Меню

    Гидротехнические сооружения

    Мониторинг гидротехничеcких сооружений

    Мониторинг безопасности гидротехнических сооружений

    Согласно ГОСТ Р 55260.1.4-2012, мониторинг безопасности необходим для гидротехнических сооружений (ГТС), нарушение целостности которых может привести к чрезвычайной ситуации. Он представляет собой непрерывное наблюдение в течение всего жизненного цикла объекта, проводящееся для:

    • поддержания его бесперебойной эксплуатации;
    • контроля параметров его состояния;
    • контроля выполнения обязательных требований пожарной, промышленной безопасности и соблюдением технических регламентов;
    • разработки мероприятий по обеспечению безопасности.

    Безопасность гидротехнических сооружений обеспечивается исполнением таких требований, как:

    • ведение надзора государственными службами;
    • наличие у обслуживающего персонала необходимого уровня квалификации;
    • постоянная эксплуатация сооружения;
    • оборудование объекта средствами контроля состояния;
    • соблюдение допустимого уровня риска аварий;
    • своевременное предоставление в уполномоченные органы декларации безопасности гидротехнического сооружения;
    • ответственность за ситуации, влекущие значительное снижение безопасности объекта;
    • проведение профилактических противоаварийных мероприятий;
    • соблюдение критериев безопасности сооружения.

    Непрерывный автоматизированный мониторинг ведётся на ГТС I, II и III классов опасности (чрезвычайно высокой, высокой и средней), для каждого из них разрабатывается отдельный комплекс наблюдений. 

    block

    block
    ГТС, для которых мониторинг безопасности обязателен

    В числе гидротехнических сооружений, которым необходим мониторинг безопасности:

    • грунтовые плотины, дамбы высотой от 20 метров;
    • железобетонные плотины высотой от 25 метров;
    • оградительные и ограждающие сооружения морских портов свыше 10 метров;
    • сухие и наливные доки;
    • судоходные шлюзы и судоподъемники свыше 10 метров;
    • берегоукрепительные, портовые оградительные сооружения и подпорные стены высотой от 10 метров;
    • морские причалы;
    • причальные сооружения судостроительных и судоремонтных предприятий;
    • подводные конструкции зданий глубиной от 10 метров;
    • ледозащитные сооружения.

    - гидроэнергетические установки:

    • атомных электростанций;
    • гидроэлектростанций (ГЭС) различных типов;
    • приливных и тепловых электростанций мощностью от МВт;
    • морских каналов, морских портов;
    • комплексного водохозяйства, мелиоративных систем при площади обслуживания от 50 000 га;
    • подъемно-спусковые для судов, ж/д-переправ

    Контроль гидротехнических сооружений, прежде всего, должен обеспечивать их конструктивную безопасность и способствовать соблюдению уровня риска аварии в допустимых пределах. С этой целью система наблюдения собирает данные о таких параметрах несущих конструкций, как прочность, устойчивость, жесткость.

    Критериями безопасности (КБ) считаются такие значения диагностических показателей состояния объекта, в границах которых сохраняется допустимый уровень риска аварии. Критерии устанавливаются государственными надзорными органами и закладываются в систему мониторинга.

    Современные системы мониторинга позволяют оценить износ конструкций объекта, их остаточный ресурс, и на этой основе составлять расчётные модели риска аварии.

    Федеральный закон от 28.12.2013 №445-ФЗ накладывает на владельца гидротехнического сооружения ответственность по обеспечению установленных требований безопасности на протяжении всего жизненного цикла объекта, его своевременному и полноценному обслуживанию, а также получению обслуживающего персонала необходимого уровня квалификации.


    Обследование и мониторинг гидротехнических сооружений

    Обследование и мониторинг ГТС, ведущиеся в процессе возведения и эксплуатации сооружения, должны, прежде всего, обеспечить безопасность людей и окружающей среды, прогнозирование аварийных ситуаций.

    Для достижения этих целей производятся:

    • сбор объективных данных о техническом состоянии сооружения (о степени износа, наличии дефектов элементов конструкций);
    • оценка соответствия сооружения всем требованиям действующих регламентов в области безопасности;
    • оценка надёжности ранее построенных элементов конструкции и возможности их эксплуатации;
    • разработка технологий и вариантов инженерной защиты объекта, расчёт объёмов работ, стоимости и других решений по реконструкции объектов или их ремонту;
    • составление рекомендаций по дальнейшему ведению мониторинга и допустимым режимам эксплуатации объекта. 

    Обследование и мониторинг служат для установления постоянного удалённого наблюдения за воздействием на объект природных и техногенных факторов, его состояния и параметров безопасности. На основании полученной информации разрабатывается план мероприятий по профилактике аварийных ситуаций и обеспечению нормального функционирования сооружений.




    Состав работ при обследовании ГТС 

    Состав работ в рамках комплексного обследования гидротехнических сооружений:

    • сбор данных, изучение проектной документации на строительство объекта и материалов о проведенных ранее работах;
    • осмотр объекта, прилегающей к нему территории, конструктивных элементов, подводной части для выявления дефектов;
    • визуальное и инструментальное обследование подводных и надводных конструкций, определение их состояния, измерение прочности бетона;
    • обмерочно-обследовательские работы с помощью геодезических и специальных измерений;  
    • определение состояния уплотнений и технологических швов;
    • проведение гидрогеологических изысканий по периметру дока;
    • лабораторный анализ поверхностных и подземных вод, грунтов;
    • наблюдение за фильтрацией воды через пороги, стены, технологические швы;
    • оценка состояния насосной станции, систем наполнения и опорожнения, сбора и отвода воды;
    • осмотр технологического оборудования, выявление нарушений, дефектов и составление рекомендаций по их устранению;
    • обследование и освидетельствование сетей инженерно-технического обеспечения.

    Состав работ в рамках обследования несущих конструкций:

    • обследование и освидетельствование несущих конструкций, оснований и фундаментов гидротехнических сооружений, включая обследование грунтов и фундаментов в шурфах, береговой полосы, шпунтовых конструкций, причальных стен;
    • обследование ж/б элементов конструкции на предмет деформаций, разрушений, протечек и других дефектов;
    • обследование металлических элементов на предмет коррозии, разрушения соединений и т.д.

    На основании полученных в результате обследования данных специалисты составляют заключение о состоянии несущих конструкций с выводами и рекомендациями.


    Мониторинг технического состояния ГТС

    В состав автоматических систем мониторинга безопасности гидротехнических сооружений входят разнообразные датчики, ПО и техническое оборудование, с помощью которого сигналы с датчиков расшифровываются и передаются на монитор диспетчера. Таким образом современные мониторинговые системы ведут постоянное наблюдение за состоянием объекта и передают сигналы о нештатных ситуациях обслуживающему персоналу, позволяя вовремя устранить нарушения.

    Для постоянного наблюдения за ГТС используются датчики разного назначения. Некоторые из них устанавливаются на объекте ещё на стадии строительства и позволяют наиболее точно передавать данные. Действующие регламенты предписывают заранее оснащать объекты предусмотренной проектом контрольно-измерительной аппаратурой.

    Мониторинг технического состояния гидроэнергетических установок базируется на данных, полученных в ходе регулярных визуальных и инструментальных наблюдений за контролируемыми параметрами в период эксплуатации объекта.

    Для каждого вида сооружения разрабатывается своя система мониторинга, подстроенная под его особенности и назначение.

    Компания «СМИС Эксперт» создаёт и внедряет автоматизированные системы мониторинга для ГТС, позволяющие вести наблюдения за такими важными параметрами, как: пьезометрический уровень, фильтрационный расход, осадка, смещение и отклонение сооружения, НДС конструкций.

    Контрольно-измерительное оборудование для дистанционного контроля гидротехнических сооружений.

    Функционирование разработанных «СМИС Эксперт» систем дистанционного мониторинга технического состояния ГТС обеспечивают разнообразные датчики, модемы и контроллеры, работающие в радиочастотных, GSM, GPRS-диапазонах и отправляющие информацию диспетчеру.

    Датчики бывают следующих видов:

    • инклинометры;
    • датчики деформаций, фиксирующие НДС бетонных конструкций;
    • пьезометры;
    • щелемеры;
    • датчики для измерения уровня поверхностных и подземных вод;
    • метеостанции.

    Контроллеры производят оцифровку сигналов с датчиков и их передачу на центральный модем диспетчера. С помощью блоков дистанционного контроля и мониторинга происходит сбор информации, передача сигналов управления и связь с системными серверами для хранения и обработки полученных с датчиков данных.

    Также мониторинговые системы оборудованы регистраторами данных, служащих для сохранения и передачи на сервер информации, полученной с датчиков. Регистраторы способны работать полностью самостоятельно, все действия будут выполняться по заранее записанной программе. Число каналов измерения может достигать 256. Благодаря широкому диапазону рабочих температур регистраторы обладают обширным спектром применения для выполнения задач автоматизированного контроля гидроузлов.

    Программное обеспечение систем мониторинга позволяет:

    • управлять составом датчиков;
    • архивировать полученную информацию в базе данных;
    • создавать единую сеть из датчиков разных производителей, обеспечивая их совместимость;
    • отслеживать выход показателей технического состояния объекта за заданные пределы;
    • составлять, визуализировать и выводить на экран полученную информацию в виде таблиц, отчетов, графиков;
    • интегрировать различные информационно-измерительные системы с помощью распространённых протоколов типа Modbus RTU/TCP и веб-сервисов;
    • посылать оповещения об опасном состоянии гидротехнического объекта;
    • выявлять неисправности датчиков и проверять актуальность диапазонов оцениваемых показателей.

    Применение разнообразного контрольно-измерительного оборудования и программного обеспечения позволяет специалистам «СМИС Эксперт» найти индивидуальный подход к созданию современной мониторинговой системы для любого типа гидротехнических объектов.


    Системы мониторинга гидротехнических сооружений

    Система мониторинга конструкций гидротехнических сооружений

    Задачи системы мониторинга технического состояния гидротехнических сооружений заключаются в ведении постоянных наблюдений за динамическими свойствами несущих конструкций ГТС и их изменением за время службы. Техническая документация устанавливает значения параметров, которым должно соответствовать состояние объекта на протяжении всего срока службы.

    В ходе мониторинга выявляются деформации конструктивных элементов, их влияние на рабочие характеристики конструкции сооружения определяет степень эксплуатационной пригодности опасного производственного объекта.

    ГОСТ 27.002 определяет виды технического состояния объектов:

    • исправность;
    • неисправность;
    • работоспособное;
    • неработоспособное;
    • рабочее;
    • нерабочее;
    • предельное;
    • опасное;
    • предотказное.

    Прежде всего, технический контроль сооружения ведется для наблюдения состояния его конструктивных элементов со следующими целями:

    • фиксация дефектов несущих конструкций, изменение НДС, влияющих на режим эксплуатации;
    • обеспечение надёжной работы несущих конструкций, осуществление мероприятий для ликвидации причин их повреждения до наступления критической ситуации.

    Контроль ГТС ведется за рядом показателей, выбранных исходя из:

    • класса объекта;
    • задач проекта;
    • конструктивных особенностей;
    • условий строительства и эксплуатации;
    • инженерно-геологических особенностей участка.


    Контролируемые параметры мониторинга ГТС

    Для разных типов гидротехнических объектов отраслевые регламенты формируют минимальный объём показателей, подлежащих обязательному контролю.

    Контролируемые параметры мониторинга дамб:

    • пьезометрический напор в области фильтрации;
    • осадки гребня и основания;
    • положение депрессионной поверхности фильтрационного потока;
    • фильтрационный расход через тело и основание объекта;
    • горизонтальные смещения берм;
    • градиенты фильтрационных напоров в теле, противофильтрационных элементах и в основании дамбы;
    • поровое давление в противофильтрационных элементах;

    Также контролируются зоны проявления инженерно-геологических процессов, нарушений грунта, сосредоточенной фильтрации; ведутся наблюдения за волновыми креплениями откосов, заилениями дренажей.

    Контролируемые параметры мониторинга сухих доков:

    • наклоны стен;
    • НДС конструкций из железобетона;
    • осадка конструкций;
    • фильтрационное противодавление по подошве сооружения, глубина залегания подземных вод;
    • взаимные смещения элементов конструкций;
    • раскрытие деформационных швов.

    Ведётся наблюдение за функционированием дренажа и противофильтрационной завесы.

    Контролируемые параметры мониторинга бетонных и железобетонных берегоукрепительных сооружений:

    • осадка сооружения и его основания;
    • противодавление воды на подошву;
    • степень и величина деформаций и напряжений в теле и основании объекта;
    • раскрытие трещин, швов;
    • усилия в арматуре.

    Наблюдению также подлежат величина донных грунтовых наносов, степень размыва в нижнем бьефе, деструкция бетона.

    Контролируемые параметры мониторинга судоходных каналов:

    • фильтрационный расход;
    • осадка ограждающих дамб;
    • положение депрессионной кривой фильтрационного потока;

    Отслеживаются проявления инженерно-геологических процессов, просадок грунта, дефектов внутренних откосов.

    Контролируемые параметры мониторинга судоходных шлюзов:

    • противодавление на днище камеры;
    • наклоны и смещения стен;
    • раскрытие швов;
    • осадки;
    • усилия в металлических элементах;
    • боковое давление грунта на стены;
    • фильтрационный напор;
    • дренажный расход в массивах обратных засыпок.

    - Контролируются также разрушения бетона.

    Контролируемые параметры мониторинга оснований портовых гидротехнических сооружений:

    • фильтрационный напор, градиент напора в основании;
    • поровое давление воды в глинистых грунтах;
    • величина осадки основания;
    • напряжения в грунте основания на контакте с сооружением;
    • мутность воды, профильтровавшейся через основание;
    • фильтрационный расход через береговые примыкания и основание;

    Локализуются и наблюдаются очаги сосредоточенной фильтрации, проявления опасных геологических процессов, выпоры грунта

    Контролируемые параметры мониторинга объектов портовых ГТС:

    • прочность бетона;
    • осадки и перекосы агрегатных блоков;
    • раскрытие трещин и швов;
    • приточная фильтрация;
    • вибрации конструкций сооружения;
    • противодавление воды на плиту фундамента.

     Контролируемые параметры мониторинга подпорных стен:

    • усилия в арматуре, разрушения бетона;
    • осадки, раскрытие швов;
    •  боковое давление грунта обратных засыпок;
    • наклоны и смещения;
    • фильрационные напоры и дренажные расходы в массивах обратных засыпок.

    Контролируемые параметры мониторинга напорных трубопроводов (водоводов):

    • раскрытие швов и трещин в оболочках;
    • осадки и смещения анкерных опор;
    • напряжения в стальных и железобетонных элементах;
    • износ стенок от коррозии и абразии.

    Контролируемые параметры мониторинга морских туннелей:

    • фильтрационное и горное давление на облицовку;
    • усилия в анкерных креплениях, в арматуре;
    • нарушение целостности сводов, стен.

    Кроме параметров, определяющих техническое состояние гидротехнических сооружений и необходимых для диагностики, обязательному контролю полежат все действующие на объект и его элементы нагрузки: давление грунта, сейсмические и климатические воздействия, гидростатическое давление воды и т.д. 

    Их величина и степень влияния учитываются для уточнения моделей и расчётных схем, анализа реакции конструкций на нагрузки, а также определения и корректировки критериев безопасности.

     


    Автоматизированные системы производственной безопасности ГТС

    Комплексные автоматизированные системы производственной безопасности (АСПБ), создаваемые компанией «СМИС Эксперт», представляют собой цифровую платформу удалённого контроля состояния промбезопасности предприятий, эксплуатирующих опасные производственные объекты (ОПО), к которым относятся и ГТС.

    Как комплекс программно-аппаратных средств и системно-технических решений, на таких объектах АСПБ даёт возможность всесторонне оценить состояние промбезопасности в рамках Системы управления промышленной безопасностью (СУПБ).

    Проектное обследование проводится как для выяснения необходимости внедрения АСПБ, так и для обеспечения безопасной работы ОПО.

    Состояние и этап жизненного цикла ГТС определяют задачи такого обследования:

    • оценка скорости и степени изменения состояния объекта, профилактика нарушений нормальной эксплуатации;
    • проведение освидетельствования сооружения на предмет соответствия требованиям нормативов в части безопасности и для оценки перспектив дальнейшей безаварийной работы;
    • обследование и наблюдение объекта на этапе проектирования для разработки техзадания, а затем и на этапе эксплуатации;
    • обследование ГТС, находящихся в аварийном или неисправном состоянии, перед реконструкцией и ремонтом.

    Включение разработанных компанией «СМИС Эксперт» АСПБ в систему контроля гидротехнических сооружений, позволяет:

    • вести онлайн дистанционное наблюдение за объектом;
    • с упреждением управлять рисками возникновения аварийных ситуаций благодаря раннему выявлению факторов, влияющих на безопасность;
    • прогнозировать изменения показателей промбезопасности;
    • автоматически диагностировать риски развития нештатных ситуаций;
    • анализировать поступающие данные, представлять информацию в виде отчётов, таблиц, графиков.

    Функционал АСПБ, разрабатываемой «СМИС Эксперт» для гидротехнических сооружений различного типа и класса опасности, включает в себя:

    • мониторинг технического состояния ГТС,
    • автоматизированный мониторинг конструкций,
    • планирование и контроль проведения осмотров и обследований,
    • наблюдение за соблюдением эксплуатационного режима.

    Подсистемы АСПБ «СМИС Эксперт» для гидротехнических сооружений по необходимости включают в свою структуру функциональные блоки для выполнения группы назначенных функций:

    • отслеживание реализации лицензионных требований и экспертных предписаний об устранении нарушений промбезопасности в формате назначения и контроля выполнения заданий;
    • выявление опасностей по результатам анализа данных о состоянии сооружения;
    • формирование архива данных, необходимых руководителям службы ОТ и ПБ объекта для составления деклараций промбезопасности, подаваемых в надзорные органы;
    • отслеживание развития опасных ситуаций по сценариям, сформированным на основе отчетов по архивам происшествий и заданным системе,
    • автоматизация производственного контроля за исполнением требований технических регламентов, определяющих порядок организации промбезопасности, а также за условиями труда персонала;
    • автоматизация процесса выдачи нарядов-допусков (НД);
    • контроль исполнения требований эксплуатации, содержащихся в нормативных документах;
    • контроль качества выполнения текущего ремонта и обслуживания рабочего оборудования;
    • отслеживание состояния оборудования и рабочих систем, их исправности, расположения, настроек;
    • контроль исполнения освидетельствований, поверок, испытаний рабочего оборудования и приборов на сооружении;
    • проверка своевременности проведения на объекте необходимого ремонта.

    Индивидуальные проекты мониторинга гидротехнических сооружений

    Компания «СМИС Эксперт» разрабатывает индивидуальные решения для мониторинга ГТС благодаря высокой компетентности специалистов, большому опыту проектирования и внедрения систем наблюдения, разработки специализированного ПО, использования  разнообразных датчиков.

    Обследование и мониторинг гидротехнических сооружений создают возможность ведения постоянного удаленного контроля параметров безопасности, состояния объекта, влияния на него внешних факторов. Материалы, полученные во время наблюдения, ложатся в основу комплекса мероприятий по поддержанию безопасности и предупреждению опасных ситуаций на сооружении.

    При создании индивидуальных проектов компания «СМИС Эксперт» учитывает специфику ГТС, включая его назначение и конструкцию. Несмотря на разнообразие вариантов этих систем, они объединены ответственным подходом и качественным выполнением работ специалистами СМИС Эксперт». Доказательством этому служат многочисленные успешно реализованные компанией проекты!

    Сделать заявку, задать вопрос и получить дополнительную информацию

    Для получения бесплатной консультации, уточнения условий предоставления услуги, пожалуйста, обратитесь по телефону +7 (495) 532-52-62, по e-mail: info@smis-expert.com, закажите звонок или оставьте заявку на одной из контактных форм обратной связи на странице сайта.

    Мы предоставим вам всю необходимую информацию, подберем оптимальное решение для Вашего объекта, сделаем предварительную оценку бюджета

     


    Отраслевые РЕШЕНИЯ

    Отраслевые решения - это набор решений на основе программного обеспечения Xpert, функции и назначение которых адаптируются под конкретные функциональные требования.

    Отраслевые решения на основе автоматизированных систем мониторинга «СМИС Эксперт» позволяют контролировать деятельность предприятий в области промышленной безопасности и повышают эффективность производства в различных отраслях, таких как:

    • Угольная
    • Нефтегазовая
    • Горнодобывающая
    • Химическая
    • Строительная
    • Металлургия
    • Машиностроение
    • Тепловая энергетика
    • Гидротехнические сооружения
    • Электросети и других
    Статьи по теме
    Оставить заявку
    Вы нашли информацию, которую искали?

    Если вам нужна дополнительная информация, консультация или КП для проверки или обоснования смет, свяжитесь с нами - и мы проконсультируем вас

    Заполните форму обратной связи и наши менеджеры свяжутся с вами в ближайшее время

    Наверх