Опубликовано: Чт, Апр 19, 2018

В «поведении» плотины обнаружены аномалии

СШГЭС

Вышла в свет дополненная книга о происходящих процессах в «теле» Саяно-Шушенской ГЭС.

В плотине самой мощной гидроэлектростанции России – Саяно-Шушенской ГЭС – происходят необратимые деформационные процессы: растрескивание бетона, перемещение гребня плотины, прогиб земной коры от веса водохранилища и пр. Впервые об этом заговорили сразу после аварии, произошедшей 17 августа 2009 года. Спустя два года доктор технических наук, профессор МГОУ Владимир Тетельмин (170 научных трудов, 40 учебников и монографий), проработавший более 20 лет в сибирском филиале ВНИИ гидротехники им. Б.Е. Веденеева, издал книгу «Плотина Саяно-Шушенской ГЭС. Состояние, процессы, прогноз». В этом году она снова вышла в свет в дополненном новыми данными варианте. «ШАНС» выделил несколько ключевых моментов.

О перемещениях плотины

Оговоримся: книга не для массового чтения. Это учебное пособие, адресованное, в первую очередь, работникам эксплуатационных служб ГЭС, сотрудникам проектных и исследовательских организаций, студентам и преподавателям гидротехнических факультетов.
– Актуальность проблемы безопасности плотины СШ ГЭС год от года обостряется. Перемещения плотины не затухают, разуплотнение основания продолжается, контактный шов раскрывается, арочные напряжения в бетоне растут, трещинообразование в бетоне напорной грани не остановлено, напряжение в турбинных водоводах и спиральных камерах увеличивается. При этом специалистами до сих пор не названы причины подобного неравновесного состояния плотины, – пишет Тетельмин. – В акте технического расследования (причин аварии – «ШАНС») Ростехнадзора говорится: «Авария произошла из-за совокупности различных причин».
Именно эта фраза, как признается автор, заставила обобщить имеющуюся в его расположении информацию, дабы понять, что на самом деле происходит с плотиной.

О деформационных процессах

Плотина СШ ГЭС действительно надежна и, как сказано в акте преддекларационного обследования, «работоспособна», – пишет ученый. – Ахиллесова пята сооружения заключается в другом – в надежности сопряжения плотины и горных пород основания, которые держат огромную нагрузку: вес плотины – около 20 млн тонн, гидростатический напор на плотину – около 18 млн тонн. Надежность этого уникального сооружения определяется не только прочностью ее конструкции. Как показал опыт эксплуатации, основание и береговые примыкания оказались подвижными.
Среди причин подвижности горных пород Тетельмин выделяет природные (пульсация земной коры под действием лунно-солнечных приливов; медленные движения под действием тектонических напряжений) и техногенные факторы. В частности, к последним он относит сейсмические события; вибрации, вызванные действующими водосбросами; прогиб земной коры от веса водохранилища.
– Высокая плотина, глубокое водохранилище и геологическая среда в комплексе совершают нечто такое, чего проектная организация и служба эксплуатации СШ ГЭС объяснить до конца не могут. Аномалии в поведении плотины обнаружены… Однако при этом не выполнен полный анализ особенностей ее поведения, не названы причины необратимых ее перемещений, – констатирует Владимир Владимирович.

О трещинах в плотине

Ни для кого не секрет: проблемы с плотиной возникли задолго до пуска ГЭС в эксплуатацию.
– Как отмечают авторы многих статей, «ошибки в расчетах и раннее наполнение водохранилища до полного завершения строительства привели к перегрузке первых столбов секций и образованию двух систем трещин: на контакте плотины с основанием и в бетоне напорной грани», – отмечает исследователь.
По его данным, первую серьезную трещину, которая «проросла» в тело плотины на глубину до 20 метров, выявили в самом высоком столбе еще в 1985 году.
– Сквозь трещину каждую секунду проходило 550 литров воды – подводная река, – рассказывал «Известиям» Тетельмин в 2009 году, спустя несколько дней после аварии. – В гидротехнике трещин не должно быть. Восемь лет происходило размывание бетона, только в 1996 году специалистам из Франции удалось полимерами восстановить монолитность плотины. Однако размывание плотины продолжалось, и сегодня (в 2009 году – «ШАНС») из четырех столбов плотина надежно крепится к скальному дну лишь последним, четвертым столбом. То есть СШ ГЭС не работает как гравитационная плотина – только как арочная*.

О смещении гребня

Большие тревоги у Владимира Тетельмина вызывает сползание гребня плотины в сторону нижнего бьефа, то есть плотина склоняется вниз по течению Енисея. Этому посвящена целая глава.
– К 2010 году необратимые перемещения гребня (речь о ключевой секции 33) с 1989 года увеличились до 67 мм – до максимального за все годы эксплуатации значения. В целом по плотине необратимые радиальные перемещения составляют около 40% от общих сезонных перемещений.
Тетельмин отмечает, что после каждого сезонного слива (сработки) водохранилища гребень плотины не возвращается в исходное положение, а все более «сползает» в сторону нижнего бьефа.
Поясним: тело плотины состоит из 67 секций, 33-я – центральная. В 2009 году в интервью «Известиям» Владимир Владимирович рассказывал, что еще в 2006 году было зафиксировано смещение центральной, 33-й секции на 142 мм. Что касается 18-й секции, где расположен пошедший вразнос второй агрегат, то на ней смещение составило 107 мм, хотя симметричная 45-я секция по другому берегу сместилась всего на 97 мм.
– Все это создавало в теле плотины чудовищные внутренние напряжения. При этом, согласно закону «О безопасности гидротехнических сооружений», смещение в 108 мм является критическим для безопасности. То есть в 2006 году запас прочности составлял всего 1 мм, – подчеркивал Тетельмин. – Секция, где случилась авария, несколько лет работала на пределе. За три года смещение могло вырасти куда больше, чем на 1 мм. По закону надо было срочно снижать нагрузку, но в погоне за прибылью ее, напротив, увеличивали, – пишет Тетельмин.

О прогибе земли под станцией и сближении берегов

Масса водохранилища СШ ГЭС, согласно данным, опубликованным в книге, – 30 млрд тонн. Земная кора под такой нагрузкой медленно «погружается в вязкое вещество подстилающей мантии».
– Это процесс регионального масштаба, охватывающий территорию в тысячи квадратных километров… Можно предполагать, что за годы эксплуатации «стрела прогиба» толщи земной коры в районе раствора плотины составляет около 30 см, – считает ученый.
Сколько еще лет земля под станцией будет прогибаться, автор не уточняет, но говорит о не одном десятке лет.
Также есть версия, что за счет погружения земной коры «геодезическая отметка вершины хребта Боруса должна понизиться на несколько сантиметров».
Профессор сделал вывод: строительство Саяно-Шушенского гидроузла нарушило равновесие литосферы, отчего земная кора под действием техногенной нагрузки прогибается, а чаша прогиба распространяется в стороны водохранилища на десятки километров.
– Прогиб земной коры является одной из причин наблюдающегося сближения берегов и существенного изменения НДС (напряженно-деформационное состояние – «ШАНС») плотины, – заключает Владимир Владимирович.

Прогноз поведения плотины

– Все теории прочности, давая ответ на вопрос, произойдет или нет разрушение, не отвечают на вопрос, где и когда оно произойдет и какой будет носить характер, – пишет ученый.
По его мнению, все эти процессы (при условии, что не случится сильных землетрясений в районе станции) растянутся на десятки лет. В частности, сцепление секций плотины со скалой и дальше будет уменьшаться; арочное напряжение, деформации и трещины в бетоне будут увеличиваться; будет и дальше продолжаться сближение берегов.
Согласно теории Тетельмина, одни деформационные процессы на СШ ГЭС будут вызывать появление других, этакая цепочка.


* Гравитационная плотина стоит благодаря давлению собственного веса на основание, арочная – упирается в берега. Плотина СШ ГЭС является арочно-гравитационной.

Сказано!

В 2010 году в журнале «Вокруг света» была опубликована большая статья о техническом состоянии СШ ГЭС:
– Главное же – не получается восстановить прочность сцепления плотины с основанием. Не вдаваясь в подробности, отметим, что плотина в настоящее время «держится» за дно максимум третьей частью своего основания. Фактически она перестала быть арочно-гравитационной и сделалась чисто арочной, то есть «висит», опираясь о берега. При этом плотина качается, то есть при повышении уровня водохранилища наклоняется вниз по течению, а при снижении – отрабатывает назад.

Ирина НИЧКОВА on EmailИрина НИЧКОВА on FacebookИрина НИЧКОВА on FlickrИрина НИЧКОВА on InstagramИрина НИЧКОВА on VimeoИрина НИЧКОВА on Youtube
Ирина НИЧКОВА
Окончила ХГУ им. Н.Ф. Катанова по специальности «Журналистика»; в «ШАНСЕ» - с февраля 2011 года;
Профиль - общественно-значимые темы.

Оставьте комментарий

XHTML: Вы можете использовать тэги html : <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Шанс в Facebook

Facebook By Weblizar Powered By Weblizar