Введение к работе
Диссертационная работа посвящена выявлению закономерностей осадок и кренов крупноразмерных тяжелонагруженных фундаментов реакторных отделений (РО) атомных станций, сооружаемых на сжимаемых основаниях, разработке мероприятий по ограничению и регулированию совместных деформаций системы «основание-сооружение» Целью работы являлось научное обоснование мер для обеспечения жестких параметров фиксации оборудования реакторной установки (РУ) в пространстве, гарантирующих безопасность эксплуатации АЭС на длительную перспективу, оптимизации геотехнического мониторинга грунтов оснований РО на различных стадиях жизненного цикла АЭС с учетом задач по продлению срока эксплуатации энергоблоков атомных станций второго поколения
Актуальность темы. Среди эксплуатируемых и частично построенных АЭС с энергетическими реакторами ВВЭР-1000 большинство сооружалось на сжимаемых грунтах с различными физико-механическими свойствами и с разными вариантами фундирования главных корпусов Строительство многих энергоблоков этих АЭС сопровождалось большими осадками и кренами РО, превысившими расчетные величины и приведшими к значительным осложнениям по обеспечению параметров фиксации корпусов реакторов и другого оборудования РУ Поэтому поиск, исследование и внедрение вариантов фундаментов РО и монтажа оборудования АЭС без длительной выдержки для стабилизации осадок и кренов, выбор, обоснование и реализация программ мониторинга за осадками и другими показателями надежности грунтовых оснований, регулирование кренов РО остается актуальной задачей в развитии атомной энергетики
Цель диссертационной работы заключается в
выявлении закономерностей развития осадок и кренов фундаментов реакторных отделений, возведенных на сжимаемых основаниях,
выборе, исследовании, обосновании и внедрении технических решений, направленных на стабилизацию и регулирование кренов фундаментов РО и обеспечение жестких пределов безопасности РУ в части параметров фиксации ее в пространстве,
разработке, обосновании и внедрении программ мониторинга показателей надежности грунтовых оснований РО с учетом требований нормативных документов, а также стоящих перед отраслью задач по продлению срока эксплуатации энергоблоков (на примере Балаковской АЭС)
Методы исследований.
Статистический анализ результатов длительных инструментальных наблюдений за осадками и кренами фундаментов РО с учетом неравномерности нагружения их оснований,
Математическое моделирование статических осадок и кренов фундаментов и геохимических процессов изменения свойств грунтов естественных и
искусственных оснований в условиях изменения режима и состава подземных вод
3 Полномасштабные промышленные эксперименты по корректировке крена зданий, полевые и лабораторные исследования грунтов оснований РО
Научная новизна работы. Выявлены закономерности развития осадок и кренов крупноразмерных тяжелонагруженных фундаментов реакторных отделений
Впервые определена качественная и количественная картина влияния дополнительных пригрузок на изменение крена зданий РО на различных этапах нагружения основания Построена эмпирическая зависимость эффективности корректировки крена от величины опрокидывающего момента и скорости осадки здания
Составлены кратко- и долгосрочные прогнозы осадок и кренов реакторных отделений применительно к энергоблокам первой очереди Балаковской АЭС
Предложены решения о сроках и параметрах окончательной фиксации корпусов реакторов и другого оборудования реакторных установок четырех энергоблоков Балаковской АЭС и меры по регулированию крена РО Получены данные, подтвердившие обоснованность замены слабого грунта оснований РО щебеночной подушкой
Показано, что конечные осадки РО Балаковской АЭС не превысят 70см, что позволяет продлить срок эксплуатации энергоблоков на 25 - 30 лет по сравнению с первоначально назначенным в проекте
Практическая ценность работы. Разработанные с участием и под руководством автора настоящей работы прогнозы осадок и крена РО первой очереди Балаковской АЭС и технические решения по параметрам и условиям фиксации оборудования РУ энергоблоков, мероприятия по ограничению развития и регулированию кренов зданий РО позволили отказаться от выдержки (простоя) энергоблоков после окончания строительства для стабилизации осадок и крена здания перед монтажом оборудования
Предложенные мероприятия по регулированию кренов РО с использованием пригрузов (технологические баки, заполненные водой) на ранних стадиях сооружения объекта дали экономический эффект более 350 тыс руб в год в ценах 1984 г и экономию капитальных затрат 2,4 млн рублей
Исследования физико-механических свойств грунтов после длительного периода эксплуатации энергоблоков и оценка вклада различных инженерно-геологических элементов в величину осадки фундаментов РО позволили подтвердить надежность оснований РО
Реализация результатов исследований. Все результаты самостоятельных и выполненных автором совместно с генеральным проектировщиком объекта и другими специализированными организациями исследований внедрены на Балаковской АЭС в виде технических решений по фиксации и регулированию крена оборудования реакторных установок и строительных конструкций
энергоблоков первой очереди Балаковской АЭС, выполненных по программе полномасштабного промышленного эксперимента, а также в виде обоснования безопасной эксплуатации энергоблоков в условиях фактических осадок и крена реакторных отделений, откорректированных программ наблюдений за осадками и кренами зданий и сооружений Балаковской АЭС
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Конференции по проблемам реакторов на тепловых нейтронах в 1986г (Балаково), Всесоюзном совещании по надежности атомных станций в 1987г (Нововоро-неж), Международном совещании по свайному фундаментостроению в 1994 г (Саратов), Совещании главных инженеров проекта и групп авторского надзора атомных станций в 1989г на Запорожской АЭС, Совещании по проблеме надежности оснований реакторных отделений в 2000г на Балаковской АЭС, Международной конференции «Геотехника Оценка состояния оснований и сооружений» в 2001 г (Санкт-Петербург), на заседаниях секции «Основания и грунтовые сооружения» Ученого совета ВНИИГ в 2005 - 2006гг (Санкт- Петербург)
Публикации. По теме диссертации в научно-технических журналах и сборниках опубликовано 6 работ
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из 92 наименований Работа изложена на 155 страницах, включая 35 рисунков, 34 таблицы
Благодарности Автор выражает благодарность специалистам ряда научных, проектных и строительных организаций (УралТЭП, КоАЭП, ТЭП, ФГУП «Атомэнергопроект», НиАЭП, БИТТиУ СГТУ, ВНИИГ, СГУ, ОРГРЭС, ИГЕМ РАН, БМУ ВЭМ, БМУ «Гидромонтаж», Саратовгэсстроя и Балаковской АЭС) за помощь, оказанную при работе над диссертацией
