Способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования



Способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования
Способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования
Способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования
Способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования

Владельцы патента RU 2644964:

Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева" (RU)

Изобретение относится к способам контроля целостности железобетонных гидротехнических резервуаров с помощью волоконно-оптической контрольно-измерительной аппаратуры и предназначено для определения местоположения повреждений в днище бассейнов суточного регулирования и контроля протечек через них. Способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования включает прокладку волоконно-оптического датчика 6 по всей площади бассейна суточного регулирования с шагом 3-5 м, отсыпку слоя крупнозернистого материала под днищем 5 бассейна суточного регулирования, устройство подземной дренажной галереи 10, примыкающей снаружи к бассейну суточного регулирования, поперечную разуклонку iпоп основания 1 выполняют от оси бассейна суточного регулирования к его краям, затем слой крупнозернистого материала, например щебня 2, покрывают геосинтетическим фильтрующим материалом 3, например дорнитом, для исключения суффозии/выноса песка 4 потоком воды, и отсыпают на него дополнительный слой из песка 4 для формирования купола растекания, получаемого протечками через днище 5 бассейна суточного регулирования, подключают волоконно-оптический датчик 6 к считывающему трансиверу, определяющему место повреждений и величину протечек. Продольную разуклонку iпрод основания 1 можно выполнять вдоль оси бассейна суточного регулирования величиной 0,010-0,035. Поперечные ребра, например железобетонные буртики, можно устанавливать по всей площади основания 1 с шагом 3-5 м для создания регулярных локальных зон контроля протечек. Волоконно-оптический датчик 6 можно прокладывать с верховой стороны железобетонных буртиков непрерывно по всем локальным зонам контроля протечек. Технический результат состоит в определении мест повреждений в днище бассейнов суточного регулирования, количественной оценке объема протечек через повреждения, снижении сроков и затрат на их обнаружение и устранение, и увеличении сроков эксплуатации бассейнов. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к способам контроля целостности железобетонных гидротехнических резервуаров с помощью волоконно-оптической контрольно-измерительной аппаратуры и предназначено для определения местоположения повреждений в днище бассейнов суточного регулирования и контроля протечек через них.

Известен способ контроля гидротехнических бетонных сооружений с помощью струнных датчиков, путем закладки их в процессе возведения сооружения в тело, под подошвой, в строительных швах, монолитном бетоне и т.д., объединения датчиков кабельными линиями в систему автоматизированного опроса датчиков, оборудования центрального пункта наблюдений, позволяющего контролировать раскрытие швов, температуру, фильтрационный режим в основании и другие параметры состояния сооружения (СТО 17330282.27.140.004-2008. Контрольно-измерительные системы и аппаратура гидротехнических сооружений ГЭС. Условия создания. Нормы и требования, - 2008 г., С. 14-22).

Недостатком аналога является дискретность струнных датчиков, невозможность создания распределенной системы контроля, зависимость показаний датчика от температуры окружающей среды, что приводит к необходимости устанавливать вблизи каждого датчика дополнительный температурный датчик, невысокий срок его службы, ограничение на расстояние передачи сигнала.

Известен способ определения протечек в днище бассейна суточного регулирования путем прокладки под днищем бассейна суточного регулирования волоконно-оптического датчика по всей его площади с шагом 3-5 м, отсыпки слоя крупнозернистого материала под днищем бассейна суточного регулирования, устройства подземной дренажной галереи, примыкающей снаружи к бассейну суточного регулирования, измерения расходов воды в подземной дренажной галерее (ДКРЕ.421459.010.БСР/1. Зарамагская ГЭС-1 на реке Ародон. Бассейн суточного регулирования. Монтаж системы контроля протечек. - АО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», 2015 г. Лист 1-6). При возникновении протечки в днище бассейна суточного регулирования вода попадает в дренажный слой из крупнозернистого материала, например щебня, расположенного под днищем бассейна, и благодаря продольному уклону основания стекает в сторону подземной дренажной галереи, имеющей отверстия, через которые и попадет вода.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является косвенное определение повреждений в днище бассейна суточного регулирования по фильтрационным расходам в подземной дренажной галерее, низкая точность определения мест повреждений из-за отсутствия так называемого купола растекания в щебенистых и галечниковых грунтах, позволяющего локализовать место протечки, низкая надежность определения факта повреждений/протечек из-за возможности поднятия подземных грунтовых вод до уровня дренажного слоя и разгрузки их в подземную дренажную галерею.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, состоит в определении мест повреждений в днище бассейна суточного регулирования, количественной оценке объема протечек через повреждения, снижении сроков и затрат на их обнаружение и устранение, увеличении сроков его эксплуатации.

Для достижения указанного технического результата в способе определения местоположения повреждений и их контроля в днище бассейна суточного регулирования, включающем прокладку под днищем бассейна суточного регулирования волоконно-оптического датчика по всей его площади с шагом 3-5 м, отсыпку слоя крупнозернистого материала под днищем бассейна суточного регулирования, устройство подземной дренажной галереи, примыкающей снаружи к бассейну суточного регулирования, поперечную разуклонку iпоп основания выполняют от оси бассейна суточного регулирования к его краям, затем слой крупнозернистого материала, например щебня, покрывают геосинтетическим фильтрующим материалом, например дорнитом, для исключения суффозии/выноса песка потоком воды, и отсыпают на него дополнительный слой из песка для формирования купола растекания, получаемого протечками через днище бассейна суточного регулирования, подключают волоконно-оптический датчик к считывающему трансиверу, определяющему место повреждений и величину протечек через них.

Кроме этого заявленное решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи:

- продольную разуклонку iпрод основания выполняют вдоль оси бассейна суточного регулирования величиной 0,010-0,035,

- поперечные ребра, например железобетонные буртики, устанавливают по всей площади основания с шагом 3-5 м для создания регулярных локальных зон контроля протечек,

- волоконно-оптический датчик прокладывают с верховой стороны железобетонных буртиков непрерывно по всем локальным зонам контроля протечек.

Отличительными признаками предлагаемого способа от указанного выше прототипа является выполнение поперечной разуклонки iпоп основания от оси бассейна суточного регулирования к его краям, покрытие слоя крупнозернистого материала, например щебня, геосинтетическим фильтрующим материалом, например дорнитом, отсыпка на геосинтетический фильтрующий материал песка для формирования купола растекания, подключение волоконно-оптического датчика к считывающему трансиверу.

Благодаря наличию этих признаков появляется возможность контролировать целостность днища бассейнов суточного регулирования или железобетонных гидротехнических резервуаров, определять местоположение повреждений с точностью до 1 м, количественно оценивать объем протечек через повреждения, снизить сроки и затраты на их обнаружение и устранение, увеличить срок их эксплуатации, а также избежать необходимости изменения типовых проектов бассейнов суточного регулирования, под днищем которых используется дренажный слой из крупнозернистого материала, например, из щебня и не используется слой песка, и защитить волоконно-оптический датчик от механических повреждений, например раздавливания.

Заявляемый способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования имеет ограничения, связанные с одной стороны с отсутствием нормативной базы, регламентирующей необходимость применения способов контроля с помощью волоконно-оптической контрольно-измерительной аппаратуры на гидротехнических сооружениях, а с другой стороны механическими характеристиками волоконно-оптического датчика - хрупкостью оптического волокна, в связи с чем возникают особые требования к защите датчика и производству работ, например, при укладке датчика недопустимо превышение критического радиуса изгиба.

Предлагаемый способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования иллюстрируются чертежами, представленными на фиг. 1-5.

На фиг. 1 показан план бассейна суточного регулирования с двумя слоями щебня и песка в основании (дренажная галерея на плане условно не показана).

На фиг. 2 - поперечный разрез по бассейну суточного регулирования с двумя слоями щебня и песка в основании.

На фиг. 3 - план бассейна суточного регулирования с одним слоем в основании, например щебнем, основании (дренажная галерея на плане условно не показана).

На фиг. 4 - продольный разрез бассейна суточного регулирования с одним слоем в основании, например щебнем.

На фиг. 5 - поперечный разрез бассейна суточного регулирования с одним слоем в основании, например щебнем.

На чертежах показаны основание 1, выполненное с поперечным и/или продольным уклонами iпоп/iпрод, слой щебня 2, геосинтетический фильтрующий материал 3, например дорнит, слой песка 4 под днищем 5 бассейна суточного регулирования, волоконно-оптический датчик 6, считывающий трансивер 7, поперечные ребра 8, например железобетонные буртики, отверстия 9 в дренажной галерее 10.

Способ осуществляется следующим образом.

Для определения местоположения повреждений в днище 5 бассейна суточного регулирования и контроля протечек через них используют принцип измерения температуры волоконно-оптического датчика 6 с помощью эффекта комбинационного рассеяния Рамана. При появлении повреждения в днище 5 бассейна суточного регулирования вода фильтруется через слой песка 4 и слой щебня 2, образуя купол растекания, в зону которого попадает участок волоконно-оптического датчика 6, стекает вдоль поперечного уклона iпоп к отверстию 9 в подземную дренажную галерею 10. Протекание воды через участок волоконно-оптического датчика 6 приводит к снижению его температуры за счет выноса тепла потоком воды. Считывающий трансивер 7 посылает оптический импульс по волоконно-оптическому датчику 6, и в силу изменения температуры получает отраженный сигнал с другими параметрами рассеяния, которые регистрируются считывающим трансивером 7 и пересчитываются в температуру. Расстояние до места изменения температуры определяют по времени прохода оптического сигнала по волоконно-оптическому датчику 6. Сканируя температуру по всей длине датчика 6, определяют место повреждения с точностью до 1 м, достаточной для большой площади днища 5 бассейна суточного регулирования.

Данный способ носит название пассивного метода. При необходимости обеспечения точности измерения дополнительно прибегают к подогреву волоконно-оптического датчика 6 (активный метод), что дополнительно дает возможность оценить скорость и объем протечек через днище 5 бассейна суточного регулирования.

В бассейне суточного регулирования с одним дренажным слоем в основании 1 при возникновении протечки в днище 5 вода через слой щебня 2 попадает в одну из организованных с помощью железобетонных буртиков 8 локальных зон контроля протечек и за счет наличия общего продольного уклона iпрод основания 1 стекает к верховой стороне железобетонного буртика 8, где проложен волоконно-оптический датчик 6. Далее за счет поперечного уклона iпоп вода вдоль железобетонного буртика 8 стекает к отверстиям 9 в подземную дренажную галерею 10 и сбрасывается в нее. Создание локальных зон контроля протечек позволяет избежать необходимость прокладки волоконно-оптического датчика 6 с очень маленьким шагом в случае, когда нет возможности отсыпки второго слоя из песка из-за того, что в слое щебня 2 практически не происходит образования купола растекания.

Таким образом, предлагаемый способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище 5 бассейна суточного регулирования позволяет существенно повысить качество контроля целостности железобетонных гидротехнических резервуаров, определять места повреждений с точностью до 1 м, определять количество возникающих протечек, снизить сроки и затраты по их обнаружению и устранению, увеличить срок эксплуатации различных гидротехнических бассейнов.

1. Способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования, включающий прокладку под днищем 5 бассейна суточного регулирования волоконно-оптического датчика 6 по всей его площади с шагом 3-5 м, отсыпку слоя крупнозернистого материала под днищем 5 бассейна суточного регулирования, устройство подземной дренажной галереи 10, примыкающей снаружи к бассейну суточного регулирования, отличающийся тем, что поперечную разуклонку iпоп основания 1 выполняют от оси бассейна суточного регулирования к его краям, затем слой крупнозернистого материала, например, щебня 2 покрывают геосинтетическим фильтрующим материалом 3, например дорнитом, для исключения суффозии/выноса песка 4 потоком воды, и отсыпают на него дополнительный слой из песка 4 для формирования купола растекания, получаемого протечками через днище 5 бассейна суточного регулирования, подключают волоконно-оптический датчик 6 к считывающему трансиверу 7, определяющему место повреждений и величину протечек через них.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продольную разуклонку iпрод основания 1 выполняют вдоль оси бассейна суточного регулирования величиной 0,010-0,035.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поперечные ребра, например железобетонные буртики 8, устанавливают по всей площади основания 1 с шагом 3-5 м для создания регулярных локальных зон контроля протечек.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что волоконно-оптический датчик 6 прокладывают с верховой стороны железобетонных буртиков 8 непрерывно по всем локальным зонам контроля протечек.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству мелкозаглубленных фундаментов на естественном основании, малозаглубленных ростверков свайных фундаментов и подземных сооружений нормального уровня ответственности на набухающих грунтовых основаниях.

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий для строительства зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах, основания которых используются для строительства зданий в оттаянном или оттаивающем состоянии.

Изобретение относится к области инженерных изысканий. В способе определения границ пластичности грунтов, заключающемся в определении удельного сопротивления одного образца грунта, имеющего известные значения показателей wm и kw линейной зависимости влажности грунта на границе текучести от числа пластичности WL=wm+kw⋅Iр, при степени влажности 0,97-0,98, погружению конусного индентора с углом 30° при вершине и определении по формулам влажности грунта на границе текучести и на границе раскатывания, образец грунта помещают в цилиндрическую камеру диаметром не менее 60 мм и высотой не менее 45 мм и размещают соосно вершине конуса индентора, а погружение конусного индентора производят с постоянной скоростью, равной 120 мм/мин, на глубину до 35 мм и с регистрацией величины сопротивления грунта через каждые 0,01 мм погружения конусного индентора с дискретностью не более 2,0 Н, при этом в полученном массиве значений сопротивления образца грунта погружению конусного индентора выделяют диапазон инвариантных значений сопротивления грунта погружению конусного индентора из заданного соотношения, а определение влажности грунта на границе текучести и на границе раскатывания производят на основании заданных расчетных зависимостей.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для определения количества выработок, осадок и кренов зданий при проведении инженерно-геологических изысканий.

Изобретение относится к исследованию деформационных и прочностных свойств грунтов при инженерно-геологических изысканиях в строительстве. Способ включает деформирование образца грунта природного или нарушенного сложения в условиях трехосного осесимметричного гидростатического и последующего девиаторного нагружения, дающих возможность ограниченного бокового расширения образца грунта, близкого к реальным условиям, затем после установления условной стабилизации при статическом режиме достижением скорости деформирования образца, соответствующей условной стабилизации деформации образца на данной ступени деформирования, переходят поочередно на следующие ступени испытания, а по окончании испытаний, по конечным результатам, полученным на каждой из ступеней испытания, строят график зависимости относительной осевой деформации от осевых напряжений и определяют искомые характеристики грунта, причем после стабилизации деформаций гидростатического нагружения выполняют контролируемое девиаторное нагружение, первая часть которого - дозированное кинематическое нагружение с управляемой скоростью деформации и ограничением по приращению осевых напряжений, а вторая часть - стабилизация напряженно-деформированного состояния образца в режиме ползучести - релаксации напряжений по условной стабилизации модуля общей деформации, многократно повторяя нагружения и стабилизацию до достижения предельного напряженного состояния, а далее продолжают (при необходимости) только кинематическое нагружение до величины предельной относительной осевой деформации.

Изобретение относится к области «Физики материального контактного взаимодействия», конкретно к способу определения несущей способности и устойчивости связной среды, предельно нагруженной давлением перед разрушением.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при исследовании деформационных свойств несвязного дисперсного грунта при устройстве оснований зданий и сооружений из несвязного дисперсного грунта с требуемыми деформационными свойствами.

Изобретение относится к инженерным изысканиям в строительстве, а именно применяется при определении прочностных характеристик грунтов, требуемых для проектирования фундаментов сооружений.

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения сопротивлений грунта под нижним концом и по боковой поверхности микросваи в начальный момент нагружения и в течение времени консолидации грунтового основания при перераспределении (релаксации) нормальных и касательных напряжений.

Изобретение относится к транспорту углеводородов в нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации трубопроводов, расположенных в местах с возможными оползневыми явлениями, для принятия своевременных мер по их защите от разрушения при перемещениях грунтовых масс, вызванных нарушением весового баланса в результате сезонного оттаивания, насыщения грунта или иными причинами.

Изобретение относится к области гидроэнергетики и конкретно к гидроэлектростанциям. Предлагаемое техническое решение заключается в искусственном сужении грунтовой перемычкой русла реки и создании концентрации кинетической энергии потока воды и дальнейшем использовании в работе вертикальной ярусной ковшевой гидротурбины.

Изобретение относится к конструкциям для получения электроэнергии из возобновляемых источников. Альтернативная гидроэлектростанция содержит водохранилище верхнего бьефа 2, конструкцию для его размещения на необходимой высоте, в которую включено здание с машинным залом, гидротурбину, устройство подвода воды к гидротурбине, ветродвигатель 7 с вертикальной осью вращения, водохранилище нижнего бьефа 1.

Группа изобретений относится к области гидроэнергетики и может быть использована для получения электрической энергии от использования гидравлических потоков, в том числе с малой скоростью движения воды.

Изобретение относится к области гидроэнергетики и конкретно к гидроэлектростанциям. Предлагаемое техническое решение речных ГЭС для малых и средних рек отличается тем, что устанавливаемые на них активные гидротурбины вырабатывают энергию за счет скоростного напора.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям для выработки электроэнергии и одновременной защиты побережья от штормов. Волновой энергетический комплекс размещен в воде со свойствами электролита в зоне движения волн.

Изобретение относится к области энергетики. Гравитационно-гидравлическая электростанция (ГГЭ) состоит из воронки, сифона, водяной турбины, генератора электрического тока.

Группа изобретений относится к области гидротехнического строительства. По предлагаемому способу монолитное железобетонное тело гравитационной плотины высотой Н0 (см) выполняют выпуклым в сторону водохранилища в виде арочного перекрытия русла реки.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов равнинных рек, и может быть использовано при строительстве малых гидроэлектростанций.

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации потенциальной энергии воды глубоководных водоемов, а именно для трансформации энергии гидростатического давления воды в электрическую.
Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов малых рек и техногенных потоков для генерирования электрической энергии.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для длительного хранения отходов переработки руд, содержащих в своем составе сульфидные минералы, которые при хранении в окислительных условиях разлагаются с образованием токсичных веществ.

Изобретение относится к способам контроля целостности железобетонных гидротехнических резервуаров с помощью волоконно-оптической контрольно-измерительной аппаратуры и предназначено для определения местоположения повреждений в днище бассейнов суточного регулирования и контроля протечек через них. Способ определения местоположения повреждений и их контроль в днище бассейна суточного регулирования включает прокладку волоконно-оптического датчика 6 по всей площади бассейна суточного регулирования с шагом 3-5 м, отсыпку слоя крупнозернистого материала под днищем 5 бассейна суточного регулирования, устройство подземной дренажной галереи 10, примыкающей снаружи к бассейну суточного регулирования, поперечную разуклонку iпоп основания 1 выполняют от оси бассейна суточного регулирования к его краям, затем слой крупнозернистого материала, например щебня 2, покрывают геосинтетическим фильтрующим материалом 3, например дорнитом, для исключения суффозиивыноса песка 4 потоком воды, и отсыпают на него дополнительный слой из песка 4 для формирования купола растекания, получаемого протечками через днище 5 бассейна суточного регулирования, подключают волоконно-оптический датчик 6 к считывающему трансиверу, определяющему место повреждений и величину протечек. Продольную разуклонку iпрод основания 1 можно выполнять вдоль оси бассейна суточного регулирования величиной 0,010-0,035. Поперечные ребра, например железобетонные буртики, можно устанавливать по всей площади основания 1 с шагом 3-5 м для создания регулярных локальных зон контроля протечек. Волоконно-оптический датчик 6 можно прокладывать с верховой стороны железобетонных буртиков непрерывно по всем локальным зонам контроля протечек. Технический результат состоит в определении мест повреждений в днище бассейнов суточного регулирования, количественной оценке объема протечек через повреждения, снижении сроков и затрат на их обнаружение и устранение, и увеличении сроков эксплуатации бассейнов. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх