Умные парни (сборник)

Для гидротехников ключевым является перепад воды перед плотиной. Колебания верхнего бьефа очень велики и достигают за сезон сорока метров, колебания температуры – от плюс тридцати до минус тридцати градусов. Это мощные факторы, но в эпоху индустриализации и гигантомании, когда проектировалась плотина, царило шапкозакидательство, на экологические факторы внимания не обращали. Саяно-Шушенская ГЭС – это гигантский «черный ящик», который живет по неизвестным людям законам.

Вопрос: Видел впечатляющую цифру: сумма гидростатических нагрузок на Саяно-Шушенскую ГЭС достигают 22 миллионов тонн – это состав из 500 тысяч цистерн, который каждое мгновение давит на плотину.

Ответ: В 1985 году в первом, самом высоком столбе плотины была выявлена трещина, которая шла от берега до берега. Сквозь трещину каждую секунду проходило 550 литров воды – подводная река.

Вопрос: На крыле самолета образуется много трещин, но это нормально. Прочность крыла характеризуется тем, как оно держит трещину.

Ответ: 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 из четырех столбов плотина надежно крепится к скальному дну лишь последним, четвертым столбом. То есть СШГЭС не работает как гравитационная плотина – только как арочная.

Самую большую опасность представляет сползание гребня плотины в сторону нижнего бьефа, то есть вниз по течению Енисея. Тело плотины состоит из 67 секций. В 2006 году зафиксировано смещение центральной 33-й секции на 142 миллиметра, за счет арочного эффекта необратимые деформации по гребню плотины составили 60 миллиметров. Что касается 18-й секции, где расположен пошедший вразнос второй агрегат, то на ней смещение составило 107 миллиметров, хотя симметричная 45-я секция по другому берегу сместилась всего на 97 миллиметров. Все это создавало в теле плотины чудовищные внутренние напряжения.

Согласно закону «О безопасности гидротехнических сооружений» смещение в 108 миллиметров является критическим для безопасности. То есть в 2006 году запас прочности составлял всего 1 миллиметр. Секция, где случилась авария, несколько лет работала на пределе. За три года смещение могло вырасти куда больше, чем на 1 миллиметр. По Закону надо было срочно снижать нагрузку, но в погоне за прибылью ее, напротив, увеличивали.

Вопрос: Смещения в десятки миллиметров несопоставимы с размерами плотины. Неужели есть способ уловить такие смещения?

Ответ: В плотине стоят 3 тысячи тензометров и 3 тысячи деформометров. Имеется 3 тысячи точек наблюдения за геодезией и 3 тысячи точек контроля за фильтрацией воды. На глубине 40 метров под дном Енисея закреплен якорь – реперная точка, относительно которой определяются смещения. Приведенные данные зафиксированы официально и признаны РусГидро. Итак, не подлежит сомнению, что год от года смещения росли и напряжения в теле плотины возрастали, особенно в верхних арочных поясах и в низовом клине, примыкающем к машинному залу.

Вопрос: Все это очень неприятно, но какое имеет отношение к тому, что второй агрегат пошел вразнос? Между телом плотины и машинным залом имеется разделительный шов в 50 миллиметров, чтобы плотина не входила в соприкосновение с техникой.

Ответ: В том-то и дело, что плотина постепенно наползала и наваливалась на машинный зал. Кроме того, соединение с машинным залом происходит через трубы-водоводы, по которым под давлением в 20 атмосфер сверху хлещет вода. Напряжения в теле плотины в итоге передаются гидроагрегату. Моя гипотеза состоит в том, что плотина навалилась на машинный зал и нарушила соосность агрегата. Центровка осей 2 700-тонного агрегата должна иметь точность в микроны! Началось биение и вибрации, которые заметили за сутки до аварии, но не сделали аварийной остановки. Агрегат пошел вразнос, что характерно при дисбалансе и нарушении соосности. В пользу гипотезы говорит то, что болты гидроагрегата, найденные в машинном зале, не только треснули, но и покрылись коррозией, то есть находились в сломанном состоянии достаточно давно.

Вопрос: Можете ли вы дать прогноз, как будет развиваться ситуация и продолжится ли сползание Саяно-Шушенской ГЭС?

Ответ: Не все факторы еще учтены. Масса гигантского водохранилища перед плотиной – миллиарды тонн. По моим расчетам, уже сейчас произошло проседание грунта под плотиной на 30 сантиметров – это новые напряжения. Не изучены последствия взрывов при строительстве берегового водосброса. Кроме того, непонятны глобальные воздействия гидроузла на земную кору и тектонические процессы. Это столь сложные задачи, что в США давно не строят больших ГЭС, ведь туже нагрузку можно снять с каскада станций средней мощности.

Но самая главная опасность состоит в том, что зимой, поскольку агрегаты не работают, водоводы промерзнут, перестанут подпирать плотину – и она может крепко навалиться и на другие агрегаты, которые пока остались в целости.