Статьи

Разработка инновационных технологий при изысканиях на объектах I уровня ответственности

Институт имеет обширную географию работ, разрабатывает объекты различной сложности и уровня ответственности. Сегодня заказчиками организации являются АО "Атомэнергопроект", АО "Концерн Росэнергоатом" и его филиалы, АО "Атомстройэкспорт", ОАО "ВНИИСТ" и его дочерние общества, АО "Гипротрубопровод"

Представительства и филиалы Института расположены в Санкт-Петербурге, Волгодонске, Воронеже, Курске, Советске, Республиках Беларусь, Болгария, Народной Республики Бангладеш и Венгрии.

АО «Институт «Оргэнергострой» является организацией полного цикла, покрывающего все этапы сооружения объектов: изыскания, проектирование, строительство, включая установку и монтаж высокотехнологичного оборудования. Не смотря на устойчиво занимаемую на рынках нишу, предприятие осваивает новые сферы деятельности. Одним из перспективных направлений для роста является площадка Росатома, где АО «Институт «Оргэнергострой» уже показало себя как добросовестный поставщик услуг.

В своей деятельности Институт руководствуется принципами обеспечения высокого качества выполняемых работ, использования современных технологий, применения новейших достижений на всех этапах строительства. Инновационные разработки предприятия позволяют в короткие сроки достигать поставленных целей при повышении качества и экономической эффективности. Поэтому научным исследованиям уделяется приоритетное внимание, одним из направлений исследований является создание интегрированных карт природных и техногенных опасностей.

При разработке проектной документации соответствующее внимание оказывается внешним воздействиям природного и техногенного характера и методам защиты от них. Проблема внешних воздействий стоит особенно остро в связи с изменением климатических условий и носит глобальный характер. Геофизические воздействия вызывают катастрофические последствия, нанося социальный и материальный ущерб. Уязвимыми оказываются и особо опасные объекты и производства. Наиболее резонансная катастрофа на Фукусиме вызвала реакцию во всем мире, привела к ревизии защиты на всех атомных станциях, но не привела к переоценке методов инженерных изысканий в районе и на площадке размещения АЭС. Проводя работы на таких объектах институт ищет новые методы оценки внешних воздействий с учетом отечественного и международного опыта.

АО «Институт «Оргэнергострой» обобщив опыт проведенных работ в этой сфере в РФ и за рубежом, в кооперации с другими заинтересованными предприятиями, разрабатывает комплексный методический и технический подход к оценке внешних воздействий. Его основой является картирование и прогнозирование внешних воздействий с применением широкого спектра методов: ретроспективный анализ, обработка дистанционных материалов, сбор и обобщение архивных данных, полевые исследования, расчеты и математическое моделирование.

Международный классический опыт использования так называемых карт опасностей в прошлом веке показал свою высокую эффективность, но в реалиях России он оказался не применим, по ряду причин:

  • ограниченность набора внешних воздействий;
  • отсутствие нормативных и методических обоснований;
  • отсутствие достаточного периода наблюдений за природной средой.

Разрабатываемая в АО «Институт «Оргэнергострой» технология позволит учитывать природно-техногенные воздействия комплексно, при возможности и обратной декомпозиции. Составление карт природных опасностей базируется на действующих нормативах и стандартах, принятых в строительной отрасли. Предлагаемый принцип их создания охватывает не только интенсивность процессов, но и учитывает категорию ответственности сооружений. Этим они коренным образом отличаются от аналогичных карт в других странах.

В зарубежной практике «карты опасностей» учитывают только природные опасности, а согласно концепции безопасности принятой в Российской Федерации необходимо учитывать весь комплекс опасных воздействий, связанных с природными и техногенными воздействиями. При этом карты природных опасностей строятся на основе карт природных процессов, а карты техногенной опасности на основе карт расположения опасных техногенных объектов, моделирования зон их влияния или схем воздействия аналогичных объектов с использованием принципа консервативного подхода. Схема составления карты опасностей приведена на рис. 1.

 

Рис. 1. Принципиальная схема создания карт опасностей.

Внедрение новой технологии требует и введение и новых терминов, так как существующая терминология не отражает таких понятий.

Карта опасностей – графическое крупномасштабное (от 1:2 000 до 1:10 000) обобщение и текстовое описание, характеризующее и оценивающее негативные проявления опасных природных процессов и зоны вероятного техногенного поражения на определенной территории с определенными параметрами в категориях.

Карта природных опасностей – графическое крупномасштабное (от 1:2 000 до 1:10 000) обобщение и текстовое описание, характеризующее и оценивающее негативные проявления опасных природных процессов на определенной территории в категориях опасности.

Карта техногенных опасностей – графическое обобщение и текстовое описание зоны техногенного вероятного поражения на определенной территории с определенными параметрами в категориях опасности.

Зона вероятного поражения – территория подвергающаяся воздействию опасных природных явлений или техногенных воздействий, с силой, способной причинить материальный и социальный ущерб.

Зона опасного природного явления (зона опасности) – территория, которой присвоена одна из пяти категорий опасности на основании максимального их значения для участка территории.

Категория опасности – условное значение, присваиваемое участку территории на основании количественной оценки опасного явления (сила воздействия, площадь поражения, скорость, повторяемость и т.п.) либо экспертно.

Базовыми принципами составления карт опасностей являются:

  • всемерный учет природных и техногенных опасностей;
  • юридический статус карт опасностей;
  • своевременная актуализация.

В процессе изысканий, в том числе под особо опасные производства, учитываются отдельные природно-техногенные процессы и явления и не требуется оценка их комплексного воздействия усиливающего друг друга. Зонирование территории размещения объекта повышенной опасности, на основе разрабатываемой методики карт опасностей, позволит:

  • комплексно учитывать потенциальные внешние угрозы природно-техногенного характера;
  • формировать генплан с учетом минимизации внешних воздействий;
  • разрабатывать системы защиты учитывающие синергетический эффект от усиления влияния событий друг на друга;
  • повысить безопасность опасных производств.

Перечень опасных природных процессов определен действующими нормативами. Не все природные процессы могут иметь катастрофический характер и не являются запрещающими факторами при строительстве (например, при размещении АЭС таких факторов всего три), но все они несут угрозу социальных и материальных потерь. Базовые категории опасных природных процессов определены по СНиП 22-01-95:

  • чрезвычайно опасные (катастрофические);
  • весьма опасные;
  • опасные;
  • умеренно опасные.

Для полного площадного покрытия территории также необходимо добавить пятую категорию – не опасные.

Составление карт природных опасностей основывается на картах природных процессов территории. Процесс составления карт разбит на 7 этапов и выполняется в следующей последовательности:

I Этап. Подготовительные работы;
II Этап. Определение районов распространения ОПП;
III Этап. Детальные обследования;
IV Этап. Создание карт природных процессов;
V Этап. Создание КПО;
VI Этап. Определение мероприятий по защите территории от ОПП;
VII Этап. Экспертиза КПО.

  1. Подготовительный период включает сбор, обобщение, оценку и анализ имеющихся материалов, определение необходимой недостающей информации, видов работ, создание необходимой картографической основы и определение необходимых материалов ДДЗ. На этом этапе разрабатывается программа работ с обоснованием видов и объемов планируемых работ и исследований.
  2. Определение районов распространения, интенсивности и типов ОПП производится в ходе рекогносцировочных маршрутов. На этом же этапе производится сбор информации об опасных проявлениях в прошлом. По возможности определяется частота и интенсивность проявлений ОПП.

III. Проведение детальных обследований по видам процессов включает полевые работы, определение качественных и количественных параметров объектов, зон поражения ОПП. При необходимости производится топографическая съемка, геофизические исследования, документация, отбор проб и т.д.

  1. Создание карт природных процессов производится на основе работ предыдущих этапов. Проводится тематическое дешифрирование, моделирование процессов для определения зон поражения опасными природными явлениями, при этом определяются характеристики этих явлений. На данном этапе производится определение категорий опасности природных процессов.
  2. Создание карт природных опасностей включает написание отчета, составление карт природных опасностей, определение территорий пригодных для освоения при различных вариантах защитных сооружений.

Ограничение строительства в зонах разных категорий опасности в зависимости от уровня ответственности сооружений – это новый подход в вопросе градостроительства и требует дополнительного тщательного рассмотрения.

  1. Определение мероприятий по защите территории от ОПП производится на основе действующих СНиПов, ГОСТов, других нормативных документов и носит рекомендательный характер.

VII. Экспертиза материалов проводится в порядке установленном Градостроительным кодексом РФ.

Основой карт природных опасностей являются карты опасных природных процессов. На картах при помощи условных знаков отображаются сами опасные процессы с выделением категорий, попавшие в зоны поражения объекты и степень разрушений. Условные обозначения должны соответствовать нормативным требования и рекомендациями.

На карте процессов выделяются зоны, подвергшиеся ранее воздействию опасных природных процессов, и даты этих проявлений. Зоны поражения определяются на основе исторических данных, на основе данных полевых обследований, моделирования и прогноза.

Карты природных опасностей составляются на основе карт опасных процессов и в некоторых случаях, дополнительно, по данным моделирования и прогнозирования развития ОПП. КПО состоит из текста, текстовых приложений (при необходимости) и графических приложений. Полный перечень рекомендуемых материалов приведен ниже в разделе «Выходная продукция при составлении карт природных опасностей» данной главы. Принципиальная схема составления карт природных опасностей приведена на рис. 2.

   

На карте опасностей указаны зоны, разрешающие или запрещающие строительство зданий и сооружений различного уровня ответственности. На карту, как на нормативный документ, необходимо ссылаться при планировании развития и освоения территории, сооружении объектов различного назначения и другой хозяйственной деятельности. Карты опасностей имеют несколько масштабных уровней:

  • обзорный (от 10 000 до 50 000);
  • рабочий (от 10 000 до 25 000);
  • детальный (от 1 000 до 10 000).

Выбор методов для определения зон поражения регулируется действующими нормативными документами Госстроя РФ, а также отраслевых министерств и ведомств.

Моделирование и прогноз развития опасных природных процессов является одним из элементов определения зон потенциального поражения и их возможных параметров.

Природные процессы могут иметь цепную реакцию и провоцировать вторичные процессы другого типа. В этом случае зона поражения должна рассчитываться с учетом взаимосвязанных ОПП.

Карты природных опасностей создаются для каждого процесса отдельно. Уже существующие защитные конструкции должны рассматриваться только тогда, когда их функциональность и их длительное содержание гарантированы.

На картах природных опасностей территория делится на зоны, согласно категориям опасности. Границы между различными зонами рекомендуется определять по картам ОПП, архивным данным, данным результатов моделирования и прогноза, дешифрирования ДДЗ, геоморфологических данных, полевых исследований. Категории опасных природных процессов установлены согласно СНиП 22-01-95:

  • чрезвычайно опасные (катастрофические);
  • весьма опасные;
  • опасные;
  • умеренно опасные
  • не опасные.

Категории опасности характеризуются как масштабами процессов, физическими параметрами, так и частотой их повторяемости. Выделение зон наиболее эффективно при использовании ГИС-технологий.

Карты техногенных опасностей строятся на основе карт расположения техногенных объектов (рис. 1) и карт техногенных опасностей. Процесс составления карт разбит на 6 этапов и выполняется в следующей последовательности:

I Этап. Подготовительные работы;
I Этап. Детальные обследования;
III Этап. Математические расчеты и моделирование;
IV Этап. Создание карт техногенных процессов;
V Этап. Разработка рекомендаций по защите территории от ОТП;
VI Этап. Экспертиза КТО.

I. Подготовительный период включает сбор, обобщение, оценку и анализ имеющихся материалов, определение необходимой недостающей информации, видов работ, создание необходимой картографической основы. На этом этапе разрабатывается программа работ с обоснованием видов и объемов планируемых работ и исследований.

II. Проведение детальных обследований и картирование непосредственно на объекте (если это возможно). Описание объекта, описание защитных сооружений, влияющих на распространение воздействий за периметром объекта. На этом же этапе производится сбор информации о техногенных авариях в прошлом.

III. Проведение математических расчетов и моделирование аварийных ситуаций. Подбор аналогов и получение экспертных оценок.

IV. Создание карт техногенных опасностей производится в электронном виде, на картографической основе, в формате грид.

V. Разработка рекомендаций по защите территории от опасных техногенных воздействий производится проектировщиком, включая ограничения строительства на объекте размещения и оценкой стоимости защитных мероприятий.

VI. Экспертиза материалов проводится в порядке установленном Градостроительным кодексом РФ.

Выходной продукцией при составлении КО является текстовая записка и графические приложения. Масштаб графических приложений варьирует в зависимости от сложности строения района, освоенности территории, дополнительных требований к ожидаемым материалам. Графические приложения могут быть 2-х, 3-х масштабных уровней. Так обзорные карты могут варьировать в масштабах от 1:10 000 до 1:50 000 (обзорный масштаб). Карты процессов и карты опасностей представляются в масштабах 1:10 000 – 1:25 000 (рабочий масштаб). Отдельные врезки могут быть представлены в масштабах 1:1 000 – 1:10 000 (детальный масштаб).

Авторами ранее был реализован пилотный проект на территории горных поселков пострадавших от ОПП. Пример карт природных опасностей приведен на рис.3, 4.

Рис. 3. Карта природных опасностей с.Садон

Рис. 4. Карта природных опасностей с.Галон

При создании наукоемкой продукции Институт консолидирует усилия заинтересованных научных организаций и отдельных исследователей. Инновационные разработки, проводимые АО «Институт «Оргэнергострой», направлены, прежде всего, на прикладное использование в проектно-изыскательских работах, с целью повышения качества выпускаемой продукции. Применение современных технологий на объектах I уровня ответственности повышает его безопасность на всех этапах жизненного цикла.

 

© 2017 АО "Институт "Оргэнергострой". Все права защищены