книги из ГПНТБ / Новиков И.Т. Развитие энергетики и создание единой энергетической системы СССР

Советское гидроэнергостроительство шло во многом самостоятельным путем и развивалось .на научных осно­ вах, при хорошо и широко поставленных изысканиях и экспериментальных исследЪваниях. Это относится не только к проектированию и строительству, но и к гидро- и электромашиностроению. Отсутствие или недооценка всего перечисленного не позволили бы нашей отечест­ венной гидроэнергетике шагнуть от Волховской, Днеп­ ровской и Нижне-Свирской ГЭС к строительству и вво­ ду в действие таких уникальных мировых энергетиче­ ских сооружений, как Волжская им. В. И. Ленина, Волжская им. XXII съезда КПСС, Братская (рис. 5 и 6) и Красноярская гидростанции.

За прошедший сравнительно короткий срок гидро­ техническими строительными организациями (Волхов­ строй, Днепрострой, Свирьстрой, Беломорканалстрой, Волгострой, Волгодонстрой, Куйбышевгидрострой и др.), проектными институтами (Гидроэнергопроект, Гидро­ проект) , научно-исследовательскими институтами (ВНИИГ, ТНИСГЭИ, ВОДГЕО, САНИИРИ, ВИГМ) и машиностроительными заводами (ЛМЗ, завод «Электро­ сила», ХТГЗ, «Уралэлектроаппарат» и др.) были прове­ дены огромные по объему изыскательские,- исследова­ тельские, проектные, опытные и научные работы в обла­ сти сооружения средних и крупных гидроэнергетических узлов и изготовления для них оборудования.

О роли и значении строительства Днепрогэса указы­ валось ранее. Этот гидроузел полностью сооружен на скальном грунте. Наряду с этим необходимо отметить условия строительства гидроузлов и на нескальных осно­ ваниях—глинах и песках. На этих строительствах по­ степенно развивалась советская школа специалистов, работающих в области инженерной геологии и приклад­ ной механики грунтов.

Первым крупным сооружением на пластичных лен­ точных глинах была Нижне-Свирская ГЭС. Геологиче­ ские и гидрогеологические условия в створе этого гид­ роузла были таковы, что американские специалисты с мировой известностью высказались против начавшегося уже строительства гидростанции в этом районе. Однако сооружения гидроузла при неравномерной их осадке, ве­ личина которой была определена в процессе проектирова­ ния, на протяжении почти 30 лет эксплуатации показали

82

безупречную работу, несмотря на серьезные по­ вреждения, причиненные гидроузлу фашистскими за­ хватчиками при изгнании их из этого района.

Большой труд, время и средства, затраченные на строительство Нижне-Свирской ГЭС, позволили совет­ ским геологам и инженерам с большой самостоятельно­ стью решить сложнейшие вопросы инженерной геологии, что дало возможность не только построить в исключи­ тельно тяжелых геологических условиях уникальные сооружения, но и внести большой научный и практиче­ ский вклад в геотехнику. Новые направления в этой науке, заложенные на Свирьстрое, в последующем были развиты на строительстве канала им. Москвы, Углич­ ской и Рыбинской ГЭС и на других крупных стройках. На основе этого опыта в период 1945—1952 гг. была построена крупная Верхне-Свирская ГЭС, находящаяся

ваналогичных грунтовых условиях.

Внаше время накопленные знания и опыт в области инженерной геологии позволяют уверенно строить в

СССР крупнейшие гидротехнические сооружения на мягких осадочных и просадочных грунтах.

Больших успехов советские ученые достигли в разви­ тии теоретической и практической гидравлики сооруже­ ний и русел, инженерной гидрологии и водноэнергети­ ческих расчетов, теории фильтрации и ее практического применения, плотиностроения, компоновки и конструи­ рования зданий гидростанций.

Здания гидроэлектростанций у нас используются не только для установки технологического оборудования, но и для организации сброса избыточных. расходов воды. Для этой цели применяются водосливный и совме­ щенный типы гидростанций. При водосливном типе все силовое оборудование располагается внутри железобе­ тонной водосливной плотины. Практическая работа по водосливным гидростанциям была начата советскими инженерами во время Великой Отечественной войны и впервые реализована на Камской, а позднее на КайракКумской, Павловской и Ириклинской ГЭС.

Совмещенный тип объединяет в здании гидростан­ ции не только тракт подвода воды к турбинам, но и

водосбросы для пропуска излишних паводковых расхо­ дов.

В 1настоящее время указанные, особенно совмещен­ ный, типы гидростанций широко применяются в нашем строительстве, что позволяет сокращать фронт бетонных сооружений. Величина такого сокращения в построен­ ных и строящихся гидроузлах составляет от 12 до 50%. Благодаря совмещенному типу гидростанции на Иркут­ ской ГЭС оказалось возможным полностью отказаться от водосливной бетонной плотины, а на Новосибирской ГЭС —уменьшить ее наполовину. Применение такого типа ГЭС дало экономию на Волжской ГЭС им. Лени­ на по объему бетона 11%, а по стоимости — 8%, !на Вол­ жской ГЭС им. XXII съезда КПСС соответственно —

12,5 и 5,2%.

Развитие научных знаний в области гидроэнергетиче­ ского строительства позволило более смело подходить к назначению величин удельного расхода воды, сбрасы­ ваемого сооружениями гидроузлов, что дает возмож­ ность уменьшить протяженность бетонных водосливных плотин. Длина плотины Днепровской ГЭС, построенной на прочных гранитах, определилась удельным расходом воды 30 куб. м/сек на погонный метр, Цимлянской, построенной на мелких песках,— 34 куб. м/сек и Каховской, также построенной на мелких песках,— 47 куб. м/сек. Таким образом, то, что не так давно являлось допустимым только для скальных пород, в со­ временных условиях широко применяется и на легко раз­ мываемых грунтах, какими являются мелкие пески.

В силу сложившихся условий (размещение преобла­ дающей части промышленности в центральных районах) в стране велось огромное гидроэнергетическое строи­ тельство на крупных равнинных реках с широкими пой­ мами, небольшими уклонами, резко неравномерным в течение года стоком и тяжелыми ледовыми условиями, где требовалось располагать массивные гидротехниче­ ские сооружения на мягких грунтах — глинах и песках.

Накопленный опыт, рост знаний и наличие совершен­ ной строительной техники позволили в решении указан­ ных задач пойти в послевоенное время по пути приме­ нения так называемой пойменной компоновки сооруже­ ний. При такой компоновке бетонные сооружения полностью или в большей части размещаются на пойме реки, оставляя ее русло свободным от стеснения (или стесняя его в малой мере) впредь до готовности основ-

55

ных бетонных сооружений к пропуску воды. Такое реше­ ние позволяет намного раньше начать основные работы под прикрытием небольших по объему земляных пере­ мычек, долгое время не связывает строительство каки­ ми-либо ограничениями по пропуску паводков и ледохо­ дов и не влияет на сложившиеся условия судоходства. Правильно примененная пойменная компоновка в срав­ нении с русловым размещением бетонных сооружений более экономична, так как создает условия для более раннего ввода в работу гидростанции и вполне окупает некоторое увеличение объемов земляных работ, легко выполняемых гидромеханизацией.

Вместе с тем размещение бетонных сооружений на пойме связано с проведением ответственных и крайне напряженных работ по перекрытию русла реки, которые до настоящего времени осуществляются весьма интен­ сивной отсыпкой в текущую воду со специального моста (главным образом наплавного) камня и бетонных масси­ вов весом до 10 г каждый. Этот метод, использованный на многих наших стройках, доведен в теоретических рас­ четах и в практическом применении до совершенства, что позволило проводить многократное перекрытие ру­ сел на Волге, Днепре и других реках в очень короткие сроки. Такие возможности явились результатом боль­ шой вооруженности гидростроек экскаваторным и кра­ новым оборудованием и мощными автосамосвалами.

В стране в настоящее время действуют около 130 районных гидростанций с напорами от 7,5 до 580 м.

Построены подземные гидростанции. На станциях деривационного типа сооружено около 150 км гидротех­ нических туннелей и многокилометровые каналы с боль­ шой пропускной способностью; например, пропускная способность одного из каналов составляет 450, а друго­ го — 750 куб. м/сек. Наиболее длинный туннель имеет протяженность 6,8 км. Большая часть построенных тун­ нелей имеет 5-метровый диаметр, в эксплуатации также находится туннель сечением 9 X 12 м.

Плотиностроение развивалось в основном по пути сооружения массивных бетонных и земляных плотин. Наиболее высокими являются бетонные плотины Днеп­ ровской, Усть-Каменогорской и Бухтарминской ГЭС, работающих под напором соответственно 36, 40 и 67 м, а из земляных — намывная плотина Мингечаурского

86

гидроузла высотой 81 м с объемом намытого грунта

14,1 млн. куб. м.

Были сооружены оригинальные судоходные шлюзы: 6-камерный шлюз с пропускной способностью в нави­ гацию около 20 млн. куб. м древесины (Камская ГЭС), шахтный шлюз на напор 40 м (Усть-Каменогор­ ская ГЭС), шлюз-водосброс (Павловская ГЭС).

В период после 1950 г. стало распространенным при­ менение гидроподъемников вместо лебедок для маневри­ рования затворами на гидростанциях и шлюзах, полозь­ ев из лигнофоля — взамен катков и колес на плоских За­ творах.

Необходимо отметить и такое важное обстоятельство в строительстве гидростанций, как систематический рост единичной мощности устанавливаемых на них агрегатов (от 7 тыс. кет на Волховской ГЭС до 115 тыс. кет ;на Волжских ГЭС), который явился одним из факторов снижения капитальных затрат. Так, на 1 тыс. кет уста­ новленной мощности протяженность машинного зала на Волховской ГЭС составляла 2,3 м, а на Рыбинской — 0,7 м, Каховской — 0,5 м и Новосибирской — 0,44 м. -

Гидроэнергетическое строительство развивалось ис­ ходя из комплексного решения водохозяйственных проб­ лем. При этом учитывались интересы гидроэнергетики, судоходства, ирригации, водоснабжения, лесосплава и борьбы с наводнениями.

Проектами строительства Волжских, Каховской и Цимлянской ГЭС предусматривалось орошение 4,75 млн. га и обводнение 9, 7 млн. га земель. Сооруже­ ние Фархадской ГЭС позволило оросить 150 тыс. га зе­ мель в Голодной степи. Ввод в действие Кайрак-Кум- ской ГЭС дает возможность теперь обеспечить орошение всех 500 тыс. га Голодной степи.

В задачу построенного Мингечаурского гидроузла, помимо производства электроэнергии и защиты ниже лежащей Кура-Араксинской низменности от губитель­ ных речных паводков, входит орошение 1,3 млн. га плодородных земель указанной низменности. Для этой цели соружены 2 магистральных оросительных канала— Верхне-Карабахский и Верхне-Ширванский, забирающие воду из верхнего бьефа гидроузла. Для орошения земель нижней части поймы предусмотрено сооружение еще

87

в настоящее время эта задача уже близка к заверше­ нию. Из 8 гидроузлов 6 действуют, образуя Волжский каскад гидростанций, а Саратовский гидроузел строится.

Перечисление только цаименований каскадов (Волж­ ский, Днепровский, Свирский, Нивский, Чирчик-Бозсуй- ский, Севан-Разданский, Рионский, Алма-Атинский) говорит о размахе работ, проводимых в этом направле­ нии. Строительство некоторых из них полностью завер­ шено (Нивский, Свирский, Севан-Разданский), а по дру­ гим близко к завершению. Положено начало сооруже­ нию каскадов гидростанций на реках Ангаре, Иртыше, Каме, Сыр-Дарье, Белой, Тереке и др., где сооружены или строятся вторые и третьи гидростанции.

Строительство гидростанций в отличие от тепловых электростанций связано с выполнением больших объе­ мов работ по основным сооружениям. Так, при сооруже­ нии Мироновской ГРЭС мощностью 400 тыс. кет было выполнено 4,4 млн. куб. м земляных работ, уложено 100 тыс. куб. м бетона и железобетона и смонтировано 10,5 тыс. т металлоконструкций. Для сооружения Мингечаурской ГЭС мощностью 357 тыс. к&т потребовалось сделать 14,7 млн. куО. м земляной выемки и 18,7 млн. куб. м насыпей, уложить 1 млн. куб. м бетона и железо­ бетона и смонтировать около 36 тыс. т металлоконструк­ ций. Объемы вспомогательного строительства — жилье, дороги, подсобные предприятия и прочее находятся в прямой зависимости от основных работ.

Естественно, что для обеспечения выполнения подоб­ ных объемов работ необходима соответствующая меха­ новооруженность строительных коллективов.

В послевоенный период, когда гидроэнергостроитель­ ство получило небывалые в нашей стране размеры, оно было оснащено разнообразной высокопроизводительной техникой, которая позволила довести уровень комплекс­ ной механизации таких трудоемких работ, как земляные, до 96% и бетонных работ — до 95%.

Стройки располагали большим паркохм экскаваторов (гусеничных и шагающих) с емкостью ковшей до 14 куб. м, бульдозеров и скреперов, автомобилей-само­ свалов грузоподъемностью до 25 г и выше, большегруз­ ных опрокидных вагонов нормальной колеи, пароходов и барж, различных типов кранов грузоподъемностью до 100 т, в том числе плавучих и кабельных; в работе нахо­

90

дилось много автоматизированных бетонных заводов с бетономешалками емкостью до 2400 л, бетононасосов, вибраторов, виброхоботов и другого оборудования.

Приводимые ниже данные по некоторым крупным стройкам дают представление о росте и степени осна­ щенности их механизмами и транспортом (табл. 2).

Стройки были обеспечены большим количеством карьеров по добыче камня, песка, гравия с мощными дробильными и обогащающими (сортировка и промыв­ ка) установками, заводами по ремонту автомобилей и строительных машин, по изготовлению гидротехниче­ ских металлоконструкций и подъемных механизмов.

В распоряжении строек находились мощные насос­ ные механизмы, включая все разновидности грунтов вого водоотлива, оборудование для цементации скаль­ ного основания, разнообразное буровое и компрессорное оборудование.

Объем земляных работ на строительстве гидростан­

170 млн. куб. м. В этих условиях в послевоенное время огромное применение-" нашла гидромеханизация земля­ ных работ, удельный вес которой составил на Цимлян­

91