Саяно-Шушенская ГЭС уникальна не только конструкцией крупнейшей в России арочно-гравитационной плотины, но и береговым водосбросом, не имеющем аналогов в нашей стране.
Как мы писали в одной из предыдущих публикаций, после выявления повторных разрушений в водобойном колодце в 1988 году на состоявшемся 3—6 октября 1988 года заседании комиссии Минэнерго СССР было предложено, с целью снижения нагрузок на водобойный колодец, рассмотреть возможность сооружения дополнительного водосброса тоннельного типа пропускной способностью 4000—5000 м³/с.
В 1997 году «Ленгидропроектом» с участием ВНИИГ были проведены предпроектные проработки трёх вариантов берегового водосброса; в 1998 году первые проработки по водосбросу были проведены НИИЭС. Рассмотрев данные материалы, экспертная комиссия РАО «ЕЭС» приняла решение о проведении проектных работ и гидравлических исследований берегового водосброса, приняв за основу проработки НИИЭС. В 2001 году технико-экономическое обоснование берегового водосброса, разработанное «Ленгидропроектом» и «Гидропроектом», было одобрено государственной экспертизой.
Строительство берегового водосброса было начато 18 марта 2005 года, общая стоимость его сооружения оценивалась в 5,5 млрд. рублей. Генеральным проектировщиком водосброса был выбран «Ленгидропроект», конкурс на выполнение строительных работ был выигран «Бамтоннельстроем», но в 2007 году контракт с ним был расторгнут, новым генподрядчиком стало ОАО «Объединённая энергостроительная корпорация». Строительные работы по сооружению первой очереди берегового водосброса были завершены к 1 июня 2010 года.
Гидравлические испытания готового берегового водосброса начались 28 сентября 2011 г. и продолжались в общей сложности четверо суток. Программа испытаний состояла из нескольких этапов, во время которых проверялась работоспособность всего сооружения в целом. Анализ результатов измерений и наблюдений показал, что все контрольные параметры берегового водосброса находятся в пределах, установленных проектом. Приемка берегового водосброса в постоянную эксплуатацию состоялась 12 октября 2011 года.
Береговой водосброс расположен на правом берегу и предназначен для пропуска паводков редкой повторяемости. Конструктивно водосброс состоит из водоприёмного сооружения, двух безнапорных тоннелей, пятиступенчатого перепада и отводящего канала.
Водоприёмное сооружение предназначено для забора воды в водосброс и включает в себя водосливы практического профиля и забральную стенку. Пролёты шириной по 18 м и высотой 8,7 м каждый перекрыты основными сегментными затворами, маневрирование которыми осуществляется гидроприводами, управляемыми с помещения МНУ на входном оголовке берегового водосброса.
Безнапорные туннели длиной по 1130 м имеют корытообразное сечение 10 × 12 м, скорость воды в туннелях до 22 м/с.
Пятиступенчатый перепад представляет собой пять колодцев гашения шириной 100 м и длиной от 55 до 167 м, разделённых водосливными плотинами. Функция перепада заключается в гашении энергии потока воды: максимальные скорости потока на входе в верхний колодец достигают 30 м/с, а на сопряжении с руслом реки уменьшаются до 4 — 5 м/с.
Отводящий канал шириной по дну 100 м и длиной по оси около 700 м обеспечивает сопряжение сбрасываемого потока с руслом реки. Пропускная способность берегового водосброса при НПУ составляет 3540 м³/с, при ФПУ - 4000 м³/с. Сооружение может начать пропуск расходов после наполнения водохранилища до отметки 527 м БС. Только при достижении этой отметки может осуществляться транспортирование воды от входного оголовка по двум безнапорным туннелям к перепадным колодцам.
Породы под элементами пятиступенчатого перепада являются достаточно надёжным основанием бетонных сооружений. Еще большую надёжность придают укрепительная цементация в основании плотин, прискальный дренаж в основании плит водобойных колодцев и подпорных стенах. Все элементы водосброса изготовлены из гидротехнического бетона классов В20, В25 и В30 (по старой классификации марки 250 и 400). Требования проекта определяют морозостойкость и водонепроницаемость бетона, а также максимально допустимые выступы и шероховатости на лицевых поверхностях.
На сооружениях установлена дистанционная и геодезическая контрольно-измерительная аппаратура (КИА). К дистанционной КИА относят приборы, измеряющие напряжения и деформации, заложенные в бетон в период строительства. Геодезическая КИА (щелемеры, плановые знаки, планово-высотные знаки) установлена на подпорные стенки. С их помощью отслеживают вертикальные и горизонтальные перемещения как сооружения в целом, так и отдельных конструктивных элементов относительно друг друга. Всего на береговом водосбросе предусмотрено проектом 308 измерительных точек.
Наиболее ответственным объектом любого гидроузла, определяющим его безопасность для людей, живущих ниже по реке, являются сооружения, образующие напорный фронт, чаще всего это плотина. Для берегового водосброса Саяно-Шушенской ГЭС плотиной является гора высотой 1174 метра и шириной более километра, где расположен входной оголовок водосброса. Невозможно быстро разрушить гору, простоявшую миллионы лет.
Таким образом, исключается возможность катастрофического прорыва напорного фронта и обеспечивается безопасность берегового водосброса, имеющего небольшую протяженность напорного фронта, состоящего фактически из одного входного оголовка. Относительно небольшой подпор воды в 14 м на входном оголовке, обусловленный проектным уровнем порога водосброса, также повышает безопасность берегового водосброса Саяно-Шушенской ГЭС. На водопропускных отверстиях входного оголовка кроме основного рабочего затвора предусмотрен аварийно-ремонтный затвор, который полноценно может заменить основной.
Продолжение читайте здесь.
#Красноярский_край #Хакасия #Енисей #СаяноШушенская_ГЭС #крупнейшая_ГЭС_России #рубрика_ГЭС_России_и_мира
Источники:
Слива И. В. История гидроэнергетики России – М.: Издательство «Аспект Пресс», 2016. – 304 с.
http://www.sshges.rushydro.ru/hpp/spillway
https://ru.wikipedia.org/wiki/Саяно-Шушенская_ГЭС
https://www.ruscable.ru/news/2011/08/24/Zavershaetsya_stroitelystvo_beregovogo_vodosbrosa_/