Журнал «Вокруг Света» №02 за 2010 год (2833)

Вопрос о строительстве дополнительного берегового водосброса, не предусмотренного проектом, обсуждался давно, но начало работ все время откладывалось. Главным образом, из-за непомерной стоимости объекта — 5,5 миллиарда рублей, что превышает годовую выручку от эксплуатации СШГЭС, составившую в самом урожайном 2006 году 3,9 миллиарда, и равно приблизительно трети стоимости всей станции. Но в 2005 году строительство началось, и первую очередь с пропускной способностью 4000 м3/с планируют завершить к июню 2010 года, то есть к периоду максимального заполнения водохранилища. Учитывая, что сброс воды  через водоводы турбин после аварии стал невозможен, это более чем своевременно. Иными словами, проблема сброса к лету 2010 года так или иначе будет решена, а вот состояние самой плотины вызывает большую тревогу.

Отрыв от дна

Еще в 1980-е годы в теле плотины появились глубокие трещины, некоторые от берега до берега, ее основание отошло от дна русла (специалисты это называют «раскрытием стыка плотина — скальное основание»). И, что самое неприятное, обнаружились явные признаки того, что доктор технических наук Владимир Тетельмин называет «сползанием плотины вниз».

Трещины, ответственные за просачивание воды через плотину (это называется фильтрацией), которое достигало в отдельные периоды 500 литров в секунду и приводило к размыванию бетона, возникли не только из-за ошибок проектировщиков, но и вследствие нарушения технологии строительства. Брызгалов отмечает в своей книге, что «бетонирование четвертого (низового) столба было выполнено с опозданием, длительное время напор воспринимался более тонкой, недостроенной по профилю плотиной». К середине 1990-х с трещинами худо-бедно научились справляться с помощью французской фирмы Solétanche Bachy, разработавшей технологию заливки полостей полимерным составом, но сам процесс не прекратился: «В русловых секциях, — пишет Тетельмин — раскрытие заинъектированных трещин увеличивается. Выполненная цементация обжала дефектную зону первого столба, заполнила пустоты и трещины, но не остановила процесс трещинообразования».

Главное же — не получается восстановить прочность сцепления плотины с основанием. Не вдаваясь в подробности, отметим, что плотина в настоящее время «держится» за дно максимум третью 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. Но не до конца, а каждый год, как утверждает Тетельмин, «на 1–2 мм все более сползает в сторону нижнего бьефа». Это смещение, измеренное по гребню плотины, к  настоящему времени составило на отдельных участках 100 миллиметров и более. Беда в том, что в разных секциях оно разное, из-за чего в теле плотины, по словам того же Тетельмина, возникли «чудовищные внутренние напряжения».

Четыре главных порока плотины

Во время большого паводка вода может перелиться через гребень плотины

Из-за несоблюдения технологии строителями сцепление плотины с основанием частично нарушилось

В теле плотины возникают внутренние напряжения, идет процесс трещинообразования

Плотина медленно деформирует земную кору, последствия чего непредсказуемы

Капризы земной коры

Еще одна группа проблем связана с реакцией пород и земной коры в районе станции на давление колоссальных масс воды и бетона. СШГЭС проектировалась с расчетом на 6–7балльные землетрясения. В 1988 году, после Спитака, расчеты сейсмической устойчивости плотины были проведены заново. Они показали, что она не боится и 8-балльного землетрясения. Вероятность такого события оценить трудно. Есть мнение, что давление провоцирует землетрясения, но имеются и данные, что оно как раз способствует снятию напряжений в земной коре и тем самым не позволяет развиться катастрофическому землетрясению. Мелкие же в районе плотины происходят постоянно.

Но Тетельмина куда больше землетрясений волнуют другие процессы, происходящие в земной коре. Она «в районе водохранилища под действием нагрузки медленно погружается в вязкое вещество подстилающей мантии... На периферии этих процессов происходит компенсационное поднятие земной коры. Приблизительные расчеты показывают, что за годы эксплуатации «стрела прогиба» толщи земной коры в районе створа плотины составляет около 30 см». К этому  надо прибавить и то, что «массив кристаллических сланцев под воздействием передаваемой от плотины сдвигающей нагрузки почти в 18 млн т испытывает необратимые пластические деформации».

Пороки системы