Межотраслевой научно-исследовательский центр мониторинга высотных плотин

Кыргызская Республика,

г. Бишкек, пр. Чуй 44, корпус 7, аудитория 101

Телефон/факс: (996 312) 43-75-04

E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.  

Подробности

Краткая история

Центр создан в 2005 году. Задачи центра – разработка и внедрение методов контроля сооружений при сейсмических и техногенных воздействиях, разработка аппаратного и программного обеспечения систем контроля.

Центр занимается изучением воздействий землетрясений, микросейсм на гидротехнические сооружения и прогнозом их состояния с целью предотвращения катастрофических ситуаций.

Обычно при проектировании все гидротехнические сооружения проходят стадию моделирования на сейсмическое воздействие. На моделях шлифуется конструкция плотины, уточняются чертежи. Как правило, во время строительства сооружения вскрываются недостатки проектирования, меняется конструкторская документация и используемые материалы. На данном этапе можно внести изменения в модель и посмотреть результат. Но при строительстве существуют множественные нарушения, о которых никто не знает и которые пагубно влияют на прочность сооружения.
Кроме этого сооружение встраивается в существующий природный ландшафт и становится его частью. В этих условиях плотина ведёт себя не так, как показывало моделирование при проектировании. Мы имеем систему:  плотина – берега -водохранилище. Эту систему чрезвычайно сложно моделировать при сейсмическом воздействии.

Во время эксплуатации гидротехническое сооружение постоянно подвергается динамическим воздействиям со стороны землетрясений, микросейсм, вибрациям от оборудования, климатическим воздействиям и т.д. Всё это приводит к росту нарушений в сооружении и снижению его прочности.

Таким образом, сразу после строительства гидротехнического сооружения возникают задачи обеспечения безопасной эксплуатации в условиях индуцированной сейсмичности и последующий контроль его состояния.

Опыт наблюдений за поведением сооружений Токтогульской ГЭС на реке Нарын (Кыргызская республика) показывает, что ощутимые землетрясения в районе гидроузла довольно редки. Они фиксируются лишь несколько раз в год и их интенсивность не всегда оказывает исключительное влияние на амплитудно – частотные параметры плотины. В то же время такие источники шумов, как пуски агрегатов, которые могут происходить несколько раз в сутки, работа гидротехнического оборудования, колебания уровня воды в водохранилище вызывают в теле плотины вынужденные колебания.

В связи со сказанным, разработка новых подходов и методов мониторинга динамической устойчивости тела плотины становится существенно необходимой. К этому добавляется задача организации инструментального контроля при сейсмических и техногенных воздействиях, а также разработка методов количественной оценки состояния плотины. В решение сформулированной задачи, как составная часть, включается прогнозирование состояния плотины с целью предотвращения катастрофических ситуаций.

Обобщая изложенное, можно утверждать, что оценка текущего состояния и прогноз устойчивости Токтогульского гидроузла относятся к актуальным задачам, требующим своего решения. При этом необходимо учесть, что водохранилище является одним из  крупнейших гидротехнических сооружений мира. Высота напорной плотины составляет 215 метров, а объем водохранилища 19500 млн. кубических метров. Отметим, что возведение массивных бетонных и железобетонных объектов, к которым, безусловно, следует отнести плотину Токтогульского гидроузла, осуществляется в течение длительного времени и строится не на один год. Учитывая возраст плотины, бетон в ней можно отнести к стареющему материалу. За длительное время эксплуатации деформационные свойства стабилизировались, становясь независимыми от времени. Поэтому для анализа текущего напряжённо-деформированного состояния можно считать приемлемыми соотношения наследственной теории упругости для однородного тела.

Учитывая сказанное выше, коллективом центра разработан и введён в эксплуатацию комплекс программно-аппаратных и технических средств  для сейсмодиагностики гидротехнических сооружений при сейсмическом и техногенном воздействии. Токтогульская ГЭС явилась естественным полигоном для выполнения исследований: с июня 2005 года по настоящее время там функционирует современная цифровая система сейсмометрических наблюдений. За этот период разработаны схемотехнические решения, системное и программное обеспечение, математический аппарат анализа данных и накоплен большой экспериментальный материал. Необходимо заметить, что система сейсмомониторинга была разработана и создана заново с учётом современных тенденций в науке и технологии.

Созданный в центре комплекс программно-аппаратных и технических средств  может быть использован для контроля состояния не только плотин гидротехнических сооружений, но мостов и зданий. Все сооружения, испытывающие при своей эксплуатации большие динамические нагрузки от природных явлений или техногенного воздействия человека и оборудования, можно контролировать с помощью данной разработки.