10. Саяно-шушенская и майнская гидроэлектростанции Саяно-Шушенская гэс

При строительстве Саяно-Шушенской ГЭС было использованопочти10 миллионов м³ бетона(пообъему и по высоте - 2 плотины – Братская и Красноярская), переработано 32 миллиона куб. м. грунта и скального пород, смонтировано 150тыс. тонн арматуры и металлических конструкций. ГЭС расположена на р. Енисей (Ионесси, Ионесу, Иоандези, Инасе - большая вода).Все крупные притоки находятся справа.Левый берег низкий, правый крутой.У города Кызыла (Тува), соединяясь,Бий-Хем и Ка-Хем образуют Улуг-Хем (Большая Вода).Покинув Туву, Енисей углубляется в узкий коридор Западно-Сибирского хребта. Падение от начала ущелья до его выхода у Саяногорска – 220 м.

История строительства.Земля Хакасии безумно богата материалом с точки зрения истории. Большая вода всегда собирает около себя жизнь (Египет, Евфрат и т.д.). Минусинская котловина это колыбель удивительной цивилизации. Стоянка палеолита у Майнской ГЭС – 23 культурных слоя, остатки эпох на протяжении от 18 до 5 тысяч лет назад. Обнаруженная на это стоянке фигурка женщины из обожженной глины датируется16 тыс.лет до н. э.

История древних времен….

Вернемся в наше время.21 мая 1931 г. газета «Красноярский рабочий» напечатано сообщение Енисейстроя: «…по новому генеральному плану электрификации на Енисее скоро начнется строительство гигантской мощностью в два Днепрогэса».Предполагалось, что Красноярская ГЭС или Минусинская ГЭС включатся в работу в 1933-1939 гг. для создания электрометаллургических комбинированных предприятий.

Трудно представить, но уже тогда на Енисее, в районе Джойского и Дедушкина порогов, проектировалась электростанция мощностью свыше 1 миллиона лошадиных сил. В Минусинском районе работали топографы на реках Абакан и Енисее для составления схемы использования в энергетических целях системы этих рек. Схема дала возможность выбрать место для первой гидростанции в Саянах с напором в 100 м. Предполагалось, что эта плотина перегородит реку выше падения устья рек Уй и Голубая, в 15 км от п. Означенное. Но … началась война.Планы электрификации Сибири отдвинулись на более позднее время.

8 июля 1963 г. начальник управления строительства «КрасноярскГЭСстроя» Бочкин подписал приказ о начале работ по сооружению Саянской ГЭС. Три года пробивали дорогу от Майны до Черемухового лога. Но еще до прихода строителей за Черемуховым логом на правом берегу, облюбовали себе место изыскатели. Изучался Кибикский, Джойский и Карловский створы. Это 1956-1960 годы – годы обследования Енисея. Место рождения СШГЭС – институт Ленгидропроект. Именно здесь начертан изящный профиль арочно-гравитационной плотины и определен дальнейший путь от дерзкой идеи к воплощению в стали и бетоне.

Рис.89

В 2007 г. исполнилось 90 лет проектно-изыскательской организации «Ленгидропроект», создание которой относится к апрелю 1917 г., когда при Управлении внутренних водных путей Министерства путей сообщения была образована комплексная «Партия» по исследованию водных сил Севера России в количестве 24 человек. В 1967 г. В «Партии» работало 3223 сотрудника. В наше время едва наберется 650 человек.

4 ноября 1961 года в поселке Майна появился передовой отряд изыскателей института «Ленгидропроект», возглавляемый Петром Васильевичем Ерашевым. В составе экспедиция №7 были топографы, геологи, гидрологи, геофизики и буровики.Работы велись на трех конкурирующих створах. В декабре 1961г. с Кибикского створа перебрались по замерзшему Енисею до Черемухового займища, а в середине января еще дальше, на Джойский створ. В июле 1962 г. экспертная комиссия во главе с академиком Беликовым по материалам изысканий утвердила окончательный вариант – Карловский створ.

Проектное задание разрабатывалось под руководством главного инженера проекта Претро Германа Александровича в отделе Саянской ГЭС «Ленгидропроекта». После его защиты и утверждения с 1965 по 1968 гг.главным инженером проекта был Марголин Яков Борисович. Начатые при нем разработки технического продолжены Доманским Львом Константиновичем и под его руководством в 1970г.технический проект был закончен иуспешно прошел экспертизу головного института «Гидропроект». В 1972 г. Л.К. Доманский назначен главным инженером института «Ленгидропроект», главным инженером проекта назначен Ефименко Александр Иванович. В разработке проекта СШГЭС принимали участие ведущие специалисты гидроэнергостроения: Александров М.Г. (станционная часть), Зайцев В.Н. (плотина и водосбросная часть), Ласло В.Ф. (электрическая часть), Гамус И.М. (гидромеханическая часть), Комаров В.А. (релейная защита), Фельдман В.И. (автоматизированные системы управления), Никулин Г.С. (архитектурная часть), Машкова Т.С. (строительная часть), Элиас(организация производства работ), Толокно (сметные работы). Следует добавить, что с 1964 г. на строительной площадке работал отделрабочего проектирования – ОРП.

Из-за отсутствия аналогов проектирование сооружения представляло определенную сложность. Сложностьзаключалось, прежде всего, в расчетном и модельном обосновании арочно-гравитационной плотины выстой 242 м, проектировании водосбросных сооружений с двумя ярусами строительных водосбросов, разработкой водобойного колодца. По новизне инженерных решений СШГЭСи сегодня превосходит любой другой объект гидроэнергетическогостроительства.

Кроме конструктивных решений всего комплекса сооружений СШГЭСбольшое внимание уделялось разработке пусковых комплексов, учитывая важность соотношения возрастающего напора и соответствующей этому готовности профиля плотины с выштрабками бетона низовой грани. Стремление Министерства энергетики СССР любой ценой соблюсти сроки ввода агрегатов, что подкреплялось решениями штаба под председательством заместителя министра, но не соответствовало состоянию плотины по пусковому комплексу первых трех агрегатов, привело к неуправляемому пропуску паводка 1979г., затоплению котлована ГЭС, неготовности плотины к подъему уровня верхнего бьефа для пуска гидроагрегата №3 (рис.90).

Рис.90

В последующем, в 1995-1996 гг., потребовалось заделывать образовавшиеся трещины в первых столбах плотины эпоксидными смолами по технике фирмы «Солетанж».

В 1985 г. при сбросе воды через эксплуатационный водосброс, было разрушено крепление дна колодца на 70% от общей площади. Для безопасности эксплуатации сооружения было принято решение о строительстве берегового водосброса.

Еще важно отметить, что 25 декабря 1974г. произошло важное событие для всех участников создания СШГЭС: подписан «Договор 28» – совместное обязательство, направленное на сокращение сроков строительства и повышение качество выполняемых работ. Координационный совет возглавил директор института «Ленгидропроект» Григорьев Юрий Александрович. В 1977 г. в «Содружестве» принимало участие уже 50 ленинградских коллективов, в 1979г. – 170 коллективов страны. Крупнейшую ГЭС строила вся страна.

Характеристики плотины:

- максимальная высота 242м;

- радиус, образующий верховую грань в верхней и центральной зонах600м;

- длина по гребню1066 м;

- толщина по верху25 м;

- толщина по основанию на отметке 310.0м – 105.7м.

Компоновка ГЭС:

- водосбросные устройства, как временные, так и постоянные находятся в правой русловой части плотины на длине –189.6м. Это «гребенки» и временные отверстия первого и второго ярусов, которые использовались в период строительства, и которые бетонировали по мере роста плотины. Эксплуатационные отверстия водосброса заглублены под нормальный подпорный уровень бьефана 75м (отметка порога– 465.5м). Выводы водосброса в верхней части выполняются напорными, облицованными металлом и расположены наклонно в сторону нижнего бьефа. Водоводы заканчиваются лотками шириной 6 м, расположенными на низовой грани плотины и разделенные бычками. В нижней части плотины лотки переходят в водобойный колодец с дном на отметке 307м.

- станционная часть плотины – водозаборы 10 радиально-осевыхгидротурбинс отметкой порога 478м размещаются в левой станционной части русловой плотины. Трубопроводы турбин вынесены за пределы тела плотины, с целью обеспечить независимость их монтажа от строительства плотины и исключения ослабления наиболее напряженной нижней части плотины. Диаметрпеременный – от 8м в начальной части до 6м при переходе к спиралям турбин.

- здание станции размещено между раздельной стенкой и левым берегом, состоит из монтажной площадкии 10 агрегатных блоков по 23.7м (по оси агрегатов) и торцевого блока, примыкающего к раздельному устою и отделенному от него полым швом, с целью исключения возможности передачи динамических нагрузок на здание ГЭС при работе водосброса.Нижняя часть здания ГЭС, включающая турбины – массивная железобетонная, верхняя – образована железобетонной, частично сборной надстройкой.

- трансформаторы располагаются на открытой площадке, над анкерными опорами, между зданием ГЭС и плотиной(проблема протечек оказалась практически нерешаемой, так как на нижних отметках находятся помещения) трансформаторная мастерская находится в отдельном здании, примыкающим к монтажной площадке.

- дваслужебно-технологических корпуса (А и Б).

- выдача мощности от СШГЭС до ОРУ-500КВ осуществляется через два уникальных двух и трехцепных воздушных перехода. В отечественной практике подобные трехцепные опоры выполнены впервые (рис.91).

Рис.91

Архитектурное решениеГЭС.Значительность гидроузла определяется уже самими размерами, уникальностью технологического оборудования и установленной мощностью (рис.37).Главную задачу образного архитектурного решениягидроузла представляет в связи с этим последовательное выявление всего того, что подчеркивает саму конструктивную и технологическую сущность этого комплекса сооружений. Вспомним: форма характеризуется тремя основными терминами: поверхность, объем, пространство.

Доминирующим сооружением гидроузла является плотина: простые и лаконичные формы, четкий ритм высокого рельефа водосбросной части и более мягкие очертания водоводов. Целостность сооружения, его мощь еще больше подчеркивается окружающими горами. Сооружение гармонично вписано в окружающее пространство.

Машинный зал – это контраст с глухими, тяжелыми массами плотины. Он решается простым протяженным объемом, остекленным на всю свою высоту. На фасаде выявлен лишь шаг конструкций, несущих шатер машинного зала (рис.92).

Рис.92

Своеобразные условия компоновки гидротехнической части станции предоставили возможность отказаться от подкрановых путей по каркасу машинного зала со стороны нижнего бьефа и значительно облегчить этот каркас. В результате получилась легчайшая ажурная Г-образная стальная конструкция.

Архитекторы получили полное раскрытие внутреннего объема машинного залав строну нижнего бьефа. Каркас же, со стороны верхнего бьефа, несет не только подкрановую балку в машинном зале, но и мост с опорами портала для переброски ЛЭП над кровлей машинного зала. Каркас решен из сборных железобетонных колонн развитого сечения с навеской по нему панелей со стороны зала.

Различия конструктивной и архитектурной характеристики стен машинного зала со стороны верхнего и нижнего бьефов помогают подчеркнуть и в интерьереассиметрию зала вдоль оси агрегатов, которая предопределена криволинейными в плане очертанием здания ГЭС. Причем, принятая полуостровная компоновка машинного зала помогает выявить его конструктивный остов, подчеркнуть его ассиметрию (рис.93).

Рис.93

Рассмотрим служебно-технологический корпус «А». Именно здесь находятся главные служебные и технологические помещения: АСУ, ЦПУ, кабинеты директора и главного инженера, музей (рис.94). В решении интерьеров подчеркнута парадность и значимость этих помещений. И внешний вид подчеркивает значимость этого корпуса. Вспомним: масштабность архитектурной формы зависит отеечлененности. В данном случае налицо крупность членений фасада, т.е. имеем несколько преувеличенный масштаб всего корпуса. Его облицовочный материал придает корпусу особое звучание, подчеркивает его значимость в общей композиции сооружения.

Рис.94

Корпус «Б», где находятся инженерные помещения, столовая, архив ит.д., представляет собой протяженный корпус, решенный очень лаконично. Ритм скульптурных барельефов, расположенных на фасаде, как бы сглаживает, уменьшает протяженность корпуса.ОРУ 500кВ – ажурность и легкость. Настоящее технологическое кружево, расположилось в Карловом логу.