СШГЭС: мерзнет не вода, а бетон
Побывав на Саяно-Шушенской ГЭС, корреспондент "Красноярского рабочего" своими глазами увидел, что к плотине прилип настоящий айсберг.
Шум падающей воды не стихает ни на секунду. Но увидеть водопад не так-то просто: мраморно-белый туман окутывает водосливные лотки плотины и не даёт что-либо различить. Подхожу ближе. В морозном воздухе ощущается сильная влажность. От неё становится холоднее, так что начинаешь накидывать капюшон и засовывать руки в карманы. Вот туман на глазах расходится, и вижу, как огромный айсберг распростёрся прямо над водобойным колодцем плотины, пришвартовавшись к перу раздельного устоя.
Прямо над этим полярным мифическим чудовищем, нашедшим своё пристанище возле Саяно-Шушенской гидростанции, видны одиннадцать удаляющихся вверх ледяных дорожек — это окутанные льдом водосливные лотки. Стекающую по ним воду чуть заметно только на самом верху: остальная часть прикрыта плотной снежной завесой. Чувство того, что вот-вот всё замёрзнет и из водохранилища польётся вода, честно говоря, появляется. Но на самом деле понимаешь, что это невозможно. Достаточно вспомнить школьный урок физики, в котором говорится, что падающая с огромной скоростью вода просто-напросто не может замёрзнуть. Обледенения возникают из-за водно-воздушного облака, образующегося из-за падения воды с большой высоты и оседающего в виде мельчайших капелек на конструктивных элементах плотины. То есть мёрзнет не вода, а бетон вокруг воды.
Проблемой прохождения зимнего периода Саяно-Шушенской ГЭС ведущие инженеры озаботились ещё осенью. Проводились расчёты на предмет устойчивости конструктивных элементов раздельного устоя, правобережной стенки, водосбросной эстакады и балкона, где находятся утеплительные щиты. При помощи математической модели специалисты "Ленгидропроекта", а также службы мониторинга СШГЭС вычисляли, какая возможна нагрузка от льдообразования и как изменится температурный режим — ведь получалось, что станционная часть будет охлаждаться больше, чем раньше, а водосбросная наоборот будет нагреваться. Учёные пришли к общему выводу, что изменения будут в пределах двух-трёх миллиметров. Для гидротехнического сооружения 242 метра высотой и 1074 метра длиной это означало, что никакой угрозы и рисков при прохождении зимы не существует.
— Опыта эксплуатации водосброса при минусовых температурах не было нигде в мире, — рассказывает начальник службы мониторинга Саяно-Шушенской ГЭС Николай Стефаненко. — Этот опыт мы приобретаем сейчас. Ледовые нагрузки, которые наблюдаются сегодня на сооружении, не представляют никакой угрозы машинному залу, телу плотины, пропускной способности, водобойному колодцу и уже тем более населению нижнего бьефа. Они могут доставлять проблемы только персоналу и бригадам, которые занимаются скалыванием этого льда. Плюс нам дополнительная забота: приходится два раза в день — в рабочие, выходные и праздники проводить осмотр на предмет обледенения всех основных конструктивных элементов.
Поднимаемся на гребень плотины. Холодный ветер, серые и хмурые Саяны, снежные шапки на парапете. Видно и водохранилище, и посёлок энергетиков Черёмушки, и строительство берегового водосброса на правом берегу. А вон внизу и наш знакомый "айсберг". Отсюда, с высоты, видно, что он совсем не прилип к телу плотины, как казалось, а находится на крановой эстакаде, которая соединяет правое и левое перо разделительного устоя. То есть между этой глыбой льда, станцией и местом падения воды огромный промежуток.
По оценкам специалистов, сегодня ледовые нагрузки на крановую эстакаду составляют порядка 22 тысяч тонн. Но запас у неё ещё достаточно большой — способна выдержать вес 78 тысяч тонн. Она возводилась в строительные времена. В конце 70-х БелАЗы возили по ней бетон, а с момента достройки плотины эстакада нужна была для производства технологических работ в водобойном колодце. Но уже с 2006 года кран перестали использовать и демонтировали: решение было принято в связи с тем, что на его обслуживание требовалось много времени и затрат — проще было воспользоваться обычным гусеничным краном. Так что в принципе, даже если эстакада и прогнётся под массой льда (что полностью исключено), функционально станция от этого не пострадает.
— Расчёты по ледовой нагрузке мы проводим геодезическими измерениями, — рассказывает Николай Стефаненко. — Осматриваем с гребня плотины, с крыши машинного зала, с балкона. Мы смотрим, насколько лёд распространяется по ширине, и исходя из этого считаем объём образовавшейся наледи. Коэффициенты берём немного больше, чем они есть на самом деле. Связано это с тем, что тот лёд, который образовался, не плотный, как на речке или на озере, а рыхлый — у него плотность меняется от 0,6 до 0,8. Поэтому фактически получается, что нагрузка меньше, чем приводится в расчётах. И если посмотреть с гребня плотины, то наледь не представляет собой такую огромную глыбу, как говорилось во многих СМИ. Это достаточно изрезанная структура, которая постоянно размывается. Когда температура наружного воздуха повысится до плюс 8-10 градусов, пойдёт интенсивный размыв. Поэтому убирать каким-либо образом обледенение не имеет смысла. Кроме того, это небезопасно для находящихся там людей.
Что касается нагрузки в 25 тысяч тонн на водосливной части плотины, то она никакой угрозы устойчивости сооружения не несёт. Если сама плотина весит 20 с лишним миллионов тонн, то, сами понимаете, два десятка тысяч для неё — ничтожная масса. Кроме того, она даёт положительный эффект: закрывая низовую грань в виде "снеговой шубы", ледовые нарастания согревают плотину. А чем лучше она прогрета, тем больше упирается в берега — таким образом, снимается гидростатическая нагрузка.
Обледенение на всех конструкциях шло постепенно. Но в сильные морозы, которые ударили во время новогодних праздников, оно увеличилось. Сейчас на протяжении уже около двух недель ледовая нагрузка примерно одна и та же. Все разговоры по поводу закупорки водосливной части давно пора оставить на уровне фантастики: перекрыть отверстия невозможно даже теоретически. По поводу того, что будет, если какая-нибудь глыба упадёт, тоже беспокоиться не надо. Падающий лёд не сможет разрушить водобойный колодец: у льда плотность намного меньше, чем у воды, и он никогда не достигнет его дна, пролетев 18 метров. Если же кусок льда упадёт, то он поплывет со скоростью реки, поэтому никаких рисков, связанных с мостами, рыболовными хозяйствами и тем более с Майнской ГЭС, не существует.
Крыша машзала. В ноябре здесь велась интенсивная работа по борьбе со льдом. Были закуплены и установлены 70 калориферов, подогревающих крышу снизу, завезены мешки с бишофитом (природная соль, разъедающая наледь), работали скалолазные бригады. Тогда перо левобережного разделительного устоя было полностью обмёрзшее — на всю его длину протянулась огромная глыба льда в виде гигантской сосульки. Её ликвидировали механическим путём, после чего установили округлый шатёр, покрытый прочным брезентом. Сейчас льда нет ни на крыше, ни на пере. Был большой кусок, расположенный между телом плотины и пером устоя, но его недавно ликвидировали сотрудники МЧС с помощью специализированной техники.
— В следующую зиму такого льдообразования однозначно уже не будет, — заявляет Николай Стефаненко, — потому что, во-первых, будут запущены в эксплуатацию агрегаты, и вода будет проходить через них, а во-вторых, появится возможность пропускать воду через береговой водосброс. Мне непонятно, зачем псевдоспециалисты вводят в заблуждение людей, приводя какие-то свои доводы и расчёты. Например, пишут, что льдообразование скоро достигнет машинного зала и сметёт его, что вода падает в колодец и остывает. Или же: плотина покрыта снежной шапкой, и поэтому она охлаждается. Видимо, эти "независимые эксперты" плохо в школе учились и не знают элементарной физики. Я работаю на Саяно-Шушенской ГЭС с 1 ноября 1983 года. Всё это время занимаюсь диагностикой состояния гидротехнических сооружений. Наша служба мониторинга включает в себя 39 человек. Из них четыре кандидата наук. Сооружение находится в нормальном эксплуатационном состоянии и работает в нормальном режиме. В плотине свыше 11 тысяч датчиков, мониторинг проводится ежедневно. Нам нет смысла что-то скрывать, потому что мы сами живём в нижнем бьефе.
Убедившись в том, что наросший лёд действительно не может повлиять на состояние станции, мы отправились в машинный зал, где увидели, как идёт ход восстановительных работ.