4855

40

3.Некоторые особенности проектирования

3.1.Проектирование реконструкции и (или) восстановления гидротехнических объектов

Гидротехнические сооружения обладают высокой надёжностью. Так, период нормальной эксплуатации плотин длится 50 – 60 лет и более, только затем начинается период старения, характерный ростом числа повреждений и аварий. Наиболее частым повреждениям и авариям подвержены сооружения малых гидроузлов, накопители жидких отходов ТЭС и промышленных предприятий, берегоукрепления. Капитальный ремонт сооружений состоит в замене и усилении конструкций, в снижении степени их износа. Реконструкция заключается в коренном переустройстве сооружений с целью увеличения надёжности или функциональных параметров, например повышения напора. Восстановление касается разрушенных сооружений.

Для студента оптимальным является участвовать в обследовании технического состояния сооружения, по результатам которого затем выполняется проект ремонта, реконструкции или восстановления.

Вчасти объёма и содержания проектов реконструкции и восстановления можно придерживаться рекомендаций по проектированию нового строительства аналогичных объектов (раздел 2).

Приступая к работе, необходимо:

–разобраться с имеющимися проектными материалами, установить соответствие сооружений проектным решениям;

–выяснить причины разрушений, оценить техническое состояние сооружений;

–наметить задачи по их реконструкции или восстановлению.

Впроцессе проектирования следует стремиться:

–максимально использовать сохранившиеся конструкции, применить местные материалы;

–повысить надёжность сооружений, приведя их параметры в соответствие

сдействующими нормативными правовыми актами;

–улучшить эксплуатационные показатели объекта, например, для гидроузла – повысить напор, предусмотреть расчистку водохранилища от донных отложений.

Определённую проектом стоимость работ по реконструкции или восстановлению желательно сравнить с балансовой стоимостью объекта.

3.2. Проектирование гидроузлов в условиях вечной мерзлоты

Примерно половина территории нашей страны подвержена влиянию сурового климата и занята вечной мерзлотой. Природные условия севера накладывают особенности на гидротехнические сооружения.

Эти особенности учитываются при проектировании.

Проект гидроузла составляется по указаниям соответствующих разделов пособия.

41

При подборе исходных данных дополнительно требуются сведения о геокриологических (мерзлотных) условиях участка основных сооружений – мерзлотная карта с характеристикой вечномёрзлой толщи пород, мерзлотногеологический и температурный разрез по створу, теплофизические свойства пород разреза и карьерных грунтов: льдистость, объёмная теплоёмкость, теплопроводность, теплота таяния-замерзания, относительная осадка при оттаиванию

Тип сооружений гидроузла выбирается с учётом мерзлотно-геологических условий створа. Предпочтительны плотины из местных грунтовых материалов. В крупных гидроузлах, основывающихся на скальных породах, применяются талые плотины как в средних широтах. Для малых гидроузлов, строящихся вблизи потребителей воды, характерны мёрзлые дисперсные грунты в основании, снижающие несущую способность при оттаивании. При таких обстоятельствах проектируются мёрзлые плотины с искусственным замораживанием. Преимуществом пользуются открытые водосбросы, т.к. эксплуатация и ремонт закрытых водосбросов затруднены.

Конструкции сооружений напорного фронта, кроме обычных расчётов, должны быть обоснованы расчётами температурного режима.

Компоновка гидроузла разрабатывается с учётом обеспечения проектного температурного режима сооружений в период эксплуатации. Например, поддержание плотины в мёрзлом состоянии требует удаления берегового водосброса от её примыкания. Приплотинное здание ГЭС также следует удалить от низового откоса мёрзлой плотины.

При проектировании северных ГЭС возникает проблема с полыньёй в нижнем бьефе, которая по зимам достигает длины в десятки километров. Для обоснования проекта может потребоваться прогноз длины полыньи.

Особенности природных условий севера должны учитываться при проектировании организации строительства, производства работ и определении сметной стоимости гидроузла.

3.3. Применение ЭВМ для автоматизации расчётов и проектирования

Сообразно наличию в университете компьютерных программ и их освоению в процессе теоретического обучения по образовательной программе, студенты, разрабатывающие ВКР, имеют возможность проектирование и трудоёмкие расчёты выполнять с использованием универсальных и специализированных программно-вычислительных комплексов и систем автоматизированного проектирования, демонстрируя приобретённые навыки

Библиотека компьютерных программ со временем пополняется.

3.4.Рекомендации по проведению научных исследований

Впериод проектирования студентам предоставляется возможность выполнять научные исследования теоретического или экспериментального характера, в том числе в составе хоздоговорных, госбюджетных, инициативных НИР, ведущихся в университете. Для этого они могут работать в компьютерном

42

классе и лабораториях кафедры гидротехнических и транспортных сооружений

идругих кафедр.

Вкачестве исследовательских тем из области гидротехники можно рекомендовать:

–поиск и анализ научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по тематике проектирования;

–лабораторные гидравлические исследования гидротехнических сооружений;

–разработку элементов САПР гидроэнергетических и водохозяйственных объектов;

–теоретические исследования температурного (температурнофильтрационного) режима гидротехнических сооружений;

–разработку мероприятий по предотвращению нежелательных последствий создания водохранилищ, в т.ч. в условиях севера;

–технико-экономическое обоснование комплексного, в том числе энергетического, использования водных ресурсов малых рек;

–исследования по оптимизации конструкций гидротехнических сооружений с учётом производства работ;

–исследования конструкций накопителей отходов ТЭС и промышленных предприятий для защиты окружающей среды;

–натурное обследование водоёмов и водотоков на предмет их защиты от загрязнения и истощения;

–создание демонстрационных установок и моделей гидротехнических сооружений.

Возможны и другие темы работ научно-исследовательского характера, созвучные с темами ВКР.

3.5. Удовлетворение требований к составу проектной документации

Порядок разработки и состав проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений регламентируются Постановлением Правительства Российской Федерации от 16 февраля 2008 г. N 87 "О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию" (далее - Положение).

В отличие от ранее действовавших нормативных документов Положением не предусматривается стадийность проектирования: "ТЭО", "проект", "рабочий проект", а используются понятия "проектная документация" и "рабочая документация".

С учётом того, что Постановлением Правительства Российской Федерации "О порядке организации и проведения государственной экспертизы проектной документации и результатов инженерных изысканий" от 5 марта 2007 г. N 145 предусмотрен порядок проведения экспертизы в отношении документации, разработанной в объёме стадии "проектная документация", заказчик должен подготовить её в соответствии с указанным положением, и представить для проведения государственной экспертизы.

43

В соответствии с Положением рабочая документация разрабатывается в целях реализации в процессе строительства архитектурных, технических и технологических решений. Кроме того, положение не содержит указаний на последовательность разработки рабочей документации, что определяет возможность её выполнения, как одновременно с подготовкой проектной документации, так и после её подготовки.

При этом объём, состав и содержание рабочей документации определяется в зависимости от степени детализации решений, содержащихся в проектной документации, и указывается в задании на проектирование. Заданием на проектирование может быть предусмотрена одновременная разработка проектной и полная или частичная разработка рабочей документации.

Применительно к студенческим ВКР (проектам) гидротехнического строительства представляется возможным компоновать пояснительную записку из вышеуказанных разделов (в разделе 1 настоящего пособия), помеченных звёздочкой. При этом отдельно, в начале ВКР, помещается раздел с описанием исходных данных. Тогда традиционный состав пояснительной записки ВКР (проекта), отражённый содержанием раздела 2.1, не противоречит требованиям Положения.

Записка в таком случае должна носить описательный характер с приведением необходимых проектных показателей, а все варианты сооружений, расчёты, вспомогательные материалы и т.п. следует вынести в приложения.

Принятый состав чертежей проекта (раздел 2.1) соответствует требованиям Положения.

Выполнение описанных требований особенно актуально для ВКР (проектов), материалы которых предполагается передать заказчикам для практического использования.

44

Нормативные правовые акты и иные документы

В помощь проектанту ниже приводится перечень нормативных правовых актов и иных документов, используемых при проектировании гидротехнических сооружений. Нормативные правовые акты должны быть студентом актуализированы, т.е. применяться в действующей на момент проектирования редакции. Иные документы применяются в части не противоречащей действующим нормативным правовым актам.

Федеральные государственные образовательные стандарты

Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений (уровень специалитета). Утверждён приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 11 августа 2016 г. № 1030.

Законы, документы, утверждённые постановлениями и распоряжениями Правительства Российской Федерации

Федеральный закон Российской Федерации от 10 января 1996 г. № 4-ФЗ «О мелиорации земель».

Федеральный закон Российской Федерации от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды».

Федеральный закон Российской Федерации от 21 июля 1997 г. № 117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений».

Федеральный закон Российской Федерации от 27 декабря 2002 г. № 184ФЗ «О техническом регулировании».

Федеральный закон Российской Федерации от 29 декабря 2004 г. № 190ФЗ «Градостроительный кодекс Российской Федерации».

Федеральный закон Российской Федерации от 3 июня 2006 г. № 74-ФЗ «Водный кодекс Российской Федерации».

Постановление Правительства Российской Федерации от 02.11.2013 № 986 «О классификации гидротехнических сооружений».

Постановление Правительства Российской Федерации от 19.01.2006 № 80 «Об инженерных изысканиях для подготовки проектной документации, строительства, реконструкции объектов капитального строительства».

Постановление Правительства РФ от 05.02.2016 № 79 "Об утверждении Правил охраны поверхностных водных объектов".

Постановление Правительства РФ от 05.10.2016 № 1005 "Об утверждении Правил образования рыбохозяйственных заповедных зон".

Постановление Правительства РФ от 06.10.2008 № 743 "Об утверждении Правил установления рыбоохранных зон".

Постановление Правительства РФ от 06.11.1998 № 1303 "Об утверждении Положения о декларировании безопасности гидротехнических сооружений".

45

Постановление Правительства РФ от 10.01.2009 № 17 "Об утверждении Правил установления на местности границ водоохранных зон и границ прибрежных защитных полос водных объектов".

Постановление Правительства РФ от 10.04.2007 № 219 "Об утверждении Положения об осуществлении государственного мониторинга водных объектов".

Постановление Правительства РФ от 16.02.2008 № 87 "О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию".

Постановление Правительства РФ от 22.04.2009 № 349 "Об утверждении Положения о разработке, согласовании и утверждении правил использования водохранилищ, в том числе типовых правил использования водохранилищ".

Постановление Правительства РФ от 26.12.2014 № 1521 "Об утверждении перечня национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений".

Постановление Правительства РФ от 28.04.2007 № 253 "О порядке ведения государственного водного реестра".

Постановление Правительства РФ от 30.12.2006 № 883 "О порядке разработки, утверждения и реализации схем комплексного использования и охраны водных объектов, внесения изменений в эти схемы".

Распоряжение Правительства РФ от 27.08.2009 № 1235-р «Об утверждении Водной стратегии Российской Федерации на период до 2020 года».

Межгосударственные и национальные стандарты

ГОСТ 21.001-2013. Система проектной документации для строительства. Общие положения.

ГОСТ 21.002-2014. Система проектной документации для строительства. Нормоконтроль проектной и рабочей документации.

ГОСТ 21.301-2014. Система проектной документации для строительства. Основные требования к оформлению отчетной документации по инженерным изысканиям.

ГОСТ 21.302-2013. Система проектной документации для строительства. Условные графические обозначения в документации по инженерногеологическим изысканиям.

ГОСТ 21.401-88. Система проектной документации для строительства. Технология производства. Основные требования к рабочим чертежам.

ГОСТ 21.501-2011. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации архитектурных и конструктивных решений.

ГОСТ 21.502-2007. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения проектной и рабочей документации металлических конструкций.

ГОСТ 21.508-93. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации генеральных планов предприятий, сооружений и жилищно-гражданских объектов.

46

ГОСТ 21.615-88. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения чертежей гидротехнических сооружений.

ГОСТ 21.709-2011. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации линейных сооружений гидромелиоративных систем.

ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация.

ГОСТ 26775-97. Габариты подмостовые судоходных пролетов мостов на внутренних водных путях. Нормы и технические требования.

ГОСТ 27751-2014. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения.

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

ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.

ГОСТ 7.32-2001. Межгосударственный стандарт. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научноисследовательской работе. Структура и правила оформления.

ГОСТ Р 21.1003-2009. Система проектной документации для строительства. Учет и хранение проектной документации.

ГОСТ Р 21.1101-2013. Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации.

Своды правил и неактуализированные редакции строительных норм и правил

СП 101.13330.2012. Свод правил. Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.06.07-87.

СП 102.13330.2012. Свод правил. Туннели гидротехнические. Актуализированная редакция СНиП 2.06.09-84.

СП 103.13330.2012. Свод правил. Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод. Актуализированная редакция СНиП 2.06.14-85.

СП 116.13330.2012. Свод правил. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 22-02-2003.

СП 119.13330.2012. Свод правил. Железные дороги колеи 1520 мм. Актуализированная редакция СНиП 32-01-95.

СП 122.13330.2012. Свод правил. Тоннели железнодорожные и автодорожные. Актуализированная редакция СНиП 32-04-97.

СП 122.13330.2012. Свод правил. Тоннели железнодорожные и автодорожные. Актуализированная редакция СНиП 32-04-97.

СП 126.13330.2012. Свод правил. Геодезические работы в строительстве. Актуализированная редакция СНиП 3.01.03-84.

СП 128.13330.2012. Свод правил. Алюминиевые конструкции. Актуализированная редакция СНиП 2.03.06-85.

47

СП 131.13330.2012. Свод правил. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*.

СП 132.13330.2011. Свод правил. Обеспечение антитеррористической защищенности зданий и сооружений. Общие требования проектирования.

СП 14.13330.2014. Свод правил. Строительство в сейсмических районах. Актуализированная редакция СНиП II-7-81*.

СП 15.13330.2012. Свод правил. Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81*.

СП 159.1325800.2014. Свод правил. Сталежелезобетонные пролетные строения автодорожных мостов. Правила расчета.

СП 16.13330.2011. Свод правил. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*.

СП 165.1325800.2014. Свод правил. Инженерно-технические мероприятия по гражданской обороне. Актуализированная редакция СНиП 2.01.51-90.

СП 20.13330.2011. Свод правил. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*.

СП 21.13330.2012. Свод правил. Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах. Актуализированная редакция СНиП 2.01.09-91.

СП 22.13330.2011. Свод правил. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*.

СП 229.1325800.2014. Свод правил. Железобетонные конструкции подземных сооружений и коммуникаций. Защита от коррозии.

СП 23.13330.2011. Свод правил. Основания гидротехнических сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.02-85.

СП 25.13330.2012. Свод правил. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Актуализированная редакция СНиП 2.02.04-88.

СП 250.1325800.2016. Свод правил. Здания и сооружения. Защита от подземных вод.

СП 28.13330.2012. Свод правил. Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85.

СП 31.13330.2012. Свод правил. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84*.

СП 32.13330.2012. Свод правил. Канализация. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.03-85.

СП 33.13330.2012. Свод правил. Расчет на прочность стальных трубопроводов. Актуализированная редакция СНиП 2.04.12-86.

СП 33-101-2003. Свод правил. Определение основных расчетных гидрологических характеристик. Взамен СНиП 2.01.14-83.

СП 34.13330.2012. Свод правил. Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85*.

СП 35.13330.2011. Свод правил. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*.

СП 36.13330.2012. Свод правил. Магистральные трубопроводы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.06-85*.

48

СП 37.13330.2012. Свод правил. Промышленный транспорт. Актуализированная редакция СНиП 2.05.07-91*.

СП 38.13330.2012. Свод правил. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). Актуализированная редакция СНиП 2.06.04-82*.

СП 39.13330.2012. Свод правил. Плотины из грунтовых материалов. Актуализированная редакция СНиП 2.06.05-84*.

СП 40.13330.2012. Свод правил. Плотины бетонные и железобетонные. Актуализированная редакция СНиП 2.06.06-85.

СП 41.13330.2012. Свод правил. Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.06.08-87.

СП 42.13330.2011. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. Актуализированная редакция СНиП 2.07.0189*.

СП 43.13330.2012. Свод правил. Сооружения промышленных предприятий. Актуализированная редакция СНиП 2.09.03-85

СП 45.13330.2012. Свод правил. Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87.

СП 45.13330.2012. Свод правил. Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87.

СП 47.13330.2012. Свод правил. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 11-02- 96.

СП 48.13330.2011. Свод правил. Организация строительства. Актуализированная редакция СНиП 12-01-2004.

СП 50-101-2004. Свод правил. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.

СП 52-101-2003. Свод правил. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры.

СП 52-102-2004. Свод правил. Предварительно напряженные железобетонные конструкции.

СП 52-117-2008. Свод правил. Железобетонные пространственные конструкции покрытий и перекрытий. Часть I. Методы расчета и конструирование.

СП 58.13330.2012. Свод правил. Гидротехнические сооружения. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003.

СП 59.13330.2012. Свод правил. Доступность зданий и сооружений для маломобильных групп населения. Актуализированная редакция СНиП 35-01- 2001.

СП 63.13330.2012. Свод правил. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.

СП 64.13330.2011. Свод правил. Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80.

СП 70.13330.2012. Свод правил. Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87.

49

СП 78.13330.2012. Свод правил. Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 3.06.03-85.

СП 90.13330.2012. Свод правил. Электростанции тепловые. Актуализированная редакция СНиП II-58-75.

СП 91.13330.2012. Свод правил. Подземные горные выработки. Актуализированная редакция СНиП II-94-80.

СНиП 1.04.03-85*. Нормы продолжительности строительства и задела в строительстве предприятий, зданий и сооружений.

СНиП 11-04-2003. Инструкция о порядке разработки, согласования, экспертизы и утверждения градостроительной документации.

СНиП 2.01.28-85. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию.

СНиП 2.01.54-84. Защитные сооружения гражданской обороны в подземных горных выработках.

СНиП 2.03.03-85. Армоцементные конструкции.

СНиП 2.05.11-83. Внутрихозяйственные автомобильные дороги в колхозах, совхозах и других сельскохозяйственных предприятиях и организациях.

СНиП 2.06.03-85. Мелиоративные системы и сооружения.

СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита территории от затопления и подтопления.

СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений. СНиП 22-01-95. Геофизика опасных природных воздействий. СНиП 3.02.03-84. Подземные горные выработки.

СНиП 3.07.01-85. Гидротехнические сооружения речные.

СНиП 3.07.02-87. Гидротехнические морские и речные транспортные сооружения.

СНиП 3.07.03-85*. Мелиоративные системы и сооружения.

СНиП 82-01-95. Разработка и применение норм и нормативов расхода материальных ресурсов в строительстве. Основные положения.

СНиП 82-02-95. Федеральные (типовые) элементные нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника.

СНиП III-4-80*. Техника безопасности в строительстве.

Ведомственные документы, пособия и рекомендации

Приказ Минприроды России от 13.04.2009 № 87 "Об утверждении Методики исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нарушения водного законодательства".

Приказ Минприроды РФ от 13.08.2009 № 249 "Об утверждении образцов специальных информационных знаков для обозначения границ водоохранных зон и границ прибрежных защитных полос водных объектов".

Приказ Минприроды РФ от 24.08.2010 № 330 "Об утверждении типовых правил использования водохранилищ".