползневых явлений;

— всплытия торфов, их влияния на химический состав воды в водохранилище, на гидрохимический режим грунтовых вод и подруслового потока в нижнем бьефе;

— просадочных деформаций оснований, сложенных лессовыми грунтами;

— сосредоточенных путей фильтрации после оттаивания ледяных прослоек, образовавшихся при морозном пучении.

4.3.10 В качестве природоохранных мероприятий для управления развитием указанных в 4.3. процессов следует рассматривать и разрабатывать при проектировании гидротехнических сооружений комплекс мероприятий, включающий, как правило: дренажно-противофильтрационные устройства, уплотнение, цементирование, инъектирование, искусственное промораживание грунтов; устройство экранов, диафрагм; планировочные работы, замену грунтов, удаление и пригрузку торфов; берегоукрепительные конструкции, оградительные и водоотводные конструкции (дамбы, каналы, трубопроводы); рекультивацию земель; землеотводные охранные и рекреационные зоны (заповедники, парки, пастбища); особые правила использования транспорта и т. п.

В нижних бьефах гидроузлов, в которых прогнозируется протяженная полынья, влияющая на микроклимат района, а также гидроузлов, в состав которых входят ГЭС, осуществляющие суточное регулирование мощности, следует рассматривать целесообразность возведения гидроузловконтррегуляторов, позволяющих снизить негативное влияние основного гидроузла на природные процессы, инженерные объекты и социальную обстановку в нижнем бьефе.

4.3.11 В проектах гидротехнических сооружений I и II классов, существенным образом влияющих на экологию в процессе эксплуатации, должен быть предусмотрен мониторинг водной и наземной экосистем, обеспечивающий оценку изменений в них под воздействием гидротехнических сооружений, действенности принятых проектом природоохранных мероприятий, проверку, уточнение, корректировку оценок и прогнозов с начала строительства объекта и до стадии условной стабилизации процессов изменений в природном комплексе под воздействием гидротехнических сооружений.

5.8 Берегоукрепительные, защитные, регуляционные и оградительные сооружения 5.8.1 Берегоукрепительные, защитные, регуляционные и оградительные сооружения следует проектировать в зависимости от назначения и характера использования защищаемого участка с учетом регулирования речного стока, прогноза переработки береговой полосы или русла реки, перемещения наносов, волновых и ледовых воздействий, возможных оползневых явлений и пр. При этом в необходимых случаях должны быть учтены требования судоходства, водопользования, охраны окружающей природной среды, а также перспективного развития населенных пунктов и объектов народного хозяйства.

5.8.2 Берегоукрепительные, защитные, регуляционные и оградительные сооружения следует проектировать с учетом возможности их использования в народнохозяйственных и социальных целях (в качестве причальных, транспортных и других инженерных сооружений, для массового отдыха населения и спортивно-оздоровительных мероприятий).

5.8.3 Способы защиты и проектирование сооружений, применяемых для защиты от затопления и подтопления объектов народного хозяйства, следует осуществлять согласно требованиям СНиП 2.06.15.

Вопросы противопаводковой защиты необходимо решать одновременно с проектированием сооружений для регулирования речного стока.

5.8.4 При выборе конструкций сооружений следует учитывать, кроме их назначения, наличие местных строительных материалов и возможные способы производства работ. Конструктивные типы берегоукрепительных сооружений и основные условия их применения приведены в приложении Д.

Допускается по длине сооружения применять разные конструкции в соответствии с геологическими особенностями, глубиной, характером волнения и др.

5.8.5 Защиту склонов от размыва следует выполнять с помощью искусственных сооружений (волнозащитных и волногасящих) или путем создания пляжа необходимой ширины, используя поступающие наносы или пополнение пляжа из карьеров пляжного материала.

5.9 Рыбопропускные и рыбозащитные сооружения 5.9.1 При проектировании гидроузлов на реках, водохранилищах или внутренних водоемах, имеющих рыбохозяйственное значение, следует предусматривать, по согласованию с органами рыбоохраны, устройство рыбопропускных и рыбозащитных сооружений.

5.9.2 Рыбопропускные сооружения должны обеспечивать пропуск проходных, полупроходных, а в отдельных случаях — и жилых рыб из нижнего бьефа гидроузла в верхний для сохранения рыбных запасов.

5.9.3 При проектировании водозаборов на рыбохозяйственных водоемах необходимо предусматривать установку специальных приспособлений для предохранения рыбы от попадания в водозаборные сооружения.

6.3 Обоснование надежности и безопасности гидротехнических сооружений 6.3.1 Для обоснования надежности и безопасности гидротехнических сооружений должны выполняться расчеты гидравлического, фильтрационного и температурного режимов, а также напряженнодеформированного состояния системы «сооружение — основание» на основе применения современных, главным образом, численных методов механики сплошной среды с учетом реальных свойств материалов и грунтов оснований.

6.3.2 Обеспечение надежности системы «сооружение — основание» должно обосновываться результатами расчетов по методу предельных состояний их прочности (в том числе фильтрационной), устойчивости, деформаций и смещений.

Расчеты необходимо производить по двум группам предельных состояний:

— по первой группе (потеря несущей способности и (или) полная непригодность сооружений, их конструкций и оснований к эксплуатации) — расчеты общей прочности и устойчивости системы «сооружение — основание», общей фильтрационной прочности оснований и грунтовых сооружений, прочности отдельных элементов сооружений, разрушение которых приводит к прекращению эксплуатации сооружений; расчеты перемещений конструкций, от которых зависит прочность или устойчивость сооружений в целом и др.;

— по второй группе (возникновение состояний, затрудняющих эксплуатацию отдельных элементов и снижающих долговечность сооружения) — расчеты местной, в том числе фильтрационной, прочности оснований и сооружений, перемещений и деформаций, образования или раскрытия трещин и строительных швов; расчеты прочности отдельных элементов сооружений, не относящиеся к расчетам по предельным состояниям первой группы.

6.3.3 При расчетах гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований следует соблюдать следующее условие, обеспечивающее недопущение наступления предельных состояний:

где nс — коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый равным:

— при расчетах по предельным состояниям первой группы:

1,00 — для основного сочетания нагрузок и воздействий в период нормальной эксплуатации;

0,90 — для особого сочетания нагрузок и воздействий;

— при расчетах по предельным состояниям второй группы — 1,00;

Nр — расчетное значение обобщенного силового воздействия (сила, момент, напряжение), деформации или другого параметра, по которому производят оценку предельного состояния, определяемое с учетом коэффициента надежности по нагрузке nf (6.3.4);

R — расчетное значение обобщенной несущей способности, деформации или другого параметра (при расчетах по первой группе предельных состояний — расчетное значение;

при расчетах по второй группе предельных состояний — нормативное значение), устанавливаемое нормами проектирования отдельных видов гидротехнических сооружений с учетом коэффициентов надежности по материалу Kм или грунту Kг;

m — коэффициент условий работы, учитывающий тип сооружения, конструкции или основания, вид материала, приближенность расчетных схем, вид предельного состояния и другие факторы, устанавливаемые действующими ТНПА на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований;

Kн — коэффициент надежности по ответственности сооружения, принимаемый:

— при расчетах по предельным состояниям первой группы для сооружений класса:

— при расчетах по предельным состояниям второй группы — 1,00.

При расчете устойчивости естественных склонов значение Kн следует принимать:

— как для класса рядом расположенного проектируемого сооружения;

— при расчетах по предельным состояниям второй группы — 1,00.

6.3.4 Расчетное значение нагрузки следует определять умножением нормативного значения нагрузки на соответствующий коэффициент надежности по нагрузке nf.

Нормативные значения нагрузок следует определять по ТНПА на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований.

Значения коэффициента надежности по нагрузке nf при расчетах по предельным состояниям первой группы следует принимать в соответствии с приложением К.

6.3.5 Значения коэффициентов надежности по материалу Kм и грунту Kг, применяемых для определения расчетных сопротивлений материалов и характеристик грунтов, при расчетах по предельным состояниям первой группы устанавливаются нормами на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований.

Коэффициенты Kм и Kг применяются в качестве сомножителя в расчетном значении R в числителе формулы (1).

6.3.6 Расчеты гидротехнических сооружений, их конструкций и оснований по предельным состояниям второй группы следует производить с коэффициентом надежности по нагрузке nf, а также с коэффициентами надежности по материалу Kм и грунту Kг, равными 1,0, за исключением случаев, которые установлены ТНПА на проектирование отдельных видов гидротехнических сооружений, конструкций и оснований.

6.3.7 Гидротехнические сооружения, их конструкции и основания, как правило, следует проектировать таким образом, чтобы условие (1) недопущения наступления предельных состояний соблюдалось на всех этапах строительства и эксплуатации, в том числе и в конце назначенного срока службы.

Сроки службы основных гидротехнических сооружений в зависимости от класса должны быть не менее расчетных сроков службы, лет, которые следует принимать равными для сооружений классов:

При технико-экономическом обосновании назначенный срок службы отдельных конструкций и элементов сооружения, разрушение которых не влияет на сохранность напорного фронта гидроузла, допускается уменьшать. При этом проектом должны быть предусмотрены технические решения, обеспечивающие восстановление разрушенных и ремонт поврежденных конструкций и элементов сооружения.

6.3.8 Расчеты конструкций и сооружений, как правило, следует производить с учетом нелинейных и неупругих деформаций, влияния трещин и неоднородности материалов, изменения физикомеханических характеристик строительных материалов и грунтов основания во времени, поэтапности возведения и нагружения сооружений.

6.3.9 Оценка надежности и безопасности гидротехнических сооружений осуществляется с использованием результатов расчета по предельным состояниям в соответствии с 6.3.1 – 6.3.8. Выбор предельных состояний и методов расчета гидротехнических сооружений осуществляется в соответствии с нормами проектирования отдельных видов сооружений и конструкций.

С целью более полного раскрытия неопределенностей по факторам, определяющим надежность и безопасность гидротехнических сооружений и конструкций, уточнения расчетных характеристик и расчетных схем, сочетаний нагрузок и воздействий, а также предельных состояний и оптимизации проектирования по методу предельных состояний допускается применение вероятностного анализа для обоснования принимаемых технических решений системы «сооружение — основание».

Вероятностную оценку допускается осуществлять с целью более полного раскрытия неопределенностей по факторам, определяющим надежность и безопасность сооружений и конструкций, уточнения расчетных характеристик, расчетных схем, сочетаний нагрузок и воздействий, а также предельных состояний.

Для водонапорных гидротехнических сооружений I–III классов расчетные значения вероятностей возникновения аварий не должны превышать значений, приведенных в таблице 1.

Таблица 1 — Допускаемые значения вероятностей возникновения аварий на водонапорных гидротехнических сооружениях I–III классов 6.3.10 Основные технические решения, определяющие надежность и безопасность гидротехнических сооружений I и II классов, наряду с расчетами, должны обосновываться научно-исследовательскими, в том числе экспериментальными, работами, результаты которых следует приводить в составе проектной документации.

6.4 Обоснование надежности и безопасности земляных плотин и дамб, возводимых на биогенных грунтах и илах 6.4.1 Биогенные грунты и илы в естественном состоянии характеризуются большой влажностью, сильной сжимаемостью и малой (часто чрезвычайно малой) прочностью. В силу сильной сжимаемости этих грунтов осадка сооружений может достигать значительных размеров. При этом, в результате уплотнения прочность биогенных грунтов в основании возрастает.

6.4.2 Надежность системы «сооружение — основание», сложенной биогенными грунтами и илами, должна обеспечиваться результатами расчета напряженного состояния основания при проектировании с применением методов теории упругости. В качестве критерия надежности принимается условие — максимальные касательные напряжения, возникающие в основании от веса насыпи проектной высоты с учетом ее осадки, в любой точке основания не должны превышать прочности биогенных грунтов и илов в естественном состоянии:

где tmax — максимальное касательное напряжение, МПа;

t0 — прочность грунта в естественном состоянии, МПа.

6.4.3 При несоблюдении условия (2) надежность системы «сооружение — основание» должна обеспечиваться за счет регламентирования интенсивности загружения слабого основания (интенсивности отсыпки насыпи), обеспечивающей соблюдение условия (2) на любой стадии возведения сооружения с учетом упрочнения биогенных грунтов и илов в основании в результате их уплотнения.

Регламентирование интенсивности загружения слабого основания следует производить за счет ступенчатого режима отсыпки насыпи.

6.4.4 При расчете режима загружения на первой ступени следует принимать высоту насыпи менее проектной h1 < hпр и рассчитывать напряженное состояние в основании от веса насыпи принятой высоты. Если максимальные касательные напряжения в любой точке основания от принятой высоты насыпи превышают прочность грунтов в естественном состоянии, то высоту насыпи на первой ступени следует уменьшить до значения, при котором будет соблюдаться условие (2).

После этого производится расчет высоты насыпи на второй ступени.

6.4.5 В качестве первого приближения на второй ступени нагружения следует принимать высоту насыпи, равную проектной с учетом осадки и производить расчет напряженного состояния. В качестве критерия надежности принимается условие — максимальные касательные напряжения в любой точке основания от веса насыпи принятой высоты hпр не должны превышать прочности грунтов, достигнутой в результате уплотнения на первой ступени нагружения:

где t1 — прочность грунтов основания после завершения процесса уплотнения от веса насыпи Если условие (3) не соблюдается, то принятую высоту насыпи на второй ступени следует уменьшить до значения h2, при котором максимальные касательные напряжения в любой точке основания от веса насыпи высотой h1 + h2 не будут превышать прочности грунтов t1, достигнутой в результате уплотнения от веса насыпи на первой ступени h1.

6.4.6 Аналогично производится расчет и на последующих ступенях отсыпки. При этом на каждой ступени в качестве критерия надежности принимается условие — максимальные касательные напряжения в основании не должны превышать прочности грунтов основания, достигнутой в результате уплотнения от нагрузки на предыдущих ступенях отсыпки.

6.4.7 Интенсивность отсыпки насыпи в пределах каждой ступени не регламентируется.

Отсыпку на каждой последующей ступени следует предусматривать после стабилизации процесса уплотнения на предыдущей ступени.

6.4.8 Прочность грунтов основания t, МПа, достигнутую в результате уплотнения на предшествующих рассматриваемой ступенях нагружения, следует рассчитывать по формуле где t0 — прочность грунтов в естественном состоянии, МПа;

s — нагрузка от общего веса насыпи на предшествующих рассматриваемой ступенях нагружения, МПа;

tgj — коэффициент, характеризующий возрастание прочности в результате уплотнения.

Значения t0 и tgj следует принимать по результатам испытаний грунтов по методу стабилизированного сдвига.

6.4.9 Осадка насыпей в результате уплотнения грунтов основания должна рассчитываться по результатам компрессионных испытаний образцов грунтов естественного сложения, проводимых до стабилизации деформаций уплотнения на каждой ступени нагружения образцов.

Состав основных технических и программных средств систем Таблица Б. Технические и программные средства мониторинга

I II III IV

правила (инструкция) мониторинга гидротехнических сооружений + + + + мационно-измерительными диагностическими системами средства геодезического контроля, пьезометры, мерные водосливы, + + + + средства химического анализа и другие измерительные устройства, требующие участия человека в процессе измерений переносимые средства измерений, дефектоскопы, средства акусти- + + * * ческого, электрометрического и радиолокационного зондирования, тепловизоры и другие средства измерений и индикации, используемые при инспекционных обследованиях формационно-измерительных систем, обеспечивающие автоматизированный сбор информации о состоянии гидротехнических сооружений программное обеспечение автоматизированного ввода данных из- * мерений графического оформления результатов измерений и анализа данных наблюдений табличная) мониторинга гидротехнических сооружений Окончание таблицы Б. Технические и программные средства мониторинга

I II III IV

Примечание — Знак «+» — обязательное требование; знак «*» — рекомендованное требование.