Строительные нормы СН 522-79 Инструкция по проектированию, строительству и эксплуатации гидротехнических сооружений на подрабатываемых горными работами территориях.

Строительные нормы СН 522-79 Инструкция по проектированию, строительству и эксплуатации гидротехнических сооружений на подрабатываемых горными работами территориях.

СН 522-79

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ, СТРОИТЕЛЬСТВУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ НА ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ГОРНЫМИ РАБОТАМИ ТЕРРИТОРИЯХ

Дата введения 1981-01-01

РАЗРАБОТАНЫ ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР совместно с Донецким Промстройниипроектом Госстроя СССР и ВНИМИ Минуглепрома СССР с участием Ленинградского политехнического института им.М.И.Калинина Минвуза РСФСР и ВНИИГ Минхимпрома

ВНЕСЕНЫ институтом ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР

УТВЕРЖДЕНЫ постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 21 декабря 1979 г. N 247

1. Общие положения

1.1. Требования настоящей инструкции должны выполняться при проектировании, строительстве и эксплуатации вновь строящихся, расширяемых и реконструируемых гидротехнических сооружений, возводимых на подрабатываемых и ранее подработанных территориях угольных месторождений, а также других полезных ископаемых, если представляется возможность прогнозировать характер и величину деформаций земной поверхности от их подземной разработки.

К числу гидротехнических сооружений, строящихся на таких территориях, относятся: плотины, дамбы, водосбросы, водохранилища, шламо- и хвостохранилища и накопители сточных вод, каналы, тоннели и сооружения на них, системы хозяйственно-питьевого водоснабжения, мелиоративные системы.

Примечание. Требования настоящей Инструкции не распространяются на проектирование гидротехнических сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях калийных месторождений.

1.2. Условия безопасной разработки угольных пластов, расположенных под гидротехническими сооружениями, обеспечиваются выполнением требований "Правил охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях"*, утвержденных Минуглепромом СССР.

1.3. При проектировании и строительстве гидротехнических сооружений, располагаемых на подрабатываемых территориях, кроме требований настоящей Инструкции, следует выполнять соответствующие требования "Основ законодательства Союза ССР и союзных республик о недрах", глав СНиП по проектированию и строительству гидротехнических сооружений, по инженерным изысканиям и других нормативных документов, утвержденных или согласованных Госстроем СССР.

1.4. Класс капитальности водоподпорных, мелиоративных и водопропускных гидротехнических сооружений, располагаемых на подрабатываемых территориях, следует назначать в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию речных гидротехнических сооружений. При этом класс капитальности водоподпорных сооружений следует повышать на единицу против указанного в этой главе СНиП.

1.5. Проекты гидротехнических сооружений, располагаемых на подрабатываемых территориях, следует разрабатывать на основе горно-геологических обоснований, которые должны содержать:

план сооружения с нанесенными на нем границами зоны влияния горных работ;

геологические и гидрологические данные о подрабатываемом массиве горных пород и об основании гидротехнических сооружений;

планы горных выработок и разрезы вкрест простирания пластов с указанием на них ранее пройденных выработок, скважин и данные о перспективе развития горных работ;

сведения о характере ранее пройденных горных выработок в районе площадки строительства и в затопляемой зоне;

характеристику систем разработки полезных ископаемых;

данные о наличии и местоположении в районе строительства выходов пластов, тектонических нарушений, границ шахтных полей и предохранительных целиков, шурфов, устьев штолен;

прогноз деформаций земной поверхности;

данные о границах зон водопроводящих трещин и провалов;

рекомендации о возможных горных мерах защиты, направленных на уменьшение влияния деформаций от подработки на гидросооружения.

1.6. Для обеспечения надежной и долговечной эксплуатации гидротехнических сооружений на подрабатываемых территориях принимаемые в проектах технические решения должны учитывать расположение сооружений относительно простирания пластов и применение строительных и горных мер защиты.

Меры защиты должны обеспечивать бесперебойную работу гидросооружений и установленного на них технологического оборудования при деформации подрабатываемого основания.

1.7. Горные меры защиты гидротехнических сооружений следует предусматривать в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях.

1.8. Горные меры защиты проектируемых гидротехнических сооружений подлежат согласованию с производственным объединением, разрабатывающим данное месторождение.

1.9. Размещение гидротехнических сооружений на площадках над ранее пройденными горными выработками в случаях, когда возможно образование на них провалов и крупных трещин, не допускается.

Условия возможного образования провалов и крупных трещин при различных углах падения пластов и системах разработки, а также границы зон возможных провалов и крупных трещин с учетом достоверности контура ранее пройденных выработок устанавливаются в соответствии с требованиями, предусмотренными в п.3.2 настоящей Инструкции.

1.10. Площадки над ранее пройденными очистными выработками, расположенными на глубине от 20-кратной мощности пласта (но не менее 25 м) до 80 м при системе разработки без целиков в выработанном пространстве, должны относиться к группе IV по главе СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. Если эти площадки будут подрабатываться другими пластами, то к ожидаемым (вероятным) деформациям от проектируемых к отработке пластов добавляются деформации, вызываемые активизацией процесса сдвижения пород от ранее пройденных выработок.

1.11. В случае, когда в пласте с ранее пройденными горными выработками при отработке последующих горизонтов и нижележащих пластов возникает сдвижение пород по напластованию, проектирование гидротехнических сооружений следует производить с учетом деформаций земной поверхности от сдвижения пород по напластованию.

Горно-геологические условия, при которых возникает сдвижение пород по напластованию, границы области сдвижения и способ расчета его величины определяются в соответствии с "Правилами охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях".

1.12. Площадки над ликвидированными вертикальными выработками диаметром более 1 м, имеющими выход на земную поверхность, и вокруг них в радиусе 20 м следует исключать из площади застройки и размещения гидротехнических напорных сооружений.

1.13. Строительство гидротехнических сооружений на территориях, расположенных над участками горизонтальных и наклонных подготовительных выработок, а также наклонных шахтных стволов, заложенных на глубине менее 10 h

- полная высота выработки), допускается предусматривать при условии тщательного выявления и ликвидации оставшихся пустот.

Опасные участки, исключаемые из площади застройки и размещения водохранилищ, должны включать проекции выработок и бермы шириной 20 м.

При наличии над подготовительными выработками, пройденными на глубине от 10 h

до 80 м, обводненных слабосцементированных пород проектирование гидротехнических сооружений допускается при наличии заключения специализированной организации, подтверждающего невозможность образования провалов на земной поверхности вследствие выноса грунта в горные выработки.

1.14. Строительство гидротехнических сооружений на участках, расположенных над выходами тектонических нарушений (осей синклинальных складок) допускается только в исключительных случаях при наличии соответствующего заключения специализированного института.

В условиях, когда прогнозирование деформаций земной поверхности над выходом тектонического нарушения невозможно, проектирование гидротехнических сооружений не допускается.

Примечание. Под участком с выходом тектонического нарушения (оси синклинальной складки) понимается участок, включающий обозначенный на плане выход сместителя нарушения (оси складки) с включением полос шириной до 60 м в обе стороны от обозначенного выхода сместителя.

1.15. Тип и конструкцию гидротехнических сооружений, проектируемых на подрабатываемых территориях, следует выбирать на основании технико-экономического сравнения вариантов. При этом следует исходить из целесообразности применения более гибких конструкций с преимущественным использованием местных грунтовых материалов и предусматривать разрезку бетонных и железобетонных сооружений на отдельные независимые секции с целью обеспечения нормальной работы при неравномерных деформациях подрабатываемого основания.

При проектировании гидротехнических сооружений рекомендуется предусматривать возможность полного опорожнения водохранилищ и временного прекращения эксплуатации сооружений для проведения ремонтных работ. При определении размеров поперечного сечения донных водоспусков следует исходить из допустимой скорости опорожнения водохранилища по условиям устойчивости откосов плотины и берегов и величины расхода воды в нижнем бьефе по условиям затопления и размыва.

1.16. При проектировании водохранилищ необходимо учитывать следующие факторы, обусловленные возможным оседанием земной поверхности при подработке территории:

изменение топографии чаши, площади зеркала и объема водохранилища;

затопление прилегающих земельных участков;

образование мелководных зон;

подтопление близлежащих подземных объектов.

1.17. К проектам гидротехнических сооружений на подрабатываемых территориях следует прилагать специальный паспорт, в котором должны приводиться: краткое описание схемы и конструкции сооружения, строительных и горных мер защиты, данные о деформациях земной поверхности, о грунтах основания, размещении контрольно-измерительной аппаратуры для наблюдения за состоянием сооружения и основания в период строительства и эксплуатации.

2. Инженерно-геологические и гидрологические изыскания

2.1. Инженерно-геологические и гидрологические изыскания для обоснования проектов гидротехнических сооружений на подрабатываемых территориях должны включать весь комплекс исследований, предусматриваемый главой СНиП по инженерным изысканиям для строительства, а также дополнительные изыскания для определения возможных деформаций основания гидротехнического сооружения вследствие подработки.

2.2. Состав и объем инженерно-геологических изысканий устанавливают для каждого объекта с учетом особенностей геологического строения участка намечаемого строительства и типа проектируемого сооружения. Данные изысканий должны использоваться для оценки следующих возможных изменений на площадке строительства при деформациях основания:

изменение геоморфологических, гидрологических и тектонических условий участка строительства;

изменение условий стока поверхностных вод, а также уровня подземных вод с учетом сезонных и многолетних колебаний;

возможность образования оползней, провалов, процесса активизации сдвижения пород над ранее пройденными горными выработками;

степень развития в коренных породах и покровных отложениях макро- и микротрещиноватости, влияющей на фильтрационные и физико-механические свойства пород.

2.3. Планируемый комплекс инженерно-геологических изысканий должен соответствовать комплексу, предусмотренному горно-геологическим обоснованием. Линии расположения разведочных скважин следует по возможности задавать параллельными продольной и поперечной осям сооружения.

2.4. Для обоснования проектов гидротехнических сооружений на подрабатываемых участках инженерно-геологические характеристики грунтов основания должны приниматься по результатам полевых и лабораторных испытаний образцов грунтов ненарушенной структуры, отобранных из шурфов или скважин.

2.5. В соответствии с ожидаемым оседанием поверхности и высотой зоны водопроводящих трещин необходимо оценивать ожидаемое положение уровня подземных вод.

Учитывая, что грунты основания при этом попадают либо в зону увлажнения грунтовыми водами, либо в зону, осушаемую водопроводящими трещинами, определение физико-механических свойств грунтов необходимо проводить при соответствующих реальным условиям степенях водонасыщения.

2.6. Положение верхней границы зоны, осушаемой водопроводящими трещинами, образующимися при сдвижении пород над очистными выработками, должно быть определено на основании данных натурных исследований.

2.7. Для оценки утечек воды из водохранилища или канала, проектируемого на подработанном или подрабатываемом участке, при глубине ведения горных работ, превышающей высоту зоны водопроводящих трещин над очистными выработками, необходимо оценивать водопроницаемость отдельных видов залегающих пород выше зоны водопроводящих трещин.

Оценка водопроницаемости слоев должна выполняться по результатам опытно-полевых работ (откачек, нагнетаний, наливов).

2.8. Для оценки потерь воды из водохранилища или канала, характера размыва или кольматации водопроводящих трещин, а также эффективности противофильтрационных экранов в случаях, когда зона водопроводящих трещин достигает дна водоема, требуется проведение дополнительного комплекса полевых исследований, определяемого специализированной организацией.

2.9. Расчетные значения прочностных и деформативных характеристик грунтов при определении усилий, действующих на гидротехнические сооружения при сдвижении подрабатываемого основания, следует принимать равными нормативным.

2.10. При учете реологических процессов в грунтах оснований гидросооружений, строящихся на подрабатываемых территориях, должны использоваться характеристики длительного деформирования грунтов, принимаемые в соответствии с прил.1.

2.11. Коэффициент фильтрации К

, критический градиент I

, критическую скорость фильтрации

для грунтов основания следует определять согласно главе СНиП по проектированию оснований гидротехнических сооружений с учетом возможного изменения свойств грунтов вследствие подработки.

3. Прогноз деформаций земной поверхности и распространения

водопроводящих трещин

3.1. Величину сдвижений и деформаций земной поверхности следует определять для оценки прочности, устойчивости и надежности проектируемых гидротехнических сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях.

3.2. Прогноз величин сдвижений и деформаций земной поверхности следует выполнять в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях по методике, изложенной в "Правилах охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях".

Для неизученных месторождений и районов с особо сложными горно-геологическими условиями подработки прогноз величин сдвижений и деформаций должен проводиться по методике, разработанной для рассматриваемого объекта специализированными институтами.

3.3. К прогнозируемым параметрам сдвижений и деформаций земной поверхности относятся:

оседания

, мм;

наклоны

, мм/м;

кривизна

, 1/м (радиус кривизны

, км);

горизонтальное сдвижение

, мм;

горизонтальные деформации растяжения и сжатия

, мм/м;

величины раскрытия трещин и высота уступа

, см;

общая продолжительность процесса сдвижения, период опасных деформаций, а также местоположение зон водопроводящих трещин, провалов и крупных трещин.

В качестве исходных данных для проектирования гидротехнических сооружений принимаются наибольшие величины ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности из полученных на различных стадиях отработки пластов и горизонто

в.

3.4. При проектировании гидротехнических сооружений значительной протяженности (каналы, тоннели) необходимо производить разбивку их на отдельные участки в зависимости от конкретных горно-геологических условий подработки и прогноз деформаций выполнять для каждого расчетного участка в отдельности.

3.5. Если значения

< 1 мм/м,

> 20 км,

< 10 мм,

< 3 мм/м, то при проектировании гидротехнических сооружений, размещаемых на подрабатываемых территориях, за исключением водопроводящих самотечных каналов, допускается не предусматривать специальные защитные мероприятия.

3.6. Условия возможного образования провалов и крупных трещин на земной поверхности, а также их границы устанавливаются в соответствии с требованиями, предусмотренными пп. 3.7 - 3.12 настоящей Инструкции, а также "Правилами охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях".

3.7. При разработке пластов, имеющих углы падения

< 45°, без оставления целиков в выработанном пространстве, провалы (воронки) на земной поверхности образуются, как правило, при глубине разработки менее 12

, где

- вынимаемая мощность пласта.

За границу зоны возможных провалов и крупных трещин в этом случае принимается контур, отстоящий в плане от контура очистных выработок на 15 м. Если нижняя граница горных выработок расположена на глубине более 12

, то за контур очистных выработок со стороны падения пласта принимается изогипса пласта, соответствующая глубине 12

3.8. При разработке мощных пластов слоями с обрушением кровли, а также при расстоянии между разрабатываемыми пластами менее трехкратной мощности нижележащего пласта, глубина, при которой возможно образование провалов (воронок), определяется по суммарной мощности пластов (слоев).

3.9. При системах разработки с оставлением целиков в выработанном пространстве (короткие столбы, камеры), а также если система разработки в ранее пройденных выработках неизвестна или контур выработок со стороны падения является недостоверным, то за границу зоны возможных провалов и крупных трещин со стороны падения принимается горизонтальная проекция изогипсы пласта на глубине 20

, а при

меньше 4 м - на глубине 80 м.

В границы очистных выработок включаются и подготовительные, если ширина целика между ними менее 0,1

, где

- расстояние по вертикали от земной поверхности до кровли целика.

3.10. При разработке пластов с углами падения

> 45° провалы на земной поверхности образуются, как правило, если вертикальная высота целиков, оставленных на выходах пластов под наносы, менее величины

, определямой по "Правилам охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях", а при отсутствии для рассматриваемого бассейна (месторождения) таких данных значение

следует определять в зависимости от мощности пластов по табл.1.

При разработке мощных пластов слоями без закладки выработанного пространства значения

определяются по суммарной мощности пластов.

Таблица 1


Мощность пласта,м	2 и менее	3	4	5	6	7 и более
	60	75	85	90	95	100

3.11. За границу зоны возможных провалов на земной поверхности при разработке пластов с углами падения

> 45° во всех угольных бассейнах (месторождениях), кроме Донецкого (п.3.12), следует принимать в плане:

а) по направлению простирания пласта - линию, проведенную за пределами очистной выработки на расстоянии от ее границы, определяемом по формуле

(но не менее 15 м),

где

- мощность наносов в мм;

- угол сдвижения в наносах, определяемый в соответствии с "Правилами охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях";

б) со стороны лежачего бока - линию, проведенную от выхода почвы пласта под наносы на расстоянии, определяемом так же, как по простиранию;

в) со стороны висячего бока - линию, проведенную от выхода кровли пласта под наносы на расстоянии, определяемом по формуле

(но не менее 20 м),

где

- расстояние по вертикали от земной поверхности до верхней границы выработки;

- величина, определяемая по табл.2.

Таблица 2


Мощность пласта,м	2 и менее	3	4	5	6	7	8 и более
	10	12	14	16	18	20	22

К зоне провалов прилегает зона крупных трещин, ширина которой принимается со стороны висячего бока равной 30 м, а со стороны лежачего бока и по простиранию - 20 м.

3.12. В Донецком бассейне за границу зоны возможных провалов и крупных трещин при углах падения пластов более 45° принимается:

а) по простиранию - линия, проведенная параллельно границе очистной выработки за ее пределами на расстоянии 20 м;

б) со стороны лежачего бока - линия, проведенная на расстоянии 20 м от выхода почвы пласта под наносы;

в) со стороны висячего бока - линия, проведенная от выхода кровли пласта под наносы на расстоянии, определяемом по формуле

, (3)

но не менее 30 м и не более величины

3.13. На участках, где фактическая глубина разработки меньше безопасной глубины разработки соответствующего пласта под водными объектами, определяемой согласно "Правилам охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях", зона водопроводящих трещин распространяется до земной поверхности.

3.14. За границу зоны водопроводящих трещин по простиранию принимается внешний контур, отстоящий в плане от контура очистной выработки на расстоянии

, по восстанию на расстоянии

и по падению на расстоянии

, где

- глубина залегания пласта в соответствующих точках границ выработки, оконтуривающих ее по простиранию;

- глубина залегания пласта на границах выработки, оконтуривающих ее соответственно со стороны восстания и падения;

- углы разрывов.

Величины углов разрывов определяются согласно "Правилам охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях". При отсутствии данных об углах разрывов последние следует принимать на 10° больше соответствующих углов сдвижения в коренных породах, но не более 90°

3.15. При разработке свиты пластов границы зоны водопроводящих трещин на земной поверхности строятся раздельно от границ очистных выработок каждого пласта.

3.16. Если нижняя граница горных работ располагается на глубине, превышающей безопасную глубину разработки, то за границу зоны водопроводящих трещин на земной поверхности со стороны падения пласта принимается проекция на земную поверхность линии пересечения почвы пласта с горизонтом безопасной глубины. Если граница зоны возможных провалов и крупных трещин по какому-либо направлению располагается в плане дальше от выработанного пространства, чем граница зоны водопроводящих трещин, то она принимается за границу зоны водопроводящих трещин.

4. Особенности проектирования и расчета

гидротехнических сооружений

4.1. При определении типов и конструкций гидротехнических сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, следует исходить из необходимости обеспечения их надежной работы при ожидаемых деформациях земной поверхности.

4.2. Отдельные виды деформаций земной поверхности, возникающие в различные периоды, допускается не учитывать при расчете конструкций гидротехнических сооружений, если установлено, что усилия от таких видов деформаций меньше, чем усилия от других видов нагрузок и воздействий.

4.3. Строительство плотин из грунтовых материалов на подрабатываемых территориях без применения горных мер защиты допускается при величине ожидаемых горизонтальных деформаций растяжения земной поверхности не более 3 мм/м и высоте уступов не более 100 мм.

4.4. При проектировании бетонных и железобетонных плотин, возводимых на нескальном основании, не следует допускать возникновения растягивающих напряжений под подошвой сооружения или его секций при расчетных деформациях земной поверхности.

4.5. Водопропускные сооружения, входящие в состав гидроузла, следует проектировать, как правило, открытого типа, предусматривая при этом конструктивные мероприятия, исключающие вероятность опасных размывов в месте контакта с грунтом основания при деформациях, обусловленных горными работами. Устройство донных водоспусков в теле плотины допускается при условии применения металлических труб, укладываемых в галереи.

Поверхностные водосбросы следует устраивать вне тела плотины.

Полная версия документа доступна с 20.00 до 24.00 по московскому времени.

Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.