Техническое обследование конструкций машинного зала, здания административного корпуса, мехмастерских и гидроцеха Мамаканской гидроэлектростанции по адресу: Иркутская область, Бодайбинский район, пос. Мамакан, ул. Гидростроителей 2.

 

Объекты обследования – несущие опорные конструкции, стеновые конструкции, несущие конструкции покрытия, несущие конструкции мостового крана пролетом 10,0м и грузоподъемностью 100/20тн.

 

Причина обследования – плановый контроль технического состояния конструкций зданий и сооружений процессе эксплуатации согласно требованиям Федерального закона "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" от 30.12.2009 N 384-ФЗ, ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния», CTO 17330282.27.140.016-2008 «Здания ГЭС и ГАЭС. Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования».

Цель обследования – определение технического состояния конструкций

опасных производственных объектов и гидротехнических сооружений по истечении нормативных сроков эксплуатации зданий и сооружений.

 

Формат обследования:

-  визуально-инструментальное обследование параметров конструкций по перечню предоставленного к обследованию Технического задания;

- мониторинг технического состояния обследуемых конструкций по результатам сравнительного анализа результатов данного и ранее выполненных технических обследований.

Предмет Технического обследования:

 – выявление, фиксация и классификация дефектов и повреждений, влияющих на техническое состояние конструкций (конструктива в целом) и безопасность эксплуатации объекта по назначению,

-  детальное обследование выборочной серии железо-бетонных конструкций (по перечню Технического задания) в объеме необходимом и достаточном для определения выводов по техническому состоянию конструкций зданий ГЭС и возможности их дальнейшей безопасной эксплуатации;

• визуально-инструментальное обследование зданий служебного корпуса, механических мастерских и гидроцеха на предмет выявления, фиксации и классификации дефектов и повреждений по внешним признакам.

 

• Общая информация об объекте исследований
• Мамаканская ГЭС - первая гидроэлектростанция, возведенная в условиях вечной мерзлоты, построена в 1961г. на реке Мамакан поблизости ее впадения в реку Витим в Бодайбинском районе Иркутской области.

 

Инженерные изыскания по разработке вариантов обеспечения электроэнергией золотодобывающих предприятий Бодайбинского района и слюдяной промышленности Мамско-Чуйского района начались по заданию «Лензолото» в 1915г.

В 1956г. был утвержден, разработанный институтом «Ленгидропроект», проект Мамаканской ГЭС мощностью 86 МВт и в 1966 году станция была принята в постоянную эксплуатацию.

Гидроэлектростанция состоит из бетонной облегченной гравитационной плотины длинной 346,65 м и максимальной высотой 57 м (левобережная глухая плотина длиной 121,75 м, водосбросная плотина длиной 135,5 м и правобережная глухая плотина длиной 31,4 м) и зданий и сооружений ГЭС (Машинный зад, трансформаторная площадка и административный корпус с механическими мастерскими) в уровне нижнего бьефа. Плотина ГЭС (напорный фронт — 340 м) образует Мамаканское водохранилище площадью 10,82 кв.км (длина водохранилища 30 км, ширина до 0,5 км, глубина до 45 м).

В здании ГЭС установлено 4 поворотно-лопастных гидроагрегата мощностью по 21,5 МВт, работающих при расчётном напоре 45 м.

• Машинный зал ГЭС находится на отметке 239,10 со стороны левого берега Мамаканского гидроузла. На момент обследования машинный зал эксплуатировался в соответствии с технологическим назначением, исходя из чего все работы по техническому обследованию, в том числе по обеспечению безопасности работ, согласовывались с соответствующими службами станции.

 

• Машинный зал ГЭС, в плане 72,5х11,2м., находится на отметке 239,10 со стороны левого берега Мамаканского гидроузла. Высота машинного зала до отм. опоры балок покрытия – 11,52м. Несущая схема однопролетная. Со стороны нижнего бьефа по оси «А» машинный зал защищен от высоких вод напорной стеной. Стена представляет собой армированную конструкцию, воспринимающую, кроме гидростатического давления нижнего бьефа, нагрузку от мостового крана. Толщина стены до отм. 242.0 -1,65м, выше до отм. 246.50– 1,4м. Со стороны водосливной плотины торцевая напорная стена поднята до отм, 253,15м, толщина ее варьирует от 2,1м в нижней части до 1,5м в верхней. В створе монтажной площадки расположены герметичные металлические ворота 5.7х3.4м. Техническое обследование выполнялось в период подпора со стороны р. Витим – герметичные ворота в напорной стене, исходя из  того, что уровень воды превышал отметку пола монтажной площадки, находились в закрытом состоянии.

 

Зона обследования – машинный зал на отм. 239,10.

 

Конструкции подлежащие обследованию - сборные железобетонные элементы и монолитные стеновые конструкции.

 

Общий вид машинного зала с базы геодезической исполнительной съемки.

Техническое обследование выполнялось в соответствии с Техническим заданием и нормативной технической документацией:

- ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния»;

- CTO 17330282.27.140.016-2008 «Здания ГЭС и ГАЭС.

Организация эксплуатации и технического обслуживания. Нормы и требования»;

- СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений»;

- СП 41. 13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений (актуализированная редакция СНиП 2.06.08-87)».

- Руководство по инженерно-техническому обследованию, оценке качества и надежности строительных конструкций;

- РД 153-34.1-21.326-2001 «Методические указания по обследованию строительных конструкций производственных зданий и сооружений. Часть 1. Железобетонные и бетонные конструкции (СО 34.21.326-2001);

- Рекомендации по оценке надежности строительных конструкций зданий и сооружений по внешним признакам (ЦНИИПромзданий 2001 г);

Исходным критерием анализа технического состояния конструкций объекта являлась предоставленная к обследованию техническая документация. Исходным техническим состоянием конструкций принято нормативно-исправное состояние конструкций, соответствующее предоставленной технической документации (в том числе материалам ранее выполненных технических обследований).

Натурное техническое обследование проводилось специалистами ООО «Стройнадзор» в августе 2020 г.

Обозначение осевой сетки при обследовании была принята в соответствии с проектной документацией.

В процессе предварительного визуального обследования подтверждена конструктивная схема машинного зала –

• основанием для составных колонн по оси «Б» являются монолитные железобетонные конструкции на отметке - 5.200, для колонн верхнего яруса по оси «А» - стеновые монолитные железобетонные конструкции напорной стены на отметке 6.350.
• по оси «Б». с опиранием на монолитные стеновые конструкции по оси «0», на консоли колонн нижнего яруса в осях «1-9» выполнены подкрановые балки, являющиеся несущими элементами для мостового крана пролетом 10,0м и грузоподъемностью 100/20тн. По оси «10» подкрановая балка жестко защемлена (замоноличена) в тело монолитной ж/б конструкции подпорной стены.
• Балки покрытия выполнены с разноуровневым опиранием на консоли колонн верхнего яруса с уклон  (в сторону нижнего бьефа). Настил покрытия - ребристые плит покрытия.
• Зафиксированы элементы шпренгельные усиления балок покрытия.
• Стеновые конструкции:
• по оси «0» - монолитные железобетонные конструкции,
• по осям «А» и «10» до уровня 6.350 монолитная ж/б конструкция, выше – сборные самонесущие панели и элементы
• по оси «Б» - на всю высоту сборные самонесущие панели, определяющие жесткость конструкции в плоскости ряда «Б».

В рамках технического обследования выполнено сплошное визуально-инструментальное обследование на предмет:

- выявления, фиксации и классификации явных дефектов и повреждений, определения системности дефектов (дефектов, являющихся следствием не случайных механических повреждений, а следствием активных деформационных процессов, ненормальной работы конструкций либо нормальной упругой работы конструкций в следствии нарушения организации деформационных швов;

- выявления и фиксации схемы трещинообразования ж/бетонных конструкций.

Для выполнения анализа соответствия фактической конструкции объекта обследования предоставленной документации и разработки исполнительных схем, выполнены обмеры конструкций – результаты отражены в графической части Технического заключения.

Для определения фактической геометрии обследуемых конструкций в рамках технического обследования выполнилась контрольная геодезическая съемка посредством цифрового нивелира Leica DNA-0.3 и цифрового тахеометра Sokkia CX-102 в комплекте с штрих-кодовой рейкой I-ого класса, соответствующих I-ому классу геодезических приборов (ГОСТ 10528-90) (ГОСТ 10528-90), При геометрическом нивелировании прогибов балок покрытия применялся лазерный нивелир Hitachi HLL 50-3.

 Исходя из наличия исходных данных бокового нивелирования (Техническое заключение 2015г.) в процессе данного обследования выполнился мониторинговый анализ геометрического положения обследуемых конструкций с периодом контроля 5 лет.

 

Исполнительная схема кренов вертикальных конструкций.

Измерения прогибов балок и плит покрытия выполнялось относительно произвольных относительных горизонтальных плоскостей (база была размещена на платформе мостового крана) с помощью лазерного нивелира Hitachi HLL 50-3 (HTC-H00107) и измерительной рейки.

 Согласно СП 13-102-2003, было произведено измерение 25% плит перекрытия (20 шт) с повторением серии элементов 2015г.

Обследование Подкрановых балок выполнялось в соответствии РД 10-138-97 «Методические указания. Комплексное обследование крановых путей грузоподъемных машин».

Результаты исследования фактической геометрии конструкций анализировались в соответствии с требованиями СП 20.13330 2016 «Нагрузки и воздействия», СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции», РД 10-138-97 «Методические указания. Комплексное обследование крановых путей грузоподъемных машин».

Инструментальному обследованию на предмет определения фактических прочностных параметров, схемы армирования, наличию и параметрам карбонизации бетона подлежали несущие колонны нижнего и верхнего ярусов, подкрановые балки, балки покрытия, плитный настил покрытия и стеновые конструкции.

Инструментальные исследования схемы армирования выполнялись электромагнитным методом посредством прибора Bosch D-tect 100. Предустановленной в приборе программой определилась глубина защитного слоя армирования.

 

По месту определения расположения арматурных стержней на поверхности конструкции была размечена схема армирования с последующим измерением шага и фиксацией защитных слоев. Для определения класса и диаметра стержней по месту их фиксации выполнились вскрытия армирования для последующих измерений и исследований. 

 

Измерение параметров арматурных стержней.

В процессе обследования трещинообразования, посредством измерительной лупы и ультразвукового прибора типа Пульсар 2М определились параметры ширины и глубины выявленных трещин. По результату исследования оформились протоколы и исполнительные схемы:

 

Обследование ж/бетонных конструкций посредством ультразвукового прибора Пульсар 2М.

 

Результаты измерений Ширина раскрытия трещин определялась посредством измерительной лупы L30.

 

Результаты измерений – ширина раскрытия трещин 0,2мм.

Обследование трещинообразования подкрановых балок выполнялось при переменной по месту приложения нагрузки (переменная нагрузка осуществлялась посредством передвижения мостового крана).

 

Результаты измерений по плитам покрытия – ширина раскрытия трещин 0,05мм.

По месту выявленного трещинообразования по отделочным слоям, выполнялось вскрытие до возможности визирного обследования поверхности конструкций.

В соответствии с ГОСТ 22690-2015 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля, ГОСТ 18105-2010, «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности», в рамках обследования выполнялся комплекс инструментальных исследований неразрушающими методами прочностных параметров бетона ж/бетонных конструкций посредством склерометра Оникс 2.5. исходя из определенной градуировочной зависимости к результатам исследований методом отрыва со скалыванием посредством прибора ОНИКС-1ОС.050.

 

Выполнение измерения прочности бетона методом отрыва со скалыванием прибором ОНИКС-1ОС.050.

 

Выполнение измерения прочности бетона методом отрыва со скалыванием прибором ОНИКС-1ОС.050.

Выполнение измерения прочности бетона методом отрыва со скалыванием прибором.

Программное обеспечение прибора Оникс 2.5 обеспечивают учет коэффициента вариаций измерений.

Данные инструментальных измерений были занесены в поэлементные Протоколы измерений с приведением результатов инструментальных исследований прочностных параметров бетона ЖБК к классу бетона.

 

В результате анализа результатов исследования прочностных параметров бетона определяется класс бетона конструкций и его соответствие исходным (проектным) параметрам.

Исследование карбонизации бетона конструкций выполнялось посредством нанесения раствора «Клини Тест-Фенолфталеин» на поверхность бетона по месту вскрытия.

 

Глубина карбонизации бетона конструкций определялась в результате измерения слоя бетона, не изменившего цвет под воздействием раствора.

 

По месту карбонизации бетон не изменяет исходный (серый) цвет.

Выполнив комплекс визуально-инструментальных исследований, были определены основные параметры конструкций на момент обследования. Для определения динамики изменения контролируемых параметров конструкций в нормативный период контроля был выполнен сравнительный анализ с результатами ранее выполненных исследований конструкций машинного зала Мамаканской ГЭС.

В рамках данного обследования выполнился комплекс работ по визуально-инструментальному обследованию конструкций зданий служебного корпуса (мехмастерских) и гидротехнического цеха на предмет выявления, фиксации и классификации дефектов и повреждений по внешним признакам, выявления признаков изменения исходного состояния (исправного, либо состояния зафиксированного в технической эксплуатационной документации или материалах ранее выполненных технических обследований) деформационного состояния в следствии внешнего воздействия, либо конструктивной недостаточности конструкций.

Результаты обследования конструкций зданий служебного корпуса (мехмастерских) и гидротехнического цеха отразились в исполнительных схемах и дефектных ведомостях с указанием вероятностных причин образования выявленных дефектов, степени их влияния на техническое состояния конструкций и конструктива в целом, а так же с рекомендациями по их устранению.

В результате данного обследования определились причины образования выявленных дефектов, зафиксировались в исполнительных схемах, дефектных ведомостях и протоколах инструментальных исследований контролируемые параметры конструкций для последующего контроля. 

Выполнив комплекс исследований и анализ их результатов специалистами ООО «Стройнадзор», определились выводы по техническому состоянию обследуемых конструкций и возможности их дальнейшей эксплуатации.