VAC 05.17.00 Химическая технология
VAC 05.23.00 Строительство и архитектура
UDK 69 Строительство. Строительные материалы. Строительно-монтажные работы
Damage and destruction data obtained in the objects of energy systems during Fukui (Japan), 28.06.1948, Spitak (Armenia), 08.12.1988 and a number of other earthquakes have been analyzed. The reasons of emergency cases in Sayano-Shushensk and other dams of hydro-power plants have been stated. The conclusions were drawn and recommendations to adopt the appropriate protection measures were given.
earthquakes, energy objects, damage, destruction
Введение. Эффективная работа объектов экономики во многом связана с устойчивой работой энергосистем Республики. Например, работа водопроводной сети полностью зависит от электроснабжения, и в случае аварии на сетях электроэнергетики, подача воды, особенно в жилые дома, прекращается, так как отключаются все насосные подстанции. А вода играет главную роль в деле пожаротушения, необходима для предотвращения инфекционных заболеваний и во многом другом.
Объекты экономики – плотины, водохранилища, дамбы, перемычки, туннели, каналы, берегозащитные и ограждающие сооружения в различных сочетаниях входят в состав электростанций. По этому, при землетрясениях, безаварийная работа энергообъектов, энергетического оборудования, подстанций, линии электропередач и др. становится важной и актуальной.
Методология исследования базируется на положениях Закона Республики Узбекистан «О безопасности гидротехнических сооружений», принятым в
Основная часть. Факты повреждения и разрушения объектов энергосистем рассмотрены на примере последствий Фукуйского (Япония)
Фукуйское землетрясение произошло 28.06.1948 г. с М=7,3 и при глубине h=14,4 км [3, 14]. В результате землетрясения погибли 5268 человек, разрушено 35,5 тыс. зданий. В эпицентральной области произошло поднятие территории до
Cпитакское землетрясение 01.12.1988 г.
[1, 2, 6] с магнитудой в очаге М=7 и с интенсивностью 9–10 баллов, охватило 40 % территории Армении с населением 1 млн. чел., где были сосредоточены предприятия электротехнической, станкостроительной, текстильной, пищевой, промышленности, приборостроительной и радио промышленности.
В г. Ленинакане, где интенсивность землетрясения проявилось силой 8 баллов, из 319 трансформаторных подстанций, 155 получили повреждения различной степени, в том числе 40 было разрушено полностью. Это привело к тому, что все коммунально – энергетическое хозяйство Ленинакана практически полностью было выведено из строя.
В г. Спитаке (9 балльная зона-эпицентр землетрясения) были разрушены сети и сооружения коммунально-энергетического хозяйства. В Степанакерте полностью разрушились все электростанции, которые находились в пределах 8 балльной изосейсты, за исключением Кировокана (7 балльная зона) и открытого распределительного устройства Разданской ГРЕС (6 балльная зона).
В результате землетрясения, имели место повреждения на восьми подстанциях мощностью 35, 110 и 220 Кв. На пяти подстанциях они классифицировались как значительные. Полностью было разрушено
Таблица 1
Повреждения объектов энергосистем
|
Наименование объектов |
Повреждения |
||
|
слабые |
умеренные |
сильные |
|
|
1. Высоковольтная линия электропередач с напряжением 154 тыс. вольт, подвешенная на 298 стальных мачтовых опорах высотой |
|
1. На 32 мачтах наблюдались повреждения в кольцевой связи фундаментов и небольшие осадки |
|
|
2. Вспомогательная высоковольтная линия электропередач с напряжением 77 тыс. вольт |
|
2. На шести мачтах наблюдались повреждение фундаментов |
|
|
3. Фарфоровые изоляторы на обоих линиях |
|
3. Получили повреждения |
|
|
4. Второстепенная линия электропередач на деревянных столбах |
4. 245 деревянных столбов наклонились |
|
4. 482 столба были сломаны и провода порвались |
|
5. Трансформаторы |
5. Отмечены осадка фундаментов и вырывы анкерных болтов, которые очень близко к краю фундаментов. Вырывы анкерных болтов и размеры фундаментов также привели к опрокидыванию масляных выключателей (рис.1-3) [3]. |
|
5. Серьезные пов-реждения в местах вводов анкерных креплений имели четыре трансформа-тора по 100 тыс. кв. каждый подстанции г. Мацуоки. |
|
Рис. 1. Анкерный хомут, срезанный в уровне трансформатора [14]
|
Рис. 2. Опрокинутые масляные выключатели [14] |
Такие явления, связанные с повреждением и разрушением объектов энергосистем, наблюдались и при других землетрясениях [3, 4] (рис. 1…3). При этом отмечались не только повреждения самого оборудования, но и помещении, где они были расположены. Например, значительные повреждения имели трансформаторные подстанции в пос. Газли в
Рис. 3. Разрушение плотины Ши-Кань на Тайване
во время землетрясения Чи-Чи
21.09.1999 г [9]
Известны также катастрофические последствия Калифорнийского землетрясения в США 17 октября
В этих и других землетрясениях наблюдались тяжелые повреждения телефонных и телеграфных столбов, разрыв проводов во многих местах, в городах массовый выход из строя линии связи.
Особого внимания заслуживают сейсмические события ХХI века в Китае, где 12 мая
Баоцуси –
Несмотря на близость плотин к эпицентру землетрясения (12–
|
|
|
|
Рис. 4. Фрагменты повреждения плотины «Зипингпу» во время землетрясения [9]
|
|
Сохранность плотин была обеспечена высоким качеством проектирования, правильной эксплуатацией и своевременным принятием необходимых мер в критических ситуациях. Не выполнение этих требовании приводят к катастрофическим разрушениям плотин. Не учет сейсмического разлома проходящего под плотиной Шикань, привел к его разрушению землетрясением Чи-Чи в
Кроме рассмотренных четырех крупных плотин, землетрясением был нанесен значительный ущерб большому числу менее масштабных объектов. Пострадали многие водохранилища и ГЭС, нарушена инфраструктура, водоснабжение, возникла угроза потери контроля за безопасностью и распространением водных потоков. Всего были повреждены 1583 плотины и водохранилища, из них 3 – больших, 57 – средних и 1523 – малых водоемов. В связи с распространением из–за землетрясения оползней появились опасные вторичные последствия-запруды, их прорыв и затопления расположенной ниже местности [7, 11, 12].
В ноябре 1991г., спустя 15 лет после начала эксплуатации, на левобережном примыкании плотины Чиркейской ГЭС произошло обрушение породы объёмом около 5 тыс. м3, 3 ноября
В обоих случаях провоцирующими факторами явились, предшествующие периоды высокой сейсмической активности, вызвавшие максимальные арочные напряжения плотин в зоне обрушения в холодное время с обильными дождями (рис. 5, 6) [6, 10, 13].
В результате воздействия землетрясения на незакреплённое или слабо закрепленное к фундаменту оборудование, происходит его смещение, и даже опрокидывание, что приводит к поломке и нарушению нормального его функционирования. Чтобы этого не произошло необходимо определение величин перемещения и углов поворота и сопоставление их с допустимыми и принятие соответствующих защитных мероприятий.
|
Рис. 5. Саяно-Шушенская ГЭС [10] |
Рис. 6. Панорама Чиркейского ущелья, водохранилища и ГЭС [13] |
Плотина Саяно-Шушенской ГЭС, Россия. В результате аварии на Саяно-Шушенской ГЭС погибло 75 человек, оборудованию и помещениям станции нанесён серьёзный ущерб (рис. 7). Работа станции по производству электроэнергии была приостановлена. Последствия аварии отразились на экологической обстановке акватории, прилегающей к ГЭС, на социальной и экономической сферах региона. Сумма ущерба составила более 40 млрд. руб. [10].
|
Рис. 7. Август |
Выводы:
– нельзя нещадно десятки лет эксплуатировать объекты энергетики в ущерб их надежности и безопасности, сверхустановленных ресурсов работы сооружений и оборудования, без проведения мероприятий по модернизации и техническому переоснащению;
– в период эксплуатации необходимо соблюдение всех регламентов по проведению капитальных ремонтов и обеспечению наблюдений за состоянием технологического оборудования и гидротехнических сооружений. По истечении нормативных сроков работы оборудование подлежит замене, как это принято в мировой практике;
– на стадии строительства гидроэнергетических объектов не должны допускаться отклонения от проектных решений;
– необходимо производить анализ последствий землетрясений не только в рамках жилищно-промышленного строительства, но и на объектах энергосистем;
– все объекты энергосистем, эксплуатируемые в сейсмоактивных областях должны быть сейсмобезопасными, обоснованными соответствующими теоретико-практическими расчетами.
1. Ahmedov M.A. Fakty povrezhdeniya i razrusheniya elektrooborudovaniya pri sil'nyh zemletryaseniyah // Stroitel'naya mehanika i raschet konstrukciy: mat-ly Mezhdunar. nauchno-tehn. konf. (Uzbekistan, Samarkand, 28-29 iyunya 2007 g.). Samarkand, 2007. S. 40-43.
2. Boroday I.A., Pokrovskiy V.N. Sostoyanie elektrotehnicheskogo oborudovaniya energoob'ektov Armenii pri zemletryaseniyah 1988 g. // Sb. seysmostoykoe stroitel'stvo. Vyp.12. 1991. S. 2-24.
3. Inzhenernyy analiz posledstviy zemletryaseniy v Yaponii i SShA. M.: Gosstroyizdat, 1961. 193s.
4. Shteynbrugge K.V., Moran D.F. Inzhenernyy analiz posledstviy zemletryaseniya 21 dekabrya 1954 g. v Yureka (Kaliforniya)// Inzhenernyy analiz posledstviy zemletryaseniy v Yaponii i SShA. M.: Gosstroyizdat, 1961. S.186-193.
5. Zhunusov T.Zh. Analiz effektivnosti vosstanovitel'nyh meropriyatiy po posledstviyam zemletryaseniya 19(20) marta 1984g. v Gazli // Sb. Stroitel'stvo v osobyh usloviyah, seysmostoykoe stroitel'stvo. M.: 1985, seriya 14. S. 33-38.
6. Malik L.K. Chrezvychaynye situacii, svyazannye s gidrotehnicheskim stroitel'stvom [Elektronnyy resurs]. URL: http:www//bk/dam-safety/files/malik1.pdf (Data obrascheniya 25.08.2015 g.)
7. Rashidov T.R., Salyamova K.Dzh, Ahmedov M.A. Zemletryaseniya i meropriyatiya, provedeniya kotoryh neobhodimy dlya povysheniya samoobespechennosti plotin //Mat-ly Mezhdunar. konf. (Uzbekistan, Tashkent, 25-26 noyabrya 2014 g.). - Tashkent, 2014. S.12-17.
8. Zhia Zhin Seng, Si Zeping, Chen Houkun. Zemletryasenie v Kitae i ego vozdeystvie na bezopasnost' plotin// Gidrotehnicheskoe stroitel'stvo, 2008. №12. S.43-47.
9. Bronshteyn V.I. Povrezhdeniya plotin pri zemletryaseniyah i metody ih seysmousileniya [Elektronnyy resurs]. URL: http:www//nasha ucheba.ru (Data obrascheniya 05.09.2015 g.)
10. Sayano-Shushenskaya GES [Elektronnyy resurs.]. URL: http:www//sayano-shushenskaya-ges (Data obrascheniya 25.08.2015 g.)
11. Gupta K., Rastorgi B. Plotiny i zemletryaseniya. M.: Mir, 1979. 251 s.
12. Plotiny i zemletryaseniya [Elektronnyy resurs]. URL: http:www//rushydro.ru (data obrascheniya 25.08.2015 g.)
13. Chirkeyskaya GES [Elektronnyy resurs]. URL: http:www//610-chirkeyskaya-ges-foto. html. (Data obrascheniya 20.07.2015 g.)
14. Fukui Earthquake Region Horuriku, Japan 28 June, Tokyo, 1953.
