Техника - молодёжи 2002-06, страница 63
ПАТЕНТЫ НИКОГД А, БЫЛ ПАВОДОК ВЫСОК... Катастрофы на ГЭС можно предртврагттъ Рубрику ведет заслуженный изобретатель РСФСР, доктор технических наук, профессор Юрий ЕРМАКОВ Павел ХЛОПЕНКОВ, гидростроитель, кандидат технических наук КАК ные — с передачей нагрузок от плотины берегам, гравитационные — русловому основанию и арочно-гравита-ционные, самые экономичные из-за распределения нагрузок между берегами и руслом реки. Для арочных и гравитационных плотин умеренные разрушения скального основания не представляют аварийной опасности, поскольку результирующая гидронагрузка остается неизменной и не меняет своего Электрическая энергия, получаемая от гидроэлектростанций, самая дешевая, а мобильность ГЭС позволяет им входить в рабочий режим во много раз быстрее, чем тепловые и атомные станции, — буквально в считанные минуты. Гидроэнергия производится «бесплатно» самой природой. Однако требуется повышенная осторожность при эксплуатации таких станций — с учетом мирового опыта аварий. Прорывы плотин высоконапорных ГЭС сопровождаются страшными разрушениями и тысячами жертв от волны прорыва, сметающей все на своем пути. Опасны не только собственные пороки конструкций плотин, как, например, в Мапьпасе (Франция), приводящие к разрушению напорного фронта, но и внешние природные явления: переполнение водохранилищ, обрушения берегов. Обвал 300 млн кубометров Опасные последствия прорывов плотин вынудили зарубежных специалистов проявлять повышенную осторожность при их строительстве и ремонте и идти на огромные расходы при отклонении режимов работы напорного фронта. Например, на Циллергрюндль-ской ГЭС, построенной в 1985 г., устранение течи (проектный напор достигнут в 1990 г.) потребовало дополнительных затрат, равных стоимости строительства самой станции, а Кёльнбрайнская ГЭС в Австрии, строительство которой было завершено еще в 1979 г из-за устранения трещин в скальном основании плотины была выведена на проектную мощность лишь спустя 15 лет. На заделку трещин истратили свыше 200 млн долл., еще выше оказались потери из-за простоя станции. Грозящая катастрофа Существует три основных типа бетон-плотин: ароч- направления, а вот у арочно-гравитаци-онных сооружений разрушения любой зоны приводят к резкому перераспределению напряжений между руслом и берегами. Даже незаметные деформации берегов и русла — миллиметры на сотню метров плотины — грозят катастрофой. К такому типу гидросооружений относится плотина Саяно-Шушенской ГЭС. Высота этой плотины — 244 м, длина — 1066 м. Уже произошедшие разрушения скалы ниже основания плотины существенно увеличили арочные нагрузки и уменьшили гравитационные. Вследствие перераспределения деформаций, плотину подвинуло в вертикальной плоскости, и на трети ее основания напряжения возросли втрое по сравнению с расчетными. Заметим, плотина имеет массу 15 млн т. Ее бетонное тело потрескалось, потеряло свои прочностные и антифильтрационные качества. Трещины залатали зарубежные фирмы, но зонные перенапряжения в теле плотины остались. отепень опасности состояния скаль-ного основания можно представить графически. До первых разрушений — главные зоны А и Б — скалы за плотиной воспринимали свыше 90% общих гравитационных нагрузок и работали на сжатие (рис. 1 ,а). Зона В перед плотиной работала на растяжение с нагрузкой до 10% от общей. Зона Г под плотиной работала в пассивном режиме на срез. После образования за плотиной 1 продольной траншеи разрушения 2 грунта в водохранилище гидроузла Вайонт в 1963 г. привел к образованию гигантскои волны высотой около zuu м. Из наших аварий наиболее показателен прорыв плотины Тирлян-ской ГЭС на реке Белой в 1994 г., когда начальная волна почти без гашения дошла до расположенного ниже гидроузла. ных высоконапорных Конец паводка Начало паводка ; ------ ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 6 2 0 0 2 61 |
