Ученые-гидротехники – Бурейской ГЭС
ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева исполняется 85 лет

ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева – один из крупнейших научных центров России, основная задача которого – осуществление научно-исследовательских, внедренческих, опытно-конструкторских работ в области гидротехнического, промышленного и гражданского строительства, а также водного хозяйства.

В этом году ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева отмечает свое 85-летие. Он был основан для решения проблем водохозяйственного строительства, а после реорганизации и присоединения в 1931 г. ряда организаций стал ведущим научно-исследовательским институтом страны по проблемам гидроэнергетики и энергетического строительства.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований института применялись при строительстве и эксплуатации большинства энергетических объектов бывшего СССР, а также на ряде зарубежных объектов (Германия, Иран, Болгария, Кипр, Куба и др.).

Одним из важных энергетических объектов как для ВНИИГ, так и для хозяйства страны в целом является Бурейская ГЭС. С начала 80-х годов работы, связанные с ее созданием, занимают особое место в деятельности ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. Бурейская ГЭС – первая крупная гидроэлектростанция России, введенная в строй в XXI веке. Ей суждено было пережить в стадии строительства тяжелый период 1990-х годов, застыть в безвременье, а затем возродиться, дав толчок развитию российскому машиностроению и исследованиям в области гидроэнергетики.

На основании анализа отечественного и зарубежного опыта, экспериментальных и расчетно-теоретических исследований специалистами ВНИИГ внесены инновационные предложения, которые уже внедрены или находятся в состоянии внедрения. В этих исследованиях можно выделить три основных направления: во-первых, это изучение режимов пропуска расходов для определения условий эксплуатации строительных глубинных водосбросов и для выбора новых конструктивных решений поверхностного водосброса, во-вторых, это разработка технологий и материалов для бетонных работ и, наконец, это исследования в области надежности и безопасности гидротехнических сооружений.

Для работ, проводимых во ВНИИГ характерен комплексный подход к решению поставленных задач. Это расчетно-теоретические проработки, лабораторные и модельные исследования, апробация в производственных условиях предлагаемых технических решений.

Специалистами ВНИИГ были выполнены обширные гидравлические исследования, касающиеся пропуска расходов воды и льда, разработаны методы математического моделирования для определения режимов пропуска расходов в летний и зимний периоды при работе различного числа агрегатов, обоснованы предложения по реконструкции проточного тракта строительного глубинного водосброса.

Сложные природно-климатические условия предъявляют особые требования к обеспечению надежной работы гидромеханического оборудования. ОАО «ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева» совместно с СПКТБ «Ленгидросталь» разработана система обогрева гидромеханического оборудования гидросооружений на основе греющих элементов
из композиционных резистивных материалов. На Бурейской ГЭС смонтирована и находится в рабочем состоянии система обогрева двух сегментных затворов строительных глубинных водосбросов.
Напорный фронт Бурейского гидроузла представлен бетонной плотиной «составного» профиля: во внутреннюю зону бетонной плотины укладывается укатанный бетон, в наружные зоны – высокомарочный вибрируемый бетон.

При проектировании Бурейской плотины был востребован опыт ВНИИГ как одного из основных участников (совместно с ОАО «Гидропроект» и «Нарынгидроэнергостроем») проектирования и строительства первой в Советском Союзе плотины из укатанного бетона – плотины Ташкумырского гидроузла (Киргизия). Положительные результаты, полученные на этом объекте, позволили рекомендовать и для Бурейской ГЭС высотой 140 м вариант с использованием укатанного бетона, что привело к сокращению стоимости сооружения.
Следует отметить, что это был первый в мировой практике опыт применения укатанного бетона в суровых климатических условиях с отрицательной среднегодовой температурой для сооружения такого класса. Специалистам ВНИИГ вместе с проектировщиками и строителями приходилось решать ряд сложных проблем, связанных с вопросами обеспечения качества кладки из укатанного бетона в условиях сезонности производства бетонных работ.

Еще на стадии проектирования ВНИИГ были разработаны базовые составы для основных марок бетона плотины. В связи с большим перерывом в строительстве основных сооружений и переходом экономики страны на рыночные отношения произошла смена заводов-поставщиков цемента и используемых добавок, что привело к необходимости корректировки проектных составов бетона с учетом реальных свойств используемых цементов. При этом были выполнены обширные исследования по выбору цементов, наиболее пригодных для условий строительства плотины Бурейской ГЭС.
Разработки по высокомарочным бетонам ведутся полным ходом, лабораторные исследования в значительной степени уже выполнены. Сейчас на очереди апробация предполагаемых технических решений на опытных блоках, результаты исследований на которых помогут выбрать оптимальные решения по составам бетонов и технологии бетонирования водосливов. Для вибрируемых бетонов во ВНИИГ выполнен большой комплекс исследований, направленных на повышение технологических свойств бетонных смесей и прочностных свойств бетона при морозных и кавитационных воздействиях. Исследования позволяют применить в конкретных производственных условиях Бурейской ГЭС ряд современных методов и технологий при производстве бетонных работ.
ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева выполняет анализ состояния бетонных массивов Бурейской ГЭС по результатам инструментальных и визуальных наблюдений.
Большое внимание уделено вопросам температурного регулирования бетонной кладки как одного из важнейших факторов, определяющих надежную и долговечную эксплуатацию бетонных сооружений. Проводятся расчетные исследования температурного режима и термонапряженного состояния бетонной кладки, на основе которых назначаются параметры температурного регулирования бетона, обеспечивающие термическую трещиностойкость бетона при различных условиях бетонирования.

С целью обеспечения надежности сооружения Бурейской ГЭС в период строительства и эксплуатации ВНИИГ разрабатывается система мониторинга за состоянием системы «плотина – основание», в рамках которого создается информационно-диагностическая система с автоматическим съемом показаний для оценки уровня безопасности сооружения и его элементов, а также анализа причин отклонений от нормального состояния. Начата опытно-промышленная эксплуатация первой очереди системы.

В декабре 2003 г. сдана в опытно-промышленную эксплуатацию первая очередь автоматизированной системы сейсмометрического контроля (АССК), предназначенная для регистрации землетрясений природного и техногенного характера и оценки их влияния на работу основных сооружений Бурейской ГЭС. В АССК используется разработанный ВНИИГ Комплекс сейсмометрических наблюдений измерительный. Анализ функционирования АССК за прошедшее время показывает, что система работает устойчиво. Подобные системы с успехом могут быть использованы для оперативного контроля за высотными зданиями в крупных промышленных центрах, где указанные здания подвергаются техногенным воздействиям от городского транспорта, в частности от проходящих рядом поездов метрополитена и железных дорог.

Бурейская ГЭС является весьма ответственным с экономической, экологической и социальной точек зрения объектом, поэтому к постановке и результатам научных исследований, к их дальнейшей реализации на строительстве предъявляются особо жесткие требования, что в свою очередь предопределяет необходимость разработки новых способов, методов ведения исследований, новых конструкций и компоновочных решений, материалов и технологий и т. д. Словом, специалисты ВНИИГ не остановятся на достигнутом.

Многолетний опыт работы с большинством энергетических объектов России, богатый научно-технический потенциал, высокая квалификация сотрудников ВНИИГ – все это позволяет с уверенностью утверждать, что в России уже имеются предпосылки для создания ГЭС, ни в чем не уступающих лучшим мировым образцам.

М. Р. Рощина
ОАО «ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева»

СПб, Гжатская ул., 21
Тел. (812) 535-5445,
факс 535-6720
E-mail: