Техника - молодёжи 1977-12, страница 6

ПОД ВЫСОКИМ НАПОРОМ

Переделывать готовое всегда труднее, чем создавать что-либо заново. Эта житейская мудрость получила еще одно подтверждение в процессе реконструкции Днепрогэса. Новый гидроузел обычно возводится под защитой перемычек, которые отгораживают стройплощадку от реки. При этом напор речной воды фактически равен ее глубине в месте строительства. Так, Днепрогэс в свое время строился под напором примерно 7—10 м. В период реконструкции гидроузла при затопленных днепровских порогах поднятый плотиной уровень реки составил уже 37 м. Но этого мало: с учетом глубины вскрытия котлована под новое здание ГЭС напор днепровской воды составил все 50, а то и 60 м. Это огромное давление могло бы опрокинуть старую плотину, под защитой которой велось строительство.

Коэффициент устойчивости днепровской плотины, то есть отношение удерживающих сил к сдвигающим, оказался меньше единицы (0,87). Кроме того, скальное основание под здание Днепрогэса-ll предполагалось разрабатывать взрывным способом — сейсмическое воздействие усугубляло опасную ситуацию. Вначале была идея «заякорить» плотину — пробурить в ее основании скважины, установить в них стальные анкеры, которые привязали бы ее к скале. Однако это оказалось дорого и сложно. Строители пошли по другому пути.

Устойчивость водонапорной плотины Днепрогэса создается ее весом, силой тяжести — отсюда и название типа плотины — гравитационная. Вместе с тем этой силе противостоит другая — взвешивающая, «архимедова» сила, которая заставляет плотину как бы «всплывать». Противодавление действующих снизу фильтрационных подземных вод решили снять путем их откачки и сброса в нижний бьеф. Для этого из проходящего в теле плотины тоннеля — патерны — пробурили скважины глубиной по 12 м и из них при помощи эрлифта стали откачивать фильтрационную воду. В результате коэффициент устойчивости достиг 1,1,

Эстакада с проезжей частью дороги, соединяющая берега Днепра.

г Г_

то есть надежность защиты строителей, работающих за плотиной, повысилась.

— И все-таки опасности подстерегали нас почти ежедневно, — рассказывает главный инженер Днепро-строя Натан Владимирович Шехт-ман. — Весной 1976 года огромные волны неожиданно стали захлестывать котлован здания ГЭС. Размыло низовую перемычку. Работы пришлось приостановить — вода поднялась на целый метр. Только после установки на плотине аварийных затворов затопление котлована прекратилось.

Важная особенность реконструкции Днепрогэса — необходимость «привязки» новых сооружений к старым, часть из которых должна затем разбираться. Трудность этой разборки состояла в том, что старый бетон с десятилетиями набрал большую прочность, и разрушать его можно было только при помощи взрыва. И вообще стройплощадка нового Днепрогэса — это настоящее минное поле. Только под здание ГЭС взрывным способом предстояло выбрать 380 тыс. кубометров скалы. Интересное взрывное устройство — пороховой скалолом — применили строители для разрушения старого бетона и скалы. Это своеобразное ружье, которое вставляется в заранее пробуренный шпур глубиной около метра и стреляет охотничьим патроном 12-го калибра. Давление образующихся при выстреле пороховых газов разламывает крепчайший камень, превращая его в щебень.

ВТОРОЙ СУДОХОДНЫЙ шлюз

Длинная очередь пароходов, баркасов, буксиров и барж выстраивается летом у старого шлюза Днепрогэса. Почти целый час уходит на переброску судов из одного бьефа в другой. А ведь объем перевозок непрерывно растет, и к 1980 году грузооборот по Днепру у Запорожья достигнет 22 млн. т в год. Вот почему на стройке полным ходом идут работы по возведению нового шлюза. Как и все здесь, он будет уникальным — однокамерный, с перепадом уровня воды 40 м, длиной 290 м, шириной 18 м. Двустворчатые полуциркульные металлические ворота закроют его низовой проход. Два сбросных тоннеля диаметром по 6 м и длиной по 340 м пробиты в скале для отвода воды из шлюза.

Так же, как и на здании ГЭС, строители шлюза встретились с большими трудностями, неизбежными при ведении работ на уже действующем предприятии, да еще в условиях плотной городской застройки (Днепрогэс находится прямо в черте города). Для того чтобы размес

тить котлован нового шлюза, пришлось даже временно ликвидировать целую улицу и проложить новый мост к плотине.

Неприятный сюрприз преподнесла строителям и геология. Когда вскрыли котлован, обнаружилось, что граниты, которыми сложен здесь берег Днепра, вовсе не такие прочные, как предполагали ранее. Вся скала была испещрена трещинами, а посреди нее проходил древний тектонический разлом, заполненный глиной. Приходится теперь стальными анкерами притягивать отваливающийся гранитный массив к крепкому коренному склону. Для этого бурят скважины глубиной 18—26 м (через каждые 6 м по высоте и 1 м по длине шлюза) и устанавливают в них стальные стержни-анкеры диаметром 60 см. В результате натяжения стержней с силой 86 т в скальном массиве создается напряженное состояние, повышающее его прочность.

Обычно перед гидростроителями стоит проблема подачи бетонной смеси на высоту, снизу вверх. Для этого созданы насосы, бетоно-воды, бункера. В данном же случае задача иная: как подавать бетон сверху вниз, на сорокаметровую глубину? Казалось бы, чего проще — бросай бетон сверху, вот и все. Но состоящая из разных компонентов бетонная смесь при длительном свободном падении расслаивается, крупный камень — заполнитель летит быстрее, песок с цементом медленнее, структура смеси нарушается. По предложению московского научно-исследовательского сектора института Гидропроект на строительстве второго днепрогэсовского шлюза для подачи бетона применяются полиэтиленовые трубы диаметром 300 мм. Они эластичны, износоустойчивы, бетон скользит по ним лучше, чем по стальным трубам, и они меньше закупориваются.

Заканчивается ударная комсомольская Совсем уже скоро Днепрогэс-11 вместе с новым судоходным шлюзом, новой широкой проезжей дорогой по плотине и эстакадой вступит в постоянную эксплуатацию. А на кульманах харьковского Гидропроекта инженеры вырисовывают контуры нового Днепрогэса-Ill. Располагаясь у правого берега Днепра, еще одно третье, здание гидроэлектростанции будет оборудовано обратными турбинами-насосами. Гидроаккумули-рующая ГЭС компенсационного действия позволит еще более экономично использовать днепровские воды, выдавая в часы «пик» дешевую электроэнергию в объединенную энергосистему. Ночью гидроагрегаты ГЭС будут перекачивать воду из нижнего бьефа в верхний, днем напор воды будет срабатываться.

И снова Днепрогэс станет самой современной ГЭС мира.