Text
                    

МИНИСТЕРСТВО ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ СССР ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО за 40 лет (1917—1957 гг.) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКВА 1958 ЛЕНИНГРАД
ПОДГОТОВЛЕНО к ИЗДАНИЮ московским ФИЛИАЛОМ ИНСТИТУТА „ОРГЭНЕРГОСТРОРГ Редакционная коллегия: Беляков А. А., Грошев Н. И., Носов Р. П., Подъяков А. С., Роговин Н. А. Стеклов В. Ю., Эристов В. С. (ответственный редактор). Редактор О. Н. Тистрова. Техн, редактор А. М. Фридкин Сдано в производство 31/1 1958 г. Подписано к печати 8/1П 1958 г Бумага 84х1081/1в 41 п. л. Уч-изд. л. 48 Тираж 5 000 экз’ Т-01567 Цена в переплете № 7—26 р. 50 к. Зак 105Е Типография Госэнергоиздата. Москва, Шлюзовая наб., 10
ЛОГИНОВ Ф. г. Заместитель министра электростанций СССР ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО СССР — ВАЖНЕЙШАЯ БАЗА КОММУНИСТИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Коммунистическая партия и Советское пра- вительство постоянно уделяли и уделяют пер- востепенное внимание делу электрификации. Провозгласив лозунг: «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны», Владимир Ильич Ленин гени- ально предопределил пути развития народного хозяйства нашей страны, коренную перестрой- ку народного хозяйства на базе электрифика- ции. Уже в первые годы Советской власти в труднейших условиях хозяйственной разрухи и гражданской войны по указанию Ленина было начато сооружение Волховской гидро- электростанции, Шатурской и Каширской теп- ловых электростанций. Планом ГОЭЛРО, одобренным в декабре 1920 г. VIII Всероссийским съездом Советов, предусматривалось строительство 30 крупных районных электростанций. Задания плана ГОЭЛРО были досрочно выполнены уже к '1931 г. Претворяя в жизнь ленинские планы элек- трификации страны, советский народ за 40 лет Советской власти добился больших успехов по созданию мощной энергетической базы. Мощность всех электростанций страны по сравнению с дореволюционной увеличилась более чем в 37 раз, достигнув к началу 1957 г. 43 млн. кет. В одном лишь >1956 г. на элек- тростанциях СССР введено около 5,5 млн. кет мощности. Производство электроэнергии за 40 лет увеличилось в 94 раза, составив к началу 1957 г. 192 млрд, кет • ч. В настоящее время электростанции СССР за один месяц вырабатывают столько элек- троэнергии, сколько вырабатывали электро- станции дореволюционной России в течение 8,5 лет. Для создания мощной энергетической ба- зы советские энергостроители проделали ог- ромную работу. Лишь за 5 лет— 1951 —1955 гг. — на строительствах электростанций и сетей было переработано около 780 млн. м? земли, уложе- но 19,6 млн. ж3 бетона, смонтировано свыше 1,1 млн. м3 сборных железобетонных конст- рукций и более .1,5 млн. т металлоконструкций. Неуклонный рост объемов основных строи- тельных работ характеризуется следующими данными: Виды работ Г оды 1940 1950 1955 I960 Земляные, млн. л/3 . . . . 1,46 39,84 198,47 177,0 Бетонные, тыс. ж3 . . . . 64,8 1 449 6 836 9 400 Монтаж металлоконструк- ций, тыс. m 3,5 84,7 482,1 510 Значительно возросли объемы земельно- скальных работ на отдельных стройках. Строительства Годы строи- тельства Объемы работ, млн. м3 Всего В том числе выемка насыпь. Днепрострой 1927—1932 3,4 — — Каховской ГЭС .... 1950—1955 30 17 13 ГорьковГЭСстрой . . . 1948—1955 50 21 29 Куйбышевгидрострой 1950—1957 156 76 80 При сооружении уникальной намывной земляной плотины Мингечаурской ГЭС длиной по гребню 1 500 м и высотой 81 м объем на- мытого грунта составил 14,1 (млн. м\ суточ- ная интенсивность намыва доходила до 3
20 тыс. м3. При сооружении земляной плоти- ны Цимлянского гидроузла объемом 29,7 млн. м3 годовая интенсивность работ (1951 г.) достигла 25 млн. ж3, а суточная — до 205 тыс. ж3. На строительстве Куйбышевской ГЭС наи- большие интенсивности намыва уже составля- ли: годовая — 28,3 млн. ж3, месячная — 5,4 млн. ж3 и суточная — 300 тыс. ж3. Значительно увеличились и интенсивности земляных работ, выполняемых сухим спосо- бом. Фактическая выработка грунта на 1 ж3 емкости ковша с 42,6 тыс. ж3 в 1947 г. подня- лась к 1956 г. до 104 тыс. ж3. На строительстве Иркутской ГЭС этот показатель составил 128,5 тыс. ж3, Каховской ГЭС — 200 тыс. ж3. Рост объемов бетонных работ на отдель- ных стройках гидроэлектростанций и интен- сивностей этих работ характеризуется следую- щими цифрами: Строите тьства Годы строитель- ства Объем бето- на, тыс. № Интенсивности работ, тыс. jh3 о к о ГО U со месяч- ная суточ- ная Днепрострой . . 1927—1932 1 180 518 110,6 5,5 Волгострой . . . 1935 — 1941 1 995 801 117,6 8,7 Цимлянской ГЭС 1948—1952 1 980 1 280 151 8,5 Куйбышевгидро- строй 1950—1957 7 600 3 156 395 19,05 Если до 1930 г. бетонные работы счита- лись сезонными и производились за редким исключением лишь в теплое время года, то в последние годы в зимних условиях выпол- няется около трети общего объема бетонных работ. Выполнение огромных объемов работ в сжатые сроки стало возможным благодаря ос- нащению энергетических строек высокопроиз- водительными машинами и внедрению новых прогрессивных методов производства строи- тельно-монтажных работ. За 1951—1956 гг. на стройках электростан- ций и электросетей количество экскаваторов увеличилось в 2,7 раза, автомобилей-самосва- лов— в 2 раза, плавучих земснарядов — в 1,6 раза, бетономешалок—в 4,8 раза, бетонона- сосов — в 4,7 раза, различных кранов — в 3,5 раза. Одновременно произошли и большие ка- чественные изменения парка строительных машин. Стало значительно больше экскавато- ров с ковшами емкостью 2 и 3 ж3, появились шагающие экскаваторы-драглайны с ковшами 4 емкостью 4, 10 и 14 ж3 при длине стрел соот- ветственно 40, 75 и 65 ж. Широкое применение получили мощные автомобили-самосвалы гру- зоподъемностью 10 и 25 т. Были созданы и нашли широкое примене- ние высокопроизводительные землесосные сна- ряды 500-60 и 1000-80. В 1950—1955 гг. на стройках гидроэлек- тростанций были сооружены высокопроизводи- тельные автоматизированные бетонные заводы с бетономешалками емкостью 2 400 л. Были созданы и прошли испытания в производст- венных условиях бетонные заводы непрерыв- ного действия (Свирьстрой, НарваГЭСстрой, Куйбышевгидрострой). За 1951—1955 гг. уровень комплексной ме- ханизаци работ возрос: земляных — с 62,2 до 95,6%; бетонных — с 66,5 до 94,5%; по мон- тажу металлоконструкций — с 79 до 92,8%. В числе новых прогрессивных методов про- изводства работ, внедренных в гидроэнерго- строительство, следует назвать вибропогруже- ние шпунта, впервые примененное в 1950 г. на строительстве Г орьковской ГЭС, безэстакад- ный намыв земляных сооружений, обеспечив- ший резкое сокращение вспомогательных ра- бот и экономию большого количества лесома- териалов, бестранспортную схему разработки грунта при помощи экскаваторов-драглайнов. Большим достижением гидроэнергрстроите- лей явилось успешное освоение перекрытия многоводных судоходных рек с наплавных мостов (Усть-Каменогорская, Камская, Горь- ковская, Куйбышевская, Каховская и Иркут- ская ГЭС). Разработка конструкций и строительство совмещенных типов гидротехнических соору- жений и, в первую очередь, зданий ГЭС поз- волили сократить объемы бетонных работ и снизить стоимость строительства. В наращи- вании темпов укладки бетона большое значе- ние имели мероприятия по увеличению блоков бетонирования (на Каховской ГЭС объем бло- ков достигал 9 000 ж3, а площадь—1 100 ж2)' и индустриализации бетонных работ (широкое внедрение армокаркасов, армоопалубочных и армоо'болочных блоков, применение железобе- тонных плит-оболочек). Большое значение в ускорении строитель- ства гидроэлектростанций сыграли методы совмещения строительных и монтажных ра- бот, что способствовало уменьшению общего времени монтажа на 20—25% и организации монтажных работ широким фронтом. При сооружении многоагрегатных гидроэлектро- станций освоен крупноблочный монтаж гидро- агрегатов, позволивший сократить продолжи-
тельность монтажных работ и ускорить пуск гидроэлектростанций. В последние годы значительно расширилось применение сборного железобетона при строи- тельстве тепловых электростанций. Сборные железобетонные конструкции применяются при сооружении каналов технического водо- снабжения, проходных туннелей, кабельных каналов, междуэтажных и кровельных пере- крытий. Стеновое ограждение, ранее выпол- нявшееся из кирпича, на ряде тепловых элек- тростанций выполнено из крупных стеновых панелей (Верхне-Тагильская и Ворошилов- градская ГРЭС, Ленинградская ТЭЦ в Москве и др.). Имеется уже опыт сооружения из крупных железобетонных элементов главных корпусов (Кировская ТЭЦ в Ленинграде, Ва- силевическая ГРЭС в БССР, Симферопольская ГРЭС). На строительствах районных электро- станций в 1956 г. было применено 546 тыс. ж3 сборных железобетонных конструкций. При сооружении ряда тепловых электро- станций успешно применен крупноблочный монтаж котельного оборудования. Если мон- таж котла производительностью 230 т/ч обыч- ным-способом длится свыше 6 мес., то с пере- ходом на блочные методы ведения монтажных работ длительность монтажа такого котла со- кратилась до 3—3,5 мес. Применение сборного железобетона, внед- рение потока и значительное совмещение строительных и монтажных работ, крупно- блочный монтаж котельного оборудования позволили значительно сократить сроки вво- да первых агрегатов тепловых электростанций до 3,5 лет с последующим завершением ввода остальных агрегатов ТЭС мощностью 300— 400 тыс. кет в 1 —1,5 года. На одной из тепло- вых электростанций был достигнут ввод в экс- плуатацию в течение одного года четырех тур- бин мощностью по 100 тыс. кет и семи котлов производительностью 230 т/ч. При сооружении электросетей в целях ин- дустриализации строительных работ и эконо- мии материалов начали применяться металли- ческие и железобетонные подножники, фунда- менты из сборного железобетона, свайные фун- даменты, железобетонные опоры из центри- фугированных труб. Для погружения железо- бетонных свай сконструирован и успешно при- меняется специальный сваевдавливающий агрегат, а также вибропогружатели. При со- оружении ЛЭП широко применяются различ- ные механизмы: телескопические вышки, буро- вые машины. Для ускорения строительства электросетей и снижения его стоимости большое значение имеет применение механизированных колонн. Большая программа энергетического строи- тельства должна быть осуществлена в шестой пятилетке. Характерными особенностями энергострои- тельства в текущей пятилетке явятся: соору- жение мощных и сверхмощных электростан- ций, сдвиг строительства в восточные районы и сооружение атомных электростанций. Быстрое наращивание энергетических мощ- ностей может быть достигнуто путем перехода на строительство крупных тепловых электро- станций с агрегатами большой мощности на высоких и сверхвысоких параметрах пара. Уже начато строительство непосредственно в районах добычи топлива станций мощностью 900—1 200—1 500 тыс. кет, с турбоагрегатами мощностью по 150 и 200 тыс. кет и котлами большой производительности. Первой из таких электростанций, введенной в эксплуатацию, является Южно-Уральская ГРЭС. Существенной особенностью энергетическо- го строительства в шестой пятилетке является сооружение в ряде районов страны электро- станций, использующих энергию атома. Уже развернуты работы по проектированию и строи- тельству мощных атомных электростанций. XX съезд КПСС наметил на шестое пяти- летие величественную программу гидроэнер- гетического строительства. Советский Союз располагает большими и разнообразными энергетическими ресурсами (твердое топливо, нефть, природный газ и гид- роресурсы), запасы которых к началу 1956 г. оценивались в 1 590 млрд, т условного топли- ва. Почти третья часть этих запасов прихо- дится на гидроэнергоресурсы. Вместе с тем степень их использования пока еще крайне не- значительна (всего 1,7%). Очевидно, значительные запасы топливных ресурсов страны, с одной стороны, и большие капитальные вложения в строительство гидро- электростанций по сравнению с тепловыми станциями — с другой, наталкивают некото- рых не вполне компетентных специалистов на мысль о снижении темпов нашего гидроэнерге- тического строительства. Эти специалисты забывают, что гидроре- сурсы, постоянно возобновляемые самой при- родой, являются наиболее дешевым видом энергетических ресурсов и что гидроэлектро- станции вырабатывают самую дешевую элек- троэнергию, стоимость которой в 4—5 раз ни- же стоимости электроэнергии тепловых элек- тростанций. При этом они также не учитывают большого положительного влияния гидроэлек- тростанций на другие отрасли народного хо- зяйства и значение их при работе в энергети- ческих системах. 5
Благодаря низкой стоимости гидроэлектро- энергии и комплексному характеру использо- вания гидроресурсов при сооружении гидро- электростанций последние окупают себя в са- мые короткие сроки. Использование гидроэнергетических ресур- сов и выработка гидростанций в капиталисти- ческих странах и СССР характеризуется при- водимыми ниже данными. Страны Г идроресурсы, МЛРД. КвТП'Ч % использования Выработка электро- энергии за 1955 г. Ввод мощности на ГЭС за 1950—1955 гг., млн. кет общая, МЛРД. КВТП'Ч на ГЭС, млрд, квт-ч уд. вес гидро- электроэнер- гии СССР .... 1 700 1,4 170,2 23,2 13,6 2,77 США .... 491 23,7 624,9 116,0 18,6 7,00 Канада .... 325 24,2 81,0 77,0 95,0 3,60 Англия .... 5,5 27,5 89,2 1,5 1,7 Нет све- дений ФРГ 23,0 56,5 72,3 11,8 16,4 0,68 Япония .... 70,0 69,5 65,1 48,5 74,5 2,35 Франция . . . 67,5 38,3 49,7 25,6 51,5 2,08 Италия .... 55,0 52,3 38,1 21,3 81,0 2,70 Швеция . . . 80,0 30,7 24,8 21,6 87,0 1,68 Норвегия . . . 128,0 17,2 23,6 23,4 99,0 1,27 Швейцария . . 35,0 43,0 15,5 15,4 99,5 0,80 Из таблицы видно, что СССР, являясь одной из богатейших стран мира ПО запасам гидроэнергии, стоит на последнем месте среди экономически развитых стран по степени ис- пользования гидроресурсов и значительно усту- пает им по абсолютной величине выработки гидр оэлектр оэнер гии. Во всех странах мира при самых разнооб- разных сочетаниях запасов топливных и гид- роэнергетических ресурсов и степени их ис- пользования не намечается свертывания гид- роэнергетического строительства. Дальнейшее развитие энергетической базы СССР должно идти по пути широкого строи- тельства гидроэлектростанций в соответствии с программой, намеченной в решениях XX съез- да КПСС, с одновременным развертыванием строительства мощных районных тепловых электростанций и сооружением атомных элек- тростанций. Только правильное сочетание развития гидроэнергетики с развитием тепловой элек- троэнергетики позволит обеспечить народное хозяйство страны в необходимом количестве качественной электроэнергией. Основные показатели перспективного плана развития народного хозяйства СССР приведе- ны в докладе товарища Н. С. Хрущева на юби- лейной сессии Верховного Совета СССР. В 1972 г. выработка электроэнергии должна до- стигнуть 800—900 млрд, кет • ч, соответственно этому мощность электростанций достигнет 180 млн. кет. Важнейшее значение для правильного раз- мещения производительных сил страны имеет повсеместное развитие электроэнергетической базы. Вместе с тем интересы дальнейшего подъема промышленности и борьбы за техни- ческий прогресс настоятельно требуют всемер- но использовать богатейшие водноэнергетиче- ские ресурсы сибирских рек. Этим объясняет- ся развертывание стройтельства мощных и сверхмощных гидроэлектростанций в восточ- ных районах: Бухтарминокой на Иртыше, Но- восибирской на Оби, Братской на Ангаре, Красноярской на Енисее. Если до начала шестой пятилетки гидро- электростанции в основном были размещены в европейских районах, и количество станций, построенных в районах Сибири и Средней Азии, по установленной мощности составляло лишь 15—17%, то с вводом в эксплуатацию всех начатых строительством (по состоянию на 1/1 1956 г.) станций удельный вес гидро- электростанций Сибири и Средней Азии по вы- работке увеличится до 40%. Энергетическое строительство за прошед- шие годы успешно развивалось на базе спе- циализации. Успехи, достигнутые в энерго- строительстве, явились результатом создания специализированных строительно-монтажных организаций со сложившимися коллективами рабочих и инженернс-технических работников, имеющих большой практический опыт по соо- ружению тепловых и гидравлических электро- станций и сетей. В настоящее Время в связи с перестройкой управления промышленностью и строительст- вом важнейшее значение приобретают мощные с п еци ал изиро в анные с трои тел ьно -м опт аж н ые организации, оснащенные высокопроизводи- тельными машинами и механизмами. Только организации, имеющие большой опыт по строи- тельству сложных гидротехнических сооруже- ний, мощных тепловых электростанций и элек- тросетей, в состоянии успешно выполнить боль- шую программу энергетического строительства, намеченную на шестое пятилетие. Перед советскими энергостроителями, с честью выполнявшими на протяжении 40 лет ленинские заветы по электрификации страны, стоят сложные и вместе с тем почетные задачи по дальнейшему развитию энергетической ба- зы коммунистического строительства. Советские энергостроители накопили бога- тый опыт по строительству и монтажу элек- тростанций и сетей, обобщению которого и по- священ настоящий сборник.
НЕКРАСОВ А. М. Начальник Технического управления МЭС ЛОШАК В. О. Начальник Технического отдела Эксплуатаци- онного управления МЭС СТЕКЛОВ В. Ю. Заместитель директора М. Ф. института „Оргэнергострои“ 40 ЛЕТ СОВЕТСКОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ В ноябре 1957 г. советский народ и все про- грессивное человечество отмечали сорокалетие Великой Октябрьской социалистической рево- люции, открывшей новую эру в истории чело- вечества— эру социализма и коммунизма. Великий основоположник советского госу- дарства В. И. Ленин неоднократно указывал на решающую роль электрификации в постро- ении социалистического общества. «Коммунизм, — говорил Ленин, — предпо- лагает Советскую власть, как политический орган, дающий возможность массе угнетенных вершить все дела, — без этого коммунизм не- мыслим... Этим обеспечена политическая сторона, но экономическая может быть обеспечена только тогда, когда действительно, в русском проле- тарском государстве будут сосредоточены все нити крупной промышленной машины, по- строенной на основах современной техники, а это значит — электрификация» Г.. И совершенно естественно, что когда перед молодым советским государством встали за- дачи хозяйственного строительства, взгляд Ле- нина устремился в сторону электрификации, в которой он видел материальную базу социа- лизма. Уже в апреле 1918 г. всего лишь через 5 месяцев после победы Великой Октябрьской социалистической революции Ленин в своем наброске плана научно-технических работ пред- лагал создать ряд комиссий «...для возможно более быстрого составления плана реоргани- зации промышленности и экономического подъема России». Ленин особо подчеркивал, что при составлении этого плана необходимо «Обращение особого внимания на электрифи- кацию промышленности и транспорта и при- менение электричества к земледелию. Исполь- зование непервоклассных сортов топлива (торф, уголь худших сортов) для получения электрической энергии с наименьшими затра- тами на добычу и перевоз горючего. Водные силы и ветряные двигатели вообще и в применении к земледелию» Г Гениальный замысел Ленина о составлении плана электрификации, который только наме- чен в наброске плана научно-технических ра- бот, реализуется в жизнь в 1920 г. Ленинский план электрификации — план ГОЭЛРО В январе 1920 г., когда в результате герои- ческих побед Красной армии и провала интер- венции положение пролетарского государства упрочилось и появилась возможность обратить внимание на дело хозяйственного строитель- ства, Ленин выдвинул задачу составления плана электрификации. В своем письме к Г. М. Кржижановскому он писал: «Нельзя ли добавить план не технический (это, конечно, дело многих и не скоропали- тельное) , а политический или государствен- ный, т. е. задание пролетариату? Примерно: в 10 (5?) лет построим 20—30 (30—50?) станций, чтобы всю страну усеять центрами на 400 (или 200, если не осилим больше) верст радиуса; на торфе, на воде, на 1 В. И. Ленин, Соч., т. 31, стр. 392. 1 В. И. Л е н и н, Соч., т. 27, стр. 288—289. 7
Рис. 1. Карта плана ГОЭЛРО. сланце, на угле, на нефти (примерно перебрать Россию всю с грубым приближе- нием). Начнем-де сейчас закупку необходи- мых машин и моделей. Через 10 (20?) лет сделаем Россию «электрической». Я думаю, подобный «план» — повторяю, не технический, а государственный — проект плана, Вы бы могли дать» Заседавшая в феврале 1920 г. Сессия ВЦИК приняла резолюцию о разработке пла- на электрификации. Была создана комиссия по электрификации России (ГОЭЛРО) во главе с Г. М. Кржижа- новским. Членами комиссии были: И. Г. Алек- сандров, Г. О. Графтио, К. А. Круг, Б. И. Уг- 1 В. И. Ленин, Соч., т. 35, стр. 370. римов, М. А. Шателен, Л. К- Рамзин и др. В результате работы комиссии ГОЭЛРО в конце 1920 г. к VIII Всероссийскому съезду Советов был подготовлен «План электрифи- кации РСФСР». План ГОЭЛРО явился первым единым на- роднохозяйственным планом Советского госу- дарства — планом создания материально-тех- нической базы социализма. В части развития электроэнергетического хозяйства план ГОЭЛРО состоял из двух про- грамм: программы «А» и программы «Б». Первая программа была составлена для наи- более рационального восстановления и рекон- струкции довоенного электрохозяйства, а вто- рая была планом строительства новых элек- трических станций. 8
Программа «Б» плана ГОЭЛРО намечала сооружение 30 крупных районных электро- станций общей установленной мощностью в 1 750 Мет (табл. 1). Таблица 1 Районы Северный Центрально-про- мышленный Южный Поволжье Урал Кавказ Сибирь и Турке- стан 4 6 5 4 4 4 3 195 360 560 120 210 155 150 По всем районам 1 750 Наименование электростанций Уткина заводь (ГРЭС), Волховская, Нижне- Свирская и Верхне- Свирская ГЭС Ивановская, Горь- ковская, Шатурская, Каширская, Епифанская и Белгородская Штеровская, Лиси- чанская, Гришинская, Белокалитвенская и Днепровская ГЭС Саратовская, Сталин- градская, Кашпирская и Свияжская Кизеловская, Челя- бинская, Егоршинская и Чусовская ГЭС Краснодарская, Гроз- ненская, Терская и Ку- банская ГЭС Алтайская, Кузнецкая и Туркестанская ГЭС План предусматривал гармоничное сочета- ние гидроэлектрических и тепловых электро- станций: намечалось сооружение 10 гидроэлек- трических станций общей мощностью 640 Мет и 20 тепловых электростанций общей мощ- ностью 1 110 Мет. План ГОЭЛРО предусматривал значитель- ное опережение темпов ввода электроэнерге- тических мощностей. Так, если общий рост промышленной продукции намечался на 80— 100% по сравнению с довоенным уровнем, то мощность районных электрических станций должна была возрасти за тот же период почти в 40 раз. План ГОЭЛРО намечал рациональное рас- пределение электростанций по территории Со- ветской России как важнейший фактор рав- номерного размещения производительных сил в стране. Однако план электрификации СССР не был только планом электростроительства. Это был план электрификации страны в широком смысле этого слова. План ГОЭЛРО — первый народнохозяйственный план страны Советов, намечавший создание материально-техниче- ской базы социалистического общества. Единственным путем для создания такой базы были проведение последовательной элек- трификации всей страны и перевооружение всего народного хозяйства на основе передо- вой современной техники — техники электри- чества. Поэтому план включал программу раз- вития промышленности, транспорта и сельско- го хозяйства на базе электрификации. Реали- зация плана рассчитывалась на 10—15 лет в зависимости от общего хода развития народ- ного хозяйства. VIII Всероссийский съезд Советов в декаб- ре 1920 г. рассмотрел план ГОЭЛРО. В своем докладе о деятельности СНК Ленин, назвав план ГОЭЛРО второй програм- мой нашей партии, сказал: «Наша программа партии не может оставаться только програм- мой партии. Она должна превратиться в про- грамму нашего хозяйственного строительства, иначе она негодна и как программа партии. Она должна дополниться второй программой партии, планом работ по воссозданию всего народного хозяйства и доведению его до со- временной техники... Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны... Только тогда, когда страна будет электрифицирована, когда под промышленность, сельское хозяйст- во и транспорт будет- подведена техническая база современной крупной промышленности, только тогда мы победим окончательно» Г VIII съезд Советов единодушно одобрил план ГОЭЛРО, оценив его как «Первый шаг важного хозяйственного начинания». Трудящиеся Советского Союза под руко- водством Коммунистической партии разверну- ли борьбу за выполнение ленинского плана электрификации страны, положив его в осно- ву своей хозяйственной деятельности. Выполнение плана ГОЭЛРО Осуществление плана ГОЭЛРО началось в исключительно тяжелых условиях экономи- ческой разрухи, вызванной первой империали- стической войной, гражданской войной и ин- тервенцией. Русское электрохозяйство и электропро- мышленность, как и вся промышленность цар- ской России, были технически отсталыми и экономически зависели от передовых капита- листических стран. Суммарная мощность элек- трических станций России составила в 1913 г. 4,1 млн. кет, а выработка 1,95 млрд, квт-ч. По уровню развития электроэнергетики Рос- сия далеко отставала от передовых капитали- стических стран. По производству электриче- 1 В. И. Л е н и н, Соч., т. 31, стр. 482, 484. 9
ской энергии Россия находилась на одном из последних мест -в мире. Потребление на душу населения в 1913 г. составляло всего лишь 14 квт-ч в год. В 1913 г. Россия вырабатывала почти в 15 раз меньше электроэнергии, чем США. Большинство электрических станций и за- водов, производящих энергетическое оборудо- вание, принадлежало иностранным капитали- стам. Отсутствие собственной промышленной базы и закабаление энергетики иностранным капиталом привели к низкому техническому уровню электрохозяйства. Средняя мощность электростанций царской России равнялась всего 1,4 Мет. На электростанциях еще широ- ко применялись паровые машины, двигатели внутреннего сгорания и локомобили. На паро- турбинных станциях были в основном установ- лены жаротрубные и цилиндрические котлы низкого давления. Высоковольтные линии электропередачи были развиты крайне незна- чительно. За годы первой мировой войны, иностран- ной военной интервенции и гражданской войны энергохозяйство страны пришло в окончатель- ный упадок. Отрезанные от источников дальне- привозного и импортного топлива электростан- ции работали с большими перебоями. Произ- водство электроэнергии в 1920 г. упало почти в 4 раза, составляя всего 520 млн. кет - ч. За- воды энергетической промышленности потеряли квалифицированные кадры, остались без тех- нической проектной и лабораторной базы и в большинстве своем бездействовали. В таких условиях трудящиеся Советского Союза вынуждены были начать работы по электрификации страны. Первым шагом Советского государства бы- ла национализация крупнейших электростан- ций и заводов электропромышленности (де- кабрь 1917 — июнь 1918 г.). Одновременно с проведением .национализации энергохозяйства Советское правительство готовилось к началу строительства новых электростанций. В декабре 1917 г. В. И. Ленин дал указа- ние об организации Шатурстроя и разработке шатурских торфяных массивов, которые долж- ны были быть топливной базой Шатурской ГРЭС. В начале 1918 г. по инициативе В. И. Ленина был поднят вопрос о строитель- стве Волховской гидроэлектростанции. В марте 1919 г. по указанию В. И. Ленина была выбрана площадка для строительства второй крупной подмосковной электростан- ции — Каширской ГРЭС. В. И. Ленин лично оказывал огромную помощь строительству первых электрических станций (Шатурской, Каширской, Волховской и др.). В июле 1922 г. была пущена Каширская ГРЭС — первая в СССР электростанция на пылеугольном топливе, работающая на под- московном угле. В октябре того же года был проведен пробный пуск электростанции «Ут- кина Заводь» (ГРЭС «Красный Октябрь») в Ленинграде. В июле 4924 г. пущена в эксплуатацию Кизеловская ГРЭС, в ноябре 1925 г. Нижего- родская (ныне Горьковская) ГРЭС и декабре Рис. 2. Каширская ГРЭС (введена в 1922 г.у 10
Рис. 3. Шатурская ГРЭС (введена в 1925 г.). Шатурская ГРЭС. В декабре 1926 г. состоя- лось торжественное открытие Волховской ГЭС—первенца советского гидроэлектрострои- тельства. 8 ноября 1927 г. состоялась торжествен- ная закладка Днепровской гидроэлектростан- ции. Полная мощность Днепровской гидро- электростанции составила 560 Мет, т. е. зна- чительно больше, чем было намечено планом ГОЭЛРО. Установленная мощность районных элек- тростанций достигла в 1931 г. 2292 Мет про- тив 189 Мет, которыми располагала царская Россия в 1913 г. План ГОЭЛРО по вводу мощности элек- тростанций был выполнен в кратчайший срок, а к конечному сроку плана ГОЭЛРО — 1935 г. — он был выполнен и по другим ос- новным показателям (табл. 2). За годы выполнения первого и второго пя- тилетних планов развития народного хозяйст- ва Советский Союз значительно продвинулся вперед в развитии социалистической электро- энергетики. Производство электроэнергии в СССР возросло с 10 687 млн. кет • ч в 1931 г. до 26 288 млн. кет - ч в 1935 г. или в 2,5 раза. Мощность районных электростанций благо- даря широко развернутому электростроитель- ству достигла в 1935 г. 4 076 Мет, или 232% от намеченного планом ГОЭЛРО уровня. Таблица 2 Показатели 1913 г. План ГОЭЛРО 1935 г. 1935 в процен- тах к плану ГОЭЛРО Валовая продук- ция промышлен- ности, % к 1913 100 180—200 570,8 В 3,2—2,9 Мощность район- ных электро- станций, Мет 189 1 750 4 076 раза 232 Уголь, млн. т . . 29,1 62,3 108,9 174,7 Нефть (без газа), млн. т . . . . 9,2 11,8—16,4 25,1 213—153 Рост электроэнергетической мощности СССР За 15 лет— 1920—1935 гг. — социалисти- ческого строительства выработка электроэнер- гии возросла более чем в 50 раз — темпы не- виданные ни в одной капиталистической стра- не, позволившие догнать и перегнать ряд ка- питалистических стран по абсолютной величи- не производства электроэнергии. Уже к 1930 г. СССР обогнал шесть круп- ных государств мира и вышел на девятое ме- сто в мире. За следующее пятилетие, с 1930 до 1935 г.— Советский Союз обогнал по произ- водству электроэнергии Англию, Канаду, Япо- нию, Францию, Италию и Норвегию, заняв в 1935 г. третье место1 в мире после Германии и США. 11
Д ал ьнейшее -раз в ити е э нер гостр он тел ьств а в нашей стране осуществлялось в соответствии с 'пятилетиями планами развития народного хо- зяйства СССР. В резу л ь та те осу ще ств л ен и я ленин с,ко го плана ГОЭЛРО и первых двух пятилеток Со- ветский Союз превратился в передовую инду- стриальную державу. На основе этих успехов XVIII съезд партии в марте 1939 г. поставил за- дачу— догнать и перегнать наиболее развитые капиталистические страны в экономическом отношении, т. е. по производству промышлен- ной продукции, в том числе и по электроэнер- гии на душу населения. В осуществление этой директивы было раз- вернуто строительство- большого количества электростанций, в том числе крупнейших гид- ростанций на Волге, Иртыше и других реках СССР. Табл. 3 характеризует непрерывный рост производства электроэнергии и мощности электростанций СССР до напала Великой Оте- чественной войны. Вероломное нападение гитлеровской Герма- нии на Советский Союз и навязанная советско- му народу тяжелая война прервали осуществ- ление третьего пятилетнего плана. Война 1941 —1945 гг. была серьезным ис- Таблица 3 Год Выработка, млн. квпг>ч Мощность, Мет Год Выработка, МЛН. КвШ'Ч Мощность, Мет 1913 1 945 1 098 1931 10 687 3 972 1921 520 1 228 1932 13 540 4 677 1922 775 1 247 1933 16 357 5 583- 1923 1 146 1 279 1934 21 ОН 6315 1924 1 562 1 308 1935 26 288 6 92Э 1925 2 925 1 397 1936 32 837 7 529 1926 3 508 1 586 1937 36 173 8 235 1927 4 205 1 698 1938 39 366 8941 1928 5 007 1905 1939 43 203 9 894 1929 6 224 2 296 1940 48 309 11 193 1930 8 368 2 875 1941 46 671 6 645 пытанием для советского электроэнергетиче- ского хозяйства. Фашистские захватчики раз- рушили свыше 60 крупных электростан- ций, на которых было установлено 560 крупных котлов и турбин общей мощ- ностью 5,8 млн. кет. Варварски были разру- шены гордость советского народа — Днепров- ская ГЭС имени Ленина и крупнейшие тепло- вые электростанции: Зуевская, Дубровская и Сталиногорская ГРЭС; разрушено около 10 тыс. км высоковольтных сетей, свыше 12 тыс. зданий электростанций и подстанций. Гитле- ровские захватчики вывезли в Германию Рис. 4. Волховская ГЭС (введена в 19 26 г.). 12
14 тыс. котлов, 1,4 тыс. турбин и свыше 11 тыс. электромоторов. Но расчеты фашистов на срыв энергоснабжения страны потерпели поражение. По решениям партии и правительства на Урале, в Сибири, Казахстане и Средней Азии было развернуто строительство новых электро- станций, которые, несмотря на огромные труд- ности военного времени, сооружались в ре- кордно короткие сроки. За три военных года (1942, 1943 и 1944) было введено в работу 3 400 Мет мощности электростанций. Вошли в эксплуатацию Челябинская ТЭЦ (1942 г.), Кирово-Чепецкая ТЭЦ (1942 г.), Ка- рагандинская ГРЭС (1942 г.), Рыбинская ГЭС (1942 г.) и др. Еще в годы войны началось восстановление разрушенных фашистами электростанций. В 1942 г. была восстановлена довоенная мощность Каширской и Шатурской ГРЭС, в 1943 г. восстановлены три гидрогенератора Волховской ГЭС, Шахтинская ГРЭС и Ростов- ская ТЭЦ. В 1944 г. началось восстановление Днепровской ГЭС имени Ленина. К началу 1946 г. было восстановлено 58 электростанций общей мощностью 1 600 Мет. В послевоенные годы электроэнергетическое хозяйство страны значительно выросло. В 1947 г. Советский Союз по производству электроэнер- гии вышел на первое место в Европе и на вто- рое место в мире. К 1950 г. по четвертому пятилетнему плану намечалось довести выра- ботку электроэнергии до 82 млрд. квт-ч, но фактически она достигла 91,23 млрд, квт-ч. Рост производства электроэнергии и мощ- ности за период 1945—1956 гг. характеризуется табл. 4. Выработка электроэнергии в 1957 г. достиг- ла 209,5 млрд, кет - ч, что более чем в 100 раз превышает выработку дореволюционной Рос- сии. В 1957 г. Советский Союз выр а б атыв ал электр оэнерги и столько же, сколько Велико- британия и ФРГ — два наи- более развитых в промыш- ленном отношении государ- ства Европы— вместе взя- тые. Основой развития энер- гетики СССР является прин- цип опережающего развития энергохозяйства по отноше- нию к другим видам про- мышленного производства. Так, если валовая продук- ция всей промышленности страны в 4956 г. возросла по США Германия Англия Канада Франция Япония Норвегия Италия Швейцария- Швеция Австрия бельгия СССР Годы Рис. 5. Рост выработки электроэнергии по СССР за период 1913— 1956 гг. отношению к уровню 1928 г. в 22,7 раза, то производство электроэнергии возросло в 38,4 раза. За сравнительно небольшой срок—40 лет,— из которых почти два десятилетия заняли на- вязанные Советскому государству войны и пе- риоды восстановления народного хозяйства, Советский Союз, выполняя заветы В. И. Лени- на, совершил на основе электрификации стра- Таблица 4 Год Выработка, млн. квт-ч Мощность (на конец года), Мет Год Выработка , млн. квт-ч Мощность (на конец года), Мет 1945 43 257 11 124 1951 104 022 22 117 1946 48 571 12 338 1952 119 116 25 250 1947 56 491 13 677 1953 134 325 28 602 1948 66 341 15 157 1954 150 195 32 815 1949 78 257 17 149 1955 170 225 37 236 1950 91 226 19614 1956 192 000 43 000 С.ШД С.С.С.Р. Англия Канада Япония Франция 1992 1990 1938 1936 ЮЗА 1932 1930 1928 1926 Италия Швеция Норвегия Швейцария бельгия 1 Австрия ______________________ - - । 1925 1921 1929 1931 1933 1935 1937 1939 1991 1991 1995 1997 1929 Рис. 6. Место СССР в мировом производстве электроэнергии. 13
ны величайший скачок от отсталой дореволю- ционной техники к современной передовой ма- шинной индустрии и первоклассному энерге- тическому хозяйству. Проведенная Коммунистической партией и Советским правительством в 1957 г. перестрой- ка управления промышленностью и строитель- ством открывает еще более широкие перспек- тивы для развития электрификации страны. Эта перестройка прежде всего обеспечит обь- единение в руках совнархозов энергетического хозяйства экономических районов, ранее раз- деленного между разными ведомствами. Опыт эксплуатации и строительства район- ных электростанций и сетей будет целиком использован совнархозами для резкого повы- шения техническою уровня коммунальной и промышленной энергетики. Развитие совнархо- зами производственных баз поможет ускоре- нию и улучшению энергетического строитель- CTBia. Основное направление развития энергети- ческого хозяйства страны заключается в строительстве мощных и сверхмощных гидро- электрических станций, сооружение непосред- ственно у топливных баз тепловых электро- станций мощностью 1—1,5 млн. кет, создание межсистемных связей, объединяющих энерге- тическое хозяйство отдельных районов в Еди- ную европейскую и сибирскую энергосистемы и в дальнейшем — в Единую энергетическую систему СССР. Концентрация мощности. Централизация электроснабжения Непрерывно росли концентрация мощности электрических станций и централизация элек- троснабжения. Если по плану ГОЭЛРО боль- шинство тепловых станций должно было иметь установленную мощность в 40—60 Мет, а един- ственная Штеровская ГРЭС — 100 Мет, то в 1935 г. в СССР было построено уже шесть электростанций мощностью свыше 150 Мет. К 40-й годовщине Советской власти в СССР находятся в эксплуатации девять тепловых электростанций мощностью 400—610 Мет и ведется строительство станций с проектной мощностью 1 000—I 500 Мет. Процесс укрупнения мощностей электро- станций происходил и в области гидроэнерге- тики. К 40-летию Великой Октябрьской социали- стической революции вступил в строй на пол- ную мощность гигант советской энергетики — Куйбышевская ГЭС. Первый агрегат станции был пущен в 1955 г., а в октябре 1957 г. после ввода в- действие последнего, двадцатого, агре- гата мощность Куйбышевской ГЭС достигла 14 2 100 Мет, что превышает мощность всех элек- тростанций, построенных по плану ГОЭЛРО, вместе взятых. В строительстве находится ряд крупнейших гидроэлектростанций, знаменующий собой пе- реход к еще более высокому уровню концен- трации мощности. К ним в первую очередь относятся крупнейшие в мире Братская ГЭС мощностью 3 600 Мет и Красноярская ГЭС — 4 000 Мет. Близко к завершению строительство крупнейшей станции Волжского каскада — Сталинградской ГЭС — мощностью 2 310 Мет. Произошел также процесс централизации электроснабжения. На место мелких, изолированных электро- станций пришли крупные районные электро- централи, имеющие значительно более высокие технико-экономические показатели; в 1956 г. из 190,2 млрд, квт-ч, выработанных в СССР, районные электростанции выработали 159 млрд. кет • ч или 83% • Развитие электроэнергетики важнейших районов СССР Урал. В 1913 г. суммарная мощность электростанций на Урале составляла всего 33,6 Мет, а в 1920 г. — 72,4 Мет, причем аб- солютное большинство электростанций было- при заводах и имело небольшую мощность. Наивысшим напряжением в электросетях было 3 кв. По плану ГОЭЛРО предусматривалось со- оружение трех тепловых и одной гидравличе- ской электростанции на общую мощность 210 Мет. Фактически к Л935 г. было введено девять электростанций (Кизеловская, Челябинская, Средне-Уральская, Егоршинская и др.) общей установленной мощностью 568 Мет, а протя- женность линий электропередачи НО и 35 кв достигла 1 800 км, т. е. план ГОЭЛРО был перевыполнен более чем в 2,5 раза. В годы войны, когда Урал был превращен в громадный арсенал, мощности электростан- ций возросли в 2 раза; были расширены Сред- не-Уральская, Красногорская, Закамская, Ниж- не-Тагильская и вновь построена Челябинская ТЭЦ, Богословская, Юрезанская и другие” электр останции. За последние годы были построены такие крупнейшие тепловые электростанции, как Нижне-Туринская ГРЭС, Южно-Уральская ГРЭС, Серовская ГРЭС и др. В настоящее время строятся электростанции мощностью 1 000 Мет и выше. На уральских тепловых электростанциях работают турбогенераторы по 100 Мет, а на?
Рис. 7. Южно-Уральская ГРЭС (введена в 1952 г.). новых электростанциях запроектирована уста- новка агрегатов по 150 и 200 Мвт\ мощность агрегатов высокого давления достигла в систе- ме 55%. Удельный расход условного топлива в 1956 г. достиг 463 г)квт • ч против 554 а/кет- ч в 1940 г., т. е. снизился за 16 лет на 20%. Создана гидроэнергетика Урала — 6 гидро- станций, из них крупнейшая—Камская ГЭС— мощностью 504 Мет. На р. Каме строится вто- рая гидростанция — Воткинская ГЭС — мощ- ностью 1 000 Мет. Нар яду с строитель ством эл ектррстанци й на Урале развивалось сооружение электриче- ских сетей. К началу 11957 г. протяженность линий электропередачи высокого напряжения достигла: линии 220 кв.............. 1 757 км „ 110 кв................ 5 224 км „ 35 кв................ 4 000 км Протяженность ЛЭП Уральской объединен- ной энергосистемы с севера на юг составляет I 140 км. Ц е н т р а л ь н о - п р о м ы ш л е н н ы и район. В Московской, Горьковской, Иванов- ской, Ярославской, Костромской, Тульской, Рязанской и Калужской областях, входящих в состав Центрального промышленного райо- на, в дореволюционное время имелись неболь- шие изолированные электростанции. Наиболее крупной электростанцией была Первая Московская ГЭС мощностью 58 Мет. Напряжение линий электропередачи применя- лось преимущественно 3,6 и отчасти 30 кв; лишь одна линия — Электропередача (ныне ГРЭС № 3 имени Классона) — Измайловская подстанция — протяженностью 70 км имела напряжение 70 кв. По плану ГОЭЛРО в этом районе намече- но было построить шесть тепловых электро- станций на общую мощность 360 Мет\ факти- чески к 1935 г. было введено 14 электростан- ций с общей установленной мощностью 1 029 Мет, т. е. почти в 3 раза больше, чем намечалось по плану ГОЭЛРО. 15
В этот период были построены такие круп- ные для того времени электростанции, как Ка- ширская ГРЭС мощностью 186 Мет на под- московном угле, Шатурская ГРЭС— 180 Мет, Нижегородская (Горьковская) ГРЭС — 204 Мет, Ивановская ГРЭС*—99 Мет на тор- фе и др. В годы предвоенных пятилеток вошли так- же в действие Сталиногорская ГРЭС, ТЭЦ вы- сокого давления в Москве, Ярославская ТЭЦ, Игумновская ТЭЦ и др.; в 1932 г. было нача- то и в 1940—4942 гг. закончено строительство' гидроэлектростанций на р. Волге и канале Москва — Волга: Рыбинской, Угличской и Иваньковской общей мощностью 470 Мет. В то же время шло строительство линий электропередачи 35, ПО и 220 кв, которые объединили электростанции на параллельную работу и послужили основой создания Объ- единенной центральной энергосистемы. Война 1941 —1945 гг. нанесла серьезный удар электрификации этого района: были раз- рушены и демонтированы Сталиногорская, Ка- ширская, Шатурская и другие электростанции. Однако как только, гитлеровские полчища были отогнаны с территории Центрально-про- мышленного района, началось быстрое вос- становление и дальнейшее интенсивное разви- тие энергохозяйства района. В послевоенный период были построены Щекинская ГРЭС и Черепетская ГРЭС, Горьковская гидростанция на р. Волге и др., и произведено расширение ряда ранее построенных электростанций. В результате ввода крупных электростан- ций высоких и сверхвысоких (Черепетская ГРЭС) параметров с агрегатами по 100 и 150 Мет, широкого развития теплофикации, автоматизации технологических процессов удельный расход топлива значительно снижен. Так, например, в Московской энергосистеме удельный расход топлива в 1956 г. составил 429 г!кет-ч вместо 556 г!кет-ч в 1940 г., Рис. 8. Машинный зал Южно-Уральской ГРЭС. 16
Рис. 9. Сталиногорская ГРЭС. в Горьковской энергосистеме соответственно 471 вместо 602 г!квт-ч, и т. д. Протяженность линий электропередачи на- пряжением 11 кв и выше к началу 1957 г. до- стигла 15,3 тыс. км против 6,5 тыс. км в 1940 г. Южный район. По плану ГОЭЛРО Южный район должен был иметь наиболее мощное развитие энергохозяйства—здесь преду- сматривалось строительство пяти электростан- ций общей мощностью 560 Мет, в том числе Днепровская ГЭС. И в этом районе, как и в других районах, план ГОЭЛРО был значительно перевыпол- нен. Кроме Днепрогэса, который был введен в 1932 г., были построены: Зуевская ГРЭС, Штеровская, Днепродзержинская, Северо-До- нецкая и другие мощные электростанции. В этот же период 'были построены линия электропередачи 154 кв, соединившая Днепро- гэс с Донбассом, и ряд линий ПО кв, связав- ших на параллельную работу электростанции Донбасса и Ростовской области. В годы войны почти все электростанции Юга были варварски взорваны. Потребовалась поистине исполинская рабо- та, чтобы в короткий срок вернуть к жизни разрушенные электростанции и сети и при этом осуществить их модернизацию. Возрожденный Днепрогэс уже имел мощность 650 Мет. В эти годы были введены в строй новые крупные электростанции: Мироновская, Сла- вянская, Приднепровская, Несветайгрэс и др. Введены в строй и новые мощные гидро- станции: Цимлянская на Дону-—164 Мет и Каховская на Днепре — 312 Мет. Большой размах получило строительство высоковольтных сетей. Протяженность линий электропередачи напряжением 11 кв и выше выросла с 4,1 тыс. км в 1940 г. до 7,8 тыс. км в 1956 г. К Объединенной южной энергосистеме в 1954 г. была присоединена и Сталинградская энергосистема. Северный район. В северном (Ленин- градском) районе намечалось ввести одну теп- ловую электростанцию «Уткина Заводь» и три гидроэлектростанции — Волховскую, Нижне- Свирскую и Верхые-Свирскую — общей уста- новленной мощностью 195 Мет. 2—1051 17
Рис. 10. Ленинградская ТЭЦ (Мосэнерго). Фактически в 1935 г. мощность районных электростанций составила 540 Мет. В даль- нейшем экономика района потребовала соору- жения, кроме намеченных по плану ГОЭЛРО, еще и ряда других электростанций: Дубров- ской ГРЭС, реконструкции и расширения 1-й и 2-й ленинградских электростанций; ГРЭС «Уткина Заводь»—ныне 5-я ЛенГЭС— была расширена. Во время войны и блокады Ленинграда значительная часть мощности была демонти- рована и разрушена, в частности наиболее крупная Дубровская ГРЭС. В послевоенный период все электростанции были в короткий срок восстановлены и модернизированы, а Дубровская ГРЭС была расширена. Были вновь построены Нарвская гидро- станция, городские теплоцентрали и другие электростанции. Протяженность высоковольтных электросе- тей напряжением 11 кв w выше достигла 3 162 км. Ленинградская энергосистема работает па- раллельно с Эстонской энергосистемой. * * Д'. Развитие энергетики в других важнейших районах страны характеризуется следующими данными табл. 5. Из этой таблицы видно, что темпы произ- водства электроэнергии во всех районах были весьма высокими. Особенно быстро росла вы- Т а "б лица 5 Районы Производство электроэнергии, млн. квт-ч 1913 г. 1940 г. 1956 г. 1956 г. в про- центах к 1940 г. РСФСР 1 323 30 829 129 НО 420 Украинская ССР 543,4 12411 35 208 284 Белорусская ССР 3,0 508,4 2 124 418 Литовская ССР 5,7 81,0* 638,6 в 8 раз Латвийская ССР 14,8 251,1 1 064 в 4,25 раза Эстонская ССР 5,5 190,0 1 025 в 5,4 раза Азербайджанская ССР 110,8 1826,5 5 154 281 Грузинская ССР 19,8 741,7 2 415 325 Армянская ССР 5,1 395,3 2 304 583 Узбекская ССР 3,3 481,3 4 150 в 8,5 раза Казахская ССР 1,3 632,0 6 705 в 10,5 раза Таджикская ССР — 62,1 338 543 Туркменская ССР 2,5 83,5 467 560 Киргизская ССР — 51,6 632 в 12 раза Молдавская ССР 0,9 17,2 318 в 18,5 раза * Данные за 1940 г. приведены в границах' Литовской ССР на 3 августа 1940 г. работка электроэнергии в окраинных районах, ранее отсталых в промышленном отношении: в Литовской, Молдавской, Узбекской, Казах- ской и Киргизской республиках. Наиболее высокий уровень потребления электроэнергии на душу населения, превы- шающий уровень некоторых передовых евро- пейских стран, имеют Армянская ССР, Азер- байджанская ССР, РСФСР, Эстонская ССР и Украинская ССР. 18
Рис. 11. Мироновская ГРЭС (введена в 1954 г.). В братском содружестве народов СССР национальные республики смогли покончить со своей экономической отсталостью и создать передовое в техническом и экономическом от- ношениях хозяйство и развитую энергетиче- скую базу. Топливный баланс электростанций За годы социалистического строительства коренным образом изменился топливный ба- ланс электростанций СССР. Советский Союз располагает богатейшими запасами различных сортов топлива; балан'со- 2* 19
Рис. 12, Дубровская ГРЭС (введена в 1953 г.). вые запасы его на начало 1955 г., исчисленные в условном топливе, составляют 225,95 млрд, т, в том числе на долю угля приходится 197,4 млрд, т, торфа — 22,8 млрд, т, сланцев 5,75 млрд. т. Наиболее богата топливными ре- сурсами азиатская часть страны, где располо- жено свыше 75% всех потенциальных запасов топлива. С первых дней развития советской энерге- тики, по указанию В. И. Ленина, был твердо взят курс на максимальное использование местных непервоклассных сортов топлива, ко- торые, как правило, отличались высокой золь- ностью (до 50% на сухую массу), высокой влажностью (55%') и низкой теплотворной спо- собностью. Эта трудная задача была успешно решена советскими энергетиками, обеспечившими воз- можность надежного и экономического сжига- ния низкосортных топлив. Созданная советскими специалистами шахт- но-цепная топка позволила решить проблему сжигания кускового торфа под крупными кот- лами, а шахтно-мельничная топка и до неко- торой степени пневматическая топка открыли путь для широкого использования под котла- ми более дешевого и менее трудоемкого фре- зерного торфа. На торфе работают такие 20 крупные электростанции, как Дубровская, Горьковская, Шатурская и др., строятся и за- проектированы торфяные электростанции боль- шей мощности. Создана передовая, широко механизированная торфяная промышленность, обеспечившая значительное увеличение добычи торфа. Была разрешена труднейшая задача освое- ния размола в шаровых мельницах и сжига- ния в камерных топках антрацитового штыба, который десятилетиями сбрасывался в отвалы при шахтах как отход, непригодный для сжи- гания. В настоящее время на антрацитовом штыбе работает большое количество электро- станций— Зуевская, Славянская, Сталинград- ская, Воронежская, Шахтинская, Каменская и др. Освоено сжигание подмосковного и ураль- ских углей под крупными* котлами. Сейчас эти угли сжигаются с высокой экономичностью на таких крупнейших электростанциях, как Ще- кинская, Черепетская, Сталиногорская и др., работающих на подмосковном угле, и Южно- Уральская, Нижне-Туринская, Красногорская и др.'—на уральских. По сравнению с 1913 г. добыча подмосковного угля возросла к 1955 г с 1,1 до 39,4 млн. т и уральских с 1,2 до 47 млн. т.
Всего за истекшие годы было освоено до 60 сортов местных, главным образом низко- сортных бурых углей, торфа, сланцев, отходов углеобогащения. В результате этого удельный вес электро- энергии, выработанной на дальнепривозном топливе, резко упал и составил 8,6% в 1955 т. против 1100 % в 1913 г. и 47% в 1926 г. Приводимые ниже данные характеризуют роль отдельных видов энергоресурсов в произ- водстве электроэнергии на районных электри- ческих станциях СССР за 1955 и '1956 гг., вы- раженные в процентах: 1955 г. 1956 г. Уголь и сланцы. . . . 66,1 63,8 Торф.................. 7,9 7,4 Мазут................. 5,3 5,1 Газ................... 3,3 4,4 Гидроэнергия.......... 17,4 19,3 100% 100%“ Структура топливного баланса электро- станций позволила обеспечить топливом бурно растущее энергетическое хозяйство страны, избежать громадных перевозок топлива, раз- местить электростанции непосредственно в районах добычи топлива, т. е. наиболее раци- онально. В условиях военного времени, когда гитле- ровские войска временно захватили Украину с донецким угольным бассейном и часть Кав- каза, электростанции, работавшие на местном топливе, бесперебойно обеспечивали электро- снабжение тыловых районов. Как видно из приведенных выше данных, вы- работка электроэнергии на нефти и газе состав- ляет незначительный процент. Нефть исполь- зуется в стране для получения легких топлив, а природный газ до 1957 г. не имел широкого применения в качестве топлива для электро- станций. Открытие больших месторождений природного газа заставило по-новому отнестись к этому вопросу. Добыча природного газа бо- лее экономична, затраты труда при добыче газа в 20 раз меньше, а себестоимость в 12 раз ниже, чем при добыче угля. В связи с этим за последние 2 года ряд электростанций переведен на сжигание при- родного газа. Добыча газа, составившая в 1955 г. 9 млрд, м3 по плану, возрастет к 1960 до 50 млрд. м3. Совершенно очевидно, что широ- кое применение природного газа удешевит и ускорит строительство электростанций и резко поднимет экономичность их работы. Вместе с тем нужно подчеркнуть, что ос- новная топливная политика с ориентацией энергетики на местные энергоресурсы с ма- ксимальным использованием низкосортных топ- лив остается незыблемой. В 1954 г. впервые в истории в энергобалан- се СССР появилась электроэнергия, вырабо- танная на атомной электростанции. Решением XX съезда Коммунистической партии преду- сматривается строительство ряда мощных электростанций, которые будут ‘работать на ядерном топливе. Этот новый вид топлива имеет большие перспективы развития, особенно в районах, не имеющих собственных энергоресурсов. Технический прогресс на тепловых электростанциях Тепловые электростанции дореволюционно- го периода характеризовались низкими пара- метрами пара (12—16 ата, 300—350° С) не- большой единичной мощностью агрегатов (турбогенераторы 3—10 Мет, котлы 20— 30 т/ч) и электростанции в целом. Первые тепловые электростанции, постро- енные по плану ГОЭЛРО, были оборудованы турбогенераторами мощностью преимущест- венно 10—46 Мет и котлами производитель- ностью 16—40 т/ч на параметры пара 16— 18 ата и 350—375° С, а затем 22 ата и 400—• 425° С. В последующие годы — 1930—1935 — был введен ряд электростанций мощностью 150— 200 Мет (Зуевская, Сталинградская, Дубров- ская ГРЭС и др.), а также расширены ранее построенные (Каширская, Шатурская, Горь- ковская ГРЭС и др.). На этих новых и рас- ширяемых электростанциях уже устанавлива- лись турбогенераторы мощностью по 25— 50 Мет и котлы производительностью по 100— 480 т/ч на параметры пара 25—29 ата и 375— 425° С. К этому времени отечественная промыш- ленность уже освоила производство турбин, котлов и генераторов указанной мощности, и импорт энергетического оборудования, ранее составлявший почти 100%', резко уменьшился. В 1940 г. на Сталиногорской и Зуевской ГРЭС были установлены первые две уникальные турбины мощностью по 100 Мет на средние параметры пара, изготовленные отечественны- ми заводами. В эти же предвоенные годы была построена и освоена в эксплуатации первая электростан- ция на параметры пара 130 ата и 600° С (ТЭЦ № 9 Мосэнерго). На этой теплоэлектро- централи был установлен первый прямоточный котел системы проф. Рамзина. В послевоенное время еще более увеличи- лась мощность агрегатов — установлено 46 турбогенераторов по 100 Мет, 3 — по 150 Мет. 21
Преимущественными типами котлов являются барабанные и пямоточные котлы производи- тельностью по 170 и 230 т/ч. Все оборудование, устанавливаемое на на- ших электростанциях, отечественного произ- водства: энергетическое машиностроение по- лучило у нас такое развитие, что значительное и все возрастающее количество турбогенера- торов и котлов поставляется на экспорт. Осуществлен широкий переход теплоэнер- гетики на высокие параметры пара — 100 ата и 500° С, которые были быстро освоены совет- скими теплоэнергетиками. В 1956 г. мощность установленного обору- дования высокого давления достигла 56,8% от всей .мощности районных тепловых электро- станций. В конце 4953 г. с вводом в эксплуатацию Черепетокой ГРЭС советская теплоэнергетика сделала новый крупный шаг вперед. Эта элек- тростанция оборудована турбогенераторами по 150 Мет и котлоагрегатами по 240 т/ч на сверхвысокие параметры пара — 470 ата и 560° С с промежуточным перегревом до 520° С. При изготовлении оборудования для Чере- петской ГРЭС впервые были применены и ос- воены в промышленном масштабе аустенит- ные стали; это открыло возможность перехода на еще более высокие параметры пара — 300 ата и 650° С, при которых необходимо применение таких сталей. На новых электростанциях, начатых строи- тельством в 1956—1957 гг. будет устанавли- ваться новое энергетическое оборудование на параметры пара 130 ата и 565° С, изготовлен- ное из перлитных сталей. На эти параметры разработаны конструкции турбин- мощностью 100, 150 и 200 Мет, а также конструкции пред- включенных и теплофикационных турбин мощ- ностью по 50 Мет и котлоагрегатов произво- дительностью по 420, 540 и 660 т/ч. Разрабатываются конструкции агрегатов на более высокие параметры пара: 170 ата и 580° С—конденсационные турбины .мощностью 150 Мег, 200 ата и 600° С — конденсационные турбины мощностью 200 Мет и предвключен- ные турбины мощностью 50 Мет. Приступлено также к разработке конструкции предвключен- ной турбины мощностью 100 Мет и конденса- ционной турбины мощностью 300 Мет и соот- ветствующих им прямоточных котлов произво- дительностью 850 т/ч на параметры пара 300 ата и 650° С. Все указанные агрегаты пре- дусматривают блочную схему с промежуток-^ ным перегревом пара. Новое оборудование , характеризуется вы- сокой экономичностью, относительно меньши- ми габаритами и полной автоматизацией про- 22 цессов Широкое применение получают прямо- точные котлы. Наряду с этим отечественной турбострои- тельной промышленностью были освоены про- изводством оригинальные конструкции турбин среднего и высокого давлений с промежуточ- ным отбором пара для технологических и ото- пительных целей мощностью 12, 25 и 50 Мет и проектируются турбины высокого давления с отопительным отбором пара мощностью 100 Мет. Советские энергетики внедрили на ряде электростанций надстройки высокого давле- ния, осуществляемые путем установки пред- включенных турбин типа ВР-25 мощностью 25 Мет с начальными параметрами 90 ата и 500° С и противодавлением 20 или 30 ата. По мере роста и объединения энергетиче- ских систем растут мощности тепловых элек- тростанций; в шестой пятилетке строится ряд электростанций мощностью 600, 1 000 и бо- лее Мет. Компоновка главного здания на новых электростанциях существенно отличается от прежних компоновок: применяется поперечное по отношению к оси машинного зал<а располо- жение турбогенераторов, совмещаются бункер- ная и деаэраторная этажерки, золоуловители и дымососы устанавливаются на открытом воз- духе, в ряде случаев применяется полуоткры- тая установка котлоагрегатов. Эти мероприятия позволили уменьшить объем главного здания до 0,6—1 м^кет вме- сто 1,5—2 мМквт и более на ранее сооружае- мых тепловых электростанциях. В результате' укрупнения электростанций и применения новых компоновок стоимость установленного киловатта снижается до 800— 900 руб. вместо 1 200—1 500 руб. на электро- станциях средней мощности. Большая эволюция произошла за эти годы также и во вспомогательном хозяйстве тепло- вых электростанций. В первый период для подачи топлива в бункеры котельной применялись разгрузочные устройства: для АШ — скреперного типа, для бурых углей — с щелевыми бункерами, для торфа—эстакады с подъемом вагонов на бун- керную галерею. На топливных складах меха- низация работ осуществлялась при помощи скреперных устройств, кранов, перегружате- лей, грейферных кранов. Топливоподачи новых тепловых электро- станций большой мощности вследствие боль- шого расхода топлива резко отличаются от применявшихся ранее. Основным механизмом является роторный вагоноопрокидыватель, позволяющий разгружать 800—1 000 т в час.
На топливных складах предусматривается широкое применение (для несмерзающихся уг- лей) большегрузных колесных скреперов. На 90% установленной мощности тепловых электростанций механизировано удаление зо- лы и шлака, осуществляемое гидравлическим способом по золопроводам при помощи гидро- аппаратов Москалькова или багорных насосов. В последние годы внедряется раздельное уда- ление золы и шлака с использованием послед- него как строительный материал. В этом слу- чае для удаления золы в целях экономии элек- троэнергии применяются шламовые насосы. Для очистки воздушного бассейна городов и поселков, в которых расположены районные тепловые электростанции, котлоагрегаты осна- щаются устройством для золоулавливания: электрофильтрами, жалюзийными золоулови- телями, батарейными циклонами. В последнее время широко внедряются центробежные мок- рые золоуловители и мокрые прутковые золо- уловители системы ВТИ, на которых достигну- та наиболее высокая очистка газов. В 1956 г. 85% котельной мощности электростанций было оснащено устройствами золоулавливания. Большие изменения претерпела и система водоподготовки на тепловых электростанциях. Содово-известковые _химводоочистки уступили свое м е сто н а три й - к атион итов ым водоочист - кам, а в последнее время все шире внедряется схема полного химического обессоливания воды. Эта схема позволяет обеспечить требуе- мое для оборудования высокого давления ка- чество питательной воды без применения ис- парителей. Отечественная химическая промышленность освоила производство анионитов, необходи- мых при современных методах водоподго- товки. В последние годы началась разработка кон- струкций газовых турбин для электростанций. Изготовлены турбины мощностью по il,5 Мет и по 12 Мет. Приступлено к подготовке выпуска газовых турбин мощностью 25 и 50 Мет, кото- рые будут работать, на газовом и жидком топ- ливе. Сооружение электростанций с газовыми турбинами в качествё пиковых позволит зна- чительно снизить стоимость и сроки их соо- ружения, а также размещать их в безводных районах. В целях максимального использования цен- ных химических веществ, содержащихся в топ- ливе, начаты работы по энерготехнологическо- му использованию топлива. В 1956 г. для этой Цели была сооружена опытно-промышленная "Установка, на которой проводятся опыты по энерготехнологическому использованию под- московного угля. В 1957 г. заканчивается мон- таж аналогичной установки для торфа. Успешное проведение этих опытов может оказать существенное влияние на дальнейшее развитие отечественной теплоэнергетики. Развитие теплофикации Одной из особенностей социалистического энергохозяйства является широкое развитие теплофикации — комбинированного производ- ства электрической и тепловой энергии для централизованного снабжения различных по- требителей тепловой энергией для технологи- ческих нужд и отопления. Первенцем социалистической теплофика- ции была проведенная еще в 1924 г. теплофи- кационная магистраль от 8-й Ленинградской электростанции к Обуховской больнице. На первом этапе развития теплофикации соору- жались фабрично-заводские ТЭЦ при рекон- струируемых промышленных предприятиях. Последующее подсоединение к этим установ- кам расположенных вблизи предприятий и коммунальных объектов придало этим тепло- электроцентралям районный характер. В 1929 г. в Москве к экспериментальной ТЭЦ ВТИ был подключен ряд промышленных пред- приятий. Помимо строительства фабрично-за- водских электростанций, проводилась установ- ка теплофикационных турбин на городских электростанциях Москвы и Ленинграда. На- копленный на первых теплофикационных уста- новках опыт позволил перейти к строительству сравнительно крупных районных теплоэлектро- централей, обеспечивающих теплоснабжение всего прилегающего' района и использующих все преимущества комбинированного производ- ства тепловой и электрической энергии. Большую роль в развитии теплофикации СССР сыграли решения июньского Пленума ЦК ВКП(б) в 1931 г., где указывалось, что «...в дальнейшем плане электрификации страны должна быть во всем объеме учтена задача развернутого строительства мощных тепло- электроцентралей...» как в старых, так и в но- вых городах. К 15-летию плана ГОЭЛРО мощность ТЭЦ превысила ,1 млн. кет. В 1940 г. мощность теп- лоэлектроцентралей достигла 2 млн. кет, про- тяженность тепловых сетей —650 км, и отпуск тепла превысил 25 млн. Мгк, из них 50%' от- пущены были электростанциям общего поль- зования (МЭС). Послевоенный период теплофикации харак- теризуется дальнейшими значительными успе- хами. В 1956 г. отпуск тепла от ТЭЦ общего пользования составил свыше 76 млн. Мгк, а 23
тыс. мгк 90000 ' 80000- <• 70000 - / 60000 - / 50000 - / 90000 / 30000- У 20000 - 70000 - о I I I I 1________________________________ 1932 39 36 38 90 92 99 96 98 50 52 59 1956 Годы Рис. 13. Отпуск тепла теплоэлектроцентралями МЭС. общий отпуск тепла свыше 180 млн. Л4гк. Та- кое широкое развитие теплофикации дает еже- годную экономию свыше 3 млн. т условного топлива. В СССР теплофицировано более 230 горо- дов и 95 поселков. Протяженность теплофика- ционных сетей составила 1 390 км. Замена до- мовых и заводских котельных централизован- ным теплоснабжением резко улучшает сани- тар но-питие ническое состояние городов и сни- жает численность обслуживающего персонала. В настоящее время радиус действия тепло- вых сетей достигает 6—8 км и редко до 12 км. В связи с сооружением ряда мощных ТЭЦ, расположенных за городом, радиус действия в ближайшие годы возрастет до 20—30 км. Ближайшей задачей советских теплоэнер- гетиков является более полный охват тепло- фикацией жилого и общественного фонда го- родов, который в настоящее время составляет лишь 20%, и лучшее использование теплофи- кационных турбин. За 1956 г. выработка элек- троэнергии на базе теплового потребления со- ставила 9%' общей выработки районных элек- тростанций, в то время как мощность тепло- фикационных турбин превышает 30% установ- ленной мощности этих электростанций. Для этого необходимо расширить* строи- тельство тепловых сетей в городах. Развитие гидроэнергостроительства Значительные успехи достигнуты в исполь- зовании водных ресурсов СССР. По запасам гидроэнергетических ресурсов СССР занимает первое место в Европе и второе место в мире после Китая. Гидроресурсы СССР в 3 раза превышают гидроресурсы США и Канады вместе взятых. Учтенные ресурсы всех круп- ных, преобладающей части средних и неболь- шой части малых рек определены в 340 млн. квт, или 2 978 млрд, кет • ч. Технически' возможные к использованию гидроэнергетиче- ские ресурсы составляют 1 700 млрд, кет • ч. Однако эти огромные водные запасы в ус- ловиях царской России почти совершенно не использовались. Мощность всех гидростанций дореволюционной России едва достигала 16 тыс. квт. С первых дней осуществления социалисти- ческой электрификации началось строительст- во Волховской ГЭС. В результате героическо- го труда коллектива строителей Волховская ГЭС вступила в эксплуатацию в 1926 г. В этом же году вступила в действие Бозсуйская ГЭС в Узбекистане и Ереванская ГЭС в Армении. 14 апреля 1921 г. в письме к товарищам- коммунистам Закавказья Ленин предлагал широко использовать возможности гидроэлек- тростроительства, начать крупные работы по электрификации и орошению. 10 сентября 1922 г. состоялась закладка Земо-Авчальокой ГЭС, первой гидростанции Грузинской ССР, на р. Куре. В 1927 г. Земо-Авчальская ГЭС вступила в действие. В 1932 г. в строй вступила Днепровская гидроэлектрическая станция имени В. И. Ле- нина, крупнейшая до последнего времени гид- ростанция в Европе после Куйбышевской ГЭС. На опыте этих первенцев социалистической гидроэнергетики развернулось строительство новых гидростанций на р. Свири, на реках Армении, Грузии, Узбекистана и Заполярья К 15-лелию плана ГОЭЛРО действовало уже 11 районных гидростанций общей мощностью 771,3 тыс. квт, в то время хак планом ГОЭЛРО намечалось сооружение 40 гидроэлектростан- ций общей мощностью 640 тыс. квт. В годы первой и второй пятилеток было построено 32 гидроэлектростанции. В после- военный период после восстановления разру- шенных во время гитлеровского нашествия Днепровской, Нижне-Свирской, Баксанской и других 'гидростанций было развернуто еще бо- лее широкое гидроэнергетическое строитель- ство. В четвертой пятилетке было введено в эксплуатацию 47 гидростанций общей мощ- ностью 2,3 млн. квт. В 1956 г. общее количе- ство районных гидростанций достигло уже 108, их мощность — 8,4 млн. квт. Характерной чертой освоения гидроэнерге- тических ресурсов СССР являются комплекс- ность их использования, планомерное и пол- ное использование рек путем строительства каскадов гидростанций (Днепр, Чирчик, Нива, Раздан, Волга, Ангара и др.). Еще в довоенные годы было приступлено^ к осуществлению Волжско-Камского каскада ГЭС. Находятся в эксплуатации Иваньковская, 24
Рис. 14. Земо-Авчальская ГЭС (сооружения головного узла). Рис. 15. Днепровская ГЭС имени В. И. Ленина. 2‘
Рис. 16. Куйбышевская ГЭС (проект здания гидроэлектростанции) введена в 1955 г. Угличская, Рыбинская и Горьковская ГЭС, а также Камская ГЭС на крупнейшем притоке Волги — Каме. В 1957 г. вступила в строй на полную мощность Куйбышевская ГЭС, ведется строи- тельство Сталинградской ГЭС и второй ступе- ни на Каме — Воткинской ГЭС. Производство электрической энергии на гидростанциях непрерывно увеличивается. Удельный вес выработки гидроэлектроэнер- гии в общем производстве электроэнергии воз- рос с 10,5%' в 1940 г. до 15,1%' в 1956 г. Программа использования водных ресурсов СССР будущих лет предусматривает резкий сдвиг гидроэнергостроительства на Восток, где сосредоточено 85% всех гидроресурсов стра- ны. Помимо строительства ГЭС на Ангаре (Братская ГЭС) и на Оби (где недавно пуще- на первая ГЭС Обского каскада — Новосибир- ская ГЭС), развернуто строительство первой гидростанции Енисейского каскада — крупней- шей Красноярской ГЭС мощностью 4 млн. кет. Проектируются еще более мощные станции на Оби и Енисее, реализуется схема Иртышского каскада, где уже находится в эксплуатации Усть-Каменогорская ГЭС и строится Бухтар- минская ГЭС. Все гидростанции СССР включаются в су- ществующие энергосистемы, что резко повы- шает надежность и улучшает экономичность энергоснабжения. > Развитие электрических сетей В дореволюционной России, как указыва- лось выше, существовала лишь одна линия электропередачи напряжением 70 кв и протя- женностью 70 км и несколько коротких линий напряжением 20—30 кв. Рис. 17. Здание Сталинградской ГЭС (проект). 26
При советской власти вместе со всем энер- гохозяйством получили большое развитие электрические сети. В 1922 г. вошла в дейст- вие первая линия электропередачи напряже- нием 110 кв Каширская ГРЭС — Москва про- тяженностью ЛОО км, в 1932 г, была сооруже- на линия электропередачи ДнепроГЭС — Донбасс напряжением 154 кв. В дальнейшем сети 110 кв получили широкое развитие. В 1933 г. была введена в действие первая ли- ния электропередачи 220 кв Нижне-Свирская ГЭС — Ленинград. Наконец, в начале 1956 г. 'было закончено сооружение уникальной ли- нии электропередачи напряжением 400 кв Куйбышевская ГЭС — Москва протяжен- ностью по трассе 900 км, рассчитанной на передачу мощности в размере 1 160 Мет и 6 млрд, квт-ч в год. В настоящее время стро- ится уже целый ряд линий напряжением 220 и 400 кв. Развитие высоковольтных сетей районного значения (находящихся в ведении энергоси- стем) за годы Советской власти наглядно вид- но из табл. 6. Таблица 6 Год Общая протяжен- ность, км В том числе 400 кв | 220 кв | 154 кв 110 кв | 35 кв 1928 2 032 965 500 1932 9 264 — — 202 4 111 4 125 1940 22 482 — 1 107 498 10 575 8 000 1945 23 803 —. 1 363 422 11 287 8 465 1950 32 757 — 2 498 483 16 509 И 941 1955 52 414 — 5 671 927 28 434 16418 1956 61 036 1 780 6 495 1 128 33 002 17 697 Помимо деревянных и металлических опор, в настоящее время советскими энергетиками для строительства ЛЭП применяются железо- бетонные опоры. Созданы также конструкции облегченных металлических опор, опор с от- тяжками, существенно уменьшающие затрату металла на 1 км линии. В результате большой работы, выполнен- ной ОРГРЭС, во всех сетевых районах освоено производство ремонтов линий электропередачи под напряжением. В сетевых предприятиях организованы механизированные ремонтные станции (РМС), оснащенные транспортом и специальными приспособлениями и инструмен- том для ремонта линий электропередачи. Советскими энергетиками ведутся большие работы по увеличению пропускной способно- сти действующих линий электропередачи пу- тем их перевода на повышенное напряжение, установки продольной компенсации, расщепле- ния проводов, установки синхронных компен- Рис. 18. Протяженность линий электропередачи (МЭС). саторов. Проведенные исследования и опыты показали возможность и экономическую целе- сообразность перевода линии электропереда- чи 400 кв Куйбышевская ГЭС — Москва на напряжение 500 кв, позволяющего увеличить пропускную способность этой линии на 30%. Линия электропередачи Сталинградская ГЭС — Москва строится на напряжение 500 кв. На основе опыта эксплуатации введенной в действие в 1950 г. опытно-промышленной пе- редачи постоянного тока 200 кв Каширская ГРЭС—Москва запроектирована мощная ли- ния постоянного тока напряжением 800 кв (± 400 кв) Сталинградская ГЭС — Донбасс протяженностью 470 км. Несмотря на большое развитие электросе- тей, оно является еще недостаточным, так как темпы увеличения выработки электроэнергии в нашей стране превышают темпы строитель- ства электросетей. Поэтому одной из важней- ших задач советских энергетиков является всемерное увеличение масштабов строительст- ва электрических сетей с расчетом постепен- ного охвата электрификацией всей территории нашей страны. Энергетические системы В дореволюционной России энергетических систем не существовало; каждая электростан- ция, как правило, работала изолированно и имела свою распределительную сеть. Вопрос об объединении электростанций встал уже в первые годы Советской власти. В 4918 г. было решено осуществить кольцева- ние 4 электростанций Москвы, Петрограда и других городов; по плану ГОЭЛРО было на- мечено сооружение высоковольтных линий электропередачи от запроектированных район- ных электростанций — Каширской, Шатурской, Волховской, Нижегородской, Днепровской и др. В 1921 —1922 гг. были созданы МОГЭС и Ленинградский «Электроток», а в дальнейшем 27
и другие районные энергетические объедине- ния. Параллельная работа электростанций на общую электрическую сеть стала важнейшей особенностью развития советской электрифи- кации, так как она позволяла укрупнять агре- гаты и, следовательно, ускорять ввод мощно- стей и удешевлять строительство, повышала использование установленной мощности, сни- жала расход топлива и себестоимость электро- энергии. Уже в 1932 г. в эксплуатации находилось свыше 9 тыс. км высоковольтных электросетей щ кроме Московской и Ленинградской энер- госистем, были созданы энергетические систе- мы на Урале, в Донбассе, Ростове, Харькове, Горьком. Иванове, Приднепровье и в других промышленных районах. .В последующие годы по мере роста мощ- ности электростанций и развития электросетей напряжением 110 и 220 кв советские энерге- тики перешли к созданию мощных объединен- ных энергетических систем, охватывающих не- сколько районов. Первыми объединенными энергосистемами явились Центральная, Южная и Уральская энергосистемы, которые были охарактеризова- ны выше. Вслед за этим соединены на параллельную работу Ленинградская и Эстонская энергоси- стемы; Азербайджанская, Грузинская и Крас- нодарская энергосистемы; Новосибирская, Омская энергосистемы и др. Мощность электростанций, работающих па- раллельно во всех энергосистемах, составляла в 1956 г. 30,9 млн. квт. Закон о шестом пятилетием плане разви- тия народного хозяйства СССР предусматри- вает создание Единой энергетической системы Европейской части СССР путем объединения Куйбышевской и .Сталинградской гидростан- ций с Центральной, Южной и Уральской энер- госистемами сооружением линий электропере- дачи 400 и 500 кв. Создание мощных энергетических систем поставило перед советскими энергетиками сложные задачи по обеспечению их устойчи- вой и надежной работы. В настоящее время освоены производством и внедрены новые оригинальные конструкции сложных релейных защит и системной элек- троавтоматики. Для повышения устойчивости энергосистем в широких масштабах применены автоматиче- ское регулирование возбуждения синхронных генераторов с использованием потолочного на- пряжения возбудителей и, автоматическая ча- стотная разгрузка. Эти мероприятия сыграли 28 важнейшую роль в обеспечении надежности параллельной работы электростанций. Разработаны оригинальные конструкции автоматов повторного включения линий элек- тропередачи, резко снизившие количество ава- рийных отключений. В настоящее время почти все воздушные линии напряжением 35 кв и выше и часть кабельных линий передачи осна- щены автоматами повторного включения; за последние годы эти автоматы стали приме- няться и в случае несинхронного режима двух разделившихся частей энергосистемы. Освоен и широко внедрен способ самосин- хронизации для включения в параллельную' работу синхронных генераторов. Централизация управления мощными энер- госистемами потребовала также разработки и 'внедрения специальной аппаратуры, телемеха- ники, которая позволяет дистанционно управ- лять агрегатами гидростанций и важными узлами энергосистем, производить измерения и получать необходимые сигналы без вмеша- тельства человека. /К 1957 г. осуществлена телемеханизация диспетчерского управления энергосистемами, составляющими 67% всей мощности районных электростанций, телемеханизировано 46,5% гидростанций (по мощности). Советские энергетики в короткое время создали и освоили всю сложную технику, поз- волившую обеспечить надежную и экономич- ную работу крупнейших энергетических си- стем, созданных за годы Советской власти. Автоматика и телемеханика Автоматизация технологических процессов и телемеханизация производственных опера- ций являются одним из важных показателей технического уровня промышленности. Советские энергетики, Создав целый ряд оригинальных конструкций авторегуляторов, реле, аппаратов и устройств и освоив их про- изводство и эксплуатацию, сумели в сравни- тельно короткий срок автоматизировать важ- нейшие процессы на тепловых электростанци- ях, на гидростанциях, в электросетях энерге- тических систем. Разработка автоматики регулирования про- цессов горения и питания для котлоагрегатов была начата еще в 1933—1935 гг.; первые об- разцы регуляторов — электрические, электро- механические, гидравлические и пневматиче- ские— испытывались на электростанциях в 4935—1937 гг. Однако конструкции авторегу- ляторов регулирования тепловых процессов, удовлетворяющие требованиям эксплуатации,
Рис. 19. Карта Единой энергетической системы Европейской части СССР (проект).
определились лишь после окончания войны,, когда начали широко внедряться электроме- ханические регуляторы ЦКТИ. (В 1949 г. появились электронные регуля- торы ВТИ, ставшие в настоящее время преоб- ладающим типом автоматических устройств вследствие их большего технического совер- шенства. Темпы автоматизации регулирования ос- новных процессов на тепловых электростанци- ях видны из следующих цифр: 1945 г. 1950 г. 1955 г. 1956 г. Автоматизация регулирования процесса горения: Количество котлоагрегатов 8 226 703 805 Их паропроизводитель- ность в % к общей паро- производительности ... 77 79,8 Автоматизация-регулирования питания котлов: Количество котлоагрегатов ЗЮ 589 994 1 053 Их паропроизводитель- ность-в % к общей паро- производительности .... 90 98 97,4 Эти цифры показывают, что автоматизация регулирования тепловых процессов в котлоаг- регатах практически в настоящее время завер- шена. Новые котлы выпускаются заводами комплектно с автоматикой. В широких масштабах выполнена также автоматизация работы пылеприготовительных установок, деаэраторов, конденсатных насосов. Внедрение автоматики на тепловых элек- тростанциях повысило экономичность их рабо- ты и позволило значительно сократить коли- чество обслуживающего персонала. Новые электростанции высокого давления сооружаются с комплексной автоматизацией тепловых процессов и центральными щитами управления для двух блоков котел — турбина. Ближайшей задачей советских энергетиков является широкое внедрение автоматизации управления химводоочи-стками, топливопода- чами, мазутными п береговыми насосными, где еще занято значительное количество об- служивающего персонала. Работы по автоматизации гидростанций на- чались в 1935 г. в связи со строительством канала (Москва — Волга) имени Москвы. Гидростанции и насосные установки канала были переведены на автоматическое управле- ние с 1940 г. Вея аппаратура была разработана и изготовлена на отечественных заводах. Ре- зультаты были исключительно большими: чис- ленность персонала сократилась в 5 раз, а на- дежность эксплуатации резко возросла. После окончания войны автоматизация уп- равления гидроагрегатами осуществлялась быстрыми темпами: 30 Количество автоматизиро- Годы ванных гидроагрегатов 1945 1 1950 109 1955 273 1956 345 В настоящее время 99,4%' общей мощности гидроэлектростанций находится на автомати- ческом управлении. Все вновь сооружаемые гидростанции вводятся в эксплуатацию авто- матизированными. В результате автоматизации численность дежурного персонала на гидростанциях умень- шилась в 3—3,5 раза, а 15 гидростанций мощ- ностью до 20 Мет работают без дежурства на щите управления. Советскими энергетиками и отечественной электропромышленностью достигнут большой прогресс в области релейной защиты и элек- троавтоматики. Уже к 1940 г. благодаря трудам советских ученых и инженеров были созданы научные основы и отечественные конструкции всех ви- дов релейных защит, в том числе сложных и высокочастотных, находившихся на уровне передовой техники капиталистических стран. После войны были созданы еще более со- вершенные типы реле: дифференциальные за- щиты с насыщающимися трансформаторами, фильтровые, высокочастотные, дистанционные- и др. Для повышения надежности собственных нужд электростанций были разработаны и внедрены автоматы включения резерва (АВР) питательных, циркуляционных и иных насосов, трансформаторов собственных нужд и др. В 1956 г. в эксплуатации уже находилось более 5,5 тыс. АВР. Как указывалось выше, широчайшее при- менение нашли отечественные конструкции ав- томатов повторного включения (АПВ). За по- следнее десятилетие схемы АПВ были доведе- ны до высокой степени технического совершен- ства. Имеются трехфазные АПВ и пофазные, быстродействующие, с улавливанием синхро- низма, с самосинхронизацией, имеются АПВ шин, трансформаторов и др. Количество уста- новленных АПВ достигло 8,8 тыс. комплектов и охватывает 90,8% от протяженности всех ли- ний электропередачи, включая линии 6—Юке. Только за 1956 г. успешным действием АПВ и АВР было предотвращено около 8 000 случаев нарушения электроснабжения потре- бителей. Развитие телемеханики в энергетическом хозяйстве началось несколько позже и отно- сится к периоду 1950—1951 гг. Однако темпы внедрения устройств телемеханизации, телеиз-
мерения, телесигнализации в управлении энер- госистемами и электро'подстанция'ми были за последние годы весьма высокими. Если в 1950 г. лишь в одной энергосистеме центральный диспетчерский пункт был осна- щен средствами телемеханики и лишь одна подстанция была телемеханизирована, то в 1956 г. телемеханизированных диспетчерских пунктов уже было 29, а электроподстанций — 267. Кроме того, к этому времени на телеуп- равление было переведено 46 гидроэлектро- станций. Работы по телемеханизации базируются полностью на конструкциях и разработках со- ветских инженеров и серийном производстве отечественной промышленности. Телемеханизация резко повысила оператив- ность диспетчерского управления энергосисте- мами, а на гидростанциях и подстанциях поз- волила снять постоянное дежурство персо- нала. В последнее время ведутся эксперименталь- ные работы по автоматизации управления ре- жимами для крупных и объединенных энерго- систем. Успешный результат этих работ сы- грает большую роль в дальнейшем совершен- ствовании управления энергосистемами. В тепловых сетях СССР внедряются авто- регуляторы абонентских вводов, подпитки се- ти, станционных подогревательных установок. Эти авторегуляторы также разработаны и ос- воены производством в СССР. Технико-экономические показатели Одним из важнейших показателей техниче- ского уровня электростанций и качества их эксплуатации является удельный расход ус- ловного топлива. По плану ГОЭЛРО намечалось снизить удельный расход топлива с 1 400 до 900 г/квт- ч. Это задание было выполнено уже к десятилетию плана ГОЭЛРО: в 1928 г. Удельный расход топлива на районных элек- тростанциях составил 0,82 кг!квт • ч. В после- дующие годы повышение экономичности элек- тростанций шло еще более быстрыми темпами, что видно из табл. 7. Таблица 7 Годы Удсльный'расход условного 'Топлива на один произве- денный киловатт- час электроэнер- гии, г!квт'Ч на одну отпу- щенную мегака- лорию теплоэнер- гии, кг!Мгк 1940 597 191,1 1945 576 187,3 1950 542 179,3 1955 479 173,8 1956 463 173,4 1913 17' 21 25 29 33 37 41 45 49 53 1957 Годы Достигнутое в 1956 г. снижение удельных расходов топлива по сравнению с уровнем 1940 г. обусловливает годовую экономию ус- ловного топлива в размере 25 млн. т. С высокой экономичностью в 1956 г. рабо- тали многие крупные тепловые электростанции, в частности: Южно-Уральская ГРЭС — 417 г!квт-ч, Южно-Кузбасская ГРЭС — 411 г[квт-ч, Серовсиая ГРЭС — 415 г/квт-ч> Мироновская ГРЭС — 424 г/квт • ч, Черепет- ская ГРЭС — 370 г/квт • ч и др. Еще более экономично работали теплоэлек- троцентрали. Столь значительное увеличение экономич- ности работы электростанций явилось следст- вием технического перевооружения электро- станций и серьезного повышения уровня экс- плуатации. Переход на высокие параметры па- ра— 90 ата и 500° С—обусловливает эконо- мию топлива по сравнению со средними пара- метрами пара в размере 12—14%; переход на следующую ступень—430 ата и 535° С дает дополнительную экономию топлива в размере 10-12%'. Наряду с повышением параметров пара устройство промежуточного перегрева и уве- личение мощности агрегатов также существен- но улучшает технико-экономические показате- ли. Так, например, расчетный удельный расход составляет: Для’ ГРЭС — 1 200 Мет (6ДПВК-200) 336 г/кет-ч Для"ГРЭС — 600 Мет (6ХВК-100) . . . 420 г/квт-ч Существенно улучшило технико-экономиче- ские показатели развитие комбинированного производства тепла и электроэнергии на теп- лоэлектроцентралях; в среднем на каждую мегакалорию тепла достигается экономия 80 кг условного топлива. На ряде электростанций среднего давления были осуществлены надстройки высокого дав- ления, что повысило их экономичность. Выпускаемые в последние годы котлы и турбины имеют значительно более высокие к. п. д., чем выпускавшиеся ранее. В то же 31
время усилиями эксплуатационного персонала постоянно проводится модернизация ранее ус- тановленных котлов и турбин с повышением их экономичности. Коэффициент полезного действия котлов на 'многих электростанциях до- стигает 85—90%. В этом же направлении действовало внед- рение автоматики тепловых процессов, поддер- жание оборудования в исправном и чистом состоянии, соблюдение экономичных режимов работы, распределение нагрузок между стан- циями и агрегатами по методу относительных приростов и другие мероприятия, свидетель- ствующие о значительном росте квалификации эксплуатационного персонала. Следует отметить, что несмотря на внедре- ние оборудования высокого давления расход электроэнергии на собственные нужды в сред- нем остался практически на прежнем уровне. Потери в электросетях уменьшились с 10,9% в 1945 г. до 7,2% в 1956 г. (от отпуска в сеть), что обусловило большую экономию электроэнергии. Существенных результатов советские энер- гетики добились в снижении численности пер- сонала, которая по сравнению с 1950 г. в на- стоящее время снижена почти в 2 раза. По типовому проекту ГРЭС мощностью 1 200 Мет численность персонала на 1 000 кет составляет 0,5 чел. Несмотря на достигнутые результаты, чис- ленность персонала на советских электростан- циях все же больше, чем на передовых зару- бежных станциях, и в этой области нашим энер- гетикам необходимо еще выполнить значитель- ную работу. Электробаланс народного хозяйства СССР На основе создания развитого электроэнер- гетического хозяйства широко электрифициро- вались все отрасли народного хозяйства СССР. В Советском Союзе создана электрифициро- ванная передовая тяжелая индустрия, являю- щаяся основой непрерывного роста всего об- щественного производства. В 1956 г. около 75% всей выработанной в стране электроэнер- гии было потреблено социалистической про- мышленностью и строительством. Значительно вырос коэффициент электри- фикации силовых процессов в промышленно- сти (по мощности). Он составлял 64,9 — в 1928 г., 78 — в 1932 и 89 — в 1955 г. В том чис- ле в черной металлургии он в 1955 г. составил 83,4, в цветной металлургии — 96,2, в топлив- ной промышленности — 89,8, химической и резино-асбестовой — 97,6, машиностроении и металлообработке — 98,1. 32 Таблица 8 Г оды Произве- дено элек- троэнергии в СССР, млрд. квт»ч Потреблено электроэнергии в СССР, млрд. КвШ’Ч промыш- ленностью транспор- том прочими отрасля- ми на собствен- ные нужды электростан- ций общего пользования потери в сети общего поль- зования 1913 1,94 1,45 0,02 0,36 0,04 0,07 1928 5,0 3,3 о,1 1,1 0,1 0,4 1932 13,5 8,7 0,3 2,8 0,7 1,0 1937 36,2 24,4 1,2 6,1 1,9 2,6 1940 48,3 32,1 1,6 8,6 2,6 3,4 1950 91,2 60,6 2,6 16,5 5,2 6,3 1955 170,2 113,3 5,4 30,3 10,9 10,3 Электрификация промышленности обеспе- чила не только бурные темпы ее развития, но и привела к техническому прогрессу во всех отраслях индустрии. Электрический двигатель стал основным видом двигателя в промышлен- ности. Он вызвал к жизни новые типы станков и оборудования с индивидуальным и много- моторным электроприводом с широко развитой системой регулирования и явился основой ком- плексной механизации и автоматизации про- изводства. На базе электрификации создаются автоматические станки, автоматические ли- нии и заводы-автоматы. Основанная на элек- трификации автоматизация стала одним из главных направлений технического прогресса в промышленности. На основе электрификации и электротех- нологических процессов созданы такие элек- троемкие отрасли промышленности, как алю- миниевая, производство электроферросплавов; электролитной меди, цинка, магния, натрия и других цветных металлов, получили широкое развитие электрохимия, электросварка и т. д. Если в 1928 г. расход электроэнергии на элек- тротермические и электролитические процессы составил всего около 15 млн. квт*ч, то ужена начало III пятилетки он достиг 5 млрд, кет - ч. В суммарном электробалансе промышленности удельный вес электротехнологического потреб- ления возрос с 2% в начале первой пятилетки до 20% в довоенные годы и примерно 25% в послевоенные годы. Электровооруженность труда, являющаяся одним из решающих условий роста произво- дительности труда, возросла за годы довоен- ных пятилеток (1929—1940) в среднем в 4 ра- за. За послевоенные годы электр о вооружен- ность труда в промышленности вновь значи- тельно возросла, увеличившись в 1956 г в 2,4 раза по сравнению с 1940 г.
Значительные успехи достигнуты также в электрификации железных дорог. Протяжен- ность электрифицированных железнодорожных линий возросла с 1,9 тыс. км в 1940 до 5,4 тыс. км в 1955, а в 1956 увеличилась еще на 1 019 км. В 1957 г. на электрическую тягу переводится еще 1 263 км железных дорог. Благодаря победе колхозного строя и осна- щению сельского хозяйства новейшей техникой осуществляется электрификация сельского хо- зяйства. В сельском хозяйстве работает свы- ше полумиллиона электродвигателей различ- ных мощностей, приводящих в действие элек- трифицированные машины и аппараты, насчи- тывающие более 500 типов. Сельское хозяй- ство потребило в 1955 г. примерно 4,8 млрд. квт • ч, электроэнергия используется почти во всех МТС и примерно в 30% колхозов. Электроэнергия стала основой реконструк- ции коммунального хозяйства. В Москве и Ле- нинграде действуют линии метрополитена. Из года в год растет количество электрифициро- ванных прачечных и других предприятий ком- мунального хозяйства. Непрерывно увеличивается электрификация быта трудящихся. В 1956 г. было выпущено 4,3 млн. радиоприемников и телевизоров, 224 тыс. бытовых холодильников, 195 тыс. быто- вых стиральных машин, 179 тыс. бытовых пы- лесосов и т. д. Если в дореволюционной Рос- сии на одного городского жителя расходова- лось около 10 квт • ч электроэнергии в год, то в 1955 г. потребление электроэнергии на ком- мунально-бытовые нужды составило на одного городского жителя в среднем более 230 квт • ч, причем свыше половины этого количества рас- ходовалось на бытовые приборы и электроос- вещение квартир. Электрификация неразрывно связана с культурной революцией, свершившейся в на- шей стране. Радио, телевидение, широкая ки- нофикация (59,3 тыс. кинотеатров в 1955 г. против 1,5 тыс. в 1913 г.)—все это основы- вается на электрической технике. Директивы XX съезда КПСС по шестому пятилетнему плану ставят первоочередной за- дачей в области промышленности обеспечение опережающих темпов строительства электро- станций. Намеченные темпы роста электрохо- зяйства превышают темпы его развития в пя- том пятилетии, несмотря на значительное уве- личение объема производства электроэнергии. Рост установленной мощности электриче- ских станций будет превышать рост производ- ства электроэнергии, что позволит создать в энергетических системах необходимые ре- зервы мощностей и обеспечить бесперебой- ное электроснабжение народного хозяйства. Количественный рост производства элек- троэнергии и установленной мощности электро- станций в шестом пятилетии будет сопровож- даться и качественным изменением структуры нашего энергохозяйства. За годы шестой пятилетки произойдет не только дальнейшее увеличение нашей электро- вооруженности, но и включение в энергохо- зяйство страны мощных атомных электростан- ций, крупнейших в мире гидроэлектроцентра- лей и новых мощных тепловых электростан- ций. Будет создана Европейская часть Единой энергетической системы страны, не имеющая по своему размаху примера в мировой энерге- тике. Впереди перед советскими энергетиками стоят еще более грандиозные задачи, опреде- ляемые перспективным планом (развития на- родного хозяйства СССР. В докладе товарища Н. С. Хрущева на юбилейной сессии Верхов- ного Совета СССР приведены основные пока- затели этого плана. Развитие электроэнергети- ки по-прежнему должно идти темпами, опере- жающими темпы развития других отраслей промышленности, и выработка электроэнергии в СССР в 1972 г. должна достигнуть 800— 900 млрд, квт • ч. Работники советского энергетического хо- зяйства приложат все свои силы и знания для того, чтобы воплотить в жизнь великие пред- сказания В. И. Ленина о том, что «... если Россия покроется густой сетью электрических станций и мощных технических оборудований, то наше коммунистическое хозяйственное строительство станет образцом для грядущей социалистической Европы и Азии» \ 1 В. И. Л е н и н, Соч., т. 31, стр. 486. 3—Ю51

СТРОИТЕЛЬСТВО ГИДРО ЭЛЕКТРО С ТАН Ц И Й
Раздел Строительство гидроэлектростанций под общей редакцией Р. И. НОСОВА
1. ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР ГИДРОЭНЕРГОСТРОИТЕЛЬСТВА НОСОВ Р. п. Начальник Главгидроэнергостроймонтажа 1. Дореволюционная гидроэнергетика В дореволюционной России гидроэнергети- ки практически не было. Общая мощность гид- роэлектростанций к Л917 г. составляла всего лишь около 16 тыс. кет в мелких изолирован- ных установках. Это положение характеризо- вало глубокую отсталось царской России, так как в передовых капиталистических странах уже в 1913 г. мощность гидроэлектростанций составляла около 12 млн. кет. Развитие гидротехники в России шло глав- ным образом ino линии ирригации и развития внутренних водных путей сообщения. К этому толкало развитие товарного хозяйства в стра- не. Был создан ряд крупных межбассейных систем: Вышневолоцкая, Тихвинская, Неман- ская, Мариинская, Днепробугская, Березин- ская. Делались попытки построить канал, со- единяющий Волгу с Доном, построить каналы в районе Днепровских порогов, имеющие целью открытие транзитного судоходства по Днепру, открывающего доступ хлебу Украины в черно- морские порты. Министерство путей сообще- ния разработало ряд проектов улучшения су- доходства по рекам России. Только в конце XIX в. начали появляться первые проекты крупных гидроэлектростанций, которые включались составной частью в транс- портно-энергетические схемы использования рек. Они проектировались преимущественно на порожистых частях рек Днепра, Волхова, Вуоксы, Наровы и др. В 1890 г. появляется проект В. Ф. Добро- Яворского, предусматривающий использование водной энергии водопада Иматра. В 1895 г. тот же автор представляет про- ект «Снабжение г. Санкт-Петербурга электри- ческой энергией, переданной от водопадов На- ровского и Иматры», а в 1899 г. проект Вол- ховской ГЭС, предусматривающий устройство шлюза и гидроэлектростанции мощностью 37 тыс. л. с. Проект Волховской ГЭС в 1911 — 1912 гг. переделывается Г. О. Графтио и Па- лицыным на мощность 60 тыс. л. с. при восьми горизонтальных гидроагрегатах, замененных в 1914 г. на вертикальные агрегаты. Характерную для гидроэнергетики России историю проектирования использования вод- ных ресурсов имеет Днепр. Как известно, судоходство на Днепре пре- рывалось порогами на участке Запорожье — Днепропетровск и только 320 км нижнего те- чения реки имели связь с морем. Интересы внешней торговли, а также товарооборота с другими частями России, связанными с бас- сейном Черного моря, вынуждали искать ре- шения проблемы транзитного судоходства по Днепру. Соответственно уровню экономики страны и степени развития техники проекты, разрешав- шие Днепровскую проблему, исторически де- лятся на три категории: а) проекты, предусматривающие решение только транспортной проблемы; б) проекты, в которых основное значение имела транспортная проблема, но одновремен- но и только попутно использовалась водная энергия для выработки электроэнергии; в) проекты, в которых использование во- дотока для выработки электроэнергии имело преимущественное значение, а вопросы транс- порта решались попутно. Всего был разработан 2il проект реконст- рукции порожистой части Днепра, включая проект И. Г. Александрова. Ни один из этих проектов не был осуществлен. К первой категории проектов относился проект улуч- шения судоходных условий на порожистом участке Днепра инж. Деволянта (|1796 г.). По этому проекту были построены обходные каналы («Фалеевские») на порогах Старо-Кайдакском и Ненасытецком. Затем шли проекты: инж. Шитова (1825 г.), предусматриваю- щий шлюзование порогов, инж. Митрофанова (1873 г.), инж. Сулковского (1890 г.), инж. Лелявского (1893 г.), инж. Тиманова (1894 г.), инж. Липина (1897 г.), ин- женеров Дефосса и Руктешеля (1900—1905 гг.). 37
Комиссия проф. Герсеванова, отклонившая проекты Дефосса и Руктешеля, пригнала, что имеющиеся в Уп- равлении внутренних водных путей и шоссейных ^дорог проекты отдельных частей Черноморско-Балтийского водного пути «должны быть пересмотрены непременно в связи с использованием гидравлической силы падения воды в порогах, имеющим огромное экономическое зна- чение». Этим решением было заложено начало комплекс- ности использования водных ресурсов. С этог'о времени начинается вторая серия проектов использования водных ресурсов Днепра. Первым из них был эскизный проект инженеров Максимова и Графтио (1905 г.). Он предусматривал, помимо решения транспортной проблемы, создание на порожистой части Днепра трех гидроэлектростанций: ниже порога Ненасытецкого (напор 13 м, мощность 48—52 тыс. л. с.), у острова Таволжан1ского ('напор 10 м, мощность 32—40 тыс. л. с.) и ниже порога В иль- ного (иапор 9 м, .мощность 28—36 тыс. л. с). Затем следуют проекты инженеров Рундо и Юс- кевича (1910—1911 гг.), Киевского округа путей сооб- щений (1911—1912 гг.), Шаппюи и Голье (1912 Г.), ,инж. Бахметьева (1912г.) инж. Мо-ргуненкова '(19'13 г.), предусматривающего одновременное решение проблемы орошения левобережных земель, инж. Розова (1914— 1915 гг.), проф. Николаи (1915—1917 гг.). Эти проек- ты предусматривали создание на порожистой части Днеп- ра от 2 до 4 гидроузлов с различной компоновкой и мощностью гидроэлектростанций и одновременным ре шением проблемы судоходства, а затем и орошения прилегающих земель. На основе проекта инж. Розова было издано 25 июня 1915 Г. законоположение, разрешающее произ- водство «средствами и распоряжением казны работ по приведению порожистой части р. Днепра, между горо- дами Екатер'инославом и Александровском, в состоя- ние, обеспечивающее плавание судов с осадкой не ме- нее двенадцати четвертей аршина (2,13 м) и по ис- пользованию силы падения воды в этой части р. Днеп- ра в целях получения электроэнергии». Только после революции Днепровская про- блема нашла свое правильное проектное ре- шение и затем практическое осуществление. Проектирование реконструкции Днепра было возложено на проф. Александрова И. Г. По де- вятому варианту его проекта в основном было осуществлено строительство Днепровской ГЭС имени В. И. Ленина. Перед революцией производились комплекс- ные обследования экспедициями Министерст- ва путей сообщения и Отдела земельных улуч- шений рек: Риона, Алазани, Уфы, Белой, Сви- ри, Сухоны, Выга, Ковды, Нивы, Туломы, Камы, Ангары, Катуни, Бухтармы и др. Круп- ные водотоки Востока — Лена, Амур, Енисей, Обь практически не изучались. Водноэнергети- ческие ресурсы России не были даже выяв- лены. 2. Первые шаги советской гидроэнергетики Советская власть с первых своих шагов оценила громадное значение использования водноэнергетических ресурсов страны. За го- ды Советской власти гидроэнергетические ре- сурсы страны выявлены с достаточной полно- 38 той. Количественно они громадны, что видно из таблицы Г Таблица 1 Республики Пло- щадь, тыс. км2 Потенциальные ресурсы Насыщен- ность терри- тории, тыс. квт*ч1км* тыс. квпг млрд. квт>ч о/ /о РСФСР .... 16 922 248 125 2173,5 73 128,4 Украинская 576,6 5 046 44,2 1,5 76,6 Белорусская . 207,6 636 5,6 0,2 26,8 Узбекская . . 407,5 7 137 62,5 2,1 153,4 Казахская . . 2753,8 15 063 131,9 4,4 47,9 Грузинская . . Азербайджан- 76,2 И 116 97,4 3,3 1277,9 ская .... 85,7 3 828 33,5 1,1 391,3 Литовская . . 65,2 436 3,8 0,1 58,6 Молдавская . 33,8 366 3,2 0,1 95,2 Латвийская 64,5 611 5,4 0,2 83,0 Киргизская . . 196,9 15 224 133,4 4,5 677,3 Таджикская . 142,6 26 845 235,2 7,9 1649,1 Армянская . . 29,8 i 679 14,7 0,5 493,6 Туркменская . 484,8 2 702 23,7 0,8 48,8 Эстонская . . Карельская 45 J 68 0,6 —• 13,2 АССР • . • 178,5 1 118 9,8 о,3 54,9 СССР .... 22270,6 340 000 2978,4 100 133,7 С учетом малых рек потенцильные гидро- энергетические ресурсы СССР оцениваются в 420 000 тыс. кет. Технически возможные к освоению гидроэнергоресурсы оцениваются в 1 721 (млрд, кет • ч. В апреле 1918 г. В. И. Ленин в наброске плана научно-технических работ писал: «В этот план должно входить: ... Обращение особого внимания на электри- фикацию промышленности и транспорта и при- менение электричества к земледелию. Исполь- зование непервоклассных сортов топлива (торф, уголь худших сортов) для получения электрической энергии. Водные силы и ветряные двигатели вообще и в применении к земледелию». (В. И. Л е- нин, Соч., т. 27, стр. 288—289). 22 апреля 1918 г. на заседании СНК об- суждался вопрос об электроснабжении Петро- града путем строительства гидроэлектростан- ций на Волхове и Иматре. В 1919 г. Совет Труда и Обороны признал Волховстрой и Свирьстрой имеющими военное значение. В этом году начались подготовитель- ные работы по строительству Волховской ГЭС. Советская страна еще была объята пламенем гражданской войны, промышленность и транс- порт разрушены, население голодало, свиреп- ствовали эпидемии. Рабочие Волховстроя 1 „Гидротехническое строительство”, 1956, № 4.
часто полностью снимались на военно-полевые работы. Для производства работ нехватало са- мых элементарных механизмов и материалов. Работы велись преимущественно вручную. Однако советский народ героически строил свою первую крупную гидроэлектростанцию, мобилизуя все возможные резервы. В снабже- ние Волховстроя неоднократно лично вмеши- вался В. И. Ленин. Проектом предусматривалось создание гид- роэлектростанции мощностью 58 тыс. квт в восьми гидроагрегатах. Для этого на слабых известняках возводилась бетонная, гравитаци- онная водосливная плотина высотой 18 м, под- держивающая напор 10 м. Объем работ рав- нялся: земляных и скальных — 700 тыс. ж3, бе- тонных и железобетонных — 340 тыс. м3. На ГЭС было установлено восемь шведских тур- бин и четыре шведских гидрогенератора. Четы- ре гидрогенер1атора были изготовлены заводом «Электросила», что являлось серьезным дости- жением советской промышленности. Передача электроэнергии в Ленинград осуществлена на напряжении НО кв. Волховская ГЭС вступила в эксплуатацию в 1926 г. и получила имя руко- водителя строительством — Г. О. Графтио. Это строительство послужило первой школой советских гидроэнергостроителей. На нем по- лучили первый серьезный опыт такие крупные инженеры, как Б. Е. Веденеев, П. П. Лауп- ман и И. И. Кандалов, Г. С. Веселаго и др. Ярким выражением целеустремленности Партии и Советской власти в деле развития народного хозяйства, принципов плановости, мобилизация народа на решение задач строи- тельства нового общества явился план ГОЭЛРО, разработанный по заданию В. И. Ленина. В феврале 1920 г. постановлением ВЦИК была создана «Государственная комиссия по электрификации России». В ней приняло уча- стие около 200 видных ученых и инженеров. На базе развития энергетики был создан ком- плексный план развития народного хозяйства Советской России. В своем докладе о деятель- ности СНК на VIII съезде Советов 22 декаб- ря 1920 г. В. И. Ленин назвал этот план вто- рой программой партии. «Каждый, вниматель- но наблюдавший за жизнью деревни, в срав- нении с жизнью города, знает, что мы корней капитализма не вырвали и фундамента, осно- 3У, У внутреннего врага не подорвали. Послед- ний держится на мелком хозяйстве и чтобы подорвать его, есть одно средство — перевести хозяйство страны, в том числе и земледелие, на новую техническую базу, на техническую базу современного крупного производства. Такой базой является только электричество. Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны. Иначе страна остается мелкокрестьянской, и надо, чтобы мы это ясно сознали» (В. И. Ленин — т. 31, стр. 483—484). Эти слова В. И. Ленина послужили осно- вой генеральной линии партии в развитии на- родного хозяйства, в строительстве нового об- щества. VIII съезд Советов одобрил план ГОЭЛРО. В декабре 1921 г. IX Всероссийский съезд Советов утвердил этот план. Он предусматри- вал сооружение ряда крупных районных элек- тростанций, установленной мощностью 1 750 тыс. квт. Для сопоставления напомним, что в 1921 г. вся мощность электростанций Рос- сии составляла всего лишь 1 228 тыс. квт. По плану ГОЭЛРО предусматривалось строительство десяти гидроэлектростанций, установленной мощностью 640 тыс. квт и ра- бочей 535 тыс. квт (табл. 2). Таблица 2 Район Название электростанции Рабочая мощ- ность, тыс. квт Южный Александровская 200,0 Северный Волховская 30,0 Свирская вторая 60,0 Свирская третья 40,0 Уральский Чусовская 25,0 Кавказский Кубанская 40,0 Краснодарская 20,0 Терская 40,0 Сибирь и Турке- стан Алтайская 40,0 Туркестанская 40,0 В настоящее время кажется, что план ГОЭЛРО не так уж велик. Наш народ познал размах социалистического строительства, при котором ежегодно вводится в эксплуатацию электрическая мощность, равная нескольким планам ГОЭЛРО. Однако, в то время это была действитель- но грандиозная программа перестройки народ- ного хозяйства. Насколько велика и дерзно- венна была эта программа видно из выступле- ния В. И. Ленина на том же IX съезде Со- ветов* когда он говорил «Я рассчитывал, что могу поздравить IX съезд с открытием второго крупного электрического центра, построенного Советской властью: первый— Шатурка, а вто- рой — новый центр—Каширская станция, ко- торую мы как раз рассчитывали открыть в де- кабре. Она дала бы — и может дать — 39
Рис. 1. Волховская ГЭС. 6 000 киловатт в первую очередь, что при тех 18 тысячах киловатт, которые мы имеем в Москве, было бы помощью существенной». «...если (сложить 1918 и 1919 пг., то у нас в этот срок были открыты 51 станция с мощ- ностью в З1/2 тысячи киловатт. Если сложить 1920 и 11921 гг., то открыто было 221 станция с мощностью в 12 тысяч киловатт (В. И. Л е- н и н, Соч., т. 33, стр. 143). Эти цифры в сравнении с планом ГОЭЛРО говорят сами за себя. После утверждения плана ГОЭЛРО до на- чала первой пятилетки были начаты строи- тельством гидроэлектростанции: в 1922 г. — Земо-Авчальская на р. Куре; в 1923 г. — Боз- суйская, Ереванская I, Кондопожская; в 1925 г. — Первомайская на р. Буг, Хариузов- ская на Алтае, Ленинаканская в Армении; 1927 г. — Гизельдонская в Северной Осетии, Рионская, Нижне-Свирская и Днепровская. Некоторые из них вошли в действие в этот же период времени. В 1927 г. общая установлен- ная мощность электростанций СССР состави- ла 1 698 тыс. кет. 3. Первая пятилетка. Днепрогэс — школа советских гидроэнергостроителей После окончания восстановления промыш- ленности и транспорта партия взяла курс на 40 индустриализацию страны. 16 партконферен- ция рассмотрела и приняла первый пятилетний план развития народного хозяйства. Первая пятилетка в области гидроэнерге- тики проходила под знаком строительства Днепровской ГЭС. Она являлась самой круп- ной гидроэлектростанцией в Европе и до пуска Куйбышевской ГЭС ее масштабы советским строителям казались величественными. Уста- новленная мощность равнялась 558 тыс. кет, заключенных в девяти гидроагрегатах. Для создания подпора, на гранитном основании строилась бетонная, гравитационная, криво- линейная плотина общей длиной 760 м, имею- щая 47 пролетов по 43 м в свету. Наибольшая высота плотины 62 м. К плотине с одной сто- роны примыкало здание гидростанции, с дру- гой — трехкамерный железобетонный шлюз. При сооружении Днепрогэс было выполнено около 1,2 млн. м3 бетонных, 3,4 млн. м3 зем- ляных, 1,9 млн. м3 скальных работ и установ- лено 26,5 тыс. т металлоконструкций. Турби- ны поставила американская фирма «Нью- порт — Ньюс», пять генераторов поставила также американская фирма «Джен ер ал Элек- трик», а четыре генератора — завод «Электро- сила». Днепрогэс строила вся страна. «Днепро- строй» была самой популярной и самой лю-
бимой стройкой советского народа, его гор- достью и славой. Она явилась настоящей шко- лой для советских гидроэнергостроителей. По своим конструктивным решениям и общему техническому замыслу она до сих пор еще служит образцом. Высокая и всесторонняя механизация трудоемких работ поражали современников и по уровню почти не усту- пают современности. После Волховстроя, где работало всего несколько экскаваторов и три паровоза, на Днепрострое, только на самом гидроузле было сосредоточено 11 экскавато- ров, 28 паровых кранов, грузоподъемностью по 40 т, 17 шт. деррик-кранов, 56 паровозов нормальной колеи, 312 разных вагонов. Были построены механические мастерские на 132 станка, деревообделочные на 42 станка, два лесозавода на шесть пилорам, компрессорное хозяйство производительностью 390 л^/мин, завод жидкого кислорода, два завода по изго- товлению бетона, большое камнедробильное хозяйство. Электроснабжение производилось от собственной тепловой станции мощностью 1В тыс. квт. В любой точке строительства можно было подключиться к магистралям во- ды, воздуха и электричества. Впервые был широко применен электро- и пневмоинстру- мент. В 1930 г. был поставлен мировой рекорд по укладке бетона—в этот год было уложено 518 тыс. м3 бетона, и суточная производитель- ность достигла 5 270 м3. Днепрострой был школой не только мас- штабов, темпов и механизации работ, он явил- ся и школой культуры и высокого качества ра- бот. Тщательность подготовки основания соо- ружений, подбор состава и контроль за при- готовлением, транспортом и укладкой бетона, тщательная подготовка сопрягаемых поверх- ностей бетонных блоков, цементационные гидроизоляционные и другие работы были по- ставлены на высоком уровне. Общая органи- зация работ, взаимосвязь между отдельными подразделениями строительства, методы уп- равления большим строительным хозяй- ством, последовательность отдельных видов работ, обеспечение бесперебойности рабо- ты механизмов, внешняя чистота и опрятность всей стройплощадки, наконец, личные приемы руководства и управления строительством, Рис. 2. Днепровская ГЭС имени В. И. Ленина. 41
т. е. все то, что называлось «Днепрострой», исследовалось, изучалось, воспринималось со- ветскими строителями и оказывало свое влия- ние не только на гидроэнергетиков, но и на все строительство в СССР. На Днепрострое получил опыт и знания большой коллектив гидроэнергостроителей, который затем перенес их на другие строительства. Работники Дноп- ростроя составили основу впервые организо- ванного Главка по строительству гидроэлек- тростанций «Главгидроэнергострой». 16 апреля 1932 г. первый гидроагрегат Днепростроя стал на обороты, а 10 октября состоялся торжественный пуск гидроэлектро- станции, на которой к этому времени уже эксплуатировалось пять гидроагрегатов. Глубоко был прав главный инженер Днеп- ростроя Б. Е. Веденеев, который в дни тор- жественного пуска писал: «Пуск Днепровской гидростанции — это факт грандиозного значения в истории инду- стриализации СССР, и в частности, в исто- рии гидроэлектростроительства. Днепровская ГЭС — самая большая гидростанция во всей Евразии. Только на американском континенте имеются гидростанции, которые могут срав- ниться с ней. Плотина Днепровской гидростан- ции тоже одна из величайших в мире. Поэто- му СССР с пуском Днепровской ГЭС стано- вится в области строительства гидростанций в ряд с наиболее передовыми капиталистиче- скими странами». Днепрогэс по желанию народа присвоено имя любимого вождя — В. И. Ленина. Свою любовь к Днепрострою советский на- род выражает в перенесении этого названия, ставшего символическим, на свои другие лю- бимые стройки — строительство Фархадской ГЭС узбекский народ называл «Днепрострой Узбекистана», Усть-Каменогорской ГЭС — «Днепрострой Казахстана», Мингечаурской ГЭС — «Днепрострой Азербайджана, «Дубос- сарской ГЭС — «Днепрострой Молдавии» и т. д. Под знаком Днепростроя и даже при уча- стии ряда его ветеранов построена Каховская ГЭС и строятся Кременчугская и Днепродзер- жинская ГЭС на р. Днепре. В 1927 г. было начато строительство Ниж- не-Свирской гидроэлектростанции, не только крупной по своим масштабам, но и замеча- тельной с точки решения ряда сложных тех- нических проблем. Советские гидроэнергостроители впервые в мировой практике решали проблему строи- тельства гидроэлектростанции на сжимаемых грунтах. Свирская бетонная плотина высотой 42 22 м и длиной 220 м, а также здание гидро- станции и железобетонный шлюз строились на девонских глинах, обладающих большой упру- гостью и коэффициентом трения всего лишь 0,2. Для увеличения устойчивости плотины и ГЭС был применен гибкий понур, шарнирно связанный с сооружениями. Этот понур, нагру- женный весом воды, служил не только проти- вофильтрационным, но и удерживающим соо- ружением. Этим же целям служил глубокий бетонный зуб. Здание гидростанции под влия- нием загрузки-понура должно было накло- ниться в сторону верхнего бьефа. Так как мон- таж гидроагрегатов происходил еще при не- затопленном водохранилище, то этот наклон здания должен был расстроить их работу. Пос- ле больших научно-исследовательских работ, проведенных на месте и в лабораториях, были установлены законы и величины возможной неравномерной по времени осадки сооружения. Было высчитано, что здание ГЭС для того, чтобы оно пришло в вертикальное положение после наполнения водохранилища, нужно по- строить с наклоном в сторону нижнего бьефа на 0,075% Эти расчеты блестяще подтвердились на практике. Свирьстрой явился второй школой совет- ских гидроэнергостроителей высокой квалифи- кации, имевших, кроме общестроительного, еще специфический опыт строительства на мягких грунтах. Питомцы Свирьстроя в на- стоящее время являются руководящими работ- никами на многих стройках, в проектных и научно-исследовательских организациях Со- ветского Союза. При строительстве Нижне-Свирской ГЭС мощностью 96 тыс. кет было выполнено 5 млн. м3 земляных и 580 тыс. м3 бетонных работ. Для выдачи электроэнергии Ленингра- ду была впервые в СССР построена линия электропередачи 220 кв. За первую пятилетку общий прирост мощ- ности электрических станций СССР составил 2 979 тыс. кет, в том числе на гидроэлектро- станциях 377 тыс. кет. 'Кроме указанных выше, было Начато строи- тельство ГЭС: в 1928 г. — Дзорагетской в Ар- мении; в 1930 г. — Кадырышской ₽ Ташкенте, Ереванской и Канакирской в Армении; в 1931 г. — Верхне-Варзобской в Таджикистане и в 1932 г. Чирчикских ГЭС в Узбекской ССР и Сухумской ГЭС в Грузии. Вошли в строй действующих ГЭС — Кон- допожская, Пензенская, Сызранская, Ленин- аканокая, Первомайская, Юрюзанская, Возне- сенская, Джирахорская, Абашская, Зурнабад- ская, Ереванская II и Дзорагетская.
Большим событием в первой пятилетке для гидротехников было строительство Бело- морско-Балтийского канала, а также принятие решения Пленумом ЦК В КП (б) (1931 г.) о строительстве канала Москва — Волга. 4. От первой пятилетки до Великой Отечественной войны XVII Партийный съезд (1934 г.) утвердил второй пятилетний план развития народного хозяйства (1933—1937 гг.). По энергетическо- му строительству съезд .постановил: «Создать новую энергетическую базу для завершения реконструкции всех отраслей на- родного хозяйства и образовать во всех энер- гетических узлах резервы мощностей, обеспе- чивающие бесперебойное электроснабжение народного хозяйства... Продолжить линию на более широкое использование для электроснаб- жения местных видов топлива — углей Под- московного бассейна, Урала, Восточной Сиби- ри, Средней Азии, торфа и сланцев и особенно гидроэнергетических ресурсов» (КПСС в резо- люциях и решениях, т. III, стр. 206). В соответствии с этим решением гидро- энергетическое строительство во второй пяти- летке приобрело значительные размеры. В этот период времени началось освоение каскада Волжских гидроэлектростанций. В связи со строительством канала Москва — Волга строилась первая ГЭС на Волге — Иваньковская, мощностью 30 тыс. кет. В это же время происходила дискуссия о принципах освоения водных ресурсов Волги. Имея в ви- ду небольшой уклон реки и широкую пойму, было предложено строить на Волге каскад низ- конапорных гидроэлектростанций, дающих главным образом сезонную энергию. Другая точка зрения сводилась к тому, чтобы на Вол- ге строить гидроэлектростанции, имеющие зна- чительные регулирующие емкости и, следова- тельно, могущие давать высококачественную электроэнергию. Была принята вторая точка зрения. В соответствии с этим каскад Волж- ских ГЭС к настоящему времени состоит из следующих ступеней, считая сверху: Ивань- ковская (30 тыс. кет), Угличская (НО тыс. кет), Щербаковская (330 тыс. кет), Горьков- ская (400 тыс. кет), Чебоксарская (1 400 тыс.’ кет), Куйбышевская (2 100 тыс. кет), Сара- товская (1 000 тыс. кет), Сталинградская (2 310 тыс. кет) и Астраханская. Из этого кас- када пять гидроэлектростанций построены на полную мощность и две находятся в стадии строительства. Во второй пятилетке началось строитель- ство Угличской и Щербаковской ГЭС. Углич- ская ГЭС не имеет емкого водохранилища, поэтому не оказывает влияния на регулирова- ние стока. Щербаковская ГЭС, которая при- нята в результате острой дискуссии взамен нерегулируемой Ярославской ГЭС, имеет по- лезную емкость водохранилища 15,6 млрд. м3. Зеркало Щербаковского водохранилища («Ры- бинское море») имеет площадь 4 600 км2. Та- кие размеры водохранилища дают возмож- ность перераспределять годовой и частично многолетний сток верхней Волги и оказывать существенное влияние на нижележащие гидро- узлы. Для сооружения Угличской и Щербаков- ской гидроэлектростанций потребовалось вы- полнить 25,5 млн. м3 земляных и 1,5 млн. м3 бетонных работ. Такие крупные станции впер- вые в СССР сооружались на песчаных грун- тах, поэтому в процессе проектирования и строительства приходилось решать ряд слож- ных технических проблем. Принятые решения вошли в сокровищницу опыта отечественного гидроэнергостроительства. На Волгострое сте- пень механизации трудоемких работ была ве- лика. Она обеспечивалась большим парком механизмов. На стройке было занято 35 экска- ваторов, 113 паровозов, 1 130 вагонов, 600 ав- томашин, 23 крана, 405 тракторов. Впервые в больших масштабах (10,8 млн. м3) была применена гидромеханизация земляных работ. Угличская ГЭС вошла в эксплуатацию в 1940 г. и Щербаковская в 1941 г. На Щерба- ковской ГЭС установлены поворотнолопастные турбины диаметром 9 м производства ЛМЗ имени Сталина. Это явилось крупным дости- жением советской промышленности. В 1934 г. началось строительство Храмской ГЭС № 1 в Грузии. Эта высоконапорная ГЭС имеет высоконапорное водохранилище ем- костью 209 млн. м3. В весенне-летний период времени, когда другие нерегулируемые гидро- станции Грузии имеют достаточное количество воды, Храмская ГЭС не работает. Зато в ма- ловодный период времени она работает полной мощностью, обеспечивая электроснабжением столицу Грузии — г. Тбилиси. При строитель- стве Храмской ГЭС был решен ряд сложных технических проблем: строительство каменной набросной плотины с металлическим экраном на грунтах завала, -тампонаж водопроницае- мых прослоек грунта для предотвращения большой фильтрации в обход плотины, строи- тельство напорного туннеля длиной 8 км, со- оружение напорного трубопровода на неустой- чивом склоне горы и др. В 1936 г. началось строительство Севан- ской ГЭС и была введена в эксплуатацию Канакерская ГЭС на р. Раздан. Эти гидро- 43
станции Разданского каскада строились в ис- полнение интересного решения по использова- нию энергетических ресурсов оз. Севан. Оз. Севан имеет водосборную площадь бассейна 4 900 км2 и площадь зеркала 1 416 км2 (при отметке озера 1916,3 м). Объем водоема равен 58 млрд. ж3. Озеро делится на две части: Большой Севан площадью 1 032 км2, с максимальной глубиной 59 м и Малый Се- ван площадью 384 кж2, с максимальной глу- биной 99 ж. В озеро впадает 28 рек, а выте- кает одна река Раздан. Водный баланс озера до начала сработки был следующий: Приход воды за год Приток воды 770 млн. ж3 Осадки на озеро . . . 552 млн. ж3 Расход воды за год Испарение .с поверх- ности ~ 1 212 млн. ж3 Подземный сток . . 60 МЛН. Л13 Поверхност- ный сток 50 млн. jw3 Всего. .1 322 млн. ж3 Всего. .1 322 млн. м?> Таким образом, громадное количество во- ды расходовалось на испарение. Для увели- чения поверхностного стока было намечено сработать за 50 лет вековые запасы озера в объеме 50 млрд, ж3, снизить уровень на 50 ж и осушить, таким образом, полностью Боль- шой Севан, т. е. уменьшить площадь испаре- ния более чем в 6 раз. Благодаря этому уста- навливается новое равновесное положение, дающее увеличение поверхностного стока до 700 млн. ж3, против 50 млн. ж3 до сработки озера. Водный баланс озера складывается при этом следующим образом: Приход воды за год Приток воды 816 млн. ж3 Осадки на озеро ... 96 млн. м з Расход воды за год Испарение' с поверх- ности . . 215 млн. м? Полезный сток . . . 697 млн. м* Всего . . 912 млн. м Всего . .912 млн. Использование попусков из озера преду- сматривается на каскаде из девяти гидроэлек- тростанций мощностью 604 тыс. кет и ороси- тельной системой с охватом новых земель около 100 тыс. га. Используемый напор на кас- каде равен 938 ж. Кроме упомянутых, во второй пятилетке были введены в эксплуатацию ГЭС — в 1933 г. Нижне-Свирская, Рионская,' Кадырьинская; в 1934 г.—Нивская-И, Гизельдонская, Ульбин- 44 Рис. 3. Гионская ГЭС. ская, Корсунская; в 1936 г. — Баксанская, Бурджарская, Верхне-Варзобская; в 1937 г.— Нижне-Туломская, Иваньковская, Сходнен- ская, Карамышевская, Перервинская, Герге* бельская, АЦГЭС, Кубинская, Рицеульская, Алазанская, Ташбашская. Общий прирост мощ- ности гидроэлектростанций за вторую пятилет- ку составил 608 тыс. кет. XVIII съезд партии (1939 г.) по вопросу о третьем пятилетием плане развития народно- го хозяйства СССР предусматривал дальней- ший мощный размах энергетического строи- тельства. За пятилетку предусматривался при- рост электрических мощностей в 9 млн. кет и создание в энергосистемах постоянного' резер- ва в 10—15%. В области электрификации важней- шей частью строительной программы съезд счи- тает прирост мощностей за счет строительства новых небольших и средних электростанций, а также усиление строительства гидроэлектро-
станций. Развернуть строительство величайше- го в мире сооружения — двух Куйбышевских гидростанций общей мощностью в 3,4 миллио- на киловатт, одновременно разрешающего про- блему орошения засушливых земель для до- стижения устойчивых урожаев в Заволжье и дело судоходства но Волге и Каме. Начать также строительство Калужской гидроэлектро- станции на р. Оке. Закончить строительство и ввести в действие следующие гидростанции: Угличскую, Рыбинскую, две Чирчикских, Ка- накерскую, Свирь-2, Храме,кую, Нива-3, Су- хумскую и др. Присту пить к строительству но- вых гидростанций: Верхне-Камской, Минге- чаурской, Усть-Каменогорской, Г юмушской, а также развернуть строительство' небольших местных гидростанций, в том числе в районах Урала, на реках Туре, Уфа, Чусовая, Белая, Миас и др., а также на Северном Донце». (КПСС в резолюциях и решениях, ч. III, стр. 356—357). В осуществление этого решения за первые три года третьей пятилетки были введены в эксплуатацию Угличская, Щербаковская и две Чирчикских ГЭС. Общий прирост мощности гидроэлектростанций составил 527 тыс. квт. Было начато строительство Усть-Каменогор- ской, Калужской, Н.-Вуоксинской, Куйбышев- ской и других ГЭС. Однако эти планы совет- ского народа были сорваны подлым нападе- нием на СССР фашистской Германии. Необходимо отметить, что за годы первых пятилеток в СССР окончательно сложились основные принципы проектирования использо- вания водных ресурсов. К ним необходимо от- нести следующее: 1. Водные ресурсы должны быть использо- ваны комплексно', т. е. при проектировании должны учитываться интересы гидроэнергети- ки, водного транспорта, водоснабжения, ирри- гации, рыбного хозяйства, борьбы с наводне- ниями и малярией. При этом гидроэлектростанции должны правильно сочетаться с работой тепловых элек- тростанций в объединенной энергосистеме. 2. Падение реки должно быть использова- но' в максимально' целесообразной степени. Это- му требованию отвечает строительство гидро- узлов на реке в виде взаимно увязанного каскада. Во избежание ошибок при строитель- стве отдельного гидроузла предварительно должна быть разработана схема использования всего водотока. 3. Крайне желательно в верховьях реки, где сток уже имеет значительные величины, построить регулирующее водохранилище, с тем чтобы зарегулированную весеннюю воду много- кратно использовать на ступенях каскада. Также желательно, чтобы регулирующее водо- хранилище располагалось в малоосвоенной местности, что уменьшает затраты по компен- сации затопления. В противном случае возмож- Рис. 4. Щербаковская ГЭС на р. Волге. 45
Рис. 5. Комсомольская ГЭС на р. Чирчик. но регулирование стока распределить между несколькими водохранилищами. 4. Проектирование гидроузлов должно ис- ходить из экономической целесообразности и технической возможности. 5. Проектирование должно сочетаться с тщательным исследованием естественных условий, что позволяет избежать крупных оши- бок при строительстве и обеспечивает надеж- ность и долговечность сооружений. Одним из примеров комплексного проекти- рования может служить Мингечаурская гидро- электростанция на р. Куре мощностью 360 тыс. кет, Мингечаурское водохранилище имеет полный объем водохранилища 16,1 млрд, ж3 и полезный 7,4 млрд, ж3, обеспе- чивающий многолетнее регулирование стока р. Куры. Для возведения гидроузла потребовалось выполнить выемки грунта в котлованах соору- жений— 8,8 млн. ж3, выемки в карьерах — 25,2 млн. ж3, насыпи— 16,7 млн. ж3, бетона — 1 млн. ж3. Мингечаурский гидроузел решает ряд про- блем: а) электроснабжения Азербайджанской и частично Грузинской ССР; б) ирригации Кура-Араксинской низменно- сти. В перспективе зарегулированной водой 46 можно оросить до 1 320 тыс. га земель. Для забора воды на ирригацию из верхнего бьефа Мингечаурского гидроузла должны быть по- строены Верхне-Карабахский канал на правом берегу и Верхне-Ширванский канал на левом берегу, из нижнего бьефа Мингечаурского гидроузла, образуемого плотиной Варварин- ской ГЭС, возьмут начало Нижне-Карабахский и Нижне-Ширванский каналы; в) улучшения транспортных условий на нижнем участке реки путем срезки пиков па- водков и увеличения за счет попусков гаранти- рованных глубин до 140—160 см против суще- ствующих — 80 сж; г) борьбы с наводнениями и малярией в Кура-Араксинской низменности. В силу отло- жения наносов в нижнем течении реки ее русло’ непрерывно поднимается, искусственные валы, ограждающие низменность во время паводков, иногда размываются, и большие площади сельскохозяйственных угодий и населенных пунктов заливаются водой; кроме хозяйствен- ного ущерба, на заливаемой местности остают- ся маловодные озера-и болота, в которых вы- плаживаются малярийные комары; при нали- чии Мингечаурского водохранилища наносы будут задерживаться в нем, а паводки ликви- дированы, следовательно, Кура-Араксинская низменность оздоровляется;
Рис. 6. Мингечаурская ГЭС на р. Куре. д) в целях обеспечения интересов рыбного хозяйства предусматриваются ежегодные зна- чительные попуски воды в нижний бьеф, кото- рые позволяют проход рыбы к оставшимся старым и новым местам нереста, одновременно построено несколько заводов для искусственно- го разведения рыбы. 5. Отечественная война. Восстановление и новый мощный подъем гидр оэн ер го стр о ите л ьств а Нападение фашистской Германии на СССР сопровождалось варварским разрушением элек- тростанций вообще и гидроэлектростанций в частности. За время войны было разрушено электростанций на мощность около 4,5 млн. кет, в том числе гидроэлектростанций на мощность около 1 млн. кет. Были разрушены ГЭС — Днепровская, Нижне-Свирская, Баксанская, Энсо и ряд других. Электроснабжение городов в силу разруше- ния электростанций, перегрузки транспорта военными перевозками, оккупации Донецкого бассейна переживало большие трудности. От- носительно меньшие трудности в электроснаб- жении переживали энергосистемы, базирую- щиеся преимущественно на гидроэлектроэнер- гии: Кольская, Армянская, Грузинская, Средне- азиатская. В блокированном Ленинграде почти един- ственным источником электроснабжения явля- лась Волховская ГЭС. В октябре 1941 г. обо- рудование Волховской ГЭС было эвакуирова- но в тыл. В январе 1942 г. два гидроагрегата были возвращены и с мая того же года начали Давать электроэнергию. Гидростанция находи- лась от линии фронта всего в 40 км. Электри- ческий ток подавался в Ленинград по кабелю, проложенному за одну ночь по дну Ладожского озера. В зимнее время ток передавался по воз- душной линии, смонтированной на льду озера. За время блокады Волховская ГЭС дала Ленинграду НО млн. кет • ч электроэнергии. Большое значение для электроснабжения Москвы имели Угличская ГЭС и Щербаковская ГЭС, первый агрегат которой под временным шатром был введен в эксплуатацию в 1941 г. Эвакуированная на Восток промышленность требовала увеличения электроснабжения. По- этому на Урале, в Средней Азии и Казахстане было начато строительство ряда гидроэлектро- станций. За исключением Фархадской ГЭС, на р. Сыр-Дарье это были небольшие гидроэлек- тростанции. На Урале строились ГЭС — Верхо- турская, Аргазинская, Алапаевская, Белорец- кая, Зюраткульская. В Средней Азии — Акка- вакские № 1, 2 и 3, Актепинская, Саларская, Нижне-Бозсуйские № 1, 2 и 3, Нижне-Варзоб- ская, Шаариханские № 6 и 7. В Казахстане строился каскад Алма-Атинских ГЭС. Ряд гидроэлектростанций в 1944—1945 гг. был на- чат строительством на Северном Кавказе — Майкопская, Орджоникидзевская, Краснопо- лянская. В 1945 г. было начато строительство Минге- чаурской ГЭС на р. Куре и самой крупной гидроэлектростанции на Разданском каскаде в Армении — Гюмушской. По мере освобождения территории от окку- пантов советский народ сразу же приступил к восстановлению разрушенных гидроэлектро- станций. В феврале 1944 г. было начато вос- становление Днепрогэс имени В. И. Ленина, 47
Рис. 7. Храмская ГЭС на р. Храми.
чш Рис. 8. Фархадская ГЭС. разрушенной фашистами с исключительной жестокостью. Здание ГЭС и все оборудование было уничтожено полностью, бычки плотины были разрушены до водослива. Полностью был разрушен сопрягающий устой, подсобные пред- приятия и жилой поселок были сожжены. Взрыв самой водосливной плотины был пред- отвращен советскими войсками. При восстанов- лении после разборки громадных завалов было уложено нового бетона 146 тыс. м3 и смонти- ровано 11 тыс. т металлоконструкций. Советский народ героически боролся за вос- становление хозяйства. В 1945 г. мощность электростанций СССР уже достигла довоенной, по гидроэлектростанциям она отставала на 300 тыс. кет. В 1946 г. на сессии Верховного Совета СССР был утвержден четвертый пятилетний план (1946—1950 гг.). В нем было сказано: «Развернуть строительство гидроэлектростан- ций, обеспечив всемерное повышение удель- ного веса гидроэлектроэнергии в выработке электроэнергии по народному хозяйству. Вве- сти за пятилетие гидроэлектростанций на общую мощность в 2 300 тыс. квт. Восстано- вить 6 гидроэлектростанций, в том числе Днепровскую им. Ленина, закончить строитель- ство 30 гидроэлектростанций. Приступить к со- оружению и ввести в первую очередь 8 гидро- электростанций и начать строительство 5 новых крупных гидроэлектростанций». Это была для того времени грандиозная программа гидроэнергостроительства. Ввод мощности должен был превысить в 2 раза дей- 4-1051 ствующую мощность и создавался большой за- дел на будущее. За четвертую пятилетку было введено на гидроэлектростанциях около 2 млн. квт мощ- ности. Вошли в строй действующих ГЭС: Днепровская, Нижне-Свирская, Храмская № 1, Фархадская, Севанская, Нивская № 3, Сухум- ская, Майкопская и ряд других. Было начато строительство ряда крупных ГЭС: Горьковской мощностью 400 тыс. квт, Наровской — 126 тыс. кет, Иркутской — 650 тыс. кет, Ново- сибирской — 400 тыс. кет, Кайрак-Кумской — 120 тыс. кет, Каховской — 312 тыс. квт, Куйбы- шевской— 2 100 тыс. кет, Сталинградской — 2 310 тыс. кет, Цимлянской—160 тыс. кет, Верхне-Свирской—160 тыс. квт, Камской — 504 тыс. квт и др. 6. На новом этапе 22 августа 1950 г. вышло решение Совета Министров СССР «О строительстве Куйбышев- ской ГЭС на р. Волге». 31 августа 1950 г. «О строительстве Ста- линградской ГЭС на р. Волге, об орошении и обводнении районов Прикаспия», 21/IX 1950 г. — «О строительстве Каховской ГЭС на р. Днепре, Ю.-Украинского канала, Северо- Крымского канала и об орошении земель южных районов Украины и северных районов Крыма»; 28/XII 1950 г. — «О строительстве Волго-Донского судоходного канала и ороше- ния земель в Ростовской и Сталинградской об- ластях». 49
Рис. 9. Панорама строительства Куйбышевской ГЭС (1950—1955 гг.). XIX съезд партии (1952 г.) в Директивах по пятому пятилетнему плану развития народ- ного хозяйства СССР постановил: «Увеличить за пятилетие общую мощность электростанций, примерно, вдвое, а гидроэлектростанций — втрое...». Масштабы, а также объекты, намечаемые к строительству, означали совершенно новый этап в истории советского гидроэнергострои- тельства. Этот этап характеризуется не только количественными, но и глубокими качественны- ми изменениями. Объемы работ по одной стройплощадке возрастали до невиданных до сих пор величин: земляных до 200 млн. м3, бе- тонных до 7—8 млн. м3. Для их выполнения в короткие сроки требовались всесторонняя высокопроизводительная механизация трудо- емких работ и наличие высококвалифицирован- ных кадров рабочих и инженерно-технических работников, овладевших опытом как советско- го, так и зарубежного гидроэнергостроитель- ства. Советская промышленность оснастила наши стройки необходимой техникой: экскаваторами емкостью ковша до 14 ж3, бетоноукладочными кранами грузоподъемностью до 40 т, земсна- Рис. 10. Вид на здание Каховской ГЭС в период строительства (1950 — 1954 гг.). 50
Рис. 11. Начало строительства Братской ГЭС на р. Ангаре. Перемычка котлована здания ГЭС. рядами производительностью до 1 000 м3 грун- та в час, автосамосвалами грузоподъемностью до 25 т, мощными автоматизированными бетон- ными заводами, специальным оборудованием для глубинного водоотлива, туннельных работ и т. д. Кадры инженерно-технических работников и квалифицированных рабочих, передвигаясь с одной стройки по ее окончании на другую, работая в различных естественных условиях, глубоко изучали их, приобрели большой опыт производства работ и знания законов управ- ления водной стихией. Взаимному обогащению опытом и переносу его с одной стройки на дру- гую, а также созданию громадного парка спе- циализированного строительного оборудования способствовала централизация Управления гид- роэнергостроительством, а также создание та- ких специализированных организаций, как тресты «Гидромеханизация», «Гидромонтаж», «Спецгидроэнергомонтаж», «Гидроэлектромон- таж», «Спецгидрострой», Управление по тун- нельным работам и др. Одновременно неизме- римо выросли специализированные проектные организации и научно-исследовательские ин- ституты. Глубокая специализация стала харак- терной чертой гидроэнергостроительства, так как оно связано со знанием технических зако- нов, нарушение которых может приводить к не- исчислимым народнохозяйственным бедствиям и большим человеческим жертвам. Переход к новому этапу гидроэнергострои- тельства был закономерен и подготовлен его историческим прошлым. Куйбышевская ГЭС является первой из се- рии наиболее мощных ГЭС в СССР. Выработка электроэнергии составит в средний по водности год—11,7 млрд, квт • ч. Это более выработки всех электростанций СССР в 1931 г. Емкость водохранилища равна 52 млрд, м3, а его зерка- ло равно 5 600 км2. Для сооружения Куйбы- шевской ГЭС надо выполнить 200 млн. м3 земляных и около 7,3 млн. м3 бетонных работ. Такие объемы работ потребовали необычных в мировой практике темпов их выполнения. В максимальный 1955 г. было выполнено 46,3 млн. м3 земляных, 3 134 тыс. м3 бетонных работ, 175 тыс. т арматурных конструкций, 1,1 млн. м3 фильтров и дренажей. Максималь- ная месячная укладка бетона составила 389 тыс. ж3, а суточная 19 050 м3. Механизация земляных работ составила 98%', а бетонных 100%’. На Куйбышевской ГЭС установлены пово- ротнолопастные турбины ЛМЗ имени Сталина диаметром 9,3 м, мощностью на валу турбины 126 тыс. квт. Линии электропередачи напряже- нием 400 кв связывают Куйбышевскую ГЭС с Москвой и Уралом. Сталинградская ГЭС имеет примерно такое же значение и объемы работ, как и Куйбы- шевская. В 1954 г. начато строительство Братской гидроэлектростанции на р. Ангаре мощностью' 3 600 тыс. квт. Эта гидростанция является наи- более крупной в Ангарском каскаде, состоя- щем из шести ГЭС общей мощностью) 10,3 млн. квт и выработкой 68,2 млрд, квт • ч. Река Ангара имеет такой мощный регулятор воды, как озеро Байкал. Это в сочетании с соб- ственным водохранилищем, полезной емкостью 50 млрд; м3 дает высокую обеспеченность вы- работки’электроэнергии на Братской ГЭС: при среднегодовой выработке в 21,7-млрд, квт - ч обеспеченная выработка составляет 20,2 млрд. квт - ч. Прекрасные естественные условия: 4* 51
Рис. 12. Верхне-Свирская ГЭС на р. Свирь. Рис. 13. Цимлянская ГЭС на канале им. В. И. Ленина. 52
скальное основание, узкий створ в районе Па- дунских порогов, позволяют возвести Братскую ГЭС со сравнительно небольшими объемами работ. Нужно выполнить около 6 млн. м3 бе- тонных, 3,3 млн. м3 скальных и около 20 млн. м3 земляных работ. Высота плотины Братской ГЭС достигает 127 м. При вдвое большей выработке электроэнергии стоимость Братского гидроузла будет ниже стоимости Куйбышевского. В 1955 г. началось строительство Красно- ярской ГЭС на р. Енисее мощностью 4 000 тыс. квт. Ее среднегодовая выработка со- ставит 19,1 млрд, квт-ч. Нужно выполнить 5,7 млн. м3 бетонных, 7,5 млп. м3 скальных и около 13 млн. м3 земляных работ. Высокие энергетические показатели в сочетании со сравнительно небольшими объемами работ дают весьма эффективную ГЭС. Капиталовло- жения на 1 квт мощности составляют 1 678 руб., а себестоимость электроэнергии 0,74 коп/квт - ч. В пятой пятилетке начато строительство других крупных гидроэлектростанций в раз- личных районах нашей страны: Княжегубской в Мурманской области, Бухтарминской на р. Иртыше, Воткинской на р. Каме, Кременчуг- ской на р. Днепре, Перепадной в Таджикской ССР, Ладжанурской и Храмской № 2 в Гру- зии, Каунасской в Литовской ССР, Чир-Юрт- ской в Дагестане, Арзнинской и Атарбекянской на Разданском каскаде в Армении и др. За пятую пятилетку введено мощности на гидроэлектростанциях СССР — 2 770 тыс. квт. Введены в эксплуатацию новые ГЭС — Верхне- Свирская, Цимлянская, Маткожненская, Мин- гечаурская, Камская, Горьковская, Наровская, Каховская, Княжегубская, Усть-Каменогор- ская, Гюмушская, Дубоссарская, Куйбышев- ская и ряд других, а всего 30 новых ГЭС. XX съезд партии (1956 г.) в Директивах к плану шестой пятилетки постановил: «Увели- чить за пятилетие общую мощность турбинных электростанций примерно в 2,2 раза, гидро- электростанций— в 2,7 раза...». В постановлении предусматривалось завер- шить строительство Куйбышевской и Сталин- градской ГЭС па полную мощность, развер- нуть строительство Саратовской ГЭС на Волге мощностью 1 млн. квт, завершить строитель- ство на Каме Воткинской ГЭС мощностью 540 тыс. квт, приступить к строительству Нижне-Камской, Чебоксарской, Кременчуг- ской, Днепродзержинской и целого ряда дру- гих крупных гидроэлектростанций. Во исполнение этого решения в шестой пя- тилетке начаты строительством новые гидро- электростанции: Днепродзержинская на р. Днепре, Даховская на р. Белой, Уч-Курган- ская на р. Нарыни, Головная на р. Вахше, Саратовская на р. Волге, Мамаканская на р. Мамакан (Бодайбо), Ереванская на Раз- данском каскаде в Армении. В 1956 г. на гидроэлектростанциях СССР было введено в эксплуатацию 2 380 тыс. квт мощности, этот ввод за один год превышал всю мощность электростанций царской России в 2 раза. Было введено 10 новых гидроэлектро- станций: Иркутская, Кайрак-Кумская, Арзнин- ская, Ткибульская и др. 7. Значимость гидроэнергетического строительства для народного хозяйства Как видим из предыдущего, Коммунистиче- ская партия Советского Союза, начиная с пер- вых шагов Советской власти, придавала огром- ное значение строительству гидроэлектростан- ций. Внимание к развитию этой отрасли народного хозяйства оправдано целым рядом ее ценных качеств, имеющих особенно большое значение при плановом строительстве комму- нистического общества, когда наиболее полно и всесторонне используются производительные силы страны и придается особое значение подъему производительности общенародного труда на более высокую ступень, чем в капи- талистическом обществе. Остановимся на этих качествах несколько подробнее. Гидроэлектростанции используют вечные и непрерывно возобновляемые энергетические ре- сурсы водотоков и экономят топливо для дру- гих нужд народного хозяйства. В 1957 г за счет использования гидроэнер- гии сэкономлено около 30 млн. т угля. Осуще- ствление определенной XX съездом КПСС про- граммы гидроэнергостроительства позволит увеличить выработку гидроэлектростанций еще примерно па 100 млрд, квт - ч, чем будет до- стигнута экономия угля в размере около 60 млн. т. Такая экономия экив1алентна про- изводительности нового крупного угольного бассейна общесоюзного значения. Экономия топлива имеет большое значение для Европей- ской части Советского Союза. В ближайшей перспективе Донбасс не сможет справиться со снабжением тяготеющих к нему экономических районов. То же относится к району Урала. Следовательно, нужно или более полно исполь- зовать гидроэнергетические ресурсы, или заво- зить на большие расстояния миллионы тонн углей Кузбасса, Караганды и др. Особое значение использование гидроэнер- гии имеет для районов, бедных топливными 53
Рис. 14. Водосливная плотина Цимлянской ГЭС. Рис. 15. Камская ГЭС. 54
ресурсами или совсем п-ie имеющих их. Это от- носится к районам Северо-Запада, Закавказья, Средней Азии и Алтая. Эти районы, наоборот, имеют значительные запасы гидроэнергоресур- сов. Поэтому, естественно, энергоснабжение этих районов базируется на гидроэнергии. Это видно из того, что удельный вес гидроэнергии в электроснабжении района составляет для Кольской энергосистемы 100%', Карельской — 100%, Ленинградской — 51 %, Армянской — Э7%, Грузинской — 79%, Узбекской — 83%, Алтайской — 80%'. Значение гидроэнергии в структуре электроснабжения указанных районов должно сохраниться и далее. Гидроэнергия должна занять существенное место также в электробалансе районов Центра, Поволжья и Урала. Здесь сосредоточено до по- ловины электропотребления и до трети топли- вопотребления всей страны, в то время как топливные ресурсы этих районов составляют около 2%! общесоюзных. Гидроэлектростанции дают большую эконо- мию трудовых затрат и высокую производи- тельность труда. По отчетным данным 1953 г. отношение стоимости основных производственных фондов к годовой заработной плате составило 122 у гидроэлектростанций и 17,5 — у тепловых. У Братской ГЭС это соотношение будет 1 300, а у равнозначной ей тепловой электростанции 80. Это различие в органическом строении про- изводственных фондов обусловило то, что в 1955 г. производительность труда рабочих на гидроэлектростанциях была выше, чем на рай- онных тепловых электростанциях примерно в 8 раз, а с учетом добычи топлива в 18 раз На эксплуатации Братской и Красноярской ГЭС будет занято всего лишь по 320—350 чел. В то же время на эксплуатации тепловой элек- тростанции аналогичной мощности, а также на. добыче и транспорте топлива для нее будет занято 8 000—9 000 чел. Осуществление плана строительства ГЭС, намеченного XX съездом КПСС, даст возмож- ность только1 за счет прироста выработки гидро- электроэнергии переключить из отрасли энер- гетики в другие отрасли народного хозяйства -около 230 тыс. чел. Следует помнить, что еди- новременные трудозатраты на строительство гидроэлектростанции значительно выше, чем на строительство тепловой электростанции. Под- считано, что единовременные трудозатраты на строительство 1 000 квт гидроэлектростанции составляют около 20 тыс. чел-дней, а едино- временные затраты на ту же мощность тепло- вых электростанций и шахт для них около S тыс. чел-дней. Однако разница в годовых эксплуатационных трудозатратах составляет около 2,8 тыс. чел. в пользу ГЭС, поэтому до- полнительные затраты труда на строительство ГЭС компенсируются экономией рабочей силы при эксплуатации в среднем в течение четырех лет. Гидроэлектростанции дают дешевую элек- троэнергию, что обеспечивает их высокую эко- номическую эфсрективность. Единовременные капитальные вложения в строительство гидроэлектростанций значи- тельны — это бесспорно. Однако при оценке экономической эффективности строительства гидроэлектростанций необходимо внести ряд серьезных коррективов в существующую мето- дологию расчета этой эффективности. Дело в том, что на стоимость гидроэлектро- станции (ради удобства иметь единую смету) относятся затраты, которые не имеют к ней прямого отношения. Так, например, из-за недостатка в стране предприятий строительной индустрии при каж- дой ГЭС строятся большие капитального типа заводы сборного железобетона, ремонтно-меха- нические, авторемонтные, стеновых материалов, деревообделочные комбинаты, камнедробиль- ные и ряд других. Эти предприятия после окон- чания строительства ГЭС остаются для исполь- зов1ания их в народном хозяйстве. Такое же положение получается и со строительством до- рог, линий электропередачи, связи и др. Почему же их нужно относить на стоимость гидроэнергии? А стоимость их составляет 15—20%| стоимости основных сооружений и равна, например, для Куйбышевской ГЭС — 750 млн. руб., Сталинградской — 655 млн. руб., Братской — 870 млн. руб. и т. д. В равной степени это относится к строи- тельству поселков. При современных социаль- ных требованиях и масштабах гидростроек при гидроузлах возникают благоустроенные города и поселки из зданий постоянного типа с водо- проводом и канализацией, с электрическим освещением, центральным отоплением, усовер- шенствованными дорогами, с клубами, школа- ми, детскими и лечебными учреждениями и другими соцкультбытовыми учреждениями. Эти города и поселки после окончания строитель- ства ГЭС, за исключением небольшой части, необходимой для эксплуатационного персона- ла, используются для возникающих одновре- менно в этом районе промышленных предприя- тий и даже целых комбинатов. Некоторые города, возникшие при строительстве ГЭС, автоматически решают вопрос о создании горо- 55
Рис. 16. Горьковская ГЭС. Здание гидроэлектростанции в период строительства. Рис. 17. Водосливная плотина Нарвской ГЭС. 56
дов — спутников для ряда областных городов. Поэтому было бы правильно не учитывать их при определении эффективности гидроэлектро- станций. А между тем затраты по ним состав- ляют о г 10 до 20% стоимости основных соору- жений. Стоимость судоходных сооружений, голов- ных сооружений оросительных систем, водоза- борных сооружений водопроводов, рыбохозяй- ственных сооружений и других аналогичных меропритий также не должна ложиться на стоимость гидростанций, а должна окупаться экономическим эффектом от эксплуатации этих сооружений. По произведенным подсчетам это снизит стоимость гидроэлектростанций от 25 до 45%. Производственная себестоимость 1 квт • ч электроэнергии в 1956 г. составила для уголь- ных электростанций от 5,3 до 11 коп., для тор- фяных— от 9,3 до 16,4 коп., для мазутных — от 9 до 11,1 коп., а для гидроэлектростанций— от 0,92 до 2,87 коп. Для некоторых строящихся гидроэлектростанций себестоимость электро- энергии составит от 0,65 коп/квт-ч (Красно- ярская) до 2,1 коп/квт-ч (Кременчугская), а срок окупаемости дополнительных капитало- вложений против мощных тепловых электро- станций при снабжении в восточных районах углем с открытых разработок колеблется от 5 до 15 лет. Произведенные подсчеты показали (без учета разницы в ценах), что за 15 лет работы Щербаковская ГЭС полностью окупилась 1,7 раза, Волховская за 25 лет—13 раз, Днепрогэс за 15 лет—13 раз, Рионская за 20 лет — 7 раз, ЗАГЭС за 24 года — 17 раз, т. е. эти гидростанции по существу уже давно дают бесплатную энергию. Приведенные краткие данные подтверждают высокую экономическую эффективность гидро- электростанций. Гидроэлектростанции повышают надежность и экономичность энергосистемы и по сути дела являются их горячим резервом. При правильном сочетании работы тепловых и гидроэлектростанций в энергосистемах по- следние работают на покрытие пиков суточного графика нагрузок. Это избавляет энергосисте- мы от нерационального пережога топлива для содержания горячего теплового резерва. В слу- чае аварии на тепловой станции при наличии в системе свободной мощности на ГЭС послед- няя в течение нескольких минут может принять на себя нагрузку выбывшего агрегата, что ис- ключает прекращение работы промышленных предприятий. Это особенно важно для пред- приятий, потребляющих энергию на технологи- ческие цели (алюминиевые и цинковые ком- бинаты, заводы ферросплавов и т. д.). В этой связи необходимо' отметить, что в нашей стране до сих пор занижается уста- новленная мощность гидроэлектростанций, ко- торым дается большое число часов использо- вания мощности. Это осталось как наследие военного времени, когда график потребления за счет непрерывной работы предприятий и ограничений бытового потребления был очень выравненным. Кроме того, гидроэлектростан- ции дают большую экономию на расходе элек- троэнергии на собственные нужды. Тепловые электростанции на собственные нужды расхо- дуют электроэнергии примерно на 8%' больше гидроэлектростанций. При выработке на ТЭС к концу пятилетки 260 млрд, квт • ч это дает перерасход электроэнергии около 21 млрд. квт - ч, что равнозначно потере мощности по- рядка 3 500—4 000 тыс. квт. Если учесть еще энергию, затрачиваемую на добычу угля для ТЭС порядка 1 200 тыс. квт, получаем общий перерасход мощности, равный 7—8 Днепро- гэсам. Строительство гидроэлектростанций обеспе- чивает интересы комплексного использования водных ресурсов страны. Одновременно со строительством гидроэлек- тростанций решается ряд вопросов, связанных с использованием водных ресурсов. Особенно большое значение имеет использование водных ресурсов в интересах сельского- хозяйства в за- сушливых зонах. Такие гидроэлектростанции, как Фархадская, Кайрак-Кумская, Минге- чаурская, Каховская, Цимлянская и ряд дру- гих, дают возможность оросить большие масси- вы земли за счет накопления весеннего стока и подъема уровня водохранилища, что дает командную отметку над большими земельными площадями. Выше на примере Мингечаурской ГЭС было описано, какие водохозяйственные проблемы решаются сооружением этого гидроузла. Коли- чество этих примеров можно было' бы умно- жить. С экономической точки зрения решение сопутствующих водохозяйственных проблем не находит своего отражения на стоимости гидро- электростанций. Например, ирригация факти- чески получает от водохранилищ гидроэлектро- станций воду бесплатно. Между тем во многих районах сооружаются специальные водохрани- лища для получения необходимых количеств воды на орошение. При этом считается, что сооружение таких водохранилищ эффективно, если стоимость 1 м3 полезней емкости состав- ляет около 75 коп. 57
Рис. 18. Каховская ГЭС. Рис. 19. Усть-Каменогорская ГЭС. 58
При проектировании Каховской ГЭС пред- полагалось в перспективе оросить 2,7 млн. га земли, на что в засушливый год потребуется около 7 млрд, м3 .воды. Таким образом, оценивая для данного района стоимость создания специальных водо- хранилищ для орошения в 0,3 руб. на 1 м3 воды, на ирригацию можно было бы отнести свыше 2 млрд. руб. капиталовложений и умень- шить стоимость Каховского гидроузла. При строительстве Чарвакской ГЭС в Узбе- кистане намечены отъемы воды в ирригацию в размере 300 млн. м3. Если бы строить спе- циальное водохранилище такой полезной емкостью, то это обошлось бы примерно в 225 млн. руб. Однако эта сумма со стоимо- сти Чарвакской ГЭС не снимается. Сооружение гидроэлектростанций повышает также эффективность водного транспорта. Хо- рошо известны затруднения с судоходством на Днепре, Волге, Иртыше и других реках из-за мелководья, порогов, перекатов и т. д. Из-за малых глубин в ряде мест нельзя было вводить в эксплуатацию винтовые суда крупного тон- нажа, затрачивались большие средства на ежегодные землечерпания. При сооружении каскада ГЭС создается сквозной глубоководный путь. Подсчитано, что если бы на Волге и Каме не были построены гидроузлы, в 1960 г. государство ежегодно перерасходовало бы па эксплуатацию транс- порта 194 млн. руб. и на единовременные ка- питаловложения 438 млн. руб. После окончания всего каскада Волжских и Камских ГЭС в те- чение 15 лет полностью окупятся капиталовло- жения, произведенные в судоходные устройства при гидроэлектростанции и на водохранилищах в сумме 6 млрд. руб. Между тем затраты на реконструкцию вод- ного транспорта полностью относятся на смету ГЭС и при учете экономического эффекта это никак не учитывается. При строительстве гидроузлов обычно раз- решается задача железнодорожных и авто- дорожных переходов через реку по плотине, что несравненно дешевле стоимости строительства специальных мостов. В создаваемых водохранилищах при строи- тельстве гидроэлектростанций улов рыбы уве- личивается в 8—20 раз, а на отдельных водо- хранилищах даже в 70 раз. С созданием Иваньковского водохранилища улов увеличился с 0,3 до 3,4 тыс. центнеров. В границах Угличского и Рыбинского водо- хранилищ раньше вылавливалось рыбы 2,5 тыс. центнеров, в 1956 г. улов превысил 50 тыс. центнеров.' По данным Гидрорыбпроекта улов рыбы па строящемся Братском водохранилище уве- личится в 20 раз, Нижне-Камском — в 25 раз, Кременчугском — в 40 раз. Затраты на рыбохозяйственное освоение большинства рыбохранилищ составляют де- сятки миллионов рублей (Братское — 45 млн. руб., Саратовское—47 млн. руб., Нижне-Кам- ское — 87 млн. руб. и т. д.). Однако исторически сложилось так, что эти затраты также без всякого на то основания относятся на смету гидроэлектростанций и при учете экономической эффективности последних со сметы не снимаются. Кроме указанных примеров, строительства гидроэлектростанций способствуют улучшению водоснабжения населенных пунктов, оздоров- лению местности, созданию прекрасных мест отдыха для трудящихся и т. д. Строительства гидроэлектростанций способ- ствуют созданию новых промышленных центров страны. Почти при каждой гидроэлектростанции создаются новые промышленные предприятия. При Щербаковской ГЭС построен кабельный завод, при Каховской — заводы электромото- ров, при Днепрогэс имени Ленина — большой комплекс разнообразных заводов, при Минге- чаурской ГЭС — завод радиодеталей, сельско- хозяйственного оборудования и создается тек- стильный комбинат и т. д. Строительство Братской ГЭС началось в со- вершенно не освоенной местности, не имевшей крупных населенных пунктов, подъездных пу- тей, линий электроснабжения и связи. В ходе строительства создается большой комплекс под- собных предприятий, город, линии железнодо- рожных и автомобильных дорог, возникает электрическая связь с рядом районов Сибири. В непосредственной близости с Братской ГЭС ' располагается целый ряд промышленных пред- приятий, использующих дешевую гидроэнер- гию. Таким образом, па базе Братской ГЭС в Сибири а создается новый индустриальный большой центр. То же самое относится и к ряду других гидроэлектростанций. Гидроэлектростанции являются энергетиче- ским резервом страны. В целях обеспечения бесперебойной работы промышленности и транспорта государство прибегает к созданию топливных резервов. Для этого производятся необходимые капиталовло- жения, а также ежегодные затраты на содер- жание этих резервов. Между тем гидроэлектро- станции с их водохранилищами, непрерывным потоком воды являются государственным ре- 59
Рис. 20. Гюмушская ГЗС на р. Раздан. Рис. 21. Иркутская ГЭС на р. Ангара. 60
Таблица 3 Наименование гидроэлектростанций Мощ- ность, ТЫС. К Bin Продолжи- тельность строительства до пуска первого агре- гата Днепровская 650 5 лет Угличская но 5 лет Щербаковская 330 6 лет Цимлянская . 160 4 года Каховская 312 5 лет Куйбышевская 2 100 5 лет 4 мес. Княжегубская 128 4 года зервом, не требующим никаких дополнитель- ных капиталовложений н ежегодных затрат. Если брать в расчет только одни водохра- нилища, то запас воды, содержащейся в бьефах Волжско-Камского каскада, эквивалентен 14,4 млн. квт-ч электроэнергии. За счет дополнительной, технически воз- можной аварийной сработки Рыбинского, Куй- бышевского и других водохранилищ каскада может быть выработано еще до 5 млрд, кет - ч Роль этих энергетических резервов — гидро- электростанций — была особенно заметной в период Великой Отечественной войны, кото- рая вызвала падение добычи угля и загрузку железнодорожного транспорта другими пере- возками. Те системы, которые базировались на гидроэлектростанциях, лучше обеспечивали электроснабжение района, чем те, которые ба- зировались на тепловых электростанциях. Энергопотребление Ленинграда в период блокады более чем на 50% базировалось на Волховской ГЭС, а Москвы — на 26%' от Волжских ГЭС. Гидроэлектростанции можно строить бы- стро. В некоторых кругах Советского Союза соз- далось неверное мнение, что для строительства гидроэлектростанций требуются очень большие сроки. Это мнение сложилось, вероятно, в резуль- А тате того, что действительно ряд гидроэлектро- станций фактически строился длительное вре- мя. На самом деле длительность строительства не является качеством, присущим гидроэлектро- станциям. Доказательством этого служит то обстоятельство, что ряд крупных гидроэлектро- станций в Советском Союзе построены в ко- роткие сроки (табл. 3). Успех строительства перечисленных гидро- электростанций зависел от того, что им были обеспечены более или менее нормальные фи- нансирование и материальное обеспечение. По большинству же гидроэлектростанций имеется резкое расхождение между проектным и фак- тическим графиком финансирования. Например, по Горьковской ГЭС по проекту нужно было' в первые шесть лет вложить 91,7% ее стоимости. Фактически за этот срок было вложено только 63%. По Мингечаур- ской ГЭС — соответственно 100%, вложено 31,9%'. По Камской ГЭС — соответственно 91,7%, вложено 7,3%. Особенно наглядным является пример со строительством Сталинградской ГЭС. Эта гидроэлектростанция была начата одновремен- но со строительством Куйбышевской ГЭС. В то время как первый агрегат Куйбышевской ГЭС был пущен через 5 лет и 4 месяца, срок пуска первых агрегатов Сталинградской ГЭС, аналогичных по мощности, но с меньшими объ- емами работ проектируется на восьмой год строительства. Опыт мирового строительства гидроэлектро- станций показывает, что достигнутые в СССР сроки строительства крупных гидроэлектро- станций не являются предельными. Практиче- ски срок строительства мощных гидроэлек- тростанций не должен превышать более чем на 1—2 года срока строительства аналогичных тепловых станций. Нужно лишь обеспечить Таблица 4 Страны Гидроресурсы, МЛрД. КвГП'Ч Использова- ние, % Выработка электроэнергии за 1955 г. Примечание общая, млрд. квт-ч на гидростан- циях, млрд. квт-ч % к общей США 491 23,7 624,9 116,0 18,6 Страны, имеющие собствен- ‘Канада 325 24,2 81,0 77,0 95,0 ные топливные ресурсы Англия 5,5 27,5 89,2 1,5 1,7 ФРГ 23,0 56,5 72,3 11,8 16,4 Япония . ... . . 70,0 69,5 65,1 48,5 74,5 Франция 67,5 38,3 49,7 25,6 51,5 Италия 55,0 52,3 38,1 30,8 81,0 Швеция .... 80,0 30,7 24,8 21,6 87,0 Страны, не имеющие собст- Норвегия .... 128,0 17,2 23,6 23,4 99,0 венных топливных ресурсов Швейцария . . . 35,0 43,0 15,5 15,4 99,5 61
Рис. 22. Кайрак-Кумская ГЭС на р. Сыр-Дарья. Рис. 23. Ткибульская ГЭС. 62
финансирование и материальное производствен- ное обеспечение в соответствии с проектом производства работ. Весь ход развития мировой энергетики по- казывает, что передовые капиталистические страны отлично учитывают положительную роль гидроэнергии. Поэтому использование гидроэнергетических ресурсов там поставлено высоко (табл. 4). Несмотря на высокую степень использова- ния гидроэнергоресурсов, темпы строительства гидроэлектростанций в капиталистических стра- нах в настоящее время не снижаются и на ближайшее пятилетие намечены значительные вводы мощностей. В Советском Союзе использование гидро- энергоресурсов в настоящее время составляет около 1,5 процента и ряд водотоков, для кото- рых возможно строительство высокоэкономич- ных гидроэлектростанций, или не начаты еще освоением, или их освоение находится в зача- точном состоянии. Заключение История советской гидроэнергетики за 40 лет существования Советской власти заслужи- вает того, чтобы была' написана о ней спе- циальная монография, так как в кратком очер- ке невозможно' изложить все ее многообразие. Она тесно связана с развитием всего народного хозяйства Советского Союза, отдельных ее республик, особенно окраинных — бывших по- луколоний царской России, теперь равноправ- ных членов советской семьи народов. Она ото- бражает героическую борьбу советского1 народа в годы гражданской, Великой Отечественной войны и в годы мирного строительства за инду- стриализацию страны, завоевание независимо- сти от капиталистического мира, за построение нового коммунистического общества. Она свя- зана с освоением неизмеримых богатств Сиби- ри, Казахстана, Алтая, Кавказа, Урала, Севера и других районов СССР. Оглядываясь на пройденный за 40 лет советской власти путь, видим с большим удов- летворением, как много сделано и как далеко мы ушли вперед. Темпы строительства будут еще поразительнее, если учесть многие годы гражданской и Великой Отечественной войн, когда советский народ был оторван от созида- тельного труда. Смотря в будущее, видим, как много еще надо сделать в интересах нашего советского и братских народов. Исполняется мечта В. И. Ленина, выражен- ная им на VIII съезде Советов 22/XII 1920 г. «Надо добиться того, чтобы каждая фаб- рика, каждая электрическая станция превра- тилась в очаг просвещения, и если Россия по- кроется густой сетью электрических станций и мощных технических оборудований, то наше коммунистическое хозяйственное строительство станет образцом для грядущей социалистиче- ской Европы и Азии» (В. И. Ленин, Соч., т. 31, стр. 486).
II. РАЗВИТИЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЙ НАУКИ ЭРИСТОВ в. с. Заместитель начальника и главный инженер по строительству Технического управления МЭС 1. Развитие научно-исследовательской работы Советское гидротехническое строительство вызвало большое развитие нашей гидротехни- ческой науки. В первые годы советским инженерам при- ходилось пользоваться в известной мере за- рубежными источниками по гидроэлектриче- ским установкам и гидротехническому строи- тельству, по механике грунтов, основаниям и фундаментам, гидравлике и другим вопросам. Однако развитие и особенности советского гидроэнергетического строительства настойчиво требовали решения новых задач, развития и пересмотра методов, применявшихся как за рубежом, так и в старой России. С этой целью в стране был создан ряд специальных научно-исследовательских и про- ектных институтов. В 1918 г. был основан ЦАГИ — Централь- ный аэрогидродипамический институт, в Москве, который наряду с проблемами самолетострое- ния первое время занимался и вопросами, свя- занными с проектированием гидротехнических сооружений. В 1919 г. в Ленинграде был создан Гидроло- гический институт, а в 1921 г. — Научно-ме- лиорационный институт. В 1932 году на базе ряда отдельных проект- ных организаций создается проектный трест «Гидроэлектропроект»—ныне Институт «Гидро- энергопроект», создавший ряд отделений в крупнейших городах Советского Союза — ААо- скве, Ленинграде, Харькове, Ташкенте. Тби- лиси, Баку и Ереване. Г идроэнергопроект ведет проектирование большинства гидроэлектростанций СССР (кро- ме сельскохозяйственных). Наряду с этим Гидроэнергопроект ведет также большую исследовательскую работу по созданию новых типов гидростанций, новых конструкций и т. п. 64 В 1928 г. начинает работать лаборатория гидротурбин при Ленинградском металличе- ском заводе. В 1930 г. создается энергетический инсти- тут Академии наук СССР в Москве. В даль- нейшем были созданы энергетические институ- ты при Академиях наук Грузинской, Армян- ской, Узбекской и Казахской ССР и институт гидрологии и гидротехники Академии наук Украинской ССР. В 1931 г. на базе Научно-мелиорационного института и ряда отдельных лабораторий в Ленинграде создается Всесоюзный Научно-ис- следовательский институт гидротехники — ныне ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева. Этот институт Министерства электростан- ций стал основным научно-исследовательским институтом в области гидро 1ехники в Совет- ском Союзе. Он разрабатывает вопросы инже- нерной гидравлики и гидродинамики, теории фильтрации, механики грунтов, теории гидро- сооружения, теории движения наносов и гидро- транспорта грунта, технологии гидротехниче- ского бетона, вопросы консолидации грунтов, ледотехники, технологии гидроизоляционных материалов, некоторые вопросы производства гидротехнических работ и эксплуатации гидро- электростанций и др. Сооружения большинства гидроузлов Евро- пейской части СССР и Сибири и частично Средней Азии и Закавказья проходили модель- ные испытания во ВНИИГ. В 1932 г. был организован проектный отдел строительства канала Волга — Москва, вырос- ший в дальнейшем в Институт «Гидропроект» с научно-исследовательским сектором при нем. Этот институт провел проектирование ка- нала Волга — Москва, Иваньковской, Углич- ской и Щербаковской гидростанций на Волге, Волго-Донского канала и Цимлянской ГЭС, Куйбышевской ГЭС и ведет в настоящее время проектирование Сталинградской, Саратовской
и Нижне-Камской гидростанций и канала Се- верный Донец — Донбасс, а также изыскания и предварительное проектирование некоторых гидростанций в Сибири на Енисее и других реках. В лабораториях научно-исследовательского сектора Гидропроекта испытывались модели сооружений всех проектируемых им гидроузлов и ведется большая исследовательская работа по ряду вопросов, связанных с гидростроитель- ством. В 1932 г. в Тбилиси создается научно-иссле- довательский институт гидроэнергетики — ТНИГЭИ, на базе которого и Закавказского института сооружений в 1939 г. организуется Тбилисский научно-исследовательский ин- ститут сооружений и гидроэнергетики — ТНИСГЭИ, являющийся в настоящее время ведущим институтом Министерства электро- станций по исследованию вопросов, связанных с проектированием, строительством и эксплуа- тацией деривационных гидростанций на гор- ных реках Закавказья. В 1932 г. в Академию паук СССР были из- браны крупнейшие инженеры, работавшие в области гидроэнергетического строительства — проф. Н. Н. Павловский, один из основополож- ников советской гидравлики, Г. О. Графтио — строитель Волховской и Нижне-Свирской ГЭС, И. Г. Александров — автор проекта Днепров- ской ГЭС, Б. Е. Веденеев — один из строителей Волховской ГЭС, главный инженер Днепро- строя, впоследствии заместитель наркома элек- тростанций СССР, А. В. Винтер — начальник строительства Днепровской ГЭС. В дальнейшем избираются академики С. Я. Жук — начальник и главный инженер Гидро- проекта, С. А. Кристианович — один из круп- нейших специалистов в области гидродина- мики, и члены-корреспонденты проф. В. В. Воз- несенский — крупнейший специалист по гидро- турбинам, Н. Н. Ковалев — главный конструк- тор гидротурбин Ленинградского металличе- ского завода и Б. К. Александров — главный инженер проекта Камской гидроэлектростан- ции. Помимо перечисленных институтов, научно- исследовательская работа в области гидротех- ники и гидроэнергетики ведется в лаборатори- ях ряда высших учебных заведений — в Ле- нинградском институте инженеров водного транспорта, в Ленинградском политехническом институте, в Московском инженерно-строитель- ном институте имени Куйбышева, в Московском энергетическом институте, в Московском инсти- туте инженеров водного хозяйства имени Вильямса, в Грузинском политехническом ин- ституте и в ряде других. 5 — 1051 Вопросами гидротехнического строительства занимаются также научно-исследовательские институты ВОДГЕО в Москве, САНИИРИ — в Ташкенте и др. В 1955 т. в г. Куйбышеве был создан Все- союзный институт по проектированию органи- зации энергетического строительства — «Орг- энергострой», входящий в систему Министер- ства электростанций с филиалами в Москве, Ленинграде и Одессе, с задачами разработки вопросов рационализации производства работ, комплексной механизации и индустриализации строительства энергетических объектов, внед- рения в строительство новой техники, обобще- ния передового технического опыта и широкой технической информации в области энергети- ческого строительства. В последнее время, в 1956—1957 гг., вопро- сами гидротехнического строительства начала заниматься и вновь созданная Академия строи- тельства и архитектуры СССР, в состав кото- рой избран ряд специалистов-гидротехников. Благодаря широкому размаху научно-иссле- довательской работы в области гидротехники и гидроэнергетики советским специалистам удалось в короткие сроки разрешить весьма большой круг сложнейших технических вопро- сов, которые поставило перед ними развиваю- щееся гидроэнергетическое строительство в нашей стране. 2. Инженерная гидравлика Работы академика Н. Н. Павловского по равномерному и в особенности по неравномер- ному движению воды в открытых руслах стали классическими произведениями в этой области и настольными книгами советских гидротех- ников. В дальнейшем его ученики — советские гид- равлики — предложили ряд новых оригиналь- ных способов интегрирования уравнения нерав- номерного движения для русел любых попереч- ных сечений и, в частности, разработали новые методы построения кривых свободной поверх- ности в естественных водотоках. При этом способы, предложенные совет- скими инженерами, оказались более общими и более точными, чем старые способы зарубеж- ных инженеров. Работа Н. Н. Павловского, предложивше- го новую «обобщенную» формулу для расчета водосливов, и дальнейшие работы советских гидравликов дали решения для многих случаев истечения через водослив. Во ВНИИГ широко разработаны проблемы речной гидравлики. Работами главным образом ВНИИГ реше- ны сейчас основные вопросы проблемы сопря- 65
жения бьефо-в гидротехнических сооружений, гидравлического режима, размеров креплений и размывов дна в нижнем бьефе и т. п. Эффективность научных исследований в этой области характеризуется тем, что если в 1920 г. считались допустимыми удельные расходы на водосбросах порядка 7 м31сек, а в 1935 г. — 40 м?1сек, то сейчас доказана воз- можность сброса расходов порядка 100 м^/сек. Советскими гидравликами разработаны рас- четы быстротоков и перепадов, причем создана теория аэрированных потоков. Далеко продвинуто вперед советскими гид- равликами изучение вопросов неустановивше- гося движения как в открытых руслах, так и гидравлического удара в напорных трубопро- водах, колебаний уровня в уравнительных ре- зервуарах, явлений при наполнении и опорож- нении шлюзовых камер и пр. Вопросы инженерной гидравлики и, в част- ности, сопряжения бьефов широко изучаются во ВНИИГ, ТНИСГЭИ и лаборатории НИС Гидропроекта на плоских и пространственных моделях гидроузлов крупного масштаба. В последнее время во ВНИИГ разработан и получил широкое распространение метод ис- следования плановых потоков на напорных аэродинамических моделях, позволяющий на малых моделях в короткие сроки получить до- статочно точные результаты. 3. Теория фильтрации В связи с огромным размахом строитель- ства крупных гидротехнических сооружений на слабых проницаемых грунтах советские уче- ные-гидротехники решили основные задачи теории фильтрации. Применяемые в зарубежной практике при расчетах подземного контура подпорных соору- жений на проницаемых грунтах эмпирические формулы Блея и Лена не дают уверенности в правильности решения. Теория фильтрации, созданная советскими специалистами, позволяет получать точные строгие решения для всевозможных практиче- ских случаев. Работа Н. Н. Павловского «Теория движе- ния грунтовых вод под гидротехническими со- оружениями» является первым классическим трудом в этой области. В дальнейшем эти вопросы получили боль- шое развитие в работах ВНИИГ/ Наряду с разработкой аналитических спо- собов исследования фильтрации и расчета под- земных контуров напорных сооружений разра- ботаны также методы опытных исследований на моделях в фильтрационных лотках и полу- 66 чнл широкое развитие метод электродинами- ческих аналогий — ЭГДА, — который сейчас с успехом применяется не только при верти- кальной плоской задаче, но и для плановой фильтрации и для пространственной задачи. В связи с фильтрацией грунтовых вод во ВНИИГ разработаны также вопросы суффозии и кольматажа грунта и вопрос о «фильтраци- онной прочности» оснований. Исследованы теоретически и эксперимен- тально также и вопросы фильтрации через трещиноватые скальные породы, а также во- прос противодавления в сооружениях на скаль- ных основаниях и получены достаточно точные для практического применения решения. 4. Инженерная геология и механика грунтов Большое количество крупнейших отечест- венных гидротехнических сооружений возведе- но и возводится на слабых глинистых и мелко- песчаных грунтах. Сооружаются крупнейшие земляные пло- тины, большинство из них способом гидроме- ханизации. В разнообразных геологических и топогра- фических условиях сооружаются крупные ка- налы, напорные трубопроводы, туннели и под- земные здания ГЭС, создаются крупнейшие водохранилища. Естественно, что в этих условиях вопросы инженерной геологии и механики грунтов и связанные с ними вопросы устойчивости соору- жений имеют огромное значение. Известно, что некоторые зарубежные специалисты отрицали в свое время возможность сооружения Свир- ских гидростанций на сжимаемых девонских глинах, Волжских станций на мелких песках, Мингечаурской плотины и водохранилища Храмской ГЭС. Между тем эти сооружения построены и успешно эксплуатируются. Успешно разрешена задача строительства гидростанций и водохранилищ в карстовых районах — Ткибульская и Шаорская ГЭС в Грузии, Павловская ГЭС на р. Белой в Уфим- ской области. Советские ученые и инженеры создали, по существу заново, такую науку, как механика грунтов, которая позволяет сейчас проектиров- щикам и строителям, зная инженерно-геоло- гические и гидрогеологические условия района, уверенно возводить крупнейшие и ответствен- ные сооружения в самых сложных условиях, достаточно' точно определяя запасы их устой- чивости, возможные деформации, осадки и т. п. Как известно, до двадцатых годов мы име- ли способы расчета оснований, несущих лишь вертикальную нагрузку.
В дальнейшем были разработаны методы оценки прочности оснований и устойчивости сооружений для общих случаев нагрузки. Исследованы методы, исходящие из предполо- жения о выпоре основания по различного вида поверхностям скольжения и сдвига по плоскос- ти основания. Наряду с этим разработаны решения, осно- ванные на применении теории упругости, тео- рии пластичности и теории предельного равно- весия земляных масс. Разработана методология исследований грунтов, определения их физико-механических свойств и несущей способности, а также спосо- бы расчета деформаций (осадок) оснований и устойчивости откосов земляных масс и, в част- ности, земляных намывных плотин с учетом условий их возведения. Работы эти базируются не только на теоретических выводах, но и на огромном экспериментальном материале. Разработаны методы определения горного давления на туннельные обделки как расчет- ным, так и экспериментальным путем и мето- ды определения и учета упругого отпора поро- ды при расчетах туннельных обделок. 5. Теория гидросооружений Специфические условия работы гидротехни- ческих сооружений вызвали необходимость соз- дания специальных методов статического рас- чета их. В этой области наряду с развитием общей теории сооружений советскими инже- нерами также проделана значительная работа. Мы уже говорили о разработке расчетов гидротехнических сооружений на устойчивость. Разработаны также методы расчета бетон- ных и железобетонных гидротехнических со- оружений на прочность, дана методика расчета бетонных сооружений с малым содержанием арматуры — армобетонных, которые нельзя от- носить ни к бетонным, ни к железобетонным сооружениям. Разработаны приложения теории балок на упругом основании к расчетам гидротехнических сооружений на слабых грунтах, расчеты мето- дами теории упругости массивных сооружений для ряда практически важных случаев (ака- демик Б. Г. Галеркин). В связи с развитием туннельного строитель- ства и строительства подземных гидростанций и отсутствием удовлетворительных методов расчета туннелей за рубежом разработаны ме- тоды расчета туннельных обделок. Ввиду сложности конструкций гидротехни- ческих сооружений, в особенности подводных частей зданий гидростанций, аналитический расчет их часто не представляется практически возможным. Ввиду этого в научно-исследовательских ин- ститутах Советского Союза начали разрабаты- вать экспериментально-теоретические методы расчета сооружений. Эти методы позволяют ве- сти расчеты прочности сооружений на действие как внешней нагрузки, так и собственных на- пряжений, например температурных, в бетоне. В лабораториях ВНИИГ и Ленинградского политехнического института получил развитие оптический метод исследования напряженного состояния (метод фотоупругости), при помощи которого рассчитывались конструкции соору- жений целого ряда наших гидростанций. В этой же лаборатории, а также и в ряде других получили развитие и другие экспери- ментальные методы — метод электродинамиче- ских аналогий для решения задач о кручении и изгибе балок и плит, тензометрический метод и в последнее время стереометрический метод. Даны решения вопроса о температурных напряжениях в массивных сооружениях. 6, Теория движения наносов и расчеты отстойников и водоприемных устройств В связи со строительством гидростанций и ирригационных систем на реках с большим ко- личеством донных и взвешенных наносов (глав- ным образом на Кавказе и в Средней Азии) вопрос о движении наносов и о недопущении их опасных фракций в деривационные системы имеет огромное значение. Советские ученые ВНИИГ, ТНИСГЭИ про- вели большую теоретическую и эксперимен- тальную работу в этой области и сделали пред- ложения, которые позволяют сейчас в сово- купности с исследованиями сооружений па моделях удовлетворительно решать вопросы связанные с движением наносов, в конкретных случаях проектирования водозаборных уст- ройств и водохранилищ. 7. Теория гидротурбин Советские турбостроительные заводы и главным образом Ленинградский металличе- ский завод — ЛМЗ — создали величайшие в мире гидравлические турбины, которые успеш- но работают на Куйбышевской, Щербаковской, Горьковской и других гидростанциях. Турбины Куйбышевской ГЭС при расчетном напоре 19 м развивают мощность 108,5 тыс. квт, а при напоре 22,5 м—126 тыс. квт. Для Братской ГЭС сконструированы машины мощностью 200 тыс. квт при напоре 96 м. Эти успехи обязаны созданию советскими специалистами новых методов расчета и кон- 5* 67
струирования гидротурбин, а также исследова- ниям крупномасштабных моделей турбин и турбинных блоков в лабораториях ЛМЗ, ВНИИГ, ВИГМ, МЭИ, МИСИ и др. В этой области прежде всего следует отме- тить работу по расчету лопастей методом инте- гральных уравнений и методом выбора распре- деления особенностей (вихреисточников). Этот метод дает возможность рассчитывать и про- филировать лопасти поворотнолопастных тур- бин на заданные условия по мощности и кави- тации. Интересна разработка метода электрогид- родинамических аналогий в применении к рас- чету рабочих колес гидротурбин. Большие теоретические и эксперименталь- ные работы проводятся по изучению явлений кавитации в гидромашинах. В лабораториях на моделях и на действую- щих установках изучается работа проточной части гидротурбин: подводящих спиральных камер, направляющих аппаратов, рабочих ко- лес и отсасывающих труб. Результаты этих исследований способствуют выпуску турбин с высокими энергетическими кавитационными показателями. Важные экспериментально-исследователь- ские работы были проведены по горизонталь- ным турбинам с осевым направляющим аппа- ратом. Применение решений теории упругости и пластичности и теории оболочек позволили уточнить аналитическим путем расчет деталей турбин. В результате совершенствования методов расчета и изучения работы турбин удельные веса поворотнолопастных турбин за последние 25 лет снизились с 25 до 15 кг на 1 кет, а радиально-осевых средних напоров-"-с 16 до 8 кг на 1 кет. Вместе с изучением и созданием конструк- ций новых гидротурбин на ЛМЗ разрабатыва- лись и совершенствовались и их системы ре- гулирования, созданы новые конструкции ре- гуляторов. Большие работы проведены также по изучению и внедрению автоматизации управ- ления рабочими процессами турбин. ТНИСГЭИ, ВНИИГ и ЛМЗ проведена большая работа по изучению причин износа рабочих элементов гидротурбин и мероприятий по увеличению износоустойчивости. 8. Гидрология, водноэнергетическое регулирование и работа ГЭС в системе Созданный в 1919 г. Государственный гид- рологический институт стал центром развития советской. гидрологической науки и провел огромную работу по изучению наших рек и вод- 68 ного баланса. Вопросами изучения водных ресурсов стал заниматься с первых же лет свое- го существования также и институт «Гидро- энергопроект», в результате работ которого определены потенциальные гидроэнергоресурсы большинства средних и крупных рек СССР. Рядом советских инженеров была создана научная теория прогнозирования гидрологиче- ских характеристик, которая заменила ранее применявшиеся грубые эмпирические методы зарубежных инженеров. До появления первых гидростанций вопро- сам водохозяйственных и водноэнергетических 'расчетов по регулированию речного стока вни- мания почти не уделялось. В связи со строительством гидростанций вопросы эти принимают первостепенное значе- ние. Советские инженеры и в этой области про- делали большую научную работу, разработав методы водохозяйственных и водноэнергетиче- ских расчетов, позволяющие решать сложней- шие вопросы водноэнергетического регулирова- ния, что имеет сейчас большое значение в свя- зи с созданием каскадов гидроэлектростанций с водохранилищами и в связи с комплексностью решения вопросов энергетики, ирригации и вод- ного транспорта. Не менее важным является исследование работы гидростанций в системе в связи с об- щим развитием энергосистем. В настоящее время удалось обобщить тео- ретические положения и дать конкретные ре- комендации по определению условий работы ГЭС в системе. 9. Исследования, связанные с производством работ при сооружении гидростанций Как известно, в советском гидроэнерго- строительстве получил широкое распростране- ние при производстве земляных работ способ гидромеханизации. В этой области успехи советского строитель- ства определяются в первую очередь практи- ческими мероприятиями по производству работ. Вместе с тем разработаны и серьезные тео- ретические вопросы, как, например, напорный гидротранспорт грунта, а также методы расче- та намывных плотин, применяемые нашими проектными организациями, в частности Гидро- энергопроектом и Гидропроектом. Большое развитие получил метод перекры- тия рек при строительстве гидроэлектростанций наброской камня в текущую воду. Теоретические основы этого метода и гид- равлики производства работ были разработаны советскими специалистами еще в 1932 г. во ВНИИГ.
С тех пор они непрерывно развивались в ряде гидротехнических лабораторий наших институтов — ВНИИГ, Гидропроекта, МИСИ, МЭИ, Оргэнерго-строя — и проверялись путем постановки наблюдений в натуре. В настоящее время задача преграждения рек наброской камня или бетонных массивов в текущую воду может считаться технически решенной для всех возможных практически случаев рек Советского Союза и необходимы лишь технико-экономические обоснования вы- бора того или иного способа. При строительстве гидроузлов на песчаных грунтах, а также при строительстве высоко- вольтных сетей в Советском Союзе широко применяется способ вибро-погружения шпунта и свай взамен забивки их пневмо- или ди- зель-молотами. Этот способ дает значительное — в 2—3 ра- за — ускорение и удешевление производства работ по погружению шпунта и свай. Теоретические основы этого способа разра- ботаны советскими учеными, которые дали и способы расчета вибропогружателей. Институт «ВНИИстройдормаш» ведет ис- следовательскую работу по так называемому виброударному способу погружения для плот- ных глинистых грунтов, где вибрационный спо- соб неприменим. При строительстве гидроэлектростанций проводятся большие работы по созданию про- тивофильтрационных завес путем цементации и битуминизации скальных грунтов и цемента- ции, глинизации и силикатизации несвязных песчано-галечных отложений. Применяется также замораживание грунтов. ВНИИГ и Гидроспецстрой МСЭ, а также отдельные специалисты провели большую ис- следовательскую работу в этой области, в ре- зультате которой мы имеем достаточно ясное представление о процессах консолидации осно- ваний и разработанную методику и техниче- ские условия для производства подобных работ в различных условиях. 10. Технология гидротехнического бетона Развитие бетонных работ на строительстве гидроэлектростанций тесно связано с разра- боткой вопросов технологии гидротехнического бетона. В этой области за 40 лет проделана огром- ная научно-исследовательская работа как от- дельными учеными, так и, главным образом, в научно-исследовательских институтах и лабо- раториях крупных строек. Особо следует отметить работы ВНИИГ и тнисгэи. Изучены и решены вопросы: проектирования составов бетона различных марок по прочности на сжатие и растяжение по водопроницаемости и морозоустойчивости; усадки и ползучести бетона, влияния водо- цементного отношения, гранулометрического состава, вопросы пластичности и удобоуклады- ваемости бетонной смеси, технологии приготов- ления и различных -методов укладки и ухода за бетоном; вопросы, связанные с применением различ- ных сортов цемента тонкостью его помола, ми- нералогическим составом; "вопросы экзо-термин и методов борьбы с тр-ещинообр1азованием, влияния воды—среды— на бетон, причем даны необходимые рекомен- дации по получению водостойких и солестой- ких бетонов; изучается проблема виброакти- вации цемента. Разработаны рациональные методы обра- ботки и классификации заполнителей для бе- тона. Разработаны методы бетонирования в зим- нее время, методы улучшения качества бетона и его удобоукладываемости за счет применения пластифицирующих добавок, мероприятия по снижению расхода цемента, вопросы взаимо- действия бетона с арматурой, методы повыше- ния прочности поверхностей бетона путем ва- куумирования и применения абсорбирующей опалубки. Изучаются методы раздельного бетонирова- ния, укладки камнебетона, внедряется метод непрерывного приготовления бетонной смеси. Изучаются вопросы коррозии и долговечности бетонов. Разработаны методы испытаний и контроля качества бетона. В результате проведенной работы советские инженеры располагают сейчас возможностью получать бетон высоких марок для самых от- ветственных гидротехнических сооружений. 11. Разные вопросы Благодаря успехам, достигнутым советски- ми специалистами в области автоматики, в на- стоящее время почти 100%' всех гидроэлектро- станций переведено- на автоматическое управ- ление и более половины всех гидростанций — па телеуправление с диспетчерских пунктов. В области строительного производства не- обходимо отметить автоматизацию бетонных заводов на крупных стройках, перевод на авто- матическое управление систем глубинного во- допонижения, автоматизацию управления ос- новными процессами на плавучих землесосных снарядах. 69
В настоящее время целый ряд научно-ис- следовательских институтов ведет большую работу в этой области. В проектных организациях и научно-иссле- довательских институтах начинают внедряться счетно-аналитические машины. Как и во всех отраслях техники, в гидро- техническом строительстве также начинает раз- виваться применение радиоактивных изотопов. Широко применяется радиоактивный ко- бальт для контроля сварных соединений как металлоконструкций, так и арматуры железо- бетонных конструкций. При помощи гамма-пульпомеров опреде- ляется консистенция пульпы при гидронамыве плотин. В стадии разработки находятся методы гамма-излучения для контроля расхода и кон- систенции цементного раствора при цемента- ции, метод нейтронного корротажа для опре- деления качества цементационных завес и оп- ределения влагонасыщенности намытого грун- та, метод контроля величины истирания элеме- ментов водяных турбин и напорных трубопро- водов, метод контроля влажности заполните- лей, консистенции бетона, методы определения деформаций сооружений по радиоактивным маякам, методы изучения фильтрации через сооружения и основания и т. п. Наряду с применением радиоактивных изо- топов осваивается применение ультразвуковой и магнитографической дефектоскопии сварных соединений, бетонных сооружений и т. п. Проектными и научно-исследовательскими институтами Министрества электростанций и бывшего Министерства строительства электро- станций, а также других ведомств на основе обобщения результатов научно-исследователь- ских работ и практического опыта гидроэнер- гостроительства составлены технические усло- вия и нормы по проектированию и строитель- ству гидротехнических сооружений. Эти нор- мативы систематически обновляются по мере накопления новых данных. В настоящее время такие ТУиН охватывают почти все вопросы проектирования и производ- ства работ и являются научными руководящи- ми материалами для проектировщиков и строи- телей. Развитию научных знаний в области гидро- энергетического строительства во многом содей- ствует систематическое издание периодической научно-технической литературы и отдельных капитальных трудов. Из основных периодических изданий осве- щающих развитие гидроэнергетического строи- тельства и связанные с ним научно-технические проблемы, следует отметить журналы и сбор- ники, издаваемые в системе Министерства элек- тростанций — «Гидротехническое строитель- ство», «Электрические станции», сборник «Энер- гетическое строительство», «Известия ВНИИГ», «Известия ТНИСГЭИ», «Бюллетень Куйбышев- гидростроя», а также издания других ве- домств — сборник Академии наук СССР, жур- налы «Механизация строительства», «Механи- зация тяжелых и трудоемких работ», «Бетон и железобетон» и др. Что касается капитальных трудов по во- просам гидроэнергетического строительства, то если в первые годы мы имели мало собствен- ных работ советских специалистов, то сейчас мы имеем большое количество таких трудов по всем вопросам гидроэнергетического строи- тельства, отражающих передовой советский и мировой опыт в этой области. Ниже в специальных статьях дано описа- ние деятельности основных научно-исследова- тельских и проектных институтов Министер- ства электростанций.
III. КОМПОНОВКА И КОНСТРУКЦИИ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ СОКОЛОВ В. А. Начальник отдела инженерной техники „Главгид роэнергостроймонтажа“ 1. Некоторые общие вопросы Гидроэнергетическое строительство в нашей стране начало развиваться только после Вели- кой Октябрьской социалистической революции, поэтому советские гидроэнергетики не имели исторически сложившегося опыта проектирова- ния и строительства гидроэнергетических со- оружений. В связи с этим при конкретном про- ектировании первых крупных гидроэлектро- станций в известной мере исходили из опыта гидроэнергетического строительства за рубе- жом. Технические решения, которые в настоя- щее время нам кажутся элементарно простыми и ясными, в то время вызывали ожесточенные и длительные дискуссии. К консультациям при проектировании и строительстве привлекались специалисты и строительные фирмы Швеции, Америки, Италии, Австрии, Германии. По мере развития гидроэнергостроительства росли кадры инженеров, освоивших теорию и практику проектриования и строительства, творчески переработавших их применительно к естественным условиям нашей страны и затем давшим ряд талантливых технических решений, обогативших мировую сокровищницу опыта и знаний. За 40 лет сложилась советская школа гидроэнергостроителей и выработалась полно- ценная система проектирования, которая по своей глубине, всесторонности и разнообразию разрабатываемых проблем стоит на уровне современности. Строительство гидроэлектростанций в СССР ведется в весьма разнообразных природ- ных условиях—на севере и в южных районах, в равнинных и горных рельефах, на скальных основаниях и на мягких, слабых грунтах. От- сюда вытекает разнообразие схем и состав со- оружений гидростанций, их типов и конструк- ций. Для большинства горных районов Кавказа, Заилийского Алатау и Алтая характерны высо- конапорные гидростанции со смешанной дери- вацией (каналы, туннели, трубопроводы). Для Средней Азии типичны деривационные гидро- станции с открытыми каналами. На Кольском полуострове и в Карельской АССР построен ряд гидростанций как с открытыми дерива- ционными каналами, так и с туннелями. В полугорных условиях, при скальных осно- ваниях и глубоких каньонах возводятся бетон- ные плотины большой высоты с приплотинны- ми гидростанциями (Усть-Каменогорская, Бух- тарминская, Красноярская, Братская). Отличительной же чертой гидроэнергетиче- ского строительства в СССР является созда- ние крупных гидроэлектростанций на многовод- ных судоходных реках с широкими поймами в равнинных районах на песчаных и глинистых основаниях. Такие гидростанции построены и строятся на основных водных магистралях Советского Союза: Волге, Каме, Свири, Днеп- ре, Дону, Оби, Ангаре и других реках. Харак- терным для этих гидростанций является боль- шая протяженность водоудержательного фрон- та, большие паводковые расходы и затопление значительных площадей земли. Так, например, водоудержательный фронт Горьковской ГЭС равен 13 км, естественный расход обеспечен- ностью 0,1% 15 000 м^/сек, а площадь зерка- ла водохранилища 1 752 км2’, для Куйбышев- ской ГЭС фронт — 5,5 км, расход 71 000 м^/сек, зеркало 5 600 км2’, для Кременчугской ГЭС фронт—12,3 км, расход — 32 000 м3/сек, зер- кало — 2 520 км2. Примером крупного гидроузла в равнинных условиях является Куйбышевская гидроэлек- тростанция на р. Волге. В состав гидроузла входят: здание гидро- электростанции, земляная и бетонная плотины и судоходные сооружения. 7!
Напорный фронт гидроузла, как было ука- зано, имеет протяжение около 5,5 км и подни- мает горизонт в верхнем бьефе на 30 м. Стан- ция оборудована 20-ю агрегатами мощностью по 105 тыс. квт каждый; в соответствии с на- пором приняты турбины поворотнолопастного типа диаметром 9,3 м и расходом воды до 700 м^/сек’, общий вес одного агрегата состав- ляет около 3 200 т. Здание гидроэлектростан- ции имеет длину около 700 ж, ширину 100 м и высоту 81 м. Пропуск паводковых расходов частично осуществляется через донные водо- сбросы, расположенные в здании ГЭС; они рассчитаны на пропуск 20 000 м3/сек воды. Во- досливная плотина длиной около 1 км имеет 38 водопропускных отверстий по 20 ж в свету каждое и рассчитана на сброс расхода воды в 40 000 м3!сек при прохождении паводка обес- печенностью 0,1%. В силу расположения на мелких песках плотина и ГЭС имеют большую протяженность сооружений для гашения энер- гии сбрасываемой воды: общая ширина плоти- ны, включая понур, водобой и рисберму, со- ставляет 490 м. Судоходные сооружения вклю- чают в себя два парных одноступенчатых шлю- за, судоходные каналы, речной порт и ограж- дающие дамбы. Земляная плотина длиной око- ло 3 км перекрывает русло р. Волги и значи- тельную часть левобережной поймы. Общие объемы работ по Куйбышевскому гидроузлу составляют: бетона и железобетона 7,3 млн. ж3, земляных выемок и насыпей до 200 млн. м3. В восточной части СССР имеются более благоприятные природные условия для соору- жения ГЭС (скальные основания, наличие местных сужений речных долин), благодаря чему значительно сокращаются объемы работ по гидроузлам и уменьшается стоимость элек- трической энергии. Если удельные капитало- вложения на 1 квт • ч годовой выработки элек- троэнергии для крупных гидроэлектростанций европейской части СССР принять за 100%’, то, по проработкам Гидроэнергопроекта, для круп- ных гидроэлектростанций восточной части СССР удельные капиталовложения на 1 квт • ч составят 42%, а для особо крупных — 33%. При строительстве крупных гидроэлектро- станций на слабых грунтах на многоводных равнинных реках с широкими поймами суще- ственное снижение их стоимости достигается применением местных строительных материа- лов. Экспериментальными исследованиями и опытом установлено, что земляные плотины можно возводить практически из любых мест- ных материалов, в том числе из мелкозерни- стых песков. Использование1 гидромеханизации с высокой производительностью земснарядов 72 и, как следствие, дешевизна земляных работ внесли коренное изменение в паши понятия о значимости и масштабах использования земля- ных сооружений при строительстве гидроэлек- тростанций: при проектировании гидроузлов и их компоновке стало возможным не считаться с объемами земляных работ. При больших паводковых расходах в стои- мости гидросооружений большое значение име- ет длина бетонных водосбросных сооружений. Для уменьшения указанной длины конструк- торская мысль советских инженеров пошла по двум направлениям: по линии разработки кон- струкций, допускающих увеличение удельных расходов воды на водосбросных сооружениях н по линии использования для пропуска воды других бетонных сооружений гидроузла. При проектировании Нижне-Свирской ГЭС удельный расход на водобое был допущен ме- нее 20 м31сек, при проектировании Верхне- Свирской ГЭС — 32 м3,1сек, Воткинской ГЭС — 55 м3!сек. Одновременно с этим разработаны проекты и осуществлены строительством гидроузлы; в которых здания ГЭС используются для устрой- ства в них водосбросных отверстий. В некото- рых случаях оказалось целесообразным для сброса пика паводка использовать судоходные шлюзы. Это в основном относится к шлюзам, нижние подходные каналы которых расположе- ны на скале и не требуют дорогостоящих креп- лений. Кроме того, долголетнее изучение гидро- логических условий водотоков нашей страны, а также работы гидросооружений при пропуске максимальных расходов позволили снизить обеспеченность расчетных расходов через гид- роузел. При проектировании водосливного фронта также большое значение имеет пра- вильный учет аккумулирующей способности во- дохранилища для срезки пика паводка. Чтобы избежать значительных ошибок в этом вопро- се, советские конструкторы придают большое значение изучению гидрографов паводка, на- значению режимов работы водопропускных со- оружений при их пропуске, а также прогнози- рованию размеров и характера паводков. Указанные выше мероприятия дали воз- можность значительно сократить фронт бетон- ных сооружений. Так, например, для Днепро- дзержинской ГЭС повышение расчетной повто- ряемости с 0,1 до 1% позволило уменьшить расчетный сбросный расход через водосливную плотину с 25 700 м3!сек до 18 000 м31сек и тем самым сократить шесть водосливных пролетов по 16 м\ кроме того, увеличение удельного рас- хода с 70 м3!сек до 84 м3/сек позволило еще сократить два пролета водослива, а всего из
18 пролетов водослива, предусмотренных пер- воначальным проектом, сокращено восемь про- летов. 2. Выбор створа и компоновка сооружений Советские гидроэнергостроители придают большое значение правильному выбору створа гидроузла и его компоновке. 40-летняя практи- ка проектирования выработала ряд общих принципов, позволяющих найти наиболее ра- циональное решение вопроса. По выбору ство- ра сооружений к этим принципам можно от- нести: а) наличие общей схемы комплексного ис- пользования водных ресурсов реки, отдельно выбранный створ сооружений может затем не увязаться или привести к нерациональным ре- шениям при сооружении последующих гидро- узлов; б) разбивка реки на бьефы должна учиты- вать максимально-возможное использование ее энергетических ресурсов, определяемых пол- нотой использования падения и стока; при этом большое внимание уделяется созданию регулирующих водохранилищ, особенно в голо- ве каскадов; в) тщательное изучение топографических и геологических условий достаточно большого участка реки, с тем чтобы объемы работ по гидроузлу, особенно бетонных, были минималь- ными; г) требование минимально-возможных ущербов от затопления населенных пунктов, промышленных предпритяий, ценных земельных угодий и полезных ископаемых; д) учет наличия местных строительных ма- териалов, транспортных связей удобства элек- троснабжения; е) площадка строительства по возможности должна быть удобной для расположения жи- лых поселков и подсобных предприятий. Выбор места сооружения первых гидроэлек- тростанций не всегда отвечал указанным прин- ципам, так как ко времени их строительства степень изученности водотоков и их естествен- ных условий была незначительна. В настоящее время имеются полные схемы использования ряда крупных рек (Днепр, Днестр, Волга, Кама, Кура, Терек, Иртыш, Ангара, Сыр-Дарья и др.). Одним из основных моментов, повлиявших на выбор схем использования как равнинных, так и горных рек и на назначение створов гидроузлов, явился вопрос зарегулирования стока рек и повышения обеспеченной мощности гидростанций. Строительство ряда каскадов гидростанций начиналось с осуществления вер- ховых водохранилищ, так, например, Мало- Ульбинское водохранилище для каскада гидро- станций Хориузовской, Тишинской и Ульбин- ской; Храмское водохранилище в верховьях р. Храми, Рыбинское водохранилище в верхнем течении р. Волги, Камское — в верхнем тече- нии р. Камы и др. Созданию водохранилищ благоприятствова- ло наличие в верховьях ряда рек естественных озер, подъем горизонта в которых водохрани- лищными плотинами, даже на незначительную величину, создает емкости, исчисляемые мил- лиардами кубических метров воды и достаточ- ные для многолетнего регулирования каскада гидростанций; к таким озерам относятся: Пи- ренга и Имандра в голове каскада Нивских ГЭС, Байкал в верховьях р. Ангары, Зайсан на р. Иртыше, Онежское озеро в истоке р. Свири и ряд других. Задачей гидростроительства ближайших лет является создание еще ряда крупных регули- рующих водохранилищ на освоенных в энерге- тическом отношении реках, в том числе Ков- динско-го водохранилища в верховьях р. Ковды, повышающего зарегулированность гидростан- ций ковдипского каскада, Чарвакского водо- хранилища для многоступенчатого каскада Чирчикских гидростанций, Черкейской ГЭС и водохранилища при ней в верхнем течении р. Судак, Даховской ГЭС с водохранилищем в голове каскада гидростанций на р. Белой и целого ряда других. Существенное влияние на стоимость и сро- ки строительства оказывает рациональная ком- поновка сооружений речных гидроузлов. Многообразие естественных условий вызы- вает такое же многообразие и компоновок. Общим для них является: а) минимум работ, б) удобство эксплуатации сооружений, в) удоб- ство при строительстве сооружений. Проектные проработки и осуществленные строительства показали, что во многих случаях наиболее целесообразной компоновкой гидро- узлов является расположение бетонных соору- жений на пойме (Куйбышевская, Сталинград- ская, Новосибирская, Каховская, Днепродзер- жинская и другие гидростанции). При поймен- ной компоновке бетонных сооружений к их строительству можно приступить немедленно после освоения стройплощадки, при этом пере- мычки требуются значительно меньшей высоты, чем для руслового расположения бетонных со- оружений. С точки зрения производства работ поймен- ная компоновка имеет еще то преимущество, что бетонные сооружения, безусловно, возво- дятся в одну очередь строительства, что очень важно с точки зрения ускорения его сроков. 73
него банкета. 'Шлюз Шлюз Водосливная плотина Рис« 1. Компоновка сооружений Горьковской ГЭС. Стеснение русла реки при такой компоновке допускается в пределах, обеспечивающих судо- ходство, пропуск паводков и ледохода. На рис. 1 показан пример полурусловой компоновки Горьковской гидростанции на р. Волге. Бетонные сооружения гидроузла со- оружаются в одну очередь. Расходы реки в период закрытия основного русла пропускают- ся через гребенку плотины. Основное русло перекрывается отсыпкой камня в воду камен- Судоходные \ шлюзы, располагаемые на левобережной пой- ме, возводятся за незатопляемыми перемыч- ками. В период перекрытия основного русла судоходство судоходному Быстроток водоприемник Донные трубы осуществляется по временному каналу. Деривацион- ные водоводы Здание ГЭС Р8 Рис. 2. Компоновка соору- жений Мингечаурской ГЭС. Земляная плотина К недостаткам такой компоновки относится необходимость на крупных реках, с интенсив- ным судоходством, сооружения временного судоходного канала с большими объемами ра- бот. Горьковский обходной канал потребовал 4,1 млн. ж3 выемки земли. На рис. 2 приводится компоновка Минге- чаурского высоконапорного гидроузла. Распо- ложение всех основных бетонных сооружений на левобережной незатопляемой пойме позво- лило в первый период строительства пропу- скать расходы реки без стеснения русла и возводить бетонные сооружения насухо. В по- следующем в строительный период река пере- пускалась через трубы, проложенные под пло- тиной. Для создания напора, необходимого для пропуска строительных расходов через донные трубы, потребовалось возведение зем- ляной перемычки высотой до 25 ж. Эта пере- мычка затем вошла в тело земляной намывной плотины. Удачным примером компоновки сооружений гидроузла является Кременчугская ГЭС на р. Днепре (рис. 3). Все бетонные сооружения— здание гидроэлектростанции, водосливная пло- тина и судоходный шлюз располагаются на гранитном основании в правом протоке реки и на пойме правого' берега. Остров между правым 74
водохранилище протоком и основным руслом, а также русло реки и левобережная пойма перекрыты земля- ной плотиной, расположенной на песчаном основании. Принятая компоновка удачна, во- первых, потому, что расположение бетонных сооружений на скале позволяет значительно сократить их объем, повысить удельные рас- ходы воды на водосливе и отказаться от креп- ления рисбермы. Все бетонные сооружения строятся в одну очередь, что сокращает срок и упрощает строительство. Железная и шоссей- ные дороги подходят к гидроузлу с правого берега, где располагаются бетонные сооруже- ния. На правом же берегу имеется хорошая площадка для подсобных предприятий и посел- ков. Карьеры камня и песка также располага- ются на правом берегу. С точки зрения экс- плуатации гидростанции правобережное ее рас- положение также вполне благоприятно, и вы- дача основной мощности производится на пра- вый берег. В заключение нужно сказать, что в каждом отдельном случае, только в результате самого тщательного анализа местных природных ус- ловий — геологии, топографии створа и гидро- логического режима реки, — а также учета строительных и эксплуатационных условий со- оружений может быть правильно выбрана их схема и наиболее целесоообразно решена ком- поновка гидроузла. Совершенствование в этом направлении, основанное на надежных и пол- ноценных результатах изысканий, является за- дачей проектировщиков. 3. Гидроэлектростанции, совмещенные с водосбросами В поисках наиболее целесообразных с эко- номической и технической точек зрения реше- ний гидроузлов советские инженеры начали Рис. 3. Компоновка сооружений Кременчугской ГЭС. широко применять тип гидроэлектростанций, в которых силовые здания совмещены с водо- сбросными сооружениями. Таких гидроузлов запроектировано 25, из них построено или на- ходится в постройке 13. Опыт проектирования и строительства по- казал, что совмещением гидростанций с водо- сбросными сооружениями достигаются1: 1) сокращение в отдельных случаях фронта бетонных сооружений на 10—40% и их объема на 5—30%, одновременно с этим сокращаются крепление русла реки на участках, примыкаю- щих к бетонным сооружениям, и объемы работ по подводящим и отводящим каналам как постоянным, так и осуществляемым для про- пуска воды через бетонные сооружения в пе- риод постройки гидроузла; 2) уменьшение в значительном количестве случаев капиталовложений в гидроузел, а так- же количества расходуемого цемента, а в не- которых случаях и металла; 3) наиболее целесообразное с геологиче- ской точки зрения размещение в выбранном створе бетонных сооружений ввиду сокращения их длины; в отдельных случаях, как, например, для Каменской ГЭС на. р. Оби, где скальный участок имеет ограниченное протяжение, со- кращение длины бетонных сооружений приоб- ретает особое значение; 4) сокращение длины котлована бетонных сооружений, длины перемычек и уменьшение водоотлива; 5) увеличение мощности ГЭС в период про- хождения паводков за счет эжекции. Ниже приводится описание наиболее харак- терных типов гидростанций, совмещенных с во- досбросами, уже внедренных в практику наше- го строительства: 1 Институтом „Гидроэнергопроект* произведен анализ 16 проектов совмещенных ГЭС и сравнения с гидростанциями обычного типа, запроектированными в тех же створах. Технико-экономические показатели результатов таких сопоставлений опубликованы в ста- тье П. II. Лаупмана и Л. С. Томашевича „О типах гидроэлектростанций, совмещенных с водосбросами* („Гидротехническое строительство", 1957, № 1). 75
Рис. 4. Кахмская ГЭС, встроенная в водослив. а) ГЭС, встроенная в водослив, агрегаты обслуживаются через люки, устроенные в во- досливе (рис. 4). Этот тип гидростанции осуще- ствлен на р. Каме у г. Перьми и на р. Сырь- Дарье (Кайрак-Кумекая ГЭС). По данным Гидроэнергопроекта в этих условиях достигну- та экономия бетона от 26 до 33% и сэконом- лено цемента в двух гидроузлах 55 тыс. т. В обоих случаях весь водосливный фронт во- досбросов размещается в пределах габаритов генераторных помещений, т. е. отдельно стоя- щая водосливная плотина как часть гидроузла полностью исключена. б) ГЭС с машинным залом, расположенном в водосливе (рис. 5). Такой тип станции приме- нен на Павловской ГЭС на р. Уфе и на Ирик- линской ГЭС на р. Урале. В обоих случаях сооружение отдельной водосливной бетонной плотины также оказалось излишним. Сокращение объемов работ против гидро- станции обычного типа исчисляется в 24—30%, получена экономия в расходе цемента и метал- локонструкций, но несколько повысился расход арматуры: Капиталовложения уменьшились на 5—8%'. Такой тип гидростанции применим при достаточно больших напорах — не менее 25— 76 30 м. Соответственно этому напору и габари- там водослива должен быть выбран диаметр турбин, что может повести к увеличению коли- чества последних. Гидростанции с машинным залом, расположенным в водосливе, особенно целесообразны при ограниченности распростра- нения в створе пород, являющихся надежным основанием для бетонных сооружений. в) Гидростанция с донными напорными водосбросами (рис. 6). Этот тип гидростанции осуществлен на Каховской, Новосибирской и других ГЭС. По пяти выстроенным и запроек- тированным гидростанциям выявлена экономия бетона до 13% и капиталовложений до 13%. Гидростанции с донными водосбросами целесо- образны для средних напоров, они позволяют сократить фронт бетонных сооружений, что при известных геологических условиях может об- легчить компоновку гидроузла, при этом умень- шается стеснение русла, сокращается котлован и упрощаются условия производства работ. г) ГЭС с напорными водосбросами, распо- ложенными над спиральными камерами турбин осуществлена на Дубоссарской и Иркутской гидростанциях и запроектирована на Камен- ковской (рис. 7) и других объектах.
По проработкам Гидро-энергопроекта в этом типе ГЭС водосливный фронт сокращает- ся на 16—34% и в отдельных случаях (на- пример, Иркутская ГЭС) водосливные плоти- ны исключаются. Экономия бетона составляет И—13% и капиталовложений — 5—10%. Область применения та же, что и для пред- шествующего типа, причем водосливные отвер- стия в случае надобности могут пропустить больший расход; глубина заложения основания здания станции может быть меньше, однако- длина вала агрегата увеличивается. д) Бычковая ГЭС (рис. 8) построена на р. Куре в г. Тбилиси (Орточальская ГЭС). Подсчитано, что по сравнению с гидростанцией обычного типа для данного конкретного случая получена экономия бетона и цемента на 25%, металлоконструкций на 2%, арматуры на 30% и капиталовложений на 7%. Бетонный фронт сооружений сокращен на 20%. Применение гидростанций бычкового типа особо целесообразно- на реках, несущих боль- шое количество крупных наносов, так как для промыва последних создаются наиболее благо- приятные условия. Принятая конструкция может быть эффективна как для малых, так и средних напоров и для различных диаметров турбин. Однако опыт работы гидроэлектростан- ций бычкового типа с горизонтальными прямо- точными агрегатами еще недостаточен для по- ложительной оценки ее эксплуатационных качеств. Рис. 6. Гидростанция с донными водосбросами. 77
Рис. 7. Каменковская ГЭС — с напорными водосбросами, расположенными над спиральными камерами турбин. Рис. 8. Срточальская ГЭС — бычковая, с прямоточными агрегатами. 78
Следует указать некоторые недо- статки гидростанций совмещенных с водосбросами: 1. Наличие в зданиях ГЭС более тонких, чем и обычных зданиях, же- лезобетонных конструкций с боль- шим содержанием арматуры и до- статочно сложного' профиля ослож- няет производство работ в целом и особенно в зимнее время удлиняет сроки возведения силового здания. По мнению ряда производственни- ков, исчисляемая экономия от уменьшения объемов работ в совме- щенных ГЭС по сравнению с гидр о- э лектроста нци ям,и обычного типа должна'быть значительно сокраще- на или даже вовсе исключена ввиду недоучета в сметах усложнения условий производства работ. , 2. Увеличение и усложнение щи- тового хозяйства здания ГЭС и его эксплуатации. Это в некоторой мере компенсируется сокращением щито- вого хозяйства водосливной плоти- ны или полным его отсутствием. 3. Усложнение схемы электрических уст- ройств и их эксплуатации. В некоторых случа- ях требуется вынос трансформаторов на берег или расположение их на более высоких отмет- ках, чем оборудование, относящееся к генера- торам, что удлиняет коммуникации генератор- ного напряжения. 4. Необходимость устройства ответственной гидроизоляции для защиты здания ГЭС от фильтрации через внутренние бетонные стенки, воспринимающие напор воды. 5. Разукрупнение в отдельных случаях аг- регатов, что приводит к увеличению их коли- чества и усложняет эксплуатацию станции. Так, на Камской гидроэлектростанции установ- лено 24 агрегата вместо шести — восьми агре- гатов для обычной станции этого напора и мощности, т. е. в 3—4 раза больше. 6. Для лесосплавных рек совмещение фрон- та водосбросных отверстий с фронтом водоза- боров к турбинам может приводить к затруд- нениям с очисткой решеток водоприемов. Все перечисленные выше недостатки гидро- станций, совмещенных с водосбросами, имеют свое значение, Ж) для некоторых случаев при- родных условий не могут идти в сравнение с получаемыми от их применения экономически- ми выгодами. По проработкам Гидроэнерго- проекта по 16 рассмотренным объектам достиг- нута суммарная экономия бетона 1 500 тыс м3 и капиталовложений 750 млн. руб. Даже под- ходя с осторожностью к названным величинам, Рис. 9. Головная ГЭС на р. Вахш, следует отметить, что получаемая экономия существенна для народного хозяйства страны. Расположение водосбросных отверстий в зданиях гидроэлектростанций в некоторых слу- чаях вызывается не желанием сократить фронт бетонных сооружений, а необходи- мостью промыва наносов перед водопри- емными отверстиями турбин. Такие рациональ- ные решения приняты для ряда приплотинных гидроэлектростанций на реках полуторного типа. На рис. 9 представлен разрез по силово- му зданию Головной гидроэлектростанции на р. Вахш. Расположение водосбросных отвер- стий под водоприемными отверстиями турбин гарантирует от заноса последних взвешенными и донными наносами, сохраняя перед гидро- станцией регулирующий объем воды. К другим вопросам рационального решения силовых зданий относится применение пони- женных машинных залов, как, например, для Горьковской ГЭС. Монтаж и демонтаж агрега- тов в этом случае производятся при помощи козлового крана грузоподъемностью 500 т че- рез люки в крыше здания. В этом случае внут- ри здания сохранены малые мостовые краны грузоподъемностью 50 т для оперативных ре- монтов и монтажа соответствующих элементов гидроагрегата. В других случаях (Иваньков- ская, Саратовская ГЭС) машинный зал еще более понижен, так как внутри здания ГЭС 79
мостовые краны полностью исключены. По Кременчугской ГЭС принято решение, исклю- чающее машинный зал, с индивидуальной за- щитой генераторов колпаками и обслуживани- ем их портальным краном. Исключен также машинный зал на Днепродзержинской ГЭС. В целях уменьшения заглубления силового здания в сложных геологических условиях, на- учно-исследовательскими институтами были произведены теоретические и эксперименталь- ные исследования отсасыв1ающих труб малой высоты. В результате таких исследований на Каховской ГЭС применена отсасывающая тру- ба пониженной высоты, равной 1,54Д вместо обычных 1,915Д. Применение такой отсасываю- щей трубы позволило уменьшить глубину выемки котлована на 3,5 м, облегчить тем са- мым грунтовое водопонижение и ускорить пуск станции Hia 2 месяца; это, однако, привело к не- которой потере энергии за счет снижения к. п. д. Поиски рациональных конструкций зданий гидростанций направлены также на примене- ние сборного железобетона и напряженно-ар- мированного бетона. Напряженно-армирован- ные сборные конструкции применены, напри- мер, в таком крупном сооружении, как Куйбы- шевская ГЭС. Для Каунасской ГЭС разработан проект силового здания и других сооружений гидро- узла в виде сборно-монолитных конструкций. Опалубка и металлическая арматура гидротех- нического сооружения заменяются сборными железобетонными напряженно-армированными элементами, выполненными из бетона высоких марок. Монолитность и водонепроницаемость сооружения не нарушается, так как все внут- ренние полости в сборной железобетонной оболочке заполняются монолитным- бетоном. Армирование сооружений напряженной желе- зобетонной арматурой дает возможность сокра- тить расход металла. По этому типу конструк- ции в настоящее время ведутся эксперимен- тальные работы. 4. Бетонные плотины Усовершенствование типов бетонных и ар- мобетонных водосливных плотин шло по пути снижения фильтрационного противодавления в основании и в теле плотин, повышения устой- чивости сооружений конструктивными меро- приятиями, увеличения удельных расходов во- ды на водосливе, улучшения качества бетона и повышения его долговечности. Бетонные водосливные плотины в Совет- ском Союзе преимущественно осуществляются гравитационными, что обусловливается суро- вым климатом, интенсивным ледоходом и боль- 80 шими паводковыми расходами. Указанные фак- торы, совмещенные со сложными геологически- ми условиями оснований сооружений, представ- ленных пестрыми толщами песчаных, глини- стых, а в некоторых случаях и илистых отло- жений, содержащих зачастую напорные грун- товые воды, определили следующие особенно- сти проектирования водосливных плотин на нескальном основании, позволившие достиг- нуть в настоящее время их высоты до 35 ж и более: а) Развитие подземного контура сооруже- ния, устанавливаемого из условия обеспечения устойчивости его на сдвиг и отсутствия филь- трационных деформаций грунтов основания. Противофильтрационные устройства реша- ются в виде металлических шпунтов и понуров из бетонных, асфальтовых и суглинистых мате- риалов. В последнее время в расчетах подзем- ного контура учитывают водопроницаемость шпунтовых рядов. б) Повышение устойчивости сооружения на сдвиг применением анкерных железобетонных понуров. в) Повышение устойчивости сооружения сдвигу достигается также путем применения конструкции флютбета с сильно выдвинутой в сторону верхнего бьефа фундаментной плитой, пригруженной давлением воды. г) Многолетним опытом проектирования установлена целесообразность сокращения дли- ны бетонного водосливного фронта путем уве- личения удельного расхода водосливов, несмот- ря на то, что такое увеличение ведет к услож- нению и удорожанию креплений нижнего бье- фа плотин. Проектирование крупных гидроузлов на ре- ках с размываемым руслом потребовало тео- ретических и экспериментальных исследований работы сооружений в условиях сопряжения бьефов, которые позволили установить каче- ственную характеристику сложных гидравличе- ских процессов и наметить принципы оценки эффективности мероприятий по креплению ниж- него бьефа. Для уменьшения объемов работ по креплению нижнего бьефа создаются со- средоточенные гасители на коротких участках, воспринимающие лобовое давление воды, рас- ширение потока или его расщепление и соуда- рение струй, а также допускаются размывы нижнего бьефа в достаточном расстоянии от водобоя плотины. В пределах интенсивного гашения потока водобои выполняются из массивных армиро- ванных блоков размером в плане до 50X20 м. Они участвуют в расчете устойчивости соору- жения против сдвигающих усилий. Рисбермы водосливных плотин часто устраи-
Рис. 10. Разрез по водосливной плотине Каховской ГЭС. ваются смешанной конструкции с бетонной или железобетонной начальной частью и более гиб- кой концевой. При небольших ожидаемых ве- личинах размывов за рисбермой (до 10—12 ж) в конце крепления часто устраивается бетон- ный зуб или забивается металлический шпунт. На рис. 10 показано крепление нижнего бьефа плотины Каховской ГЭС. Рисберма закончена зубом ячеистой конструкции из металлического шпунта, что позволило значительно сократить ее длину. При больших размывах в конце крепления часто устраивается ковш, заглублен- ный на 0,7—0,8 от наибольшей глубины размы- ва и укрепленный гибким железобетонным тю- фяком либо камнем. В табл. 1 приводятся данные об удельных расходах и длине рисберм водосливных плотин отдельных гидроузлов. д) На плотине Щербаковской гидростанции для уменьшения длины водослива, выполнено двухъярусное расположение водосбросных от- верстий. К недостаткам такого типа плотины следует отнести усложнение конструкции со- оружения и его эксплуатации. е) Для уменьшения фильтрационного дав- ления на подошву плотины, а также для пре- дотвращения фильтрационных деформаций грунтов основания широко применяются дре- нажи, выполняемые в виде горизонтальных слоев почти под всей подошвой сооружения, а в случае необходимости — в виде глубинных скважин. Опыт проектирования показал на це- лесообразность приближения дренажных сква- жин к противофильтранионным шпунтам. Дре- нажные устройства при соответствующем их конструировании и выполнении достаточно на- дежны в работе и долговечны. ж) За последние годы пересмотрены тех- нические условия на проектирование гидротех- нических сооружений, при этом коэффициенты 6—1051 Таблица 1 Наименование гидростанций Геология основания го СУ к К § о ы 3 * ^2.2^ Расчетный напор, м Длина креп- ления нижне- го бъефа, лг Верхне-Свир- ская Девонские гли- ны 32 22 242 Иваньковская Суглинок валун- ный 33 17,5 175 Щербаковская Пермо-триасо- вые глины 56 25 287 Куйбышевская Разнозернистые пески 40 27,5 264 Сталинград- ская Пески, песча- ники слабые 43,7 31 252 Горьковская Сарминские гли- ны и пески 45 23 154 Воткинская Плотные глины 55 31 210 Угличская Валунный су- глинок 64 20 217 Каховская Пески мелко- зернистые 45 25 142 Чебоксарская Глина известко- вистая с прослой- ками известняка мергеля 55 29,5 260 запаса устойчивости плотин снижены для раз- личных классов на 10—15%. Бетонцые гравитационные плотины на скальных основаниях, сооружаемые в Совет- ском Союзе, достигают высоты 100 м и более. Такие плотины характеризуются безвакуумным профилем водослива, вертикальными напорны- ми гранями и достаточно' развитой системой цементации и дренажа основания. При проек- тировании таких плотин особое внимание обра- щается на условия гашения энергии воды в нижнем бьефе. Так, например, для Краснояр- ской ГЭС, где удельные расходы на носке со- ставляют 80 ж3/сек при скоростях в конце во- дослива, достигающих 40 м/сек, принят вари- ант с высоким гладким трамплином, отбрасы- 81
вающим струю на 140—150 м (рис. И). Глу- бина размыва при этом определена в 25 м. Опыт проектирования показывает, что- в тя- желых природных условиях высокие гравита- ционные бетонные плотины являются пока наи- более целесообразным решением подпорных сооружений. Так, например, для Красноярской ГЭС проработаны три типа плотин — из мест- ных материалов, облегченные бетонные и мас- сивные бетонные. Плотина из местных мате- риалов запроектирована смешанного типа с суглинистым экраном и каменным банкетом. Облегченные плотины разработаны многоароч- ными и массивно-контрфорсными. Массивные плотины представлены двумя типами—обычным треугольным профилем и треугольным про- филем, совмещенным со зданием ГЭС. Результаты проработок приведены в табл. 2, причем объемы даны по гидроузлу в целом. Таблица Тип подпорного сооружения Плотина из мест- ных материалов Массивно-контр- форсная плотина Массивные пло- тины. для приплотин- ной ГЭС . . для встроенной ГЭС .... 3 390 29 261 4 846 17241 13 400 135 4 485 4 491 4 243 563 411 98 5 595 4 439 4 326 504 411 100 5612 4 284 4 713 564 64 103 Таблица 3 Наименование гидроузла Г еология основания Высота пло- тины, м Мощность, тыс. квт Удельные за- траты бетона на 1 квт3 мощности, № Красноярская ГЭС (СССР) .... Братская ГЭС Г раниты 118,0 4 000 1,40 Трапы 127,0 3 600 1,59 (СССР) .... Бухтарминская Габбро 90,0 435 2,29 ГЭС (СССР) . . Фунман (Китай) Граниты 91,5 475 4,63 Суйхун (Корея) Г ранито-гней- сы 107,0 700 5,57 Боулдер (США) Андезит ту- фобрекч 228,0 1 385 1,78 Г ранд-Кули (США) Граниты 168,0 2 314 4,0 Гран-Диксанс (Швейцария) Гранито-гней- сы 281,0 738 7,7 Как видно из табл. 2, для варианта с пло- тиной из местного грунта объем бетонных ра- бот составляет свыше 60%' по сравнению с бетонной плотиной. При этом возникают суще- ственные затруднения с пропуском строитель- ных расходов и с укладкой суглинистого экра- на в зимнее время. Гидроузел оказывается до- роже на 35% по сравнению с основным вари- антом. 1 идроузел с облегченными плотинами тре- бует бетона на 12,5% меньше, чем с массивны- ми плотинами, однако возникают большие за- труднения, пока нерешенные, с пропуском строительных расходов, в сохранении бетона от трещин при укладке в суровых зимних услови- ях, с замыканием швов во время наполнения водохранилища при незаконченной плотине и с возведением наклонных консольных конст- рукций (вылет консоли 1,5 ж, наклон 1 : 0,5). Сопоставление вариантов Кр асноярской плотины показало, что для данных природных условий при глубоком каньоне, хорошем скаль- ном основании, при больших паводковых рас- ходах наиболее целесообразным типом высокой плотины является массивная бетонная плоти- на. Однако при этом весьма рационально' устройство широких объемных швов, что умень- шает противодавление в основании и позволя- ет за счет этого значительно уменьшить объем бетона по сравнению с обычным типом пло- тины. Благоприятные природные условия для строительства высоких плотин на ряде створов показывают, что цри сочетании этих условий с рациональным проектированием, в Советском Союзе сооружаются гидроузлы, имеющие высо- кую экономическую эффективность. В табл. 3 приводится сопоставление некото- рых советских и зарубежных высоконапорных 82
гидроузлов по удельным затратам бетона на 1 кет мощности гидростанций. Бетонные арочные плотины в нашей практи- ке осуществлялись редко. Примером может служить Гергебильская ГЭС на р. Кара-Койсу с напором около 50 м и строящаяся арочная плотина на р. Ладжанури высотой 75 м. В на- стоящее время ведется проектирование более высоких арочных плотин — Намахванской ГЭС на р. Рионп, Черкейской на р. Сулак, Ингур- ской ГЭС на р. Ингури. Следует отметить, что недостаточное внима- ние к указанному типу плотин, для которых на ряде водотоков СССР имеются благоприятные условия, является одним из недостатков наше- го проектирования. 5. Земляные плотины Широкие русла и поймы равнинных рек, где преимущественно за последние годы возводи- лись крупные гидроэлектростанции, потребо- вали сооружения земляных плотин большого протяжения и объемов работ. Для отдельных гидроузлов на р. Волге, Днепре, Каме и др. объем земляных сооружений составляет десят- ки миллионов кубометров. Созданный за прошедшее десятилетие мощ- ный парк оборудования гидромеханизации позволил достаточно просто решить задачу воз- ведения большеобъемных плотин на целом ряде крупнейших гидроузлов, производя пол- ную революцию в области строительства зем- ляных плотин. С пособ ом гидром е х а низ а ци и за поел едн ие 1'0 лет выполнено 450 млн. м3 земляных работ, возведено 50 плотин и дамб объемом около 200 млн. м3 и длиной свыше 100 км. Намывные плотины к настоящему времени являются наи- более характерным видом напорных земляных сооружений. В наших условиях преимуществами намыв- ных плотин, помимо их дешевизны, являются, в первую очередь, простота производства ра- бот и осуществление больших объемов работ в короткие сроки. На равнинных реках карьеры земляных материалов преимущественно распо- лагаются в руслах или на обводненных поймах. Разработка таких карьеров сухопутными ма- шинами вызывает существенные затруднения, и применение в данном случае землесосных снарядов является наиболее целесообразным. Возведение в русле реки земляной плоти- ны при помощи намыва после перекрытия рус- ла каменным банкетом также значительно про- ще насыпного способа и может быть осуществ- лено в более короткие сроки. Необходимость быстрого перекрытия русла на судоходных ре- ках в осенний период при минимальном воз- можном сроке прекращения судоходства и по- требность возведения сооружения в короткие сроки на большую высоту для подъема уровня воды и пропуска реки через гребенку бетон- ных сооружений позволяют также рассматри- вать намывной способ работ как наиболее це- лесообразный. Так, производительность работ по намыву русловой плотины Куйбышевской ГЭС составляла до 300 тыс. м3 в сутки. Все перечисленное выше дало возможность широко распространить применение намывных плотин в практике советского гидроэнергети- ческого строительства. По своей конструкции возведенные плотины различаются: на плотины ядерного типа с гли- нистым и суглинистым ядром и гравелисто- песчаными наружными призмами (Мингечаур- ская); с отощенным мелкопесчаным ядром и песчано-гравелистыми призмами (Камская, Новосибирская, Дубоссарская); из лессовых грунтов (Нижне-Бозсуйская). Преобладающим же типом намывных со- оружений явились однородные, песчаные пло- тины. К ним относятся Куйбышевская, Горь- ковская, Каховская и др. Высота Куйбышевской плотины достигает 45 м, Сталинградской — 25 м, Каховской — 23 м. Заложение откосов намывных плотин из песчаных грунтов колеблется в пределах 1 : 3— 1 : 6. Как правило, такие плотины возводятся наиболее совершенным современным методом, предложенным группой советских специали- стов, безэстакадным двусторонним намывом. Крепление напорных откосов в пределах коле- бания уровней и воздействий волн преимуще- ственно выполняется в виде бетонных плит по гравийной подготовке. Наиболее уникальным намывным сооруже- нием в нашей практике следует считать плоти- ну ядерного типа Мингечаурского гидроузла (рис. 12). Она является одной из высочайших земляных плотин мира и превосходит плотину Коббл-Маунтен (78 м) и Форт-Пек (77 м); ее объем составляет около 15 млн. ж3, высота — 81 м и длина по гребню— 1 500 м. Плотина намыта из гравелисто-песчаных грунтов. В карьере содержание гравия в гравийно-пес- чаной смеси составляло 15—16% с круп- ностью, доходящей до 60—70 мм\ песчаная составляющая имела фракции от 0,5 до 0,05 мм\ наблюдались отдельные линзы глини- стого материала. Из карьера грунт доставлял- ся думпкарами к смесительной установке, в ко- торой перемешивался с водой, и затем напор- ным гидравлическим транспортом подавался в плотину, где производился двусторонний намыв. Ту 83
бетонная облицовка ^162, 56,5 Н,0 290 'Дренажные выпуски 'Верховая намывная перемычка призма Рис. 12. Разрез по земляной плотине Мингечаурской ГЭС. наружная , 'Промежуточ-1 яяп0 ХПромежутпоч- — призма' призма i \ная призма 1 \ 0,00 \ ▼ .цементационная завеса в пределах русла реки 365 ' ~темпам гравелистыми 9 грунтами 194.^ 13 п Конструкция плотины разработана исходя из условия создания ядра плотины к началу принятия полного напора, а также неразруше- ния наружных откосов плотины в случае сейс- мического -толчка (8—9 баллов) при явлении «критической порозности» в пределах ядра, насыщенного водой. Этим определилась при- грузка центральной части плотины (ядра) на- ружными призмами из гравелистого грунта. Примеры намывных плотин ядерного типа с пригрузочными призмами в мировой практи- ке имеются, но в них пригрузка осуществлена из каменной наброски, в плотине же Минге- чаурского гидроузла она выполнена из граве- листого материала, что представляет производ- ственные и экономические преимущества. Ширина суглинистого ядра составляет 10% общей ширины профиля плотины, ширина про- межуточных призм 45% ширины профиля " ширина наружных призм также 45% ширины профиля плотины. По данным отчета об обследовании плоти- ны после ее возведения отдельные зоны ее имеют геотехнические характеристики, приве- денные в табл. 4. Та’б л иц а 4 Наименование показателей Составные части профиля плотины Ядро Проме- жуточ- ные призмы Наруж- ные призмы Содержание гравия, % ... 5—50 55 Содержание фракции °/0: 2 —0,25 мм 10 30-50 30-35 0,25—0,05 мм 60 15—50 10-15 0,05—0,005 мм 30 — Объемный вес скелета грун- та, т]м?> Угол внутреннего трения . . 1,60 1,70 1,95 —- 35° 35° Коэффициент фильтрации, с м/с о г 0,0905 0,016 0,021 По произведенным измерениям общий рас- ход дренажа при промежуточной подпорной отметке составляет 70—100 л/сек, что примерно соответствует проектному. 81 Откосы плотины имеют заложение: верхо- вой от 1 : 2,5 до 1 : 4 и низовой от 1 : 2,0 до 3,5; по высоте откосы разделены бермами. Для уменьшения фильтрации и исключения суффозии в основании плотины устроен зуб из суглинка, а также удален поверхностный слой выветрелых пород. По оси зуба выполне- на глубинная битумно-цементная завеса. Дренажная призма устроена в основании плотины на границе промежуточной и наруж- ной призмы. Она запроектирована и выполнена в виде пустотелых шестигранных бетонных блоков. Крепление верхового откоса в пределах ко- лебания уровня воды выполнено бетонными армированными плитами размером 9Х 9X0,5 м с прокладкой битумных матов между швами. Опыт строительства Мингечаурской плоти- ны показал надежную устойчивость сооруже- ния, а допущение глинистых частиц в тело плотины позволило уменьшить фильтрацию и повысило структурную прочность материала, намытого в тело плотины. В качестве примера нового типа намывных плотин можно привести плотину № 5 Гоэь- ковского гидроузла, имеющую распластанный профиль с заложением верхового откоса 1 : 22 (рис. 13). Такой профиль плотины связан со следующими преимуществами: упрощается крепление верхового откоса плотины и в изве- стных случаях оно может быть совсем исклю- чено; понижаются требования к подготовке основания плотины; упрощается производство работ при одностороннем намыве, при этом происходит лучшая раскладка грунта в теле плотины: в верховой клин ложится более мел- кий материал, а в низовой более крупный; мо- гут быть использованы карьеры менее каче- ственного материала, а в некоторых случаях исключается вскрыша карьеров. В заключение нужно отметить, что практи- ка советского строительства намывных плотин показала гарантию их устойчивости. За все время с этого рода плотинами не произошло ни одной аварии.
Рис. 13. Разрез по земляной плотине Горьковской ГЭС. 1 — гравийный слой 0,25 м, песок 0,15 м\ 2 — гравийный сгой 0,50 м крупностью 40 — 80 мм, песок 0,20 лг; 3 — крепление откоса гравийными клетками и заполненьем растительной гсшей и гссадьсй кз сл aj ниь сесй иеы; 4—крепление откоса гравийными клетка- ми с заполнением растительной землей. 112 ,276.5 Примером крупного земляного сооруже- ния, возводимого сухим способом, может слу- жить плотина Иркутской ГЭС. Она имеет высоту до 40 ж, протяженность 2 км и объем насыпи 13 млн. Плотина возводится из песчан о-гравийного аллювиального материала, имеющего в своем составе до 18—20% песка крупностью фракций 0,05—2,0 мм и около 80% гравия и гальки крупностью 2—80 мм. Водо- непроницаемость плотины обеспечивается цен- трально расположенным ядром из суглинисто- го материала. В основании плотины залегает слой аллювия толщиной до 12 м, подстилае- мый алевролитами. Сопряжение ядра с алев- ролитами достигается забивкой двух рядов металлического шпунта, прорезающего на всю глубину аллювиальные отложения. Аллювий в межшпунтовом пространстве цементируется. Цементируются также и алевролиты на глуби- ну до 25 м. Аллювиальный грунт, идущий в насыпь тела плотины, разрабатывался шагающими экскаваторами емкостью 10 и 4 м3 (ЭШ-10/75 и ЭШ-4/40) и для возможности использования его в насыпь в зимнее время отсылался летом в высокие конусы., которые просыхали к нача- лу морозов. В насыпь тела плотины грунт по- давался автосамосв1алами грузоподъемностью 25 т (МАЗ-525). При насыпи слоев толщиной от 1 до 2 ж оказалось их вполне достаточное уплотнение от динамического воздействия на грунт проходящих автосамосвалов МАЗ-525, имеющих вес в загруженном состоянии 50 т, давление на одно заднее колесо 16,5 т и удель- ное давление 4,5 кг/см2. Никакого дополнитель- ного уплотнения аллювиального грунта, идуще- го в насыпь тела плотины, не требовалось. 6. Судоходные шлюзы При всех гидроузлах на судоходных реках в СССР сооружаются судоходные шлюзы. Раз- личные природные условия, грузооборот и на- поры на сооружения вызвали большое разно- образие в размерах и конструкции шлюзов. Наиболее характерными для наших условий являются большеразмерные шлюзы доковой конструкции на слабых основаниях. Такие шлюзы построены на крупных реках и имеют габариты и пропускную способность, не усту- пающие самым крупным шлюзам в мире. При гидроузлах с большими напорами в не- которых случаях строятся одноступенчатые шлюзы шахтного типа. Такой шлюз осуще- ствлен при Усть-Каменогорской ГЭС на р. Иртыше. При Павловской ГЭС на р. Урале также строится шахтный шлюз. Характерной особенностью этого шлюза является использо- вание его в качестве водосброса в катастрофи- ческие паводки с расходом в 1 700 м3/сек. В других случаях осуществляются много- ступенчатые шлюзы, как, например, на Кам- ской гидроэлектростанции. На Камской ГЭС двухнпточный шлюз имеет шесть ступеней. Та- кой шлюз имеет преимущество при превали- рующем одностороннем направлении грузо- потока в условиях крупного лесосплава по реке. В этом случае пропускная способность шлюза повышается ввиду меньшей высоты на- полнения камер. Повышению пропускной спо- собности шлюза помогает также электротяга. Следует отметить, что конструкция Камеко- 1 о шлюза имеет необычное решение — стен- ки камер выполнены из металлического шпун- та, а головы из армированного бетона. Имеются примеры двухступенчатых шлю- зов с устройством между ними разъездных: бьефов. Преимуществом такой компоновки является возможность отстоя судов в разъезд- ном бьефе и устройства судоремонтных вер- фей. К недостаткам следует отнести увеличе- ние времени шлюзования ввиду проводки су- дов через два сооружения, а также в большин- стве случаев увеличение объемов строительных работ и необходимость сооружения временного судоходного канала. За последний период времени при возведе- нии камер шлюзов применяется искусственное обжатие бетона как метод снижения растяги- вающих напряжений гравитационным спосо- бом, предложенным проф. А. 3. Басевичем. Этот способ возведения напряженно-армиро- ванных гидротехнических сооружений позво- ляет значительно снижать растягивающие на- 85
пряжения в бетоне. Затрата того же, или даже меньшего, количества стальной арматуры, и;м е ю щей на ч аль но е н апр я ж ен ие, п оз вол я ет достигнуть существенной экономии бетонной кладки за счет некоторого осложнения работ. 7. Деривационные гидроэлектростанции Схемы сооружений деривационных гидро- электростанций, их тип и состав в наших усло- виях чрезвычайно разнообразны. В каждом случае советские инженеры находили целесо- образное решение вопроса. Головные узлы деривационных ГЭС, как правило', имеют невысокие плотины с низким порогом. В большинстве случаев они основы- ваются на аллювиальных отложениях, однако в некоторых случаях, как, например, на Чита- хевиГЭС, оказалось рациональным применение кессонов для обоснования сооружения на ска- ле. Как показал опыт проектирования, эконом- ными и технически целесообразными оказы- ваются совмещенные конструкции водозаборов и плотин. Примером водозабора в бычках может служить головной узел Краснополян- ской ГЭС, а примером совмещения водоприем- ника и отстойника — головной узел Сухум- ской ГЭС. В некоторых случаях перегоражи- вающие сооружения совмещаются водозабора- ми тирольского типа. Где это оказывается возможным по природ- ным условиям, в голове деривационных гидро- электростанций устраиваются регулирующие водохранилища. На двух из таких водохрани- лищ — Мало-Ульбинском и Храмском — под- пор создан высокими плотинами из каменной наброски. На Тишинском водохранилище Ульбинской ГЭС построена водосливная плоти- на смешанного типа — земляная и из каменной наброски — конструкции, предложенной проф. Пузыревским, в которой гашение энергии воды происходит в каменной наброске. 20-летний опыт эксплуатации этой плотины указывает на полную ее надежность. В зависимости от топографических условий деривация осуществляется в виде каналов, на- порных водоводов или туннелей. Деривацион- ные каналы крупных гидроэлектростанций имеют уникальные размеры; так, деривацион- ный канал Фархадской ГЭС рассчитан на рас- ход 500 м31сек, имеет протяженность 14 км (объем выемки 14 млн. м3); деривационный ка- нал Нарвской ГЭС протяженностью 2 км имеет расчетный расход 600 м31сек. При возможности деривационные каналы устраиваются без обли- цовки. Примером необлицованных каналов являются деривационные каналы Кадырьин- ской ГЭС, Нижне-Бозсуйской ГЭС № 4, Неви- номысской ирригационно-энергетический канал и др. Деривационный канал Фархадской ГЭС укреплен камнем только в пределах колебания уровня воды против волнового размыва. Напорные водоводы осуществлены железо- бетонными деревянными и металлическими. Деривационный деревянный напорный трубо- провод Ульбинской ГЭС имеет внутренний диа- метр 3,25 м и протяженность свыше 8 км\ эксплуатация этого трубопровода существен- ных затруднений не -вызывает. За последнее время напорные трубопрово- ды осуществляются только металлическими, причем напор в трубопроводах достигает зна- чительной величины k— 500 м па Храмской ГЭС № 1 и 600 м — на Алми-Атинских ГЭС I и II. Пропускная способность отдельных ниток на некоторых ГЭС (Фархадская) превышает 125 м3!сек и диаметр равен 6 .и. Рис. 14. Силовой узел Нижне-Бозсуйской ГЭС № 4. 85
Описание деривационных туннелей и напор- ных штолен приводится в другом разделе на- стоящего сборника. Проекты напорных бассейнов и компоновка силовых узлов деривационных гидростанций достигли известной рациональной унификации. Особо можно отметить тип напорного' бассейна, широко применяемого в последние годы в Средней Азии, совмещенного с шугосбросом. Характерная компоновка силового узла приве- дена на рис. 14. Существенное влияние на режим работы гидростанций оказывают бассейны суточного регулирования, которые и осуществляются на деривационных гидростанциях, где это только позволяют топографические условия. 8. Подземные гидроэлектростанции В ряде случаев подземное расположение машинного здания, получающее в последнее время более широкое распространение, дает снижение стоимости объекта в целом и улуч- шает техническую характеристику гидроэлек- тростанции. В СССР построены три подземные ГЭС, строятся четыре ГЭС и несколько ГЭС запроектировано, в том числе крупная высоко- напорная Дарьяльская ГЭС. Преимущества подземного расположения машинного здания можно видеть на примере одной из северных ГЭС. Первоначальный проект предусматривал схему сооружений с открытым деривационным каналом и машинным зданием. Большая длина канала (свыше 12 км), расположение его на пересеченном косогоре и возможные затрудне- ния с зимним режимом работы станции делали сооружение дорогим и не вполне надежным в эксплуатации. Подземное расположение здания ГЭС по- зволило сократить длину деривации до 7,5 км, а устройство ее преимущественно туннельной исключило затруднения с зимней эксплуата- цией. Гидроэлектростанция имеет исключи- тельно высокие технико-экономические показа- тели. Подземное расположение машинного зда- ния Севанской ГЭС при глубоком водозаборе из озера практически было единственно воз- можным в данном случае решением. Машинное здание Арзнинской ГЭС было затруднительно разместить в узком горном ущелье, удачная компоновка подземного зда- ния позволила сократить длину турбинных водоводов, уменьшить расход металла и улуч- шить условия регулирования турбин. Строительство подземных ГЭС потребовало решения ряда научных и практических про- блем проектными и научно-исследовательскими организациями. В частности, можно указать на разработку теории неустановившегося дви- Рис. 15. Продольный разрез здания подземной ГЭС. 87
Рис. 16. Разрез по машинному зданию подземной ГЭС. жания в отводящем туннеле, которая послужи- ла в дальнейшем основой для решёния подоб- ных задач для других безнапорных потоков. Стесненность производства работ в подзем- ных условиях, необходимость вертикального- и горизонтального транспорта бетона, естествен- но, делают целесообразным применение сбор- ного железобетона в подземных машинных за- лах и вспомогательных сооружениях. На одной из указанных выше гидроэлектростанций в 1948—1950 гг. все внутренние конструкции шинных шахт глубиной около 100 ж, а также влагозащитный свод й стены машинного зала выполнены из сборного железобетона. В настоящее время проектирование подзем- ных гидроэлектростанций развивается в на- правлении дальнейшего совершенствования конструкций, снижения их стоимости и повы- шения надежности эксплуатации, более рацио- нального' использования несущей способности пород в подземных сооружениях и т. д. Так, для одной из запроектированных гидроэлектро- станций предложено оригинальное расположе- ние монтажной площадки между агрегатами при двухагрегатном машинном зале (рис. 15 и 16). Это дало возможность значительно со- кратить размеры машинного здания.
IV. ПРОИЗВОДСТВО МАССОВЫХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ РАБОТ НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ БОДУНОВ С. И. Зам. начальника Производственно-распорядитель- ного отдела „Главгидроэнергостроймонтажа“ ИРОДОВ Д. И. Главный технолог Отдела инженерной техники „Г лавгидроэнергостроймонтажа" МЕЩЕРЯКОВ А. И. Управляющий трестом „Гидроспеистрой“ 1. Условия строительства гидроэнергетических узлов Строительство гидроэнергетических узлов по 'масштабам массовых (земляных, бетонных и железобетонных) работ и условиям возве- дения сооружений отличается от строительства пром ы ш ле иных соор ужен и й. О р г а н из а ци я и производство строительных работ имеют свои особенности, к главнейшим из которых мож- но отнести следующие: 1. Отдаленность, как правило, стройплоща- док гидроэнергоузлов от крупных населенных пунктов и железнодорожных узлов, что вызы- вает необходимость создания подъездных пу- тей, организации мощного энергохозяйства и крупных вспомогательных предприятий (ре- монтно-механические, деревообрабатывающие заводы, заводы стеновых материалов, камне- дробильные заводы, сортировочные устройства и т. д.), которые по окончании строительства обычно остаются как постоянно-действующие предприятия экономического района. 2. Круглогодичность ведения всех видов строительных работ независимо от климатиче- ских условий района в целях сокращения об- щего срока строительства. Следствием этого являются: а) строительство в районе гидро- узла крупных благоустроенных поселков и го- родов, например, Новая Каховка на Кахов- ской ГЭС, г. Волжский на Сталинградской ГЭС, поселки Куйбышевской ГЭС и т. д., имею- щие сотни тысяч квадратных метров жилпло- щади, каждый со всеми соцкультбытовымп зданиями, б) изыскание экономических и на- дежных методов производства зимних работ. 3. Большая народно-хозяйственная значи- мость гидроэнергетических сооружений и не- обходимость особой надежности их возведения. Разрушение или даже повреждение гидротех- нических сооружений, особенно подпорных, мо- жет сопровождаться гибелью большого коли- чества людей и ущербом для лежащих ниже территорий, а также значительным материаль- ным ущербом для всего народного хозяйства. Надежность и прочность сооружений обес- печиваются особо тщательным изучением при- родных условий створа и жестким контролем качества строительно-монтажных работ, а так- же осуществлением целого ряда специальных работ: гидроизоляция, дренаж, консолидация грунтов, торкретирование и пр., и применением сп ециа л ь н ы х м а т ери а лов. 4. Зависимость организации строительно- монтажных работ от режима водного потока, влияющая на а) порядок и сроки возведения гидротехнических сооружений, очереди строи- тельства сооружений, возведение их за пере- мычками, ограждающими котлован от водного- потока, б) организацию специальных работ, таких, как водоотлив или понижение уровня грунтовых вод, пропуск половодий, льда, пере- крытие русла рек и пр., в) на судоходных ре- ках — на возможность беспрепятственного про- пуска судов в период навигаций. 5. Выполнение в директивные сроки боль- ших объемов массовых работ при их сосредо- точенности на ограниченном пространстве и с ограниченным фронтом работ. Для этой цели требуется применение специальных высокопро- изводительных машин, механизмов, транспорт- ных средств и совершенные методы их исполь- зования, а также совмещение строительных и монтажных работ в пусковой период. 2. Уровни механизации массовых работ Организация первого крупного гидроэнерге- тического' строительства — Волховской ГЭС — началась еще в 1919 г., в период полной раз- 89*
г од Земляные работы Бетонные работы Выполне- ние, млн. м3 % механи- зации Выполне- ние, тыс. м3 % механи- зации 1940 2,2 34 271 1944 3,8 47 142 1945 2,6 50 104 1946 3,7 40 203 1947 6,9 40 300 1948 10,2 79 384 72,0 1949 22,2 89 670 75,0 1950 32,6 99,2 1 038 87,0 1951 54,0 93,0 1 262 92,0 1952 108,7 95,0 1 707 97,5 1953 172,0 96,0 2 367 98,5 1954 180,0 97,0 4 500 99,0 1955 160,0 97,0 6 000 99,0 1956 142,5 97,2 1 4 400 99,0 Рис. 1. Уровни механизации строительно-монтажных работ за период 1940—1956 гг. рухи народного хозяйства страны. От дорево- люционной России были унаследованы методы строительных работ, основанные на использо- вании тяжелого ручного труда и ничтожной механизации строительных процессов. В дореволюционном строительстве на зем- ляных работах преимущественными «механиз- мами» были лопата, тачка, грабарка; на скаль- ных— лом, железный клин, кувалда; на бетон- ных — лопата для , гарцовки смеси, окоренок как измеритель составляющих и железный прут для штыковки бетонной смеси в формах. Преимущественным горизонтальным транспор- том, помимо самого человека, были — лошадь, узкоколейная железная дорога, а вертикаль- ным — косилки, «коза» и другие приспособле- ния. По стране в поисках работы бродили артели знаменитых тогда юхновских землеко- пов (Юхновский уезд, Смоленской губ.), ка- лужских каменщиков, грабарей, камнебойцев (дробление камня тогда производилось вруч- ную) , козоносов и других «сезонников». Строительные механизмы, да и то преимуще- ственно заграничные, были редким явлением. По плану ГОЭЛРО, утвержденному в 1921 г., развернулось строительство многих гидроэлектростанций. Выполнение больших объемов строительных работ и высокие темпы *90 возведения сооружений основывались прежде всего на новой организации человеческого тру- да, выдвинутой социалистическим строем: рез- ким повышением производительности труда и облегчением условий труда на базе механиза- ции процессов труда. На строительствах первых ГЭС (Волхов- ская, Овирская) применялись элементарно про- стые средства, машины и оборудование созда- вались и организовывались силами строи- тельств. С укреплением Советского государства стал возможен ввоз части оборудования из-за границы (Днепровская ГЭС). Развитие отечественной промышленности в годы первых пятилетних планов вызвало по- следовательное повышение уровня механизации строительных работ гидроэнергетического строительства. Решающее значение для успеш- ного развития гидроэнергостроительства имел рост кадров, овладевающих опытом, необходи- мыми знаниями и техникой строительного дела В послевоенные годы было начато строи- тельство крупнейших гидроэлектростанций, возводимых на равнинных реках нашей роди- ны. Организация этих строительств осуще- ствлялась уже на основе совершенной отече- ственной механизации, и соответственным по- вышением производительности труда. Достигнутые на современных крупных гидротехнических строительствах уровни меха- низации строительно-монтажных работ иллю- стрируются данными рис. 1. Максимальные суточные интенсивности вы- полнения земельно-скальных работ на некото- рых крупных гидростроительствах составили (в тыс. дд): Днепровская ГЭС................... 4 Каховская „ 18 Горьковская „ 120 Цимлянская „ 314 Куйбышевская ГЭС................. 253 Механизация земляных работ является одним из главных факторов, определяющим темпы энергетического строительства. Если производительность одного рабочего на выемке грунта составляет в среднем 3,5 м^смену, то при разработке грунта небольшими экскавато- рами с емкостью ковша до 1 м3 выработ- ка одного рабочего уже возрастет до 10— 12 м3/смену. Применение современных мощных экска- ваторов с емкостью ковша от 3 до 14 ж3, а также мощных скреперов и бульдозеров по- вышает выработку одного рабочего, участвую- щего в использовании механизма, от 40 до 170 м3! смену. Внедрение на земляных работах гидромеханизации увеличивает в среднем вы- работку до 70 м3!смену на одного такого рабо-
чего. Особенно широко за последние годы внедрялась гидромеханизация на земляных pia- 'ботах. Это видно из табл. 1. Таблица 1 Г оды Количество земляных работ, выполненных способом гидромеха- низации, млн. м3 1948 1,1 1949 5,4 1950 7,6 1951 9,0 1952 19,3 1953 46,8 1954 54,6 1955 66,4 1956 52,0 Приведенные данные не учитывают выпол- нения объемов работ ПО' строительству Цим- лянского гидроузла, на котором было намыто только за 1951 г. 26,5 млн. д/3. Парк главнейших строймеханизмов, связан- ных с выполнением земляных работ, в 1955 г. по сравнению с 1950 г. увеличился: по экскаваторам в 3,5 раза, по землесосам в 4,5 раза; по автосамосвалам в 3,6 раза; по бульдозерам в 5,8 раза. По отдельным видам этих механизмов осна- щение современных крупных гидростроительств характеризуется данными табл. 2. Таблица 2 Используемые механизмы Строит ельства Цимлян- ской ГЭС Кахов- ской ГЭС Горьков- ской ГЭС Куйбы- шевской ГЭС Экскаваторы, шт 89 25 59 1 828 Скреперы, шт 275 17 44 450 Бульдозеры, шт 112 56 98 Паровозы и мотовозы, шт. 59 25 18 167 Автомашины (грузовые) . . 1 408 550 570 2 466 Механовооруженность гидроэнергострои- тельства за 1951 —1955 гг. видна из табл. 3 Таблица 3 Годы Стоимость про- изводственных основных средств в среднем за год, % к сметной стоимости выпол- ненных строи- тельно-монтаж- ных работ В том числе строи- тельные машины и меха- низмы оборудо- вание силовое и производ- ственное тран- спортные средства 1951 69,9 24,8 10,5 31,8 1952 81,2 28,8 13,5 34,7 1953 89,1 31,6 15,3 34,4 1954 77,3 28,5 14,8 29,3 1955 69,9 28,4 13,6 25,3 В соответствии с ростом механовооружен- ности и энерговооруженности из года в год уменьшалось количество рабочих на 1 млн. руб. стоимости выполняемых строительно-монтаж- ных работ (в расчет взяты все рабочие, как занятые непосредственно на строительно-мон- тажных работах, так и в подсобных предприя- тиях и хозяйствах) (табл. 4). Таблица 4 Организации* 1950 г. | 1951 г 1952 г. 1953 г. 1954 г 195'5 г. Главгидроэнерго- строй 78,3 55,8 57,7 54,2 49,2 45,6 Куйбышевгидро- строй 1 145,1 104,0 68,1 58,0 35,8 34,8 * Показатели по Куйбышевгпдрострою приведены отдельно, так как это строительство не входило в систему Главгичроэнер- гостроя. Соответственно росла и выработка на одно- го рабочего, занятого на строительно-монтаж- ных работах (табл. 5). Таблица 5 Организации 1950 г. 1951 г. 1952 г 1953 г. 1954 г. 1955 г. Главгидроэнерго- строй, % к 1950 г 100 143,3 145,6 159,9 178,9 198,7 Куйбышевгидро- строй, % к 1950 г 100 139 183,8 240,5 417,9 429,9 По мере роста механовооруженности росла и энерговооруженность. Волховстрой распола- гал общей энергетической базой в 1 100 квт, Свирьстрой — 6 000 квт, Днепрострой — 13 000 квт и Куйбышевгидрострой—700 000 квт. Ввиду отсутствия достаточно развитых в до- военный период энергосистем снабжение всех строительств гидроузлов, включая и Днепро- строй, обеспечивалось только за счет своих временных электростанций. Последующие крупные гидростроительства, начиная с Волгостроя, в значительном боль- шинстве перешли на энергоснабжение от бли- жайших энергосистем, используя временные электростанции лишь на подготовительный пе- риод. Насколько высока энерговооруженность со- временных гидроэнергостроительств, свидетель- ствует тот факт, что в периоды наибольшего развития работ максимальное суточное по- требление электроэнергии на Днепрострое было около 250 тыс. квт • ч, на строительстве Каховской ГЭС 500 тыс. квт • ч, Горьковской ГЭС до 1 000 тыс. квт - ч, а на Волгодонстрое 91
доходило до 1 800 тыс. кет • ч при энерговоору- женности одного рабочего на строительствах гидроэлектростанций в 1951 г.— 5,6 кет, в 1952 г.— 10,9 кет, в 1953 г. — 19,3 кет, в 1954 г.— 19,5 кет, в 1955 г. — 17,5 кет. Несмотря на значительный рост механиза- ции трудоемких работ, вое же на долю ручных работ остается большой абсолютный объем (несколько миллионов кубометров земляных работ и десятки тысяч кубометров укладки бе- тона) . Ликвидация ручного труда на остатках массовых работ не может быть осуществлена без серьезной помощи машиностроительной промышленности. Необходимо запроектировать и освоить малогабаритные небольшой производительно- сти маневренные механизмы, которые было бы выгодно и целесообразно применять на малых объемах работ и зачистках котлованов, кана- лов и др. На стройплощадках имеющиеся производ- ственные ресурсы используются далеко' не пол- но. Одной из причин недостаточного использо- вания техники является все еще неудовлетво- рительная организация работ, несовершенство проектов организации работ, а также и органи- зационные недостатки структурных подразде- лений. В то же время весьма значительный рост земляных и бетонных работ за последние годы требует создания новых высокоэффективных механизмов, в частности следует переходить от механизмов цикличного действия к механизмам непрерывного действия. 3. Земляные работы Методы производства земляных работ и их механизация изменялись по мере развертыва- ния гидроэнергетического строительства и роста отечественной промышленности и ее способно- сти давать в необходимом количестве совре- менные и высокопроизводительные строитель- ные механизмы. Это движение лучше всего можно просле- дить на примерах отдельных гидроэлектро- станций, строившихся на определенных этапах развития народного хозяйства. Волховстрой — первенец советской гидроэнергетики, строился преимущественно- ручным трудом. Ему были предоставлены мате- риалы и некоторое строительное оборудование, оставшееся от дореволюционных частных фирм. Объем земляных работ на Волховстрое состав- лял свыше 700 тыс. м3. Разработка больших и глубоких выемок котлованов судоходных устройств производи- лась с участием всего лишь трех паровых экс- 92 каваторов: одним, наиболее крупным экскава- тором Путиловского завода на железнодорож- ном ходу с емкостью ковша 2,5 м3 и двумя ста- рыми импортными экскаваторами на гусенич- ном ходу. Экскаваторы работали на обычные широко- колейные и узкоколейные платформы. Более мелкие выемки в пределах гидроузла произво- дились вручную с погрузкой на узкоколейный транспорт непосредственно из забоев или с подвозкой вынутого грунта тачками. Для вывоза камня из карьера была по- строена специальная узкоколейная дорога. Работы на строительствах Земо-Авчальской ГЭС на р. Куре около Тбилиси и Бозсуйской ГЭС на арыке Боз-Су около Ташкента механи- зировались так же, как и на Волховстрое, главным образом за -счет иепользования ста- рого оборудования в виде узкоколейного транс- порта и небольших заграничных экскаваторов. Д н е п р о с т р о й и С в и р ь .с т р о й. Объемы работ на этих гидростанциях значи- тельно превосходили вое то, с чем приходилось иметь дело советским гидроэнергостроителям. Так, объем всех скальных работ на Днепро- строе достигал 3 млн. м3. Река Днепр имела расходы воды примерно в 10 раз больше, чем Волхов. Таким образом, строительство' Днепровской ГЭС представляло собой очень сложную задачу. Не менее слож- ные задачи и большие объемы работ предстоя- ло осуществить и на строительстве Свирского гидроузла. Учитывая масштабы строительства, пришли к выводу, что- такими средствами, ко- торыми строилась Волховская ГЭС, нельзя было построить крупнейшие гидросооружения Днепровской ГЭС. Поэтому были выделены специальные кредиты для заказа стройобору- дования за границей, так как отечественная промышленность в те годы еще не могла обес- печить выпуск необходимых строймеханизмов. До получения этих механизмов Днепро- строй вынужден был начать земляные работы в основном вручную, а Свирьстрой при помо- щи землечерпательных снарядов, имевшихся в районе Ленинграда. На Днепрострое к работам по выемке кот- лованов судоходных устройств было пр иступ- лено в мае 1927 г. Работы выполнялись исклю- чительно грабарями. Весь мягкий грунт до ска- лы был вынут этим способом. Всего, таким образом, было вынуто 260 тыс. м3. В летние месяцы 1927 г. количество подвод доходило до- 300 и выработка в день одной грабарки состав- ляла от 14 до 20 м3. Выемка скального грунта в котловане ГЭС также была начата в июне 1927 г. вручную. Работа выполнялась группами каменоломов
Рис. 2. Ручной труд и простейшие средства механизации земляных работ первых гидро- строительств. Рис. 3. Начальная стадия земляных работ на Днепрострое (1927 г.).
ручным бурением с применением для взрывов аммонала и динамита. Первые два экскаватора фирмы «Марион» поступили из-за границы на Днепр остр ой в августе 1927 г. Отвозка грунта от экскавато- ров в начале производилась узкоколейными вагонетками, и лишь в конце 1927 г. — в думп- карах широкой колеи, которые были получены из-за границы. В котловане правобережного камнедробиль- ного завода мягкий грунт из-под экскаватора грузился также в грабарки, но в последующем из-за несоответствия емкости их и ковшей экс- каваторов, перешли на возку пятью автомоби- лями «Уайт» с опрокидывающимися кузовами. Механизация работ на Днепрострое в пер- вую очередь началась с оснащения котлована ГЭС железнодорожными путями под узкоко- лейный транспорт, затем с получением перфо- раторов были механизированы буровые рабо- ты. Кроме перфораторного' бурения, с марта 1928 г. начали применяться для глубокого бу- рения станки «Вирта» и впоследствии «Сандер- сон». Все же достигнуть полной механизации земельно-скальных работ к концу 1928 г. не удалось из-за недостаточности механизмов, а потому наряду нс механизмами продолжал применяться и ручной труд. Недостаточно умелое обращение с механиз- мами обслуживающего персонала и вообще н едостаток кв ал иф и цир ов анн ого пер сон ал а, особенно первое время, отражались на состоя- нии и использовании механизмов, главным образом экскаваторов и перфораторов. Увеличение младшего технического персо- нала, главным образом мастеров, было сдела- но за счет выдвижения их из наиболее квали- фицированных и развитых рабочих. Смелость выдвижения на низшие технические должно- сти рабочих позволила решить проблемы руко- водящего персонала в годы наибольшего подъема строительства. При начале строительства, когда не было ни крановых, ни экскаваторных машинистов, стоял вопрос о приглашении их из Америки. Но и здесь благодаря своевременно принятым мерам сумели получить машинистов в течение двух месяцев, обучив этому делу рабочих, за- частую не имевших никакого отношения к ма- шинам. В период максимального разворота работ Днепрострой располагал значительным количе- ством механизмов: паровозы широкой колеи — 56, думпкары широкой колеи — 51, платформы широкой колеи— 167; паровозы узкой колеи — 6, вагонетки узкой колеи — 205, тракторы — 9, экскаваторы— 11, компрессоры производитель- ностью 330 ж3 в минуту и большое количество 94 кранов различного вида. Общая установленная мощность всех электродвигателей (425 шт.) на 1/1 1930 г. составляла 16 000 л. с. При общем количестве рабочих, занятых в период максимального разворота работ, око- ко 9 000 чел. потребление электроэнергии на одного рабочего составляло 223 квт • ч в месяц. Максимальная месячная разработка скаль- ного грунта на Днепрострое не превышала 45 000 ж3, а мягкого грунта — 95 000 ж3. В среднем выполнение земельно-скальных ра- бот составляло около 50 000 м^/мес. Днепрострой в Советском Союзе был пионе- ром в деле механизации трудоемких работ. Одновременно с сооружением Днепровской ГЭС было пр иступлено и к строительству Свир- епой гидроэлектростанции. Сложность и объемы сооружений Свирской ГЭС требовали для своего осуществления широкой механиза- ции работ. Для сухопутных земляных работ в глубо- ких выемках был использован специально за- казанный за границей экскаватор-драглайн типа «Бьюсайрус» с емкостью ковша 2 ж3 при длине стрелы 38 ж. Производительность такого- снаряда в условиях тяжелых мореных грунтов достигала в месяц 40—45 тыс. ж3 при трех- сменной работе. Широким фронтом велись работы по выемке котлованов основных сооружений пятью плавучими многочерпаковыми земснаря- дами. Учитывая ограниченность стройплощадки и невозможность развития железнодорожных пу- тей в котлованах для вывозки грунта из-под экскаваторов, строительство пришло к выводу о целесообразности .применения специального башенного экскаватора. Этим механизмом обеспечивались все операции по разработке грунта: выемка, подъем, перенесение на место свалки и разравнивание. Стоимость разработки 1 ж3 таким экскаватором обходилась примерно- в 3 раза дешевле стоимости разработки экска- ватором на железнодорожный транспорт. Кроме указанных крупных механизмов, на Свирьстрое были применены паровые экскава- торы типа «Марион» и «Рустон» с емкостью ковша 1,14 ж3 для окончательной зачистки кот- лованов. В качестве транспортных средств, кроме узкой колеи, использовались в неболь- шом количестве колесные тракторы с прицеп- ными вагонетками. В связи с недостатком электроэнергии экс- каваторы применялись главным образом па- ровые. Вопрос энергоснабжения на Свирьстрое ре- шался так же, как и на Днепрострое, путем сооружения временных электростанций: одной
тепловой мощностью 5 000 кет и другой дизель- ной — 1 000 кет, Волгострой. После строительства гидроэнергетических узлов Днепростроя и Свирьстроя было организовано строительство «Волгострой», осуществлявшее сооружение Щербаковского и Угличского гидроузлов и имевшее большое значение в части внедрения более совершенных методов производства гидротехнических работ. Совершенствование методов работ было связано с более значи- тельными объемами земляных работ по сравне- нию с ранее осуществленными на строительст- вах гидроузлов. На Волгострое было выполнено земляных работ свыше 38 000 тыс. м3. Широкое применение на строительстве Щербаковского гидроузла нашли землесосные снаряды по намыву земляных плотин. Средняя скорость намыва плотин канала имени Москвы составляла около 5 см/сутки, а на плотинах Волгостроя эта скорость была доведена до 20 см. За весь период строительства с 1936 г. по 1941 г. способом гидромеханизации было вы- полнено И млн. ж3, причем выполнение из года в год наращивалось и было доведено с 300 тыс. м3, выполненных в 1936 г., до 3 млн. м3 — в 1941 г. Впервые в практике гидромеханизации в СССР намыв земляной плотины (на р. Шексне) высотой 26 м был осуществлен в зимних условиях 1939—1940 гг. Максимальное суточное выполнение спосо- бом гидромеханизации составило 36 000 м3. Весьма большое применение нашли на Волгострое стационарные ленточные транспор- теры, используемые на земляных и бетонных работах, а также при перемещении песка, гра- вия и камня. Общая протяженность транспортерных ли- ний составляла около 36 км. Из общего количе- ства земляных работ в 38 млн. м3 экскавато- рами было выполнено около 15 млн. м3 с максимальной выработкой за 1937 г. — 5 200 тыс. м3. На строительстве работали исключительно отечественные экскаваторы «Ковровец» на железнодорожном ходу с емкостью ковша 2,2 м3 и ППГ-1,5, оборудованные прямой лопа- той и драглайном. Общее количество экскаваторов в период наибольшего развития работ (1937—1938 гг.) составило 44, при общей емкости ковшей 68 м3. Вывозка грунта из-под экскаваторов внача- ле осуществлялась автомашинами также оте- чественного производства. В последующем автомобильный транспорт для экскаваторов был заменен железнодорожным с применением думпкаров. Энергоснабжение строительства Угличского гидроузла обеспечивалось от временной тепло- вой электростанции мощностью 7 000 кет, а энергоснабжение Щербаковского гидроузла осуществлялось в основном от Ярославской энергосистемы. Максимальное потребление электроэнергии по Волгострою было в 1940 г.— 92,2 млн. кет • ч. Волгодонстрой. В 1948 г. были на- чаты работы по сооружению Волго-Донского канала, строительство которого можно считать крупнейшим в этот период времени, Это строи- тельство было знаменательно как по оснащен- ности работ техникой, так и по темпам и по решениям целого ряда производственных во- просов. По, Волго-Донскому комплексу надлежало выполнить более 160 млн. м3 земляных работ, в том числе по Цимлянскому гидроузлу 82,7 млн. м3. Земляные работы осуществлялись в основ- ном шагающими экскаваторами ЭШ-1„ ЭШ-4/40 и ЭШ-14/65, скреперами с емкостью ковшей 6 и 10 м3, гусеничными экскаваторами СЭ-3 и мощными землесосными снарядами про- изводительностью 300 и 500 м3 грунта в час. Впервые в гидротехническом строительстве на Волгодонстрое был применен экскаватор ЭШ-14/65. Производительность этого экскава- тора в зависимости от плотности грунта была 500—700 м3/ч, а в год его производительность достигала 2,5—3,0 млн. м3, т. е. один экскава- тор мог заменить по крайней мере до 3 000' землекопов. Насколько высока была энерговооружен- ность Волгодонстроя, свидетельствует тот факт, что в периоды наибольшего напряжения сум- марная мощность всех установленных на строй- ке электродвигателей составляла около 246 тыс. KeTj а максимальное суточное потреб- ление электроэнергии доходило до 1 800 тыс. кет • ч. Отличительной особенностью техники и организации работ на Волгодонстрое была комплексная механизация всех трудоемких ра- бот (земляных и бетонных), которые велись круглый год. Только за 1951 г. было произведено 97,6 млн. м3 земляных работ, в то время как на канале имени Москвы максимальное годовое выполнение было 53,9 млн. м3. Способом гидромеханизации выполнены были такие объемы работ, которых не знает' мировая практика гидротехнического строи- тельства. Если на канале имени Москвы за 95-
Рис. 4. Экскаватор СЭ-3 „Уралец", получивший широкое распространение на современ- ных гидростроительствах. Рис. 5. Экскаватор ЭШ-14/65, , впервые примененный для бестранспортного способа работ на Волгодонсгрое. 96
5 лет было выполнено И млн. ж3, то за один 1951 г. в тело Цимлянской плотины было на- мыто свыше 26 млн. ж3. Высокий уровень механизации работ потре- бовал от строителей неустанного повышения своих технических знаний и квалификации. На Волгодонстрое была создана широкая сеть курсов и школ по подготовке квалифици- рованных кадров. Получили новую квалифика- цию более 1 000 экскаваторщиков, 2 000 скре- перистов, 6 500 шоферов, свыше 1 000 мастеров и нормировщиков и пр. М и я г е ч а у р г э с с т р о й и Ангара- г э с с т р о й. В 1945 г. было приступлено, к со- оружению Мингечаурской гидростанции на р. Куре и в 1950 г. Иркутской на р. Ангаре. Эти строительства имели свои исключитель- ные особенности в части производства работ по возведению земляных плотин. Мингечаурская плотина по своим размерам является сооружением большого масштаба. Высота ее—81 ж, длина по гребню— 1 500 м и общий объем— 15 млн. м3. Необычность намыва столь высокой плоти- ны из гравелисто-песчаных грунтов, к тому же в сейсмическом районе, явилась первым опытом в гидроэнергостроительстве. Грунт для плотины разрабатывался экска- ваторами в карьере, расположенном в нижнем бьефе на расстоянии 5 км. Из карьера грунт подавался по четырем магистральным железно- дорожным путям к створу сооружений и раз- гружался в специальном бункерном приемнике. Ко времени максимального развития работ на вскрыше и забоях в карьере было сосредо- точено 19 шагающих экскаваторов ЭШ-1 и ЭШ-4/40, 7 экскаваторов-драглайнов с емкостью ковша 1,9 м3 и 3 экскаватора СЭ-3. Железнодорожный транспорт был организован по кольцевому методу. Движение осуществля- лось шестидумпкарными составами общим числом до 22. Всего за сутки на бункер подавалось до 170 поездов, т. е. в среднем через каждые 7 мин прибывал поезд. Таким образом было подано около 14 млн. м3 грунта. Остальное количество грун- та было подано автосамосвалами МАЗ-205 и землесосами 20Р-11. Проектная производительность бункеров была рассчитана на 450 тыс. м3 в месяц, факти- ческая его производительность достигала 650 тыс. м3. При намыве Мингечаурской плотины впер- вые в СССР был применен безэстакадный спо- соб намыва. Применение этого способа приве- ло’к уменьшению числа рабочих до 20 чел. в смену и тем самым позволило значительно Рис. 6. Автосамосвал ЯАЗ-21ОЕ грузоподъемностью 10 т, используемый для возки грунта и др. грузов на гидростроительствах. Рис.^7. Автосамосвал МАЗ-525, грузоподъемностью 25 т- сократить общее количество' рабочих, которое требовалось при обычном способе намыва. Возведение Мингечаурской плотины являет- ся примером комплексной механизации. Все было механизировано, начиная с корчевки пней в карьерах и кончая планировкой бульдозера- ми откосов намытой плотины. Плотина Иркутской гидроэлектростанции сооружалась из гравелисто-галечниковых грун- тов общим объемом 13 млн. м3, высотой 40 м и длиной около 2 км. Правобережная часть плотины насыпалась грунтом, взятым из карьера на расстоянии 1,5 км от плотины. Разработка карьера внача- ле производилась экскаваторами с емкостью ковша 0,5 и 1 м3 с погрузкой грунта на само- свалы ЗИС-585. В дальнейшем эта работа ве- лась трехкубовым экскаватором СЭ-3 с погруз- кой грунта в самосвалы МАЗ-205 и МАЗ-525. Грунт на карте разравнивался тяжелым грей- дером в сцепе с бульдозером и уплотнялся самоходными катками весом 10 т. 7—10-М 97
Рис. 8. Работа грейдера в сцепе с бульдозером на строительстве плотины Иркутской ГЭС. Островная (средняя) часть плотины в пер- вый период сооружалась из грунта, добываемо- го из двух резервов, заложенных по обе сто- роны плотины, из-за недостатка автотранс- порта. Основная же часть грунта для насыпи плотины в объеме 2 800 тыс. ж3 разрабатыва- лась в полезной выемке отводящего канала и из отвалов пойменных карьеров. Грунт разрабатывался шагающими экска- ваторами ЭШ-1, ЭШ-4/40 и ЭШ-10/75 и сбра- сывался в отвал. С целью создания максималь- ных по высоте и кубатуре отвалов для предо- хранения их от промерзания зимой экскавато- ры работали параллельными ходками. Отвалы зимой покрываются коркой толщиной около 1 м в верхней части и до 2,5 м—у подножья. Под коркой сухой грунт сохраняет зимой тем- пературу до +10° С. Характерной особен- ностью возведения Иркутской плотины было уплотнение грунта 25-тонными автосамосвала- ми, транспортирующими грунт из отвалов. Короткий летний сезон заставил строите- лей производить насыпь плотины зимой. В зиму 1952—1953 гг. за ноябрь—декабрь и апрель в островную часть плотины было уло- жено 130 тыс. м3. Месячная укладка всех на- сыпей в зиму 1952—1953 гг. доходила до 200 тыс. м3. Первый опыт сооружения земляной плотины в условиях низких температур, дохо- дивших до —35° С, подтвердил полную воз- можность производства работ зимой по устрой- ству качественных насыпей из гравелисто-га- лечниковых грунтов, заготовленных в летнее время в возможно больших отвалах. Рис. 9. Разработка отвалов грунта зимой на строительстве Иркутской ГЭС экскаваторами СЭ-3 с погрузкой на 25-тонные самосвалы. 98
Куйбышевгидрострой. Строитель- ство Куйбышевской гидроэлектростанции, как и других крупных гидроузлов, расположенных на равнинных реках, связано с выполнением больших объемов земляных работ. Объем земляных работ по Куйбышевгидро- строю составляет 185 млн. лг3, т. е. свыше объ- ема работ, выполненного на строительстве Вол- го-Донского канала. При довольно сжатых сроках строительства выполнение этих объемов потребовало значи- тельного количества средств механизации. Причем способом гидромеханизации выпол- няется свыше 50% всех земляных работ, свя- занных главным образом с сооружением каче- ственных насыпей, так как попытка осуще- ствить выемку котлована способом гидро- механизации не оправдалась из-за тяжелых глинистых грунтов. Выемка грунта из котлова- на гидростанции осуществлялась в основном экскаваторами СЭ-3 с транспортировкой грун- та автосамосв1алами ЯАЗ-210Е и МАЗ-205. На добыче горной породы в каменных карьерах применялись автосамосвалы МАЗ-205. На мелких забоях и работах по зачистке котлованов применялись экскаваторы Э-1003 и Э-1004 совместно с бульдозерами. Успешному производству экскаваторных работ в глинистых грунтах котлована ГЭС способствовало применение специальных ме- таллических щитов для передвижения экскава- торов в забоях и ковшей емкостью 4,5 м3 с меньшей высотой стенок и большей пло- щадью днища, что почти полностью устраняло налипание грунта на стенки ковша. Интенсивность выемки котлована доходила до 700 тыс. м3 в месяц при среднем количестве автомашин, работавших на вывозке грунта, до 400 единиц. Из общего объема котлована плотины в 11,2 млн. м3 до 85% выполнено' способом гидромеханизации, так как котлован плотины был расположен в толще мелкозернистых песков. Производство-земляных работ в котлованах судоходных устройств выполнялось по схеме, аналогичной схеме разработки котлована пло- тины. Выполнение земляных работ сухим спосо- бом по Куйбышевгидрострою за последние годы составило: 1953 г........................ 12,8 млн. 1954 г..................• ... 13,9 млн. м3 1955 г..........................19,2 млн. м3 1956 г..........................10,4 млн. м3 4, Бетонные работы На первых этапах гидростроительства дози- рование заполнителей бетона и цемента, при- готовление, транспортировка, укладка и уход за бетоном производились элементарно -просты- м и с р ед ств а м и. О тсу тств-ов а л и необ ходим ы й опыт, техника и знания. Приходилось перени- мать опыт из-за рубежа и даже приглашать для консультаций представителей иностранных строительных фирм. Однако по мере развертывания гидроэнер- гостроительства и укрепления отечественной промышленности производство бетонных работ совершенствовалось: строительные машины и механизмы, ввозимые из-за границы, заменя- лись и дополнялись машинами отечественного производства; темпы выполнения отдельных строительных процессов ускорялись; уровень механизации работ из года в год неуклонно повышался, достигнув на последних строитель- ствах почти 100%. Самое же главное, росли из года в год количественно и качественно кад- ры, овладевшие современным опытом, необхо- димыми знаниями и техникой дела. Разверты- валась сеть научно-исследовательских институ- тов и лабораторий, которые дали научную основу для решения ряда проблем, связанных с получением бетона высокого качества с ми- нимальным количеством затрачиваемого мате- риала. Бетонные работы, выполнявшиеся в началь- ной стадии лишь в теплое время года или в тепляках, на современных строительствах выполняются круглогодично и независимо от климатических условий и района сооружений. От сложного бетонирования в тепляках с обо- гревом их печами или паровыми регистрами советские гидростроители перешли к более простому, экономичному методу укладки бето- на зимой способом «термоса», а за последнее время к еще более простому и более доступ- ному методу периферийного электропрогрева бетонных блоков, что при незначительном удо- рожании бетонных работ зимой (на 10—25%) ускоряет темпы строительства гидроэнерго- сооружений. В настоящее время в зимних условиях вы- полняется более 30% общего объема бетонных работ. Метод совмещенного ведения бетонных и монтажных работ, применяемый в настоящее время на гидростроительствах, также положи- тельно сказался на сроках строительства гид- ростанций. Если раньше при выполнении бетонных ра- бот предусматривались специальные штрабы для установки в них монтируемых элементов, 7* 99
то в настоящее время бетонные работы выпол- няются преимущественно без штраб с предва- рительным монтажом закладных частей, ме- таллических облицовок и других конструкций, с использованием их в значительном числе слу- чаев как опалубки. Бесштрабный метод уменьшает трудовые затраты, позволяет более полно механизиро- вать работы и сокращает сроки производства строительно-монтажных работ. За указанный период (40 лет) большие до- стижения сделаны и в части комплексной механизации бетонных работ. Если раньше бетонная смесь приготовлялась на малых бетономешалках с отмериванием заполнителей вручную (например, Волховстрой), то на со- временных гидростроительствах приготовление бетонной смеси осуществляется на инвентар- ных автоматизированных бетонных заводах отечественного производства с бетономешал- ками емкостью до 2 400 л 1 и на опытных заво- дах непрерывного действия с весовым автома- тическим отмериванием заполнителей бетона, воды и цемента. На первых этапах строительства гидросо- оружений бетонная смесь транспортировалась к блокам в тачках или в вагонетках вручную, в настоящее же время ручной труд совершенно исключен: бетонная смесь подается авто- или железнодорожным транспортом в специальных бадьях различной конструкции емкостью 1,6 л? и 3,2 ж3* *, а также бетононасосами раз- ных марок производительностью до 40 м3/ч, транспортерами, а на низких отметках и непо- средственно автосамосвалами. Подача в блоки бетонной смеси осуще- ствляется преимущественно передвижными мощными специальными кранами отечествен- ного производства, различной конструкции и грузоподъемности. На многих строительствах бетонные работы выполнялись и выполняются с применением бе- тоновозных металлических эстакад. ’ Ручное уплотнение бетонной смеси в бло- ках гидросооружений, применявшееся ранее, заменено' вибраторами или пакетами вибра- торов. Разгрузка цемента и его транспорт ранее осуществляемые вручную или при помощи про- стейших механизмов, ныне осуществляются пневматическими насосами производитель- ностью до 50 т/ч и другими механизмами, а за 1 В настоящее время запроектированы заводы-с бетономешалками 4 500 л. * В настоящее время запроектированы, изготовле- ны и прошли производственные 'испытания бадьи ем- костью 6,4 м3. too последнее время цемент начал поступать и в саморазгружающихся вагонах-цементовозах. Арматурные работы, выполняемые ранее кустарно с применением штучной арматуры, в,настоящее время широко индустриализирова- ны. Заготовка и изготовление армоконструк- ций осуществляются на специальных заводах с применением новейших видов сварки (торцо- вая, ванная и др.). Подача и установка (мон- таж) заготовленных армоконструкций и армо- блоков в гидросооружения осуществляются кранами отечественного производства различ- ной конструкции и грузоподъемности. За последнее время в строительстве гидро- электростанций все большее и большее значе- ние начинает приобретать сборный железобе- тон. Широкое применение в гидроэнергострои- тельстве сборного бетона и железобетона позволит перейти гидростроителям на еще бо- лее высокую ступень индустриализации произ- водства, повысить культуру и качество работ и ускорить сроки строительства гидростанций. В качестве опалубки в настоящее время применяются не только' деревянные щиты и стационарная опалубка, но и металлические сетки и железобетонные плиты-оболочки, одно- временно являющиеся облицовочными плитами, что упростило производство и позволило еще более индустриализировать выполнение бетон- ных работ. Для сокращения расхода цемента и улуч- шения удобообрабатываемости бетонной сме- си, что особенно необходимо в сильно армиро- ванных блоках, в настоящее время применяют- ся пластифицирующие добавки. Экономия це- мента при применении указанных добавок достигает 10—20 % Наряду с указанными выше большими до- стижениями в области гидроэнергостроитель- ства имеются и недостатки как в организации производства бетонных работ и использова- нии строительных машин и механизмов, так и в обеспечении гидростроек техническими и материальными ресурсами, что' имело конечно влияние на сроки и стоимость строительства гидросооружений. Широкая механизация бетонных работ, исключившая почти полностью ручной труд, и совершенствование методов укладки позволили достигнуть высоких темпов укладки бетона. В табл. 6 приводятся данные по объемам, срокам и интенсивности укладки бетона на не- которых отечественных и зарубежных гидро- строительствах. При сопоставлении интенсивностей укладки бетона отечественных и зарубежных строек не- обходимо учитывать, что большая часть отече- ственных строек возводилась в более трудных
Таблица 6 Строительства Объемы бетон- ных работ, тыс. ж3 Период бетонных работ Наибольшая интенсивность укладки бетона, тыс. м3 в год | в месяц | в сутки Ст роительс т в а СССР Днепрострой 1 180 1929 — 1932 518 110,6 5,27 Иваньковский гидроузел (без шлюза) .... 282 1934—1937 — 47,6 2,36 Щербаковский гидроузел 1 427 1937-1941 544 70,4 5,40 Угличский гидроузел 692 1937—1941 257 31,8 4,35 Горьковгэсстрой 1 520 1951 — 1956 427 55,0 3,40 Камгэсстрой 1 107 1951 — 1956 345 41,2 2,05 Цимлянский гидроузел 1 908 1950—1952 1 280 150,2 8,97 Каховская ГЭС 1 420 1953—1956 668 80,0 4,50 Кайрак-Кумгэсстрой 390 1953-1956 130 18,0 — Гюмушгэсстрой 390 1950—1953 205 — — Дубоссарыгэсстрой 170 1952—1955 74 7,5 — Куйбышевгидрострой 7 300 1953-1957 3 134 389,0 19,05 Братская ГЭС (проект) 5 760 1958 1 550 175,0 — Зарубежные гидростроительства Грэнд-Кули (США, р. Колумбия) 8 100 1935—1941 1 700 377 15,70 Шаста (США, р. Сакрамента) 4 800 1940—1944 — 225 9,00 Хангри-Хорс (США, р. Колумбия) 2 300 1949-1952 — 190 6,50 Гранд-Диксанс (Швейцария, р. Рона, 1 оче- редь) 1 850 1953-1956 — 92 6,00 Тинь (Франция, р. В. Изер) 646 1950-1952 — 64 4,60 Мак-Нэри (США) 1 420 1947—1954 —• 191 — условиях на слабых песчаных или глинистых грунтах, а зарубежных—на скальных грунтах. Поэтому трудоемкость 1 м3 бетона отечествен- ных строек вследствие насыщенности армату- рой значительно выше зарубежных (табл. Ь). Ниже приводится описание производства бетонных работ некоторых гидростанций, строившихся на разных исторических этапах. Волховстрой. Первенцем гидроэнерго- строительства в СССР является Волховская ГЭС на р. Волхове, начатая в 1919 г. В состав гидросооружений Волховской ГЭС входит бетонная водосливная плотина, ГЭС и судоходный шлюз. За период строительства Волховской ГЭС уложено около 340 тыс. м3 бетона. Первый бе- тон уложен в 1923 г. Бетонная смесь приготовлялась на неболь- ших стационарных бетонных установках, вы- полненных в дереве и оборудованных бетоно- мешалками емкостью до 0,34 ж3, с объемным отмериванием заполнителей для бетона. От бетонных заводов, расположенных на ле- вом берегу, бетонная смесь подавалась на пло- тину тачками или в вагонетках по деревянной эстакаде, расположенной с низовой стороны плотины, и высыпалась по лоткам или опуска- лась по трубам (хоботам) вниз к месту уклад- ки, где частично перелопачивалась и перевози- лась тачками. От бетонных заводов правого берега бетонная смесь в основном подавалась на гидростанцию и частично на плотину в ва- гонетках ПО' электрической подвесной однорель- совой дороге. Для раздачи бетона в блоки гидростанции были смонтированы два попереч- ных мостовых крана, на каждом из которых была установлена загрузочная воронка с под- вешенным к ней металлическим хоботом. Во- ронка перемещалась вместе с хоботом по мосту крана. Мостовой кран устанавливался обычно на определенном месте, и бетонная смесь, по- ступавшая в воронку по однорельсной дороге, спускалась по хоботу в установленный внизу бункер и оттуда уже развозилась в места укладки на расстояние 6—11 м тачками. На некоторых участках бетонная смесь с электродороги поступала непосредственно в бункеры и из них развозилась по блоку тач- ками. Работы по верхнему строению здания стан- ции осуществлялись деррик-кранами. Бетонная смесь, приготовленная на щебне и песке укладывалась в блок слоями толщи- ной 15—20 см и утрамбовывалась ручными трамбовками весом около 16 кг. Зимой бетонные работы на Волховстрое велись в тепляках. Заполнители для бетона подогревались вначале строительства в сарае 101
Рис. 10. Бетонные работы на шлюзе Волховской ГЭС с использованием деревянного портального крана. трубами от железных печей-времянок, позднее они обогревались паром в бункерах бетонного завода. Д н е п р о с т р о й. На Днепрострое впер- вые в Советском Союзе в широких масштабах была применена механизация массовых строи- тельно-монтажных работ с применением в основном импортного' стройоборудования, ме- ханизмов и транспортных средств. За период строительства на Днепрострое было уложено около 1 180 тыс. ж3 бетона и железобетона. В табл, 7 приводятся данные укладки бетонной смеси в основные сооруже- ния раздельно по годам выполнения (в тыс. м3). Бетон в гидросооружения укладывался с двух центральных бетонных заводов, распо- ложенных один на правом, другой на левом бе- регах Днепра в непосредственной близости от гидросооружений. Заводы однотипны и каж- дый из них был оборудован шестью бетоно- мешалками емкостью барабана (по выходу) 1,5 м3 с комплектом весовых дозаторов для каждой бетономешалки. В качестве заполните- лей бетона применялись щебень двух фракций Таблица 7 Сооружения 1928 г. 1929 г. 1930 г. 1931 г. 1932 г. 1933 г. Всего Плотина 1,15 146,33 313,34 187,84 74,61 3,29 726,56 ГЭС — 33,52 141,61 102,85 15,21 0,63 293,82 Шлюз — 1,93 63,09 45,99 24,24 6,28 141,53 ‘ Всего . . . 1,15 ( 181,72 518,04 336,68 114,06 10,20 1161,91 102
Рис. 11. Пилоны бетоновозной эстакады Днепрострой. Рис. 12. Металлическая бетоновозная эстакада Новосибирской ГЭС. (7 мм — 30 мм\ 30 мм — 90 мм) и песок. При бетонировании больших массивов укладывался «изюм» (камни объемом от 0,5 до 2 ж3). Щебень дробился на двух камнедробиль- ных заводах. Камень (гранит) на камнедро- бильные заводы поступал в думпкарах по же- лезной дороге нормальной колеи из местных карьеров или из котлованов основных сооруже- ний. Из бункеров камнедробильно-сортировоч- ного завода щебень подавался или на склад, или непосредственно' на бетонный завод по транспортерам. Цемент в таре (в мешках) поступал по же- лезной дороге на цементный склад, где раста- ривался и при помощи шнеков и нории пода- вался в силосы бетонных заводов. Основными бетоноукладочными механизма- ми на Днепрострое были паровые краны на же л ез но д орож но м ходу гру з оно дъе м н ость ю в зависимости от вылета стрелы 54-40 г, а так- же жесткие деррики грузоподъемностью 10— 20 г, которые применялись на плотине, и ван- товые 15-тонные деррики (на бутовых опорах) на гидростанции. Жесткие деррики устанавливались на ря< жевых опорах. 103
Рис. 13. Общий вид котлована Сталинградской ГЭС. Бетонная смесь от бетонных заводов пода- валась к бетоноукладочным механизмам в бадьях емкостью 1,5 м3 на железнодорожных платформах по путям нормальной колеи. Пути в котлованах располагались или на перемычках, или на специальных эстакадах с ряжевыми опорами. Верхний бетон бычков плотины укладывал- ся кранами пионерно с мостов, фермы которых располагались по бычкам плотины. Выгруженная из бадей в блок бетонная смесь прорабатывалась трамбованием ногами слоями толщиной около 25 см. Опалубка применялась деревянная щитовая и стационарная. Рис. 14. Уплотнение бетонной смеси в блоках Днепростроя (1929 г.). В наиболее напряженные месяцы на бетон- ных работах на плотине было занято 10 жестких дерриков и 11 паровых кранов, а на гидростанции пять вантовых дерриков и шесть паровых кранов. На Днепрострое были превзойдены суще- ствующие в то время мировые рекорды уклад- ки бетона. Так, в 1930 г. за один год было уложено 518 тыс. м3 бетона при максимальном месячном пике (октябрь 1930 г.)—110,6 тыс. м3' и суточном 5 270 м3. В первые годы строительства бетонные ра- боты в наиболее суровые зимние месяцы (январь—февраль) на Днепрострое не произ- водились, но уже в зиму 1931—1932 гг. бето- нирование велось в течение всей зимы без перерыва с интенсивностью до 20 тыс. м3 ,в ме- сяц. Бетон укладывался методом «термоса» с предварительным обогревом заполнителей бе- тона и воды. На Днепрострое был осуществлен крутой поворот от выполнения бетонных работ вруч- ную (или при помощи малой механизации) к широкой механизации основных строитель- ных процессов с применением современных строительных машин и оборудования транс- портных средств. Волгострой. На Волгострое, в состав которого входили строительства Угличского' гидроузла и Щербаковского гидроузла с двумя створами — Волжским и Шекснинским — было уложено около 2 070 тыс. м3 бетона в основном с применением механизмов отечественного из- готовления. Бетонная смесь подавалась к блокам глав- ным образом ленточными транспортерами. В блоки бетон опускался по> металлическим хоботам. 104
Подача и установка на гидросооружениях опалубки, арматуры, армоконструкций, строй- оборудования, закладных частей и пр. осуще- ствлялись в основном при помощи кабель- кранов грузоподъемностью 6,5—10 г, пролетом до 460 м. Бетонная смесь укладывалась слоями в 30 см и прорабатывалась вибраторами. На Волгострое впервые в гидротехнической практике начали применяться в качестве опа- лубки железобетонные плиты-оболочки, в сего было установлено 178 тыс. м2 плит-оболочек. При выполнении арматурных работ начали применяться армоконструкций, армокаркасы и пр. Бетонные заводы Волгостроя были обору- дованы бетономешалками емкостью 2 200 л отечественного изготовления. Заводы были рас- считаны на круглогодичную работу. Зимой Рис. 15. Пакеты вибраторов, используемые при бето- нировании рисбермы Цимлянской ГЭС. Рис. 16. Периферийный электропрогрев при бетонировании массивных блоков в зимнее время на Горьковгэсстрое. 105
Рис. 17. Транспорт бетонной смеси в 3-кубовых бадьях на Волгодонстрое. Таблица 8 Строительные управления Объем бетонных ра- бот по годам строи- тельства, тыс. я3 Всего, тыс. м3 1950 г. 1951 г. 1952 г. Волго-Донской судоходный канал Цимлянский гидроузел . . Оросительные сооружения 89,2 100,6 0,2 679,3 1 280,0 20,7 241,5 527,4 21,1 НОЮ 1 908 42 Итого В процентах .... 190 6,4 1 930 67,0 790 26,6 2 960 10J обогрев помещений, а также подогрев песка и гравия осуществлялись паром в траншейных бункерах и в бункерах бетонных заводов. На Щербаковском гидроузле Волгостроя годовая интенсивность укладки бетона достиг- ла 544 тыс. м3 в год из общего количества бе- тона 1 400 тыс. ж3, а на Угличском гидроузле— 257 тыс. м3 в год из общего объема 690 тыс. м3. Волгодонстрой — крупнейшее гидро- техническое строительство послевоенного пе- риода, состоит из Цимлянского гидроузла, Волго-Донского судоходного канала со шлю- зами и из оросительных сооружений Бетонные работы на Волгодонстрое были развернуты во второй половине 1950 г. и в основном закончены в 1952 г. Общий объем бетонных и железобетонных работ — 2 960 тыс. м3. Темпы укладки бетона характе- ризуются цифрами табл. 8. Наибольший объем бетона за месяц был уложен в октябре 1951 г. — 247,2 тыс. м3, в том числе по Цимлянскому гидроузлу 150,2 тыс. м3. В качестве заполнителей бетона применялись щебень и гравий двух фракций — 5—40 мм и 40—80 мм и песок. Для приготовления бетона на Цимлянском гидроузле был построен один большой бетонный инвентарный завод на во- семь бетономешалок, емкостью 2 400 л каждая и четыре малых бетонных завода с бетоно- мешалками 425 и 1 200 л. Общая емкость всех бетономешалок Цимлянского гидроузла 35,7 м\ На Волго-Донском канале и шлюзах было установлено семь бетоносмесительных заводов с емкостью бетономешалок от 425 до 1 200 л. Общая емкость всех бетономешалок 19,4 м3. Доставка бетонной смеси на водосливную плотину и гидроэлектростанцию Цимлянского гидроузла осуществлялась по бетоновозной кольцевой дороге общей длиной 4,2 км и авто- машинами по специальной дороге. В котловане в пределах основных сооружений (в створе оси агрегатов и в границах водослива бетонной плотины) была установлена бетоновозная ме- таллическая эстакада с двумя железнодорож- ными путями нормальной колеи и одним под- крановым путем. 106
Бетонная смесь по железной дороге подава- лась поездами, состоящими из мотовоза и платформы грузоподъемностью 40—60 т, на ко- торой устанавливались либо специальные бун- кера емкостью 23,4 ж3, либо три-четыре бадьи емкостью 3 м3. Бункеры разгружались на эста- каде в блоки через виброхоботы, а бадьи или опускались в блоки портально-стреловыми кра- нами грузоподъемностью до 10 т или опорож- нялись через виброхоботы. Автосамосвалами бетонная смесь достав- лялась к гидросооружениям по автодороге и, или выгружалась непосредственно в блок, или перегружалась в промежуточные бункеры, от которых и подавалась в блоки транспортерами, бетононасосами или вагонетками. Бетонная смесь перевозилась также авто- машинами в бадьях емкостью 1,6 м3 с подачей в блоки гусеничными кранами. В табл. 9 и 10 приводятся данные по спосо- бам транспортирования и подачи в блоки бе- тонной смеси на Волгодонстрое. Уплотнение бетонной смеси на Волгодон- строе производилось вибраторами. В качестве опалубки, кроме деревянных щи- тов, широко применялись железобетонные пли- ты-оболочки. На строительстве было изготов- лено и установлено около 200 тыс. м2 плиг- юболочек. Производство арматурных работ было индустриализировано применением различных типов пространственных и плоских сварных армоконструкций, заготовляемых в специали- зированных цехах. При общем количестве в гидросооружениях арматурной стали 145,3 тыс. т на Волгодон- строе было сварено и установлено 106,5 тыс. т армоконструкций, т. е. 73,3%, что способство- вало высоким темпам строительства. Таблица 9 Способы транспортирования бетонной смеси В целом по Волго- дон- строю, тыс. м3 В том числе по Цимлян- скому ги- дроузлу, тыс. м3 Железнодорожный на платформах в 1,5 — 3-х кубовых бадьях и в бункерных вагонах с бункерами емкостью 23,4 м3 710 710 Автомобильный 2 173 1 175 в том числе: а) в автосамосвалах ....... 1 590 642 б) в бадьях 583 533 Прочие способы 77 23 Итого . . . 2 960 1 908 Рис. 18. Центральный бетонный завод на строительстве Каховской ГЭС. 107
Таблица 10 Способы подачи бетонной смеси Объем поданного бетона, % от общего объема бетонной смеси по Цим- лянско- му ги- дроузлу, % по Волго- донскому судоход- ному ка- налу, % по Волго- донстрою в целом, % Портально-стреловыми кра- нами груз до 10 т в бадьях емкостью 3 м3 . 11,3 2,0 8,6 Кранами на гусеничном хо- ду (максимальная грузо- подъемность 15 т) в бадьях емкостью 1,6 м3 или в ковшах 30,1 3,0 20,4 Виброхоботами с бетоно- возной эстакады .... 22,2 14,3 Бетононасосами производи- тельностью 20 м3/ч . . 0,2 23,3 8,1 Автосамосвалами непо- средственно в блоки . . 21,3 12,0 19,7 Вагонетками — 28,0 9,7 Ленточными транспорте- рами 10,1 26,0 15,3 Вибролотками 3,1 — 1,8 Прочими способами .... 1,7 5,7 2,1 100 100 100 Армоконструкций, опалубка, плиты-обо- лочки и закладные части транспортировались и устанавливались в основном теми же подъем- но-транспортными средствами, что и бетонная смесь. В зимнее время на Волгодонстрое было уложено свыше 30%' (1 063 тыс. м3) общего количества бетона с максимальной интенсив- ностью укладки в зимний месяц свыше 215 тыс. м3. Заполнители для бетона предварительно обогревались в бункерах обогрева. Помещение бетонных заводов к зимнему периоду утепля- лось, а в бункерах бетонного завода ставились регистры для поддержания температуры подо- гретых материалов — заполнителей бетона. В зимнее время наибольшая часть бетонной смеси (около 96%) укладывалась способом «термоса» в открытые блоки с утепленной опа- лубкой или в блоки, покрытые, кроме того,, шатром из брезента, плоскими щитами или камышитовыми матами. Блоки обогревались паровыми или элек- трическими калориферами, которые обеспечи- вали положительную температуру воздуха в блоке. Транспортирование и подача бетонной смеси в блоки зимой производились теми же механизмами, что и летом. Рис.’19. Монтаж армоконструкций бычков Каховской ГЭС. 108
Рис. 20. Установка закладных частей затворов плотины Каховской ГЭС. На Цимлянском гидроузле месячный макси- мум укладки бетона в зимних условиях был в декабре 1951 г.—146,8 тыс. м3. Строительство Каховской ГЭС. В состав Каховской ГЭС, расположенной на р. Днепре, входит железобетонная водосливная плотина длиной 450 м, здание ГЭС с шестью агрегатами, русловая земляная плотина длиной 1 200 м и судоходный шлюз. Основанием бе- тонных сооружений являются мелкозернистые пески с коэффициентом фильтрации И— 22 м/сутки. Объем бетонных и железобетонных работ по всему гидроузлу равен 1 420 тыс. м3. На строительстве были достигнуты следующие интенсивности укладки бетона и железобето- на: 668 тыс. м3!год\ 80 тыс. м3/месяцу 4,5 тыс. м3]сутки и 300 ж3/ч. Выполнение работ по годам и объектам ха- рактеризуется цифрами табл. И. Бетонная смесь приготовлялась на трех "инвентарных автоматизированных бетонных за- водах, оборудованных каждый четырьмя бето- номешалками емкостью по 2 400 л. Бетон при- готовлялся на щебне Запорожского карьера и гравии Гулькевических карьеров с фракциями 5—40 и 40—80 мм. Песок применялся кварце- вый с Балабановского карьера. В качестве вя- Таблица 11 Сооружения, тыс. м? 1953 г. 1954 г. 1955 г. 1956 г. Всего Плотина .... 55,3 334,5 162,6 96,2 648,6 ГЭС 49,0 203,6 127,7 24,1 404,4 Шлюз 79,1 129,0 91,1 23,5 322,7 Прочие 12,1 4,9 15,8 17,9 50,7 Всего . . . 195,5 672,0 397,2 161,7 1 426,4 % • . • • 14 47 28 11 100 жущего в основном (до 74%) применялся шлакопортланд-цемент и лишь для морозо- стойкого бетона применялся портланд-цемент. Бетон от бетонного1 завода к гидросооруже- ниям поступал по бетоновозному железнодо- рожному кольцу нормальной колеи в трехкубо- вых бадьях, расположенных на железнодорож- ных платформах, а также непосредственно' в котлован автотранспортом по бетонной авто- мобильной дороге шириной 10 м. Железнодо- рожное кольцо в пределах котлована основных сооружений было уложено двумя нитками на металлической бетоновозной эстакаде, распо- ложенной в границах тела гидросооружений. 109
Рис. 21. Армоконструкции донных труб Мингечаурской ГЭС. В качестве основных бетоноукладочных ме- ханизмов применялись: портально-стреловые краны грузоподъемностью до 10 т, гусеничные краны, виброхоботы и бетононасосы. Бетон уплотнялся вибраторами. В табл. 12 приведено распределение объемов уложенного бетона на Каховской ГЭС по видам механизации. Таблица 12 Наименование бетоноукладочны?: и транспортных средств Уложено бетона, тыс. л3 % от общего объема бетона Автосамосвалами (с металлических инвентарных мостиков) на низких отметках ....................... Виброхоботами (Т-165) с бетоновоз- ной эстакады с подачей бетон- ной смеси в бадьях на железнодо- рож <ых платформах.............. Портально-стреловыми кранами гру- зоподъемностью 10 m с бетоно- возной эстакады (транспорт мо- товозами) ...................... Гусеничными кранами с подачей бе- тонной смеси автотранспортом . . Бетононасосами ................. Прочими средствами.............. 322 238 224 430 28 178 23 17 16 30 2 12 Итого . 1 420 100 Рис. 22. Бетонирование сооружений Днепровской ГЭС в щитовой опалубке. Бетонные работы на Каховской ГЭС произ- водились круглогодично. Зимой бетонная смесь 110
укладывалась методом «термоса» с предвари- тельным обогревом заполнителей бетона и воды. Каховская ГЭС была введена в эксплуата- * цию на один год ранее установленного1 срока. Успешному выполнению бетонных работ на Каховской ГЭС способствовали: 1) хорошая оснащенность строительства высокопроизводительными механизмами, позво- лившими почти полностью механизировать строительные процессы (приготовление, транс- портирование и укладка бетона комплексно ме- ханизированы на 98,7%); 2) индустриальные методы ведения железо- бетонных работ с применением плоских и про- странственных сварных армоконструкций весом от 3 ДО1 10 т (около 95%* всей арматуры было установлено в виде армоконструкций); 3) широкое применение бесштрабного спо- соба бетонирования закладных частей; 4) широкое применение железобетонных плит-оболочек (всего было изготовлено и уста- новлено 152 тыс. м2 плит-оболочек) и пр. Куйбышевгидрострой. В состав бетонных и железобетонных сооружений одной из крупнейших в мире — Куйбышевской гидро- станции — входят: гидроэлектростанция с объ- емом железобетонных работ 3,1 млн. ж3, водо- сливная плотина объемом 2,7 млн. ж3 и комп- лекс судоходных сооружений. Общий объем бетонных и железобетонных работ на Куйбышевском гидроузле исчисляется в 7,3 млн. ж3. Для приготовления бетона на Куйбышев- гидрострое были установлены три крупных автоматизированных инвентарных бетонных завода с бетономешалками емкостью 2 400 л, из которых два завода состояли каждый из че- тырех секций, по четыре бетономешалки в каж- дой секции и один завод—односекционный на четыре бетономешалки. Кроме этих заводов, были построены экспериментальный бетонный завод непрерывного действия и два малых за- вода с бетономешалками 425 и 1 200 л. На больших бетонных заводах была достигнута производительность, приведенная в табл. 13. Бетонная смесь приготовлялась на щебне двух фракций (с максимальной крупностью 80 жж) и песке. Щебень на бетонные заводы поступал пре- имущественно железнодорожным транспортом; Рис. 23. Щитовая опалубка, используемая при бетонировании конструкций шлюза Волгодонстроя. Ill’
Т а б л и ц’а 13 Наименование завода Число и емкость бетономешалок Достигнутая производитель- ность, тыс. м3 суточ- ная месяч- ная Большой бетонный за- вод правого берега . 16 X 2 400 л 8,53 173,7 Большой бетонный за- вод левого берега . . 16 X 2 400 л 8,90 176,0 Шлюзовой завод . . . 4 X 2 400 л 2,32 41,8 Завод непрерывного действия 1 барабан 2,23 34,3 и канатной дорогой с камнедробильных заво- дов, расположенных в карьерах (Могутовый, С окский, Яблоневый) местных месторождений карбонатных пород (известняков и доломитов). Всего работало пять заводов, интенсивность вы- дачи продукции которых в пиковый 1955 г. до- стигла 4 930 тыс. ж3, в том числе: щебня 3 980 тыс. л^3, камня сортового 660 тыс. м3 и камня несортового 290 тыс. ж3. Заводы были оборудованы первичной дробилкой типа ШКД (1 200X1 500 мм). Песок поступал частично из местного карьера, где добывался методом гид- ромеханизации, частично (для правобережных сооружений) доставлялся по железной дороге Рис. 24. Вакуумопалубка на Волгодонстрое. из месторождения «Васильевский остров» (рас- стояние 95 км). Цемент на строительство в основном посту- пал в обычных крытых вагонах и частично в саморазгружающихся вагонах. На выгрузке цемента в 1955 г. применялись разгрузочные 112 Рис. 25. Армоопалубочныл блок, используемый на Горь- ковгэсстрое. машины (С-347) производительностью до 50 т/ч. Из силосных складов на бетонные заво- ды цемент подавался пневмонасосами. С бетонных заводов бетонная смесь к ме- стам укладки доставлялась железнодорожным и автомобильным транспортом в бадьях емкостью 1,6 и 3 ж3 и в автосамосвалах. Рис. 26. Монтаж армоопалубочных конструкций ри- гелей железобетонной эстакады 500-тонного крана Горьковской ГЭС.
Рис. 27. Плиты оболочки впервые нашли широкое применение на сооружениях Волгостроя. Железобетонные и бетонные работы на строительстве Куйбышевской ГЭС были широ- ко механизированы и выполнялись инду- стриальными прогрессивными методами с при- менением новейшей техники. Арматура устанавливалась в блоках пре- имущественно' в виде сварных плоских или пространственных армоконструкций и армо- блоков, изготовляемых на специальных арма- тур но -св а р очн ых з ав одах пр оив води тел ь - ностью по 200 т/смену, по одному заводу на каждом 'берегу. Интенсивность изготовления и монтажа армоконструкций достигла в макси- мальном по укладке бетона 1955 г.—177 тыс. т в год и 21,6 тыс. т в месяц. В качестве опалубки широко применялись железобетонные плиты-оболочки (в одном лишь 1955 г. было установлено до 500 тыс. м2 плит-оболочек). Кроме плит-оболочек, приме- нялись для опалубливания блоков деревянные щиты и металлические сетки. В качестве основных бетоноукладочных ме- ханизмов на Куйбышевгидрострое применя- лись: портально-стреловые краны грузоподъем- ностью 7,5—10 т при вылете соответственно 40—30 ж; телескопические башенные краны грузоподъемностью до 40 т с вылетом стрелы 36 ж; краны на гусеничном ходу грузоподъем- ностью до 15 т; кабельные краны грузоподъем- 8—1051 ностью до 15 т; бетононасосы производитель- ностью до 40 башенные краны грузо- подъемностью 3 т и пр. В границах ГЭС и плотины для подачи бе- тонной смеси были смонтированы бетоноукла- дочные металлические эстакады высотой соот- ветственно 40 и 27,5 ж. На строительстве широко практиковалась подача в блоки бетонной смеси непосредствен- но автосамосвалами (на низких отметках) и виброхоботами (с бетоновозной эстакады). Установка армоконструкций, закладных ча- стей, опалубки производилась теми же меха- низмами, которые работали и на бетоне. В табл. 14 приводятся данные укладки бе- тонной смеси на Куйбышевгидрострое по го- дам выполнения (в тыс. ж3). Уровень комплексной механизации бетон- ных работ на Куйбышевской ГЭС в 1955 г. достиг 100%'. Интенсивность укладки бетона в этот год достигла 3 134 тыс. ж3 в год, 389 тыс. ж3 в месяц и 19 050 ж3 в сутки. Таблица 14 Всего В том числе уложено по годам 1951 1952 1953 1954 1955 1956 7 300 1 1 6,6 39 501 1933 3 134 1 430 113
В табл. 15 приводятся данные по способам укладки бетонной смеси в блоки гидросоору- жений Куйбышевского гидроузла. Таблица 15 Способ подачи Объем, тыс. м'л % Виброхоботами 1114,5 17,5 Бетононасосами 1281,6 20,0 Автосамосвалами 1767,5 27,6 Портально-стреловыми кранами . . 455,6 7,1 Гусеничными кранами 1189,6 18,5 Транспортерами 479,4 7,5 Прочими способами 108,7 1,8 Интенсивность монтажа арматурных кон- струкций ПО' правому берегу характеризуется: 1953 г. — 11 309 т; 1954 г. — 72 963 г; 1955 г.— 99 142 т и 1956 г. — 26 693 т. В зимних условиях на Куйбышевгидрострое на 1/1V 1957 г. всего было уложено бетона свыше 2 200 тыс. м3, что> составляет около 30% общего объема уложенного бетона. По годам укладка бетона зимой выполня- лась в следующих объемах: 1953—1954 гг.— 358 тыс. м3, 1954—1955 гг. — 960 тыс. м3, 1955—1956 гг.—698 тыс. м3 и 1956—1957 гг.— около 250 тыс. м3. Месячная интенсивность укладки в зимних условиях достигла 226,8 тыс. м3 (1955— 1956 гг.), а наибольшая суточная (1954— 1955 гг.) — 13,8 тыс. м3. При среднесуточной температуре воздуха —5° С подогревалась только вода, а при более низких температурах, кроме того, и заполнители. Подогрев заполнителей осуществлялся в специальных бункерах подогрева. За послед- нее время на строительстве были поставлены в производственных условиях опыты по подо- греву песка на открытых складах в штабелях, давшие положительные результаты. Для подачи бетонной смеси от заводов к местам укладки зимой применялись те же транспортные средства, что и летом, при этом бадьи и автосамосвалы обогревались и отепля- лись. В табл. 16 дат распределение по видам транспорта перевезенной в зимних условиях бетонной смеси (тыс. м3). Обогрев кузовов автомашин производился отработанными газами. Для перевозки бетонной смеси в бадьях на железнодорожных платформах были построены отапливаемые вагоны, открытые только над верхом бадей, в отдельных случаях приме- нялось устройство на бадьях деревянной ру- башки. Основное количество бетонной смеси в зим- Рис. 28. Сталинград-гидрострой. Сборное железобе" тонное перекрытие отсасывающих труб. Таблица 16 Гид транспорта 1953— 1954 гг. 1954— 1955 гг. 1955— 1956 гг. Автосамосвалы 341 698 459 Бадьи емкостью 3 ж3 по же- лезной дороге ....... . 207 239 Бадьи автомобилями .... 17 — Итого. . . 358 905 698 них условиях укладывалось по методу «термо- са» с устройством утепленной опалубки и укрытием блоков сверху брезентовыми шатра- ми или деревянными щитами. Кроме метода «термоса», на Куйбышевской ГЭС с 1955/1956 гг. начал применяться, по примеру Горьковской ГЭС, метод периферий- ного электропрогрева, при котором на внутрен- ней поверхности обычной, неутепленной опа- лубки бетонируемого блока устанавливаются стержневые электроды, подключаемые к транс- форматорам, дающим ток напряжением 50— 100 в. В зиму 1955—1956 гг. на строительстве Куйбышевской ГЭС методом периферийного электропрогрева было уложено около 300 тыс. м3 бетона. Применение метода пери- 114
ферийното электропрогрева упрощает, ускоряет и удешевляет производство бетонных работ в зимних условиях. Уплотнение бетонной смеси в зимних усло- виях так же, как и в летних, производилось вибраторами. В табл. 17 помещены данные укладки бе- тонной смеси в зимних условиях по способам механизации. Таблица 17 Средства укладки бетона в блоки Уложено бетона, тыс. № 1953— 1954 г. 1954— 1955 г. 1955— 1956 г. Автосамосвалы 180 124 309 Бетононасосы 108 190 70 Транспортеры 21 46 8 Виброхоботы — 221 64 Бадьи с различными кранами 49 325 247 Итого. . . 358 906 698 Строительство Братской ГЭС. Дальнейшее совершенствование методов и тех- ники бетонных работ должно1 найти свое место на строительстве Братской ГЭС. По предварительным данным технического проекта общий объем бетонных и железобетон- ных работ на Братской ГЭС, состоящей из гидростанции ,и плотины, определен в 5670,0 тыс. м3. По проекту при пуске первой очереди ГЭС на промежуточном напоре в 1961 г. и полысел окончании ГЭС (по условиям лесосводки в зо- не водохранилища) в 1964 г. указанный выше объем бетонных и железобетонных работ по годам выполнения распределяется по данным табл. 18. Таблица 18 Всего, тыс. лс3 В том числе по годам, тыс. м3 1958 г. 1959 г. I960 г. 1961 г. 1962 г. 1963 г. 1964 г. 5 760 308 416 1 415 1 548 1 150 645 266 Наибольшая месячная интенсивность уклад- ки бетона определена проектом в 175 тыс. ж3 в 1960 г. Бетонные основные сооружения Братской ГЭС возводятся на скальном основании за перемычками, сооружаемыми в две очереди. Продольные перемычки первой очереди приня- ты ряжевыми с металлическим шпунтом, а по- перечные — земляными. Бётон на плотине Братской ГЭС предпола- гается укладывать преимущественно вновь изготовляемыми двухконсольными кранами 8* грузоподъемностью 22 т с консолями по 50,5 м. Краны, захватывая всю ширину плоти- ны, будут перемещаться по1 высокой (около 90 м) металлической эстакаде, сооружаемой в контурах (по ширине) тела плотины. Для про- изводства железобетонных работ по зданию станции используются портально-стреловые краны грузоподъемностью 7,5—10 т на вылете соответственно 40—30 м, располагаемые на низкой (около 25 м) эстакаде, проходящей между зданием ГЭС и плотиной. Бетон в нижней части всех гидросооруже- ний будет укладываться при помощи самосва- лов и гусеничных кранов. По проекту предполагается уложить 53,5% бетона двухконсольными кранами; 27%—пор- тально-стреловыми кранами; 7,5%'—автосамо- свалами; 2,2%—бетононасосами и 9,8% — гусеничными кранами. Бетонная смесь от бе- тонных заводов будет подаваться в бадьях емкостью — 3,2 и 6,4 м3 по железнодорожным путям нормальной колеи, за исключением ниж- них слоев сооружений, куда бетон будет пода- ваться в автосамосвалах. Блоки бетонирования плотины будут иметь размеры: площадь до 300 ж2; высота 3 м. Бетон в процессе тверде- ния предполагается искусственно охлаждать. Блоки бетонирования в отличие от Днепро- строя будут возводиться на всю высоту плоти- ны без перевязки швов. Строительные швы предположено цементировать. Бетонная смесь будет приготовляться на двух автоматизированных бетонных заводах гнездового типа, расположенных на верхних и нижних отметках. Склады и сортировочное хо- зяйство заполнителей располагаются у нижне- го бетонного хозяйства. Заполнители на верх- ний бетонный завод подаются транспортерами. Для подогрева бетонной смеси в зимних усло- виях предусмотрены бункера подогрева. В качестве заполнителей для бетона пред- полагается применить песок и гравий из мест- ных карьеров и щебень из камня карьеров, расположенных в районе строительства. Бетонная смесь будет приготовляться на шести фракциях: две фракции песка (0— 2,5 мм; 2,5—5 мм) и четыре фракции гравия и щебня (5—20 мм; 20—40 мм; 40—80 мм и 80—150 мм). Потребность в заполнителях на 1 ж3 бетона в проекте определена в 1,3 ж3, в том числе гравия — 0,56 ж3; щебня 0,41 м3, песка искус- ственного 0,14 м3 и песка естественного— 0,19 м3. Бетон будет укладываться круглогодично с подогревом заполнителей и периферийным электропрогревом блоков бетонирования. На Братской ГЭС будет впервые в Советском 115
Союзе укладываться бетон в громадных объ- емах в высокую бетонную плотину с примене- нием новых мощных бетоноукладочных средств. 5. Некоторые специальные работы При возведении гидроэлектростанций вы- полняется целый ряд специальных видов ра- бот, вызываемых как технологической схемой осуществления гидроэнергоузла, так и требо- ваниями абсолютной надежности работы гид- росооружения, находящегося под напором и воздействием речного и грунтового водных по- токов. При возведении гидроэнергоузла наиболее ответственными и трудоемкими являются сле- дующие виды специальных строительных работ: 1. Организация котлованов основных гидро- сооружений, обычно- связанная с устройством перемычек и организацией водоотлива. При выполнении гидротехнических соору- жений наиболее распространенной схемой является схема возведения ГЭС и плотины в две очереди (преимущественно за перемыч- ками). При этом в первую очередь обычно ограждаются перемычками частично или пол- ностью бетонные сооружения гидроузла с про- пуском расходов реки через свободную часть русла реки. Во вторую очередь расходы реки пропускаются после разборки перемычек пер- вой очереди через готовые бетонные сооруже- ния, возведенные в котловане первой очере- ди, свободное же русло реки перекрывается каменным банкетом, осуществляемым наброс- кой камня в текущую воду. В образуемом банкетом тиховоде (в зависимости от проекта) намывается гидромеханическим способом зем- ляная русловая плотина, или сооружаются пе- ремычки второй очереди, за которыми в от- качанном котловане возводятся гидросооруже- ния второй очереди. Наиболее ответственным трудоемким соору- жением при организации котлованов являются перемычки. Рис. 29. Строительство ячеистой перемычки Горьковской ГЭС. 116
Рис. 30. Разборка земляной перемычки котлована Иркутской ГЭС. Перемычки, ограждающие котлован, — это временные подпорные сооружения, работаю- щие обычно в сложных гидрологических и гео- логических условиях, подвергающиеся воздей- ствию водного потока с повышенными скоро- стями, а также воздействию льда и плаваю- щих тел. Напор на перемычках достигает 20 м и выше, что требует специальных противофиль- трационных мероприятий. При стр опте л ь стве гидр оэ л ектр останци й наибольшее распространение получили земля- ные и ряжевые перемычки или их разновид- ность и лишь за последнее время стали приме- няться ячеистые перемычки из металлического шпунта (Горьковская ГЭС, Кайрак-Кумская ГЭС, Каховская ГЭС и др.). Ячеистые перемычки позволяют полностью механизировать все строительные процессы по возведению и разборке перемычек, они инвен- тарны, более экономичны и менее трудоемки в работе, но требуют металла. При твердых основаниях и при стесненном фронте работ (недостаточная ширина реки) обычно применяются ряжевые перемычки. При любых основаниях и при нестесненном фронте работ применяются земляные перемыч- ки, которые имеют преимущества при разбор- ке (лучшим материалом земляных перемычек являются супеси и суглинки с содержанием до 30—40% гравия и гальки). На мягких основаниях применяются все виды перемычек с выполнением необходимых креплений откосов и стенок от размыва и раз- рушения их водным потоком. Земляные пере- мычки обычно выполняются намывом гидро- механизацией. Ряжевые перемычки возводятся или со льда, или предварительно рубятся отдельными ряжами на стапелях и прибуксировываются к месту установки, где и загружаются камнем, песком или песчано-гравийной смесью и нару- баются до проектных отметок. С напорной стороны ряжевых перемычек устанавливается в целях противофильтрации металлический шпунт. Ячеистые перемычки возводятся на есте- ственной или искусственно создаваемой отсы- пи. Шпунт их обычно погружается методом вибрирования. Чтобы судить О' масштабах работ по пере- мычкам, достаточно сказать, что например, на 117
Рис. 31. Иглофильтры в котловане основных сооружений Горьковской ГЭС. Днепрострое было построено 3,2 тыс. пог. м ряжевых перемычек и выполнено по ним 320 тыс. м3 ряжей с загрузкой их камнем; при строительстве Куйбышевской ГЭС было- по- строено 13,2 тыс. пог. м перемычек и выполнено по ним 9,2 млн. м3 земляных работ, 740 тыс. м3 каменных креплений и фильтров и 11,5 тыс. т металлического шпунта. На строительстве Каховской ГЭС общая длина продольной шпунтовой ячеистой пере- мычки составила 900 пог. м. Всего было> погру- жено методом вибрирования около 10 тыс. т шпунта. Для осушения и последующего поддержа- ния в осушенном состоянии котлована основ- ных гидросооружений применяется открытый или грунтовой водоотлив. При строительстве гидросооружений грунтовой водоотлив приме- няется главным образом для искусственного понижения уровня грунтовых вод, когда при- менение открытого водоотлива может вызвать нарушение структуры грунта. Так как значительная часть наших гидро- сооружений закладывается на рыхлых грунтах, когда поверхностный водоотлив возможен с большим ограничением, большое распростране- ние в практике гидростроительства получил 118 глубинный водоотлив, выполняемый посред- ством трубчатых колодцев и иглофильтров. Грунтовой водоотлив наиболее эффекти- вен в грунтах с коэффициентом фильтрации £ = 5—100 м/сутки. Он осуществляется при помощи легких иглофильтров, глубоких игло- фильтров и скважин, ч оборудованных насосами. Грунтовой водоотлив применялся на строи- тельствах: Горьковской ГЭС, Новосибирской ГЭС, Кайрак-Кумской ГЭС, Куйбышевской ГЭС, Каховской ГЭС и др. Чтобы судить о масштабах работ по осуще- ствлению грунтового водоотлива, достаточно' сказать, что, например, на Каховской ГЭС для устройства грунтового водоотлива было прой- дено1 около' 15 тыс. пог. м скважин при помощи ударно-механического бурения и гидропогру- жения; уложено около 19 тыс. пог. м трубо- проводов. Суммарная мощность установленных агрегатов (насосов) достигала 16,5 тыс. кет, было смонтировано 90 насосов типа АТН, 4 400 иглофильтров и эжекторных иглофиль- тров. На Куйбышевской ГЭС пробурено и обо- рудовано глубинными насосами около 1 098 во- допонизительных скважин общей длиной 54,5 км. Гидроизоляционные работы. Гидроизоляция гидросооружений осуществляет-
Таблица 19 Объекты Параметры завесы Выполнено бурения, пог. м Расход материалов, tn Длина, м Глубина, м Цемент Цемент-f- Д-глина Всего Днепровская ГЭС имени В. И. Ленина 29 102 2 561 2 561 Щекинская ГРЭС 210 30 4 773 2 860 — 2 860 Мингечаурская ГЭС 396 25 28 977 1 014 134 1 148 Верхотурская ГЭС 280 14 3 422 204 — 204 Гюмушская ГЭС 301 24 8 422 129 40 169 Усть-Каменогорская ГЭС 1 073 24 66 598 12 005 3 941 15 946 Павловская ГЭС 1 109 65 105 806 37 209 12 784 49 993 Камская ГЭС 763 34 60 718 11 171 1 930 13 101 Ириклинская ГЭС 440 12 6 679 330 — 330 Маткожненская ГЭС 168 19 2916 32 — 32 Наровская ГЭС 1 171 13 24 581 2 388 915 3 303 Дубоссарская ГЭС 718 14 18 344 3 844 907 4 751 Каховская ГЭС 1 040 15 93 508 13 366 379 13 745 Мироновская ГРЭС 92 8 4 686 2 984 1 020 4 004 Теребля-Рикская ГЭС — — 14 890 11 192 3 268 14 460 Черепетская ГРЭС 310 20 9 597 3 553 1 994 5 547 Иркутская ГЭС 1 341 40 131 623 26 490 5 431 31 921 Новосибирская ГЭС 560 22 32 781 1 777 272 2 049 Горьковская ГЭС — —. 2 821 63 — 63 Арзни ГЭС 128 17 5 890 251 — 251 Ондская ГЭС 1 088 6 3 948 51 —. 51 Княжегубская ГЭС 346 19 8 388 144 42 186 Варваринская ГЭС — —• 1 212 114 — 114 ся с напорной стороны сооружений и приме- няется для борьбы с фильтрацией и для защи- ты гидросооружений от агрессивного воздей- ствия наземных или грунтовых вод. При строительстве гидроэлектростанций обычно применяются: 1) окрасочная гидроизо- ляция; 2) штукатурная гидроизоляция и 3) ли- тая и оклеенная гидроизоляция с применением литых мастик, рулонных материалов и битум- ных матов. В качестве вяжущего обычно при- меняются асфальтовые, нефтяные битумы. При высоких требованиях к гидроизоляции (водонепроницаемость, тепло и морозоустой- чивость, прочность сцепления с материалом сооружения, устойчивость против агрессивных вод, удобоприменяемость в деле и пр.) требует- ся особо тщательное качественное выполнение всех гидроизоляционных работ, для чего зара- нее подготавливаются и инструктируются спе- циальные кадры. Организация производства гидроизоляционных работ, выполняемых обыч- но в значительных масштабах (на Каховской ГЭС уложено около 3 тыс. м2 битумных ма- тов), заключается в устройстве мастерских для изготовления битумных матов, в подготовке участков битумного хозяйства для приготовле- ния литого асфальтобетона, асфальтовой ма- стики и для разогрева и обезвоживания битума и выполнения собственно гидроизоляционных работ» Обычно гидроизоляционные работы лими- тируются жесткими сроками, так как выпол- няются лишь в сухое и теплое время года (или в тепляках). Консолидация оснований и бе- тона. Почти в любом гидротехническом со- оружении, запроектированном на водопрони- цаемом основании, предусматривается противо- фильтрационная завеса, осуществляемая путем инъекции в породу чистого цемента, или с до- бавками горячего битума или битумной эмуль- сии, редко силиката. Создание такой «подзем- ной» плотины снижает до допустимых преде- лов противодавление и предохраняет от утечек воды из водохранилища. К методу инъекции цементного раствора иногда приходится прибегать при уплотнении пористого бетона или при восстановлении бе- тонных сооружений, в которых по той или иной причине нарушена связность бетона. Первые цементационные завесы были со- оружены в основании Волховской и Днепров- ской ГЭС, причем последняя возведена в весь- ма благоприятных природных условиях — на скальном основании из изверженных пород. Особую роль сыграла цементация разру- шенных бетонных массивов при восстановлении Днепрогэс имени В. И. Ленина. Методом це- ментации было восстановлено около 200 000 м3 бетона, что дало большой хозяй- ственный и технический эффект. После окончания восстановительных работ на Днепрогэс цементационные завесы были сооружены на многих других объектах. Основ- 119
ные показатели, характеризующие эти завесы, приводятся в табл. 19. На Иртышгэсстрое, где временная мерзлот- ная завеса не обеспечила прекращения прито- ка воды в котлован, впервые цементация была применена для уплотнения несвязных грун- тов— песка с гравием и галькой. В дальнейшем этот способ был осуществлен для уплотнения аллювиальных грунтов под зубом плотины Иркутской ГЭС, в результате чего удалось значительно снизить коэффи- циент фильтрации. Следует отметить, что выполняемое ныне сооружение цементной завесы на Павловской ГЭС является примером технической зрелости советских гидротехников, так как этот объект впервые в мире сооружается на закарстован- ном основании. Сложность и значимость сооружения здесь завесы характеризуются объемом бурения и цементации, которые составляют 25%' стоимо- сти всего сооружения. На Павловской ГЭС в целях экономии цемента, расход которого к настоящему времени составил почти 38 000 г, в производство цементации широко внедрены добавки инертных в цементный рас- твор до 35%. Проведенные здесь исследования показали высокое качество цементного камня в завесе, где особое значение имеет необходи- мость получения нерасслаивающихся раство- ров, чего и удалось достигнуть добавками к цементу глины и песка. Освоение рек Ангары, Енисея, Амура и др. проводится в сложнейших природных условиях и требует от специалистов по укреплению осно- ваний разработки не только новой технологии работ, но и создания принципиально новых ти- пов «подземных» плотин. Для решения этих задач на строительстве Карагандинской ГРЭС успешно закончено сооружение опытного уча- стка завесы из смыкающихся бетонных свай, выполняемых способом бурения скважин боль- шого диаметра и последующего их бетониро- вания. На осуществленной Мингечаурской ГЭС при сооружении завесы из битумной эмульсии советские специалисты разработали отечествен- ную технологию приготовления эмульсии и от- крыли новый дешевый эмульгатор. Отечественный опыт проектирования и про- изводства завес закреплен в целом ряде печат- ных работ, переведенных на иностранные языки. В настоящее время заканчивается проекти- рование и приступлено к изготовлению авто- матизированных установок для цементацион- ных работ. Ведется конструирование приборов для измерения плотности и расхода раствора 120 Рис. 32. Подъем шпунтины с вибратором на строи- тельстве Горьковской ГЭС. при помощи меченых атомов (Московский фи- лиал Оргэнергостроя). Шпунтовые работы. К числу ответ- ственных работ, выполняемых при строитель- стве гидроэнергосооружений, принадлежат и шпунтовые работы. Шпунты, преимущественно1 металлические, применяются для создания противофильтра- ционных завес основных сооружений, прича- лов, набережных, стен судоходных сооружений, перемычек и пр. В настоящее время отечественной промыш- ленностью прокатываются легкие шпунты (типа ШК, ШП) и тяжелые (типа Ларсена). В довоенное время (на Днепрострое, Свирь- строе и др.) шпунты забивались паровоздуш- ными молотами или при помощи копра ба- бами. В настоящее время шпунты погружаются преимущественно методом вибрирования, полу- чившем впервые в мировой практике примене- ние на Горьковгрэсстрое в 1949 г. при строи- тельстве ячеистой перемычки. Погружение шпунта вибраторами дешевле и проще, бы- стрее в исполнении, чем паровыми молотами (на Горьковгэсстрое цикл погружения шпунта молотом занимал 30 ж, а вибраторами 5— 6 ж). Металлический шпунт применялся на очень многих гидросооружениях Советского Союза*.
Рис. 33. Наплавной мост, установленный для перекрытия р. Волги, в створе Куйбышевской ГЭС.
Рис. 34. Перекрытие р. Ангары с наплавного моста на строительстве Иркутской ГЭС. О масштабах шпунтовых работ, выполняе- мых на строительствах гидроузлов, можно су- дить, например, по Каховской ГЭС, где было установлено 19 тыс. т шпунта, в том числе в ячеистую перемычку 9 тыс. т, ограждение зуба рисбермы — 5,5 тыс. т и т. д. На Куйбы- шевской ГЭС было погружено на глубину до 20 м — 41 тыс. т шпунта, в том числе в пере- мычках 11,7 тыс. т, на водосливной плотине и шлюзах — 20 тыс. т и т. д. Подъем шпунта и поддержание его во вре- мя погружения обычно осуществляются гусе- ничными или башенными кранами. Добивка шпунта обычно производится паровоздушными молотами. В Советском Союзе методом вибри- рования уже погружено более 70 тыс. т шпунта. 122 Кроме указанного метода, применяются для забивки шпунта дизель-молоты и бабы на копрах. Перекрытие русел рек. Перекры- тие свободных русел рек является одним из важнейших и ответственных этапов строи- тельства гидроэлектростанций, определяющих в значительной степени успехи и сроки строи- тельства гидр оэнер го узла. Это перекрытие осуществляется после го- товности бетонных сооружений котлована пер- вой очереди к пропуску расходов реки. В це- лях облегчения условий производства работ перекрытие реки обычно приурочивается к не- большим расходам реки. При возведении пер- вых крупных гидроэлектростанций в Советском Союзе (Волховская ГЭС, Днепровская ГЭС)
Таблица 20 Наименование гидросоору- жений и рек Год пере- крытия Расход реки, м3!сек Ширина прорана, м Продолжи- тельность перекрытия Максималь- ный перепад, м. Максимальная интенсивность отсыпки, м3! с утки Отсыпка в проран Метод перекрытия Каменные или бетонные массивы Камень, горная масса, тыс. м3 Днепровская ГЭС имени В. И. Ленина (р. Днепр) — — — — — — — — Ряжевыми перемычками с железобетонными шандорами Нижне-Свирская ГЭС (р. Свирь) 600—850 ПО 26 суток 1 625 Кубы весом 3,6 т, 2 400 шт. 20,7 Отсыпка камня произво- дилась с моста на ря- жевых опорах. Пода- ча — железнодорожны- ми составами, разгру- жаемыми вручную Туломская ГЭС (р. Тулома) Март 1935 г. 70 35 9 суток 1,2 1 000 — 7,0 Отсыпка камня с моста на опорах. Река пропу- скалась в трубах, за- ложенных в отсыпке Угличская ГЭС (р. Волга) Октябрь 1939 г. 400 75 4 суток — 2 000 — 7,5 Отсыпка камня произво- дилась транспортерами с эстакад (фронтально в две нитки) Щербаковский гидро- узел, Шекснинский створ (р. Шексна) Октябрь 1940 г. 400 40 1 сутки —• 12 000 — 12,0 Отсыпка камня транспор- терами в три нитки с эстакад торцовым ме- 7 ОДОМ Цимлянский узел (р. Дон) Осень 1951 г. 300 80 9 ч 0,6 7 000 — 3,0 Отсыпка камня с моста на ряжевых опорах ав- тосамосвалами через щель в проезжей части Усть-Каменогорская ГЭС (р. Иртыш) Октябрь 1950 г. 450 81 14 суток 1,5 2 500 Каменные мас- сивы, 1 Л£3 8,0 Отсыпка впервые в СССР с наплавного моста шириной 14 м автоса- мосвалами. Баржи гру- зоподъемностью 150 т Верхне-Свирская ГЭС (р. Свирь) Осень 1951 г. 450 90 19 суток 1,7 4 000 Ежи и массивы вес 2 т, 800 шт. 25,0 Отсыпка камня с наплав- ного моста шири- ной 17 м на 150-/72 бар- жах автосамосвалами Камская ГЭС (р. Кама) Октябрь 1953 г. 1 400 149 12 суток 1,3 3 500 Бетонные массивы вес 4 т, 2 150 шт. 38,0 (ваппы) Отсыпка вапп с моста на 13 баржах автосамо- свалами. Ширина моста 20 ;и. -Каховская ГЭС (р. Днепр) Июль 1955 г. 1 600 230 2 суток 0,74 9 100 Массивы весом 2,5 т 16,0 горной массы и 208 тыс. м3 песка Мост на плаву шириной 18 м (шесть попарно соединенных барж грузоподъемностью 600 т, поставленных поперек реки, отсыпка горной массы автоса- мосвалами МАЗ-205 Горьковская ГЭС (р. Волга) Август 1955 г. 1 300 280 33 ч 0,88 18 2J0 Бетонные массивы вес до 5 т и ежи 13,7 Отсыпка с наплавного моста шириной 18 — автосамосвалами МАЗ-205 Куйбышевская ГЭС (р. Волга) Октябрь 1955 г. 3 800 340 108 ч 1,96 23 730 Бетонные тетра- эАры вес 10 т, 1 427 шт. 31,2 Отсыпка с наплавного моста шириной 20 м автосамосвалами ЯАЗ-210Е. Мост: 24 баржи по 150 т и во- семь барж по 600 т Кайрак-Кумская ГЭС (р. Сыр-Дарья) Апрель 1956 г. 640 85 9 ч 1,3 — Бетонные массивы 4,7 Отсыпка с металлическо- го понтонного моста, шириной 16,8 М, гру- зоподъемностью 100 АП, автосамосвалами Ангарская ГЭС (р. Ангара) Июль 1956 г. 1 850 138 15 ч 1,54 1 285 м?!ч Бетонные массивы весом З-г-7 т, 3 960 шт. 42,4 Отсыпка с наплавного моста шириной 20 м (15 барж по 150 т) 'Новосибирская ГЭС ь <р. Обь) Ноябрь 1956 г. 1 500 152 — 2.27 Крупные камни, до 0,5 м3 26,0 J Пионерно 123
перекрытие рек осуществлялось при помощи ряжевых перемычек с железобетонными шан- дорами. В дальнейшем был разработан и успешно применен метод перекрытия рек от- сыпкой каменного банкета в текущую воду. Вначале, как это видно из табл. 20, отсып- ка камня производилась с эстакад транспорте- рами, а также с мостов на ряжевых опорах автосамосвалами. Позднее на опыте перекры- тия ряда рек был отработан быстрый и надеж- ный метод перекрытия рек отсыпкой камня с наплавного моста, который впервые был при- менен при закрытии реки Иртыша на Усть- Каменогорской ГЭС в 1951 г. При наличии подходящего по крупности ма- териала, соответствующего энергии потока, создание перекрывающего банкета может быть осуществлено и гидравлическим способом при помощи земснарядов. Таким образом было перекрыто русло р. Днестра в створе Дубоссар- ской ГЭС, русло р. Белой в створе Майкоп- ской ГЭС и некоторые другие. К перекрытию реки строители тщательно го- товятся. Заранее подготавливаются запасы камня, бетонные кубы, бетонные тетраэдры и другие виды бетонных или железобетонных изделий, предназначенных для создания водо- удерживающего банкета. Тщательно' подготав- ливается транспорт, который иногда специаль- но приспосабливается для сбрасывания тяже- лых массивов {Куйбышев гидрострой). Средства для погрузки — экскаваторы и краны — зара- нее расстанавливаются по своим местам. Осо- бенно внимательно разрабатывается схема движения автотранспорта по наплавному мосту. Груженые и пустые автомашины долж- ны следовать одна за другой без задержек и сутолоки, так как при перекрытии задержка в подаче материала может привести к весьма плохим последствиям — разносу ранее уложен- ного материала и даже размыву русла и бере- га реки. Сам наплавной мост подготавливается за- ранее: собирается необходимое количество барж-понтонов, заготавливается и устанавли- вается верхнее строение, необходимый таке- лаж, удерживающие приспособления и т. д. Обычно мост подготавливается крупными звеньями и затем буксирными пароходами сверху вниз по течению реки устанавливается на заранее намеченные места. Баржи наплавного' моста обычно устанав- ливаются вдоль по течению реки. Однако при перекрытии р. Днепра в створе Каховской ГЭС была успешно применена установка барж_ поперек реки. Это дало возможность приме- нить имевшиеся в наличии крупные баржи и уменьшить их количество. При слабом песчаном русле реки оно за- крепляется по всей ширине площадной отсып- кой гравия и камня. Это' делается для предо- хранения русла от местных глубоких промы- вов, которые могут появиться при создании местных сужений потока. Само перекрытие реки проходит при макси- мальной организованности и слаженности всех участвующих подразделений строительства. На ответственных участках заранее назначаются ответственные распорядители. За укладкой ма- териала в банкет следит и регулирует ее руко- водящий персонал строительства. На работаю- щие механизмы и автомашины назначаются наиболее квалифицированные работники. Перекрытие обычно проходит как праздник строителей. Помимо ответственности дела, соз- дается волнующий, психологический момент — река навсегда прекращает свое свободное те- чение, в борьбе покоряется человеком и по его воле отдает свои силы на пользу человека. Советские гидроэнергостроители накопили большой опыт перекрытия крупных рек— 5 раз уже перекрывалась р. Волга, дважды Днепр, Дон, Кама, Ангара, Иртыш, Обь и др. Разработана теория перекрытия реки, осно- ванная на энергетических силах потока, воздей- ствующих на попавшее в нее тело. Практика перекрытия и тщательные наблю- дения за поведением потока и сооружаемого банкета позволяют заранее и безошибочно определить необходимые материалы, методы и механизмы, необходимые для перекрытия, и даже точные сроки его. Некоторые данные по перекрытию рек приведены в табл. 20.
V. ПОДЗЕМНЫЕ РАБОТЫ НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ МАЗУР А. М. Начальник отдела туннельных работ НИС М. Ф. института пОргэнергострой“ Подземные сооружения в виде напорных и ^безнапорных туннелей, шахтных турбинных трубопроводов, подземных машинных зданий и других выработок имеют широкое примене- ние на гидроэлектростанциях, строящихся в горных районах нашей страны. Наибольший удельный вес в общем объеме подземных работ на гидроэлектростанциях имеют туннели. Гидротехнические туннели ис- пользуются также в ирригационных системах. Строительство гидротехнических туннелей было начато в 1926—1927 гг. в связи с по- стройкой первых ГЭС в Закавказье и на Алтае. На 1 января 1957 г. построены и введены в эксплуатацию гидротехнические туннели (рис. 1) общим протяжением 112 км в том числе 92 км на 23 деривационных гидроэлек- тростанциях и 20 км—на ирригационных кана- лах. Построен также ряд подземных машинных зданий (рис. 2 и 3) и шахтных напорных тру- бопроводов. Общий объем выполненных подземных ра- бот составляет по выломке породы 4 млн. м3, по бетону и железобетону 1,5 млн. м3. На рис. 4 показан рост строительства гмд- Рис. 1. Туннель Арзнинской ГЭС. 125
Рис. 2. Бетонирование стен и разработка массива подземного машинного зала Арзнинской ГЭС. ротехнических туннелей за время с 1926 по 1957 г. В этом графике могут быть отмечены два характерных периода: Рис. 3. Вход в подземный машинный зал Арзнинской ГЭС. до 1947 г. со сравнительно небольшой ин- тенсивностью туннельных работ (ежегодный ввод в среднем 1,5 км туннелей), с 1947 до 1957 г.—с резким увеличением объема строи- тельства (ежегодный ввод в среднем порядка 8 км туннелей). Значительное увеличение объемов подзем- ных работ, сочетающееся с сокращением сро- ков строительства ГЭС, способствует развитию туннельной техники и повышению скорости проходки. Начиная примерно с 1947 г., на ряде тун- нельных строительств были достигнуты успехи в деле освоения передовых методов сооруже- ния гидротехнических туннелей. С 1947 г. на строительстве безнапорного' отводящего туннеля Севанской ГЭС сечением 30 м2 стали применять современные механиз- мы и устройства, облегчившие труд рабочих и повысившие производительность труда: по- родоуборочная машина ПМЛ-3, передвижные разминовки с накладными стрелками и пнев- моподъемники для быстрого обмена груженых -и порожних вагонеток, инвентарные металли- ческие крепи, передвижные металлические кружала. Механизация работ сочеталась с цикличной системой проходки. Средне- месячная проходка с одного забоя повысилась с 19 ж в 1946 г. до 32 м в 1947 г.; максималь- ная месячная проходка составила 51 ж и ма- ксимальная суточная — 3,1 ж. 126
Рис. 4. Развитие строительства гидротехнических тун- нелей (цифры означают суммарную длину построен- ных туннелей на данный год). В I960—1951 гг. на строительстве Гюмуш- ской ГЭС впервые в Советском Союзе был осуществлен метод скоростной проходки тун- неля большого сечения в 'крепких скальных породах с применением буровой рамы для многомашинного обуривания забоя большем числом тяжелых колонковых бурильных ма- шин КЦМ-4 с автоматической подачей бура и водяной промывкой шпуров. Буровая рама, сконструированная и осво- енная силами Гюмушгэсстроя, Московского филиала ВНИИГ и Армгидэпа, была исполь- зована в туннеле № 1 Гюмушской ГЭС сечени- ем в 30 м2 в андезито-базальтах и оборудова- на 13 колонковыми бурильными машинами (рис. 5). Применение буровой рамы в сочета- нии с механизированной уборкой породы ма- шинами ПЛ-2 и электровозной тягой позволи- ли значительно повысить темпы туннельной проходки с оздоровлением и облегчением ус- ловий труда бурильщиков. Средняя скорость проходки туннеля с применением буровой ра- мы достигла 75 ж, а максимальная—100 м в месяц, перекрыв существовавшие до этого в отечественной практике темпы проходки тун- нелей аналогичного сечения в крепких скаль- ных породах. В 1950 г. на строительстве туннелей Сам- гори сечением 10 м2 была достигнута средняя скорость проходки туннеля 92 пог. м и макси- мальная—110 пог. м туннеля в месяц благо- даря использованию рациональных методов проходки и бетонирования туннелей и хорошей Рис. 5. Буровая рама для обуривания забоя в туннеле Гюмушской ГЭС. 127
'Рис. 6. Обделка из сборного железобетона в Верхне- Карабахском туннеле. организации труда. Были применены: разра- ботка забоя с нижним уступом в сочетании с хорошо подобранным размещением шпуров и глубоким бурением (2,5—3 м\, фугасы при отпале для отбрасывания породы от лба забоя и благодаря этому быстрое возобновление бу- рения после проветривания; скрепер, помогав- ший погрузке породы машиной; деревянная крепь упрощенной конструкции (типа шатра), легко устанавливаемая и не стесняющая про- странства выработки; сооружение обделки тун- неля полным профилем без отставания обрат- ного свода. В 1952—1954 гг. трест «Грузгидроэнерго- строя» освоил щитовую проходку с сооруже- нием обделки из крупных сборных железобе- тонных блоков на строительстве Сионского водосбросного туннеля внутренним диаметром 6,4 м и ив мелких блоков—в Верхне-Карабах- ском ирригационном туннеле диаметром 4,62 м (рис. 6). В 1953 г. строительство Теребля-Рикской ГЭС и Московский филиал ВНИИГ внедрили на туннельных работах арочную металличе- скую крепь (рис. 7), позволившую быстро за- креплять выработку и увеличить свободную ширину ее по сравнению с пролетом при де- ревянных крепях веерообразной конструкции. Это имело существенное значение для данно- го туннеля сечением 11 ж2 и позволило улуч- шить организацию работ и повысить скорость проходки. В 1956 г. на строительстве гидроэлектро- станций благодаря хорошей организации ра- бот были получены следующие результаты: а) передовая штольня сечением 12—16 м2 туннеля № 2 (напорного) ЛаджануриГЭС в известняках; проходка горным способом с частичным деревянным креплением; за луч- ший квартал ‘года было пройденр с одного за- боя 312 м или за месяц 104 м\ максимальная 128 суточная проходка за указанный период до- стигла 9,2 ж; б) туннель № 1 (безнапорный) Ладжану- риГЭС сечением 30 м2 в глинистых песчаниках; проходка горным способом с креплением тю- бингами; за лучший квартал года пройдено с одного забоя 382 м, или 127 м за месяц; ма- ксимальная проходка за сутки составила 6,5 ж; в) туннель АрзниГЭС сечением около 30 м2 в слабых неустойчивых породах (конгло- мераты, аллювиальные отложения); проходка горным способом с временным креплением; максимальная месячная проходка с одного забоя была 60 м. На строительствах гидротехнических тун- нелей и подземных машинных зданий освоено применение: тяжелых бурильных машин ко- лонкового типа с механизированной подачей бура и ручных тяжелых машин отечественного изготовления, а также английских бурильных машин Клаймакс, водяной промывки шпуров и твердых сплавов, благодаря чему хорошо проводится процесс бурения на высоких ско- ростях. Повсеместно применяются в забоях поро- доуборочные машины пневматического и элек- трического типов и механизированная откатка породы троллейными и аккумуляторными электровозами. Ведутся подготовительные работы к испы- таниям в опытном забое механизированного агрегата конструкции Гиндина и Словинского для сооружения туннелей ю бесшовной водо- непроницаемой обделкой из монолитного прес- сованного бетона повышенной прочности. Аг- регат позволит полностью механизировать ра- боты по проходке и сооружению обделки при высоких темпах работ. В ближайшее время на ряде гидроэлектро- станций будут возводиться в опытном порядке усовершенствованные сборные туннельные об- делки, в том числе обделка из железобетонных блоков со сварными стыками внутренней ар- матуры (напорный туннель ЛаджануриГЭС), сборная предварительно напряженная бан- дажированная обделка (напорный туннель ХрамГЭС № 2), обделки из цельнозамкнутых блоков (безнапорный Карабулакский туянель деривации ХрамГЭС № 2, напорный туннель Алмаатинской ГЭС № 2). В стадии исследо- ваний находится обделка из железобетонных блоков с подвижными эластичными водонепро- ницаемыми швами, предназначенная для пе- редачи полного внутреннего давления воды на породу, в высоконапорных туннелях (НИС Московского филиала Оргэнергостроя и НИС Гидропроекта). Результаты опытных и иссле-
довательских работ позволяют выявить наибо- лее целесообразные конструкции сборных об- делок для практического применения в строи- тельстве гидротехнических туннелей. Благодаря широкой механизации буровых, погрузочных и откаточных работ и улучшению общей организации подземных работ средне- месячная скорость проходки гидротехнических туннелей в период 1948—1956 гг. повысилась в 2 раза по сравнению с темпами работ за предыдущие годы, достигнув в среднем по туннелям 50—70 м и в отдельных случаях 100—130 м в месяц с одного забоя. Повышение скорости проходки и освоение длинных подземных коммуникаций (трубопро- водов вентиляции, сжатого воздуха и воды, путей и пр.) позволило заметно увеличить дли- ну туннеля, проходимого с одного забоя, со- кратить общее число забоев и благодаря это- му уменьшить затраты рабочей силы и мате- риально-технических ресурсов, связанные с устройством подходных штреков и шахт для ведения работ в промежуточных забоях. Дли- на участков туннеля, проходимых одним забо- ем, достигает в ряде случаев 1,5—2 км (тун- нели Теребля-Рикской ГЭС, ЛаджануриГЭС, ХрамГЭС № 2), в то время как в ранее по- строенных туннелях длина забоев не превыша- ла 0,6—0,8 км. Наряду с достигнутыми успехами темпы сооружения отечественных гидротехнических туннелей еще отстают от лучших показателей Рис.у?. Арочная металлическая крепь в туннеле Те- ребля-Рикской ГЭС. проходок горных выработок в СССР и за ру- бежом. Для ликвидации этого отставания не- обходимо проводить дальнейшее улучшение организации труда, снабжения забоев необхо- димыми материалами, оборудованием, энер- гией и воздухом, использования механизмов, ускорить внедрение экономичных конструкций туннельных обделок из сборного и предвари- тельно напряженного железобетона, шире применять необлицованные подземные соору- жения в прочных устойчивых и водонепрони- цаемых скальных породах. S—1051
VI. ГИДРОМЕХАНИЗАЦИЯ В ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ФОГЕЛЬСОН С. Ь. Управляющий трестом „Гидро механизация" Развитие метода В октябре 1920 г. Советское правительство по инициативе Владимира Ильича Ленина приняло решение о всемерном развитии гид- роторфа. Это решение, помимо его огромного значения для использования топливной базы наших электростанций, открыло путь промыш- ленному применению гидромеханизации — од- ному из самых производительных и механизи- рованных способов производства тяжелых и трудоемких работ. Наиболее широкое применение гидромеха- низация земляных работ получила в гидро- энергетическом строительстве. Сооружение со- временных гидроузлов на равнинных реках связано с производством земляных работ, объем которых исчисляется десятками, а иногда и сотнями миллионов кубометров. Без высокопроизводительной техники, позволяю- щей справиться с такими массами земли.в ко- роткие сроки, строительство больших гидро- узлов было бы немыслимо' или затягивалось бы на десятки лет. В практике советского гидроэнергетическо- го строительства гидромеханизация впервые была применена в 1929—1932 гг. на Днепро- строе. Всего за годы строительства Днепров- ской ГЭС имени Ленина на вскрыше карьеров камня, выемке гавани и намыве пирса было выполнено около 1 млн. ж3 грунта. В 1930—1931 гг. гидромониторная разра- ботка котлована электростанции велась на Невдубстрое. На строительстве Тул омской ГЭС был намыт понур плотины. На Чирчик- строе гидромеханизация применялась при вы- емке грунта по трассе канала и при гидро- смыве и самотечном транспорте грунта, разра- батываемого экскаваторами. В 1934—1936 гг. гидромеханизация в более широких масштабах была применена на стро- ительстве канала имени Москвы. На этом строительстве было выполнено способом гид- ромеханизации 10,5 млн. ж3 земляных работ, в том числе 7,3 млн. м3 основных земляных сооружений, 2,1 млн. м3 вспомогательных зем- ляных работ и 1,1 млн. м3 добычи гравия. Ра- боты при помощи гидромеханизации велись на многих участках 127-километровой трассы канала. Основными объектами явились: на- мыв Иваньковской русловой плотины на р. Волге, намыв Сестринских и Оревскнх дамб, уборка торфа в основании сооружений по трассе канала, выемка канала на участках Оревского и Центрального- районов, разработ- ка Хорошовского спрямления р. Москвы и др. Разработка грунта способом гидромеханиза- ции велась в основном гидромониторами с применением землесосов на плашкоутах. В 1939 г. работала 31 такая установка на ос- новных работах, семь—на добыче гравия и девять на вспомогательных работах. В каче- стве основного оборудования использовались гидромониторы типа Хэнди и землесосы, соз- данные по проекту строительства, с производи- тельностью 800 м3)ч, напором 70 м и мощно- стью двигателя 220 кет. Широко применялись разные формы «ма- лой гидромеханизации»—гидротранспорт грун- та от экскаваторов, смыв грунта с железнодо- рожных платформ и грузовиков и т. п. В 1936 г. на строительстве была достигну- та рекордная для того времени среднемесяч- ная производительность всех установок гидро- механизации в 437,5 тыс. м3 и максимальная— 1 млн. ж3. Максимальная суточная производи- тельность составила 58 тыс. м3 земляных ра- бот и 3,2 тыс. м3 разработки гравия. Опыт применения гидромеханизации на строительстве канала имени Москвы показал высокую эффективность этого способа и при- вел к дальнейшему развитию гидромеханиза- ции работ в гидротехническом строительстве. 130
После- завершения строительства канала имени Москвы гидромеханизация широко при- менялась на строительстве Южной гавани в Москве, где было выполнено около 3 млн. м3 земляных работ, и при намыве Апшеронской дамбы. Особые, своеобразные формы применения гидромеханизации были разработаны в Сред- ней Азии при возведении дамб и плотин из лессовидных суглинков. В 1940 г. при соору- жении Бурджанской дамбы объемом 280 гыс. м3 и высотой 20 м намыв грунта производился небольшими слоями до 0,5 м в отдельные за- мкнутые бассейны, ограниченные поперечными и продольными валами. После консолидации грунта процесс намыва возобновлялся. Впо- следствии этот способ, так же как и «мокрый способ», состоявший из отсыпки лессовидных грунтов в замкнутые бассейны, широко рас- пространился. Уже после войны эти способы применялись при сооружении верхней части Фархадской плотины, Бургулюкской и Аши-Сайской дамб, Саларской и Нижне-Бозсуйской (№ 3) пло- тин. Крупнейшим предвоенным гидроэнергети- ческим строительством, на котором широко применялась гидромеханизация, явился дол- гострой. Всего с 1937 по 1941 г. на строитель- ствах Угличской и Щербаковской ГЭС было выполнено этим способом 11,4 млн. м3 земля- ных работ. Свыше 40% всех насыпей было вы- полнено намывным способом. На Волгострое применялась более совершенная техника, чем на предыдущих строительствах. Основным ти- пом землесосов здесь явился землесос ЗГМ-1. Наряду с плашкоутными установками, разра- батывавшими совместно с гидромониторами береговые карьеры, для работы в русловых карьерах применялись плавучие землесосные снаряды. Таким образом, уже в довоенный период способ гидромеханизации стал прочно внед- ряться в практику гидротехнического строи- тельства. На строительстве канала имени Москвы и Волгострое были выращены первые кадры гидромеханизаторов-гидростроителей. Про- мышленность приступила к серийному выпу- ску специального, главным образом землесос- ного, оборудования. В годы завершения Великой Отечественной войны и последующие годы гидромеханизация применялась при восстановлении крупнейших гидротехнических сооружений. В конце 1945 и весной 1946’г. на восстановлении Днепрогэса была намыта низовая перемычка. После вос- 9* становления подводной части гидростанции эта перемычка была разобрана при помощи тех же землесосных установок. На восстановлении Беломорско-Балтийско- го канала в 1945—1946 гг. было выполнено гидромеханизацией 40% общего объема зем- ляных работ. В условиях бурного роста гидроэнергети- ческого строительства в послевоенное время роль гидромеханизации земляных работ нео- бычайно возросла. За истекшее десятилетие произошел коренной перелом в строительной технике и методах производства работ. Созда- но высокопроизводительное оборудование, ко- торое позволило довести уровень механизации земляных работ на строительстве гидротехни- ческих сооружений до 98—99%, сократить сроки строительства и снизить его стоимость. За пятилетие—с 1951 по 1955 г.—в гидро- техническом строительстве способом гидроме- ханизации выполнено около 300 млн. м3 земля- ных работ. Удельный вес гидромеханизации в общем объеме земляных работ на строитель- стве гидроэлектростанций возрос за этот пе- риод с 15 до 42%. На отдельных строитель- ствах удельный вес гидромеханизации соста- вил: для Цимлянской ГЭС — 50%', Горьков- ской ГЭС — 81%, Куйбышевской ГЭС — 70%; Каховской ГЭС — 68 %. За последние 8 лет построены и введены в эксплуатацию намывные плотины и дамбы десяти крупнейших гидроузлов; кроме того, пять плотин намываются в настоящее время. После войны гидромеханизация была ши- роко применена на строительстве Цимлянско- го гидроузла и Волго-Донского судоходного канала имени В. И. Ленина. В 1949—1952 гг. на этом строительстве способом гидромехани- зации было выполнено 50 млн. м3 основных земляных работ и намыто 1,2 тыс. м3 песков для приготовления бетона и засыпки пазух гидротехнических сооружений. Наиболее важ- ным объектом применения гидромеханизации явилась земляная плотина Цимлянского гид- роузла. Длины намывной части плотины: 3 км составляет правобережная часть, 7 км — лево- бережная часть и 0,7 км—русловая. Наиболь- шая высота плотины 35 л. Откосы плотины в верхней части 1 :3,5—4 : 4 и в нижней части 1 : 12—1 : 15. Придание плотине пологих откосов в ниж- ней части и развитие ее ширины по низу были вызваны тем, что грунты основания представ- лены в левобережной части макропористыми лессовидными суглинками мощностью 5—10 л, а в руслах, пересекаемых плотиной мелких рек,— илистыми отложениями со- слабой несу- щей способностью. 131
Рис. 1. Намыв плотины Цимлянского гидроузла эстакадным способом. Для 'строительства плотины объемом 29,7 млн. ж3 грунта был установлен срок не- многим более 1 года (1950 и 1951 гг.) На строительстве Цимлянской плотины бы- ли впервые применены мощные, специально сконструированные и созданные отечественной промышленностью землесосные снаряды типа 500-60. На строительстве плотины работало 20 зем- снарядов 500-60 и 300-40, что позволило в те- чение 1951 г. выполнить объем земляных работ более 25 млн. м3, а включая другие объекты, выполненные способом гидромеханизации -— около 27,5 млн. м3. Месячная выработка была доведена до 5,1 млн. ж3 грунта и максималь- ная суточность—до 220 тыс. м3. Суточная ин- тенсивность намыва русловой части плотины до высоте составила в среднем 60 см. Почти одновременно с работой на Дону начался намыв плотины Верхне-Свирской ГЭС. В течение 1951—1952 гг. в это сооружение было уложено около 600 тыс. м3 грунта. Пло- тина намывалась безъядерной, из среднезер- нистых и мелкозернистых песков. В связи с высоким расположением карьеров был принят гидромониторный способ разработки грунта. Значительная длина транспортирования по- .132 требовала установки перекачивающих стан- ций второго и третьего подъемов, на которых монтировались землесосы 2ОР-11. Грунт к пе- рекачивающим станциям направлялся от трех-четырех передвижных землесосных уста- новок 8НЗ. На Верхне-Свирской ГЭС был впервые при- менен двухстадийный метод намыва русловой плотины. По условиям календарного графика строительства в связи с осенним покрытием реки банкетом в первый сезон работы был выполнен подводный намыв узкой призмы, со- ставляющей лишь часть профиля плотины. Надводная часть этой призмы была отсыпана всухую до паводка на минимально необходи- мую высоту. В следующий сезон после спада паводка, русловая плотина была намыта пол- ным профилем до проектных отметок. В даль- нейшем этот метод неоднократно применялся при намыве русловых плотин. В те же годы гидромониторные работы ве- лись и на других гидроузлах. Наименее слож- ные работы с самотечным гидротранспортом были организованы при намыве безъядерной русловой плотины Майкопской ГЭС из средне- зернистых песков. Кроме намыва плотины объ- емом около 100 тыс. ж3, на этом строительстве
была выполнена гидромониторная вскрыша с поверхности карьера тяжелых суглинков и глины объемом около 40 тыс. м3. В Средней Азии на Нижне-Варзобокой ГЭС № 2 была выполнена гидромониторная разработка дери- вационного канала. Около 320 тыс. м3 лессо- видных суглинков было смыто, в р. Варзоб. Ин- тересные работы проводились на строительстве Нижне-Бозсуйюкой гидроэлектростанции № 4. Здесь в 1950 г. была намыта плотина на арыке Боз-Су из макропористых суглинков. По гра- нулометрическому составу свыше 70% карьер- ного материала имело размеры фракций от 0,1 до 0,01 мм. Объем плотины — 360 тыс. м3 грунта, из них 130 тыс. м3 было направлено в плотину самотечным гидротранспортом и 230 тыс. м3 — с перекачкой землесосами. На- мыв осуществлялся двумя этапами: в первую очередь была замыта подводная часть плоти- ны между двумя перемычками, отсыпанными всухую, затем велся послойный намыв надвод- ной части плотины. По периметру карты отсы- палось обвалование из привозного грунта. Вы- сота слоя намыва не превышала 0,5 м. Через четыре — пять дней после намыва очередное слоя влажность грунта с 41—43% снижалась до 35%, грунт настолько консолидировался, что можно было приступать к намыву следую- щего слоя. Новое обвалование обычно можно было отсыпать через два дня после намыва слоя. Постепенно, через 1,5—2 месяца влаж- ность грунта снижалась до 30%, и объемный вес намытого грунта достигал 1,53—1,50 т/м3, что соответствовало средним объемным весам местного лесса в естественном залегании. На строительстве Нижне-Бозсуйской гидроэлек- тростанции, кроме намыва плотины, было раз- работано гидромониторным способом около 1 200 тыс. м3 лессовидных суглинков со сбро- сом в отвал. В этот объем входила выемка от- водящего канала, подъездного пути к ГЭС и части котлована станционного узла. За последние годы в Средней Азии увели- чились масштабы работ гидромеханизации по разработке связных грунтов и намыву из них плотин и дамб. Ведется разработка лессовид- ных суглинков по трассе Каракумского канала, намывается из связных грунтов и супеси Сары- Язынская плотина, часть дамб обвалования Келифского водохранилища Каракумского ка- нала намыта из легких суглинков и супесей. Предстоит выполнить большие объемы разра- ботки связных грунтов при выемке Голодно- степского канала. Особое значение в развитии гидромехани- зации в гидротехническом строительстве при- обрели работы по строительству самой высокой в мире намывной Мингечаурской плотины. Здесь впервые в практике отечественного пло- тиностроения была намыта плотина из песча- Рис. 2. Земснаряд 500-60, впервые примененный на Волгодонстрое. 133
но-гравелистого грунта с ядром из мелкого песка и суглинка. При намыве этой плотины были заложены основы новой, прогрессивной технологии производства работ, основанной на комплексной механизации всех звеньев техно- логического процесса. Здесь также впервые в нашей практике был применен комбиниро- ванный способ производства работ, сочетаю- щий экскаваторную разработку грунта с на- порным гидротранспортом и намывом. Размеры Мингечаурской плотины: высота— 81 м, длина по гребню — 1 500 м, объем — 15 млн. ж3. Выбор профиля намывной плотины с пес- чано-гравелистыми призмами и ядром был обоснован тщательным технико-экономическим сопоставлением с различными вариантами как профиля, так и способа возведения плотин. В отличие от ранее применявшегося эста- кадного способа намыв Мингечаурской плоти- ны впервые осуществлялся безэстакадным спо- собом тонкими слоями 0,15—0,2 м с выпуском пульпы из торца трубопровода, который укла- дывался непосредственно на намываемую по- верхность в 6—8 м от откоса сооружения. Для обеспечения непрерывности намыва, маневрен- ности и механизации всех операций было скон- струировано специальное раструбное соедини- тельное устройство, позволяющее посредством крана, не прерывая подачи гидросмеси, быстро наращивать и разбирать звенья трубопровода. Процесс намыва сводился к периодическому удлинению трубопровода на одно звено длиной б м при движении вперед и укорачиванию при движении назад. Для укладки трубопроводов применялись легкие гусеничные краны с удель- ным давлением на грунт до 0,5 кг/см?. Намыв производился одновременно из двух-трех трубопроводов. Ежесуточно в пло- тину укладывалось 18—20 тыс. ж3 грунта. Строительство плотин было начато в 1952 г. и закончено в 1954 г. Гранулометрический ана- лиз грунта, намытого в плотину, показал, что ядро, кроме песчаных фракций, содержит око- ло 12% глинистых (<0,005 мм) и до 25% 'Пы- леватых (<0,05 мм) фракций. Коэффициент фильтрации ядра—0,001 см/сек. Содержание гравийных фракций в промежуточной зоне со- ставляет до 25%, в наружных призмах — до 55%. Плотность укладки грунта во всех частях профиля плотины оказалась выше проектной. В целом плотина обладает большей устойчи- востью против расчетной. Не менее интересным примером намыва плотины с ядром из связных грунтов является плотина гидроузла Южно-Уральской ГРЭС. Эта плотина объемом 526 тыс. ж3, длиной 1,84 км и высотой в русле 16,5 ж намыта 134 в 1951—1952 гг. Призмы плотины сложены из песчано-гравелистого грунта. Ядро в отличие от первоначальных проектных предположений намыто из суглинисто-глинистого грунта. Со- держание глинистых частиц (менее 0,005 жж) в ядре составляет от 25 до 35%. Плотность укладки грунта в процессе намыва характери- зуется следующими показателями: объемный вес скелета грунта призм составил 1,66— 1,70 т/ж3, ядра—1,05 т/ж3, т. е. ядро находи- лось в текучем состоянии. Последующий намыв верхних слоев и «шапки» плотины из равнозер- нистых песков вызвал обжатие и влагоотдачу грунтов ядра. Через шесть месяцев после окончания намыва грунты ядра приобрели за- метное структурное упрочнение и перешли в пластичное состояние. Объемный вес составил от 1,19 т/ж3 по оси ядра до 1,28 т/ж3 на гра- нице приядерной зоны. В дальнейшем процесс уплотнения ядра продолжался. Намыв Южно-Уральской и Мингечаурской плотин подтвердил возможность использования связных грунтов при намыве ядерных плотин. Наиболее значительные работы гидромеха- низации за последние 10 лет развернулись па строительстве гидроузлов на равнинных реках, где возводились однородные песчаные плоти- ны на фильтрующих основаниях. Основная часть земляных работ на строительствах Куйбышевской, Камской, Горьковской, Кахов- ской, Новосибирской, Кайрак-Кумской, Ду- боссарской гидростанций выполнена способом гидромеханизации. На строительстве этих гидроузлов гидромеханизация окончательно оформилась как один из ведущих способов про- изводства сосредоточенных объемов земляных работ на крупнейших объектах. Большие работы ведутся в настоящее вре- мя на строительствах Сталинградской, Воткин- ской, Кременчугской, Днепродзержинской гидр оэ л ектр ост а н ци й. Самые крупные в мире работы гидромеха- низации были проведены при сооружении Куйбышевской гидроэлектростанции. За 5 лет строительства здесь выполнено 103,5 млн. ж3 земляных работ, в том числе 55,5 млн. ж3 на- мыва и 48 млн. ж3 выемок. Гидромеханизация применялась почти на всех объектах земляных работ. В начальный период строительства (до 1953 г.) были разработаны выемки котлованов водосливной плотины и нижнего шлюза, на- мыты перемычки длиной в несколько кило- метров, которые ограждали котлованы гидро- станции, водосливной плотины и шлюзов, и начаты работы по выемке судоходных каналов. Намыв земляной плотины и основных дамб судоходных каналов был начат в 1954 г. и за-
Рис. 3. Безэстакадный намыв. Наращивание пульповода с помощью гусеничного крана. кончен в 1956 г. Работы по намыву производи- лись отдельными участками по мере готовно- сти основания под намыв. Пойменная плотина длиной 1 300 м и объемом 6,7 млн. ж3 была на- мыта в 1954 г. в течение четырех месяцев. Русловой участок длиной 1 100 м был раз- делен на две очереди. Левобережная часть была намыта на полную высоту в июне — августе 1955 г. после спада весеннего паводка. Правобережный проран объемом свыше 5 млн. ж3 был намыт после перекрытия русла каменным банкетом и переключения расхода реки в донные отверстия ГЭС. Намыв был на- чат 1 ноября 1955 г. Подводная часть объемом 2,6 млн. ж3 была намыта за 11 дней, суточная интенсивность укладки грунта в плотину была доведена до рекордной цифры 270 тыс. ж3. Средняя суточная интенсивность намыва по высоте достигала 2 ж. Надводная часть правобережной русловой плотины, дамбы примыкания к бетонным со- оружениям и пазухи верхних шлюзов намыва- лись в суровых осенне-зимних условиях при температурах, достигавших 32° С мороза. Для успешного производства зимних работ был раз- работан комплекс специальных мероприятий. Одним из важнейших явился предварительный намыв резерва (кавальера) объемом 2,4 млн. ж3. Таким образом, для намыва прорана был со- здан резерв с общей высотой забоя 40 ж, что позволило до минимума сократить передвиже- ние земснарядов в карьере. Земснаряды, рабо- тавшие зимой, были снабжены циркуляционны- ми насосами, установленными по периметру корпуса. Кроме того, в забое устанавливались мощные плавучие насосные станции, которые разбивали лед и создавали майну в зоне пе- редвижения земснарядов и плавучих пульпо- водов. Для подводного намыва русловой плотины была применена оригинальная схема односто- роннего торцового намыва. От каждого маги- стр алыного пульповода земснаряда 1000-80 выводилось на карту намыва за обвалование нижнего бьефа два отростка трубопровода диа- метром 600 жж. Они располагались друг от дру- га Hja расстоянии 40 ж и были направлены вверх под углом. От земснаряда 500-60 выво- 135
дился один отвод. Таким образом, намыв осу- ществлялся односторонним способом из И — 13 периодически наращиваемых стволов. Эта схема предупреждала затруднения, которые могли возникнуть в зимних условиях при использовании на карте раструбных труб и кранов для безэстакадного намыва. Всего на Куйбышевгидрострое за зимний период 1955—1956 гг. было выполнено 5,8 млн. ж3 земляных работ. К паводку 1956 г. русловая плотина со всеми примыканиями была намыта на высоту 38 м, что позволило наполнить водохранилище до отметки первой очереди. В августе 1956 г. плотина была до- мыта до проектных отметок. Примером удачного решения производства работ в зимних условиях является замыв па- зух бетонных сооружений. Пазухи представля- ли собой глубокие котлованы, замкнутые со всех сторон. Высокое расположение приемной трубы колодца обеспечивало постоянный высо- кий горизонт прудка и намыв все время прово- дился под воду, что исключало возможность замыва льда в сооружение. Намыв пазух вел- ся безэстакадным способом с наращиванием труб к колодцу и постепенным вытеснением прудка. При работах способом гидромеханизации на строительстве Куйбышевской гидроэлектро- станции были впервые (в 1952 г.) использова- ны земснаряды типа 1000-80. При намыве пой- менной и русловой плотин также впервые успешно применен тонкослойный намыв тор- цовым способом для мелких песков при боль- ших сосредоточенных расходах гидросмеси (до 10 000 мР/ч). Применение гидромеханизации на строи- тельстве Куйбышевской ГЭС оказалось на- столько эффективным, что в процессе строи- тельства удельный вес гидромеханизации в об- щем объеме земляных работ доходил до 70%. Кроме того, способом гидромеханизации было добыто более 3,5 млн. ж3 песков для приготов- ления бетона. На строительстве Куйбышевской ГЭС в пи- ковый год строительства работало семь земсна- рядов 1000-80, девять земснарядов 500-60 и три земснаряда 300-40. Общая установленная мощность всех земснарядов составила 63 тыс. квт. Годовая интенсивность работ на строи- тельстве составила 28,3 млн. ж3. Максималь- ная месячная — около 6 млн. ж3 и суточная — 300 тыс. ж3. Применение безэстакадного намы- ва позволило увеличить производительность на одного рабочего в смену с 31 я3 в 1952/53 г. до 75 м3 в 1954/55 г. С 1955 г. все работы по намыву выполнялись только безэстакадным способом. Возведение намывных плотин Куйбы- Рис. 4. Гидромониторные работы в котловане крупной гидростанции. 136
Рис. 5. Земснаряд 1000-80, впервые примененный на Куйбышевгидрострое. шевской гидроэлектростанции является при- мером достижения исключительно высокой ин- тенсивности производства земляных работ на одном объекте при сосредоточении крупных средств механизации. Не останавливаясь подробно на работах гидромеханизации на других гидроузлах, необ- ходимо отметить, что при сравнительно оди- наковых задачах гидромеханизации на всех строительствах в каждом отдельном случае было внесено нечто новое в развитие этого спо- соба производства работ. На строительстве Горьковской ГЭС на- мывные плотины были запроектированы с об- жатым профилем. При этом предусматрива- лась очень тщательная подготовка основания с уборкой суглинков и илов, а также вскрыша суглинков и супесей с поверхности карьеров. После намыва сооружения необходимо было крепить бетонными плитами. В процессе работ была выявлена целесообразность перехода к намыву плотин распластанного профиля. За- траты вследствие увеличения объемов намыва были компенсированы экономией, полученной за счет отказа от вскрыши карьеров, сложной расчистки основания плотин и замены крепле- ний из железобетонных плит более простой каменной отмосткой. На части левобережной плотины вообще удалось отказаться от крепле- ния откосов, так как откос выполнен волногася- щим. Помимо этого, при более простом одно- стороннем намыве производительность земсна- рядов возросла на 20—25%, снизилась стои- мость намыва единичного объема грунта. Плот- ность грунта в сооружениях, намываемых односторонним способом, оказалась выше, чем в сооружениях обжатого профиля. На Горьковгэсстрое был впервые применен низкоопорный торцовый способ намыва, яв- ляющийся разновидностью безэстакадного на- мыва. Этот способ оправдал себя при исполь- зовании земснарядов средней производитель- ности (включительно до 300-40). Для намыва русловой плотины Каховской гидростанции был применен вполне оправдав- ший себя способ предварительного намыва ре- зерва, который впоследствии был смыт гидро- мониторами в подводную часть русловой пло- тины. Благодаря этому в наиболее напряжен- ный период работ по перемыву русла удалось добиться дополнительной производительности свыше 1 000 ж3 грунта в час. Предварительное создание резервов позволило использовать для намыва ответственных сооружений загрязнен- ные илистые и суглинистые пески, так как при намыве резерва вся мелочь отмывалась. На- 137
мыв резервов не вызвал удорожания работ, так как при такой технологии не потребовалось установки дополнительных перекачивающих землесосов для подачи грунта из удаленной части карьеров. Кроме того, намыв резервов в наименее напряженные периоды строитель- ства позволил равномернее использовать обо- рудование и снизить пик потребляемой мощ- ности. При намыве русловой плотины Дубоссар- ской ГЭС оказалось целесообразным в усло- виях малых расходов реки и наличия соответ- ствующей крупности песчано-гравелистой мас- сы отказаться от предварительного перекрытия русла каменным банкетом. Безбанкетный пере- мыв русла позволил сократить расходы на пе- рекрытие. Намыв земляной плотины Кайраккумской ГЭС показал, что в этом сейсмическом районе могут быть использованы для намыва пески, которые вследствие остроугольной, неокатан- ной формы их частиц укладываются с плот- ностью, не превышающей 1,48—1,51 т/м3. При наличии незначительной пригрузки откосов гравийно-галечным грунтом плотина имеет до- статочную динамическую устойчивость. Вместе с тем, стоимость такой плотины значительно ниже, чем возведенной сухим способом. Если на большинстве равнинных гидро- узлов использовались для намыва среднезер- нистые и мелкозернистые пески, то опыт строи- тельства плотин Камской ГЭС показывает при- мер возведения намывной русловой плотины из крупных гравелисто-песчаных грунтов со слож- ными условиями гидротранспорта. Для подачи этого материала в плотину из карьера, распо- ложенного в 4,5 км от створа, пришлось на ги- дротранспортных коммуникациях развить си- стемой перекачивающих установок общий на- пор более 260 м вод. ст. . Помимо работ на строительстве основных сооружений гидростанций, гидромеханизация широко используется при сопутствующих гидро- технических работах. Большие намывные ра- боты проведены и проводятся при возведении защитных дамб по берегам Куйбышевского, Каховского, Горьковского, Камского, Кремен- чугского и Сталинградского водохранилищ. Некоторые работы по инженерной защите го- родов отличались большой сложностью. В Ка- зани в течение 3 лет работы велись на густо застроенной территории с частыми пересече- ниями пульповодами проезжих дорог и трам- вайных путей. Эти работы подтвердили воз- можность применения гидромеханизации на освоенных промышленных и жилых террито- риях. 138 При помощи гидромеханизации производи- лось строительство Казанского порта, развер- тываются работы на строительстве Усть-До- нецкого порта, на канале Северный Донец — Донбасс и Волго-Балтийском соединительном канале. Опыт широкого развития гидромеханизации в гидроэнергетическом строительстве позволяет обобщить некоторые итоги применения этого способа производства работ и сформулировать основные задачи по его дальнейшему усовер- шенствованию в области оборудования, техно- логии, технико-экономических показателей, проектирования и научно-исследовательских работ. Оборудование В послевоенный период бурного роста объ- емов работ, выполняемых способом гидромеха- низации, главной задачей было создание мощ- ных механизмов (земснарядов), способных обеспечить высокую интенсивность возведения намывных сооружений. Эта задача была ре- шена изготовлением серии земснарядов 300-40, 500-60 и 1000-80, сконструированных коллек- тивом конструкторов треста «Трансгидро- строй». Земснаряды, применяемые в настоящее время (типа 1000-80), имеют производитель- ность в 8 раз большую, чем работавшие па наиболее крупных довоенных гидротехнических стройках. При разработке песчаных грунтов была достигнута максимальная месячная про- изводительность при работе земснаряда 1000-80 — 725 тыс. м3, земснаряда 500-60 — 417 тыс. ;и3 и земснаряда 300-40 — 273 тыс. ж3. Уровень использования землесосных снаря- дов характеризуется годовым числом часов чи- стой работы, составляющим в среднем от 1 900 до 2 600 ч в зависимости от типа снарядов, грунтовых и прочих условий. В процессе экс- плуатации земснаряды модернизируются: укреплены корпуса, реконструированы плаву- чие пульповоды, улучшен гидравлический ре- жим работы землесосов и т. д. Большие рабо- ты ведутся по автоматизации земснарядов. Уже работает земснаряд 1000-80 с автоматизиро- ванным управлением установленного на нем механического и электрического оборудования. К концу 1957 г. автоматизация будет внедрена на 10—12 машинах, а в 1958 г. на всех земсна- рядах, работающих в системе Министерства электростанций. Основной задачей дальнейшей модерниза- ции существующих земснарядов является воз- можное приспособление их для разработки связных и гравелисто-галечных грунтов. Эта же задача является главной в создании нового оборудования, так как дальнейшее развитие
гидромеханизации тормозится ограниченным диапазоном грунтов, которые могут производи- тельно разрабатываться применявшимися до сих пор механизмами. Проводимые в настоящее время конструк- торские и экспериментальные разработки зем- снарядов с ковшовыми разрыхлителями, глу- бинным грунтозабором, автономными двигате- лями, сборно-разборными корпусами должны быть ускорены и доведены до изготовления опытных образцов. Должны также получить дальнейшее раз- витие по применению в гидромеханизации гидр оци клон ы, ги др а вл ич ески е кл асе иф ик а го - ры, устройства для шлюзовой загрузки гидро- транспортных коммуникаций и другие новые конструктивные решения, над которыми рабо- тают конструкторы и механики-гидромехани- заторы. Несмотря на длительный срок проработок и отдельных опытов, до сих пор не найдены проверенные решения повышения износоустой- чивости землесосного оборудования и арма- туры, которые являются важнейшим условием применения гидромеханизации при разработке абразивных грунтов. Эта задача может быть решена путем применения специальных спла- вов и футеровок с надлежащей проверкой на опытных машинах. В области измерительной аппаратуры основ- ным достижением последнего времени являет- ся разработка и внедрение гамма-грунтомеров для определения консистенции пульпы. Как по- казал опыт, эти приборы при правильной и умелой эксплуатации являются наиболее точ- ными и надежными. Вместе с тем повышаю- щийся уровень автоматизации механизмов тре- бует дальнейшей разработки целой серии спе- циальной измерительной аппаратуры. Внедрение усовершенствованной технологии намыва потребовало создания специальных ме- ханизмов для вспомогательных работ (трубо- укладки, обвалования и т. д.). Усилиями кон- структоров «Гидромехпроекта» и производ- ственников-гидромеханизаторов разработаны и внедрены машины для производства вспомога- тельных работ при низкоопорном и безэстакад- ном намыве, опытные образцы обвалователей и шагающих кранов, плавучие краны, берего- вые подсоединения и т. п. Работы эти должны быть продолжены с тем, чтобы в 1957—1958 гг. закончить создание машин для комплексной механизации всех вспомогательных процессов, связанных с намывом и разработкой грунта спо соб ом г и д ромех а ни з аци и. Большую роль в механизации работ по мон- тажу трубопроводов сыграло внедрение быстро- разъемных соединений конструкции инж. В. А. Платонова, Г. Б. Вишняка и С. Ф. Гав- рилова. В настоящее время эти соединения применяются для всех рабочих диаметров тру- бопроводов; таким образом, резко снижается трудоемкость трубоукладочных работ, объем которых исчисляется сотнями километров в год. Имеется некоторый опыт передвижки круп- ных земснарядов по суше при переводе их из одного водоема в другой. Технология производства работ Большие масштабы применения гидромеха- низации требовали усовершенствованных спо- собов намыва. Эта задача решалась внедре- нием торцового тонкослойного безэстакадного и низкоопорного намыва. Эта технология использовалась при намыве плотин из всех практически используемых грун- тов, включая мелкозернистые пески, и при ра- боте земснарядов любой мощности. Техниче- ские и технико-экономические преимущества новой технологии намыва общеизвестны. Те- перь все намывные работы в гидротехническом строительстве Министерства электростанций ведутся этим способом, что позволило достиг- нуть высокой интенсивности производства ра- бот, резко повысить производительность труда и снизить расход материалов и стоимость со- оружений. В настоящее время на специальном опытном участке разрабатываются образцовые приемы намывной технологии, основанной на дальнейшем усовершенствовании принципа безэстакадного намыва. Наряду с наиболее распространенной схе- мой производства работ землесосными снаря- дами применяются комбинированные схемы с использованием гидромониторных установок для предварительного рыхления грунта и со- четанием разработки землеройными механиз- мами с гидротранспортом. В целях дальней- шего развития гидромеханизации необходимо совершенствовать комбинированные схемы про- изводства работ, расширив сферу их примене- ния при разработке тяжелых грунтов. В достижении высокой интенсивности на- мывных работ большое значение имел опыт применения промежуточных резервов, обеспе- чивший, кроме того, обогащение грунтов есте- ственных карьеров и позволяющий выровнить график работы механизмов в период строи- тельства. Опыт работы на строительстве Куйбышев- ской и Горьковской ГЭС доказывает возмож- ность и целесообразность в технически необхо- димых и экономически оправданных случаях ведения крупных намывных работ в зимних условиях. 139
Рис. 6. Намыв подводной части руслового участка плотины Куйбышевской ГЭС. Рис. 7. Намыв надводной части русловой плотины Куйбышевской ГЭС. 140
Многочисленные примеры показывают, что способом гидромеханизации можно выполнять с достаточным экономическим эффектом не только массовые объемы земляных работ, но и более мелкие работы. Так, на строительстве Каховской ГЭС была замыта ячеистая шпунто- вая перемычка, на строительстве Камской ГЭС замывались раздельные стенки шлюзовых камер, на многих строительствах способом на- мыва заполнялись пазухи земляных плотин в примыканиях к другим сооружениям. Основные усилия в области дальнейшего усовершенствования технологии гидромехани- зированных работ должны быть направлены па расширение сферы применения гидромехани- зации, придание этому способу наибольшей универсальности, на достижение более строгих допусков точности при разработке выемок и намыве профильных сооружений, на всемерное сокращение непроизводительных простоев обо- рудования, обусловленных технологическими и другими причинами. Одной из главных задач в производстве остается всемерное улучшение геотехнических показателей намывных плотин и дамб. Технико-экономические показатели Основными технико-экономическими пока- зателями механизированного способа произ- водства работ, каким является гидромеханиза- ция, следует считать производительность труда рабочих и конечную валовую стоимость работ. Производительность труда в физическом вы- ражении возросла за последние 5 лет в 2,5 ра- за. Выработка одного списочного рабочего в 1951 г. составляла 17,6 ж3 в смену, а в 1956 г. достигла 41 ж3. Соответственно выработка одно- го рабочего на строительно-монтажных рабо- тах возросла с 29,4 до 71,9 м3 в смену. Средняя валовая себестоимость 1 м3 грун- та, включающая все вспомогательные работы, трубоукладку и другие соответствующие затра- ты, снизилась за этот же период с 6 р. 10 к. до 3 р. 99 к., т. е. на 35%’. Косвенным технико-экономическим показа- телем является соотношение общей механо- вооруженности и объемов выполненных работ. За последние 4 года (с 1952 по 1956 г.) меха- новооруженность по основному оборудованию (водопроизводительность земснарядов в тыс. ои3 пульпы в час) возросла в 2,1 раза, в то вре- мя как объемы выполненных работ увеличи- лись в 3,1 раза. Другой косвенный показатель — количе- ство работников так называемых администра- тивно-хозяйственного персонала (ИТР и слу- жащих) на единицу объема выполненных ра- бот характеризуется следующими данными: в 1952 г. на 1 млн. ж3 приходилось 20,5, а в 1955 г.— 13,5 работников АХП. Дальнейшее усовершенствование техноло- гии и организации работ, модернизация и автоматизация оборудования должны приве- сти к последовательному улучшению всех по- казателей технико-экономической эффективно- сти гидромеханизации. Проектирование и научно-исследовательские работы В процессе развития гидромеханизации на- коплен большой опыт проектирования намыв- ных сооружений и организации работ. Прак- тика показала, что наилучшей организацион- ной формой проектирования является работа специализированного проектного коллектива (контора «Гидромехпроект») в системе строи- тельно-монтажной организации. Это позволяет в процессе проектирования учитывать новые производственно-технические решения, прове- ренные практикой, и задавать прогрессивные нормативы использования оборудования. На- личие в составе проектного коллектива кон- структорской группы дает возможность одно- временно с проектированием организации ра- бот разрабатывать конструкции новых и мо- дернизировать имеющиеся механизмы. Работа группы рабочего проектирования на местах обеспечивает оперативную выдачу проектной документации по организации работ и кон- структивному приспособлению оборудования к конкретным условиям каждого объекта. Гидромехпроектом создан ряд типовых проектов и технических инструкций по произ- водству работ, которые должны получить ши- рокое применение в производстве. Начата ра- бота по изучению и обобщению опыта строи- тельства намывных сооружений. Полностью оправдал себя опыт проектиро- вания силами Гидромехпроекта не только орга- низации работ, но и самих намывных сооруже- ний. В дальнейшем следовало бы сосредото- чить в этой организации комплексное проек- тирование земляных сооружений, строящихся способом гидромеханизации. Необходимо так- же усилить работы по типовому проектирова- нию, разработке новых технологических схем, технико-экономическому анализу основных проектно-производственных показателей и кон- струированию нового оборудования. Для по- вышения качества работ, выполняемых произ- водственниками-гидромеханизаторами, следует укрепить и усилить авторский надзор проек- тантов. 141
Росту производственных масштабов приме- нения гидромеханизации земляных работ со- путствовали большие научно-исследователь- ские работы в этой области, проводимые ря- дом институтов, лабораторий и отдельными учеными. Большие работы по теории гидротранспор- та и другим производственно-техническим про- блемам проведены лабораторией гидромехани- зации ВНИИГ имени Б. Е. Веденеева и кафед- рой гидромеханизации МИСИ имени Куйбы- шева. Теоретические и экспериментальные разра- ботки, связанные с конструированием оборудо- вания, проведены институтом гидромашино- строения (ВИГМ). Исследованиям режима ра- боты землесосов- посвящены работы института гидротехники и гидрологии Академии наук УССР. Экспериментальная проверка новой из- мерительной аппаратуры проведена Научно- исследовательским институтом транспортного строительства. Ряд опытно-исследовательских работ выполняется проектными (Гидропроект) и производственными (трест «Гидромеханиза- ция» МЭС) организациями. В общей сложности более 30 научно-иссле- довательских организаций разрабатывают те- матику, связанную с гидромеханизацией зем- ляных работ в строительстве. Такое обилие тематических работ, отражающее широкий мас- штаб производственного применения гидроме- ханизации, порождает в отдельных случаях некоторый параллелизм и повторения в иссле- довательских проработках. В то же время ряд актуальных научно-технических проблем, вы- двинутых жизнью, еще не решен. К ним в пер- вую очередь относятся вопросы, связанные с задачей разработки связных и крупных грун- тов, повышения износоустойчивости оборудо- вания, создания измерительной аппаратуры, разработки методов усиления водоотдачи при намыве и т. д. Необходимо усилить и ускорить научно-ис- следовательские работы в области прикладных решений, обеспечивающих неотложные запро- сы производства. Гидромеханизация в гидроэнергетическом строительстве нашей страны завоевала проч- ное место как высокопроизводительный и эко- номичный способ производства земляных ра- бот. Расширение сферы применения этого спо- соба, его техническое усовершенствование и по- вышение технико-экономической эффек гибко- сти должны привести к дальнейшему повыше- нию уровня механизации строительства элек- тростанц?1Й.
VII. ЗАТВОРОСТРОЕНИЕ ОТ ВОЛХОВСТРОЯ ДО НАШИХ ДНЕЙ ликин в. в. Заместитель начальника Глаегидроэнергостроймонтажа Вопросами проектирования и изготовления гидротехнических металлических конструкций и механического оборудования в нашей стра- не начали заниматься со времен Волховстроя. В дореволюционной России потребность в этом оборудовании была очень мала. До начала проектирования и строительства канала имени Москвы металлические конструк- ции и оборудование изготовлялись и монтиро- вались разными предприятиями, не считавши- ми эту отрасль своей основной специаль- ностью. Но зародыш специализированной организа- ции появился на заводе «Красный путиловец», где уже с 1923 г. существовал подотдел гидро- технических сооружений, начавший свою дея- тельность с проектирования оборудования для Волховстроя. «Красный путиловец» (ныне Ки- ровский завод) изготовил и смонтировал зна- чительную часть оборудования для 16 гидро- станций, в том числе для Волховстроя, Свирь- строя и ряда кавказских гидростанций (Рион- ГЭС, БаксанГЭС и др.), а также для Бело- морско- Б алтийского канала. К изготовлению и монтажу конструкций и оборудования для Днепрогэс, где объем их был весьма значителен, были привлечены дру- гие заводы, в том числе завод в Николаеве, Краматорский завод, завод имени Петровского и др., работавшие по проектам специально организованного бюро. Монтажные работы вы- полнялись либо отделами внешних работ этих заводов, либо непосредственно строительством. В начале организации работ на канале Москва—Волга выявилась безусловная необ- ходимость в создании единой мощной органи- зации для проектирования, изготовления и монтажа десятков тысяч тонн самых разно- образных металлоконструкций и оборудования канала. Создание такого управления было поручено существовавшему тогда (в 1934 г.) тресту «Союзстальмост», располагавшему проектными и монтажными кадрами, а также несколькими заводами металлоконструкций и подъемного оборудования. Ему же было передано и кон- структорское бюро гидротехнических сооруже- ний завода «Красный путиловец» в Ленин- граде. Из этого управления в 1938 г. был органи- зован комплексный трест «Гидромонтаж», су- ществующий и в настоящее время в системе Министерства электростанций СССР. Этт трест имеет три проектные конторы — в Ленин- граде, Москве и Запорожье, — монтажные организации и несколько специализированных заводов для изготовления гидротехнических конструкций и оборудования. Масштабы дея- тельности треста «Гидромонтаж» во много раз увеличились за 20 лет его существования. Если объем монтажных работ, произведен- ных с 1938 г. по 1951 г. включительно, соста- вил около 160 тыс. т, то только за последую- щие 5 лет было смонтировано 365 тыс т. В табл. 1 приводятся данные о монтаже. Таблица 1 Г оды Смонтировано, пг металло- конструкций механического оборудования всего 1952 43 500 14 700 56 200 1953 45 800 11 200 57 000 1954 40 000 12 200 52 200 1955 88 600 13 600 102 200 1956 75 400 21 900 97 300 Итого ... 293 300 71 600 364 900 Проектирование Плотины старой России, построенные для обеспечения судоходных глубин, были в основ- ном разборные с фермами, главным обра- зом системы Пауре. Многие из этих пло- 143
тин в обновленном виде существуют и по сие время, например на рр. Москве и Оке Судоходные шлюзы в большинстве были оборудованы деревянными двухстворчатыми воротами; все механизмы были ручные даже на шлюзах, имевших уже металлические во- рота и наполнение камеры не через клинкеты в полотнищах ворот, а через водопроводные галереи. Таким образом, приступая к проектирова- нию больших гидротехнических сооружений, наши конструкторы не могли опереться на оте- чественный опыт, что в значительной степени усложняло их работу. Тем не менее, обращаясь к первым по вре- мени постройки гидроузлам, мы не встречаем кустарно решенных конструкций и можем от- метить, что они отвечали уровню техники того времени. Среди затворов, запроектированных и осу- ществленных в довоенные годы, встречаются самые разнообразные типы их: от простейших шандорных балок до вальцовых затворов боль- ших пролетов (свыше 30 ж), сдвоенных крюч- кообразных затворов, двустворчатых шлюзо- вых ворот и т. п. Канал имени Москвы (Москва — Волга) был подлинным началом упрочения новой от- расли инженерного искусства — затворострое- ния. При проектировании пришлось решать много самых разнообразных задач. Нужно бы- ло создать оборудование для Иваньковской гидроэлектростанции, двух Москворецких пло- тин (Перервинской и Карамышевской), водо- сбросов в земляных плотинах, насосных стан- ций и, наконец, для И шлюзов, из которых два — двухкамерные. Канал работает уже больше 20 лет; теперь можно сказать, что советские конструкторы оправились со своей задачей и даже самые смелые их решения оказались правильными. На сооружениях канала применены плос- кие затворы как глубинные, так и поверхно- стные, сегментные разных размеров, сегмент- ные ворота на верхних головах шлюзов, дву- створчатые ворота, откатные ворота и другие конструкции. Одними из первых в СССР бы- _ли применены гидроподъемники для маневри- р ов ан и я глу б инн ы м и за твор ам и водоспусков. Наиболее частое применение получили пло- ские затворы вследствие основного их преиму- щества — возможности использовать их в раз- ных вариантах в строительный период, что по- зволяет отказаться от расходов на изготовле- ние специальных временных затворов. Поэтому конструкторы,' естественно, работали больше в области усовершенствования плоских затво- 144 ров, чем в направлении создания новых типов. Замену плоских затворов на колесах сколь- зящими на полозьях из древесного пластика— лигнофоля, предложенную группой инженеров Московской конторы «Гидросталыпроект», на- до считать серьезным достижением. После ряда лабораторных исследований древесных пластиков опыты были перенесены на действующие сооружения; первыми были пе- р ео бор удов а н ы з атв-о р ы в одопр своди ы х гале- рей шлюзов канала имени Москвы, работники которого смело пошли на этот эксперимент, оказавшийся удачным. В настоящее время уже сотни скользящих затворов поставлены на гидростанциях и пло- тинах, в том числе на Камской, Куйбышевской и др. Это позволило сэкономить за короткий период времени тысячи тонн дорогого литья с обработкой. Большую экономию дал также переход от электрических лебедок для маневрирования за- творами к гидроподъемникам больших мощно- стей. При изготовлении этих механизмов были преодолены трудности в изготовлении длинных цилиндров большого диаметра, и на новейших гидростанциях СССР вместо громоздких лебе- док уже поставлены гидроподъемники. Советским конструкторам в области затво- ростроения принадлежит инициатива перехода от клепаных конструкций к сварным и приме- нения для затворов низколегированных ста- лей, из которых изготовлены почти все затво- ры Куйбышевской ГЭС и плотины. В табл. 2 приведены сведения о затворах, запроектированных Московской и Ленинград- ской проектными конторами «Гидросталь- проект» и затем установленных на гидроузлах за последнее десятилетие. Таблица 2 Тип затвора Количе- ство, шт. Общий вес, т % к обще- му количе- ству в штуках Плоские скользящие (ремонт- 356 134 6 000 7 560 19 7 ного типа): поверхностные глубинные Плоские сдвоенные 13 1 100 0,7 Плоские колесные: поверхностные 348 14 880 19 глубинные 424 9 350 22,5 Плоские скользящие с лигно- фолевыми полозьями .... 383 20 050 20,3 Сегментные и секторные . . . 200 4 480 10,6 Клапанные 22 100 1,2 1 880 63 520 —
Монтажные работы и изготовление Монтажные работы на Днепрострое по своему техническому уровню были большим шагом вперед по сравнению с Волховстроем. Этому способствовала мощная по тому време- ни механизация работ. Прежде всего строительство имело боль- шое .количество 45-тонных железнодорожных кранов, позволявших вести сборку крупными блоками. Во-вторых, наличие жестконогих стре- ловых кранов, в том числе и 80-тонного, позволило оперировать и затворами плотины, полностью собранными на заводе и достав- ленными водой из г. Николаева. Отметим, что эти затворы, весьма значительные по размерам (13 X 9,7 м), были уже сварными. Правда, уровень электросварки в те годы был недостаточно высок, и на затворах появились трещины, в силу чего при восстановлении Дне- прогэса все затворы были поставлены клепа- ными; эту осторожность для 1947—1948 гг. нельзя не считать излишней. На строительстве канала Москва — Волга были разработаны способы монтажа оборудо- вания, которые в общем предопределили даль- нейший путь развития этого дела: многие из этих способов стали типовыми (например, мон- таж двустворчатых ворот на шлюзах) и в на- ше время только модернизированы. Если на Волховстрое и на Свири III большую роль при монтаже играли деревянные подмости, времен- ные деревянные краны и подъемники, на мон- таже последних по времени сооружений кана- ла расход лесоматериалов был сведен до ми- нимума. Следующим крупным этапом развития мон- тажных работ надо считать Волгострой, вклю- чавший строительство Угличского и Рыбинско- го гидроузлов. Здесь впервые у треста «Гидромонтаж» по- явились 40-т вантовые стреловые краны, ис- пользованные как для укрупнительной сборки затворов, так и для монтажа шлюзовых ворот (на строительстве канала Москва—Волга наи- большая грузоподъемность подобных кр анов составляла 18 т). Такими же вантовыми кра- нами и тем же методом монтируются ворота и на современных шлюзах (рис. 1 — монтаж дву- створчатых ворот Куйбышевского шлюза). Затворы Угличской плотины, в том числе сегментные, укрупнялись на берегу на специ- альной площадке и доставлялись к месту уста- новки эксплуатационными кранами. Деревян- ные подмости на Волгострое не применялись. Сборка производилась крупными блоками ве- сом до 40 г — в пределах грузоподъемности кранов. 10—1051 Рис. 1. ДАонтаж двустворчатых ворот Куйбышевского шлюза. Обращаясь к оборудованию деривационных гидростанций, нельзя не отметить постройку в 193,9—(1940 гг. крупнейших по тому времени напорных трубопроводов Средней Азии; трубы диаметром 4,5 м были целиком собраны и сва- рены на месте из свальцованных на заводах листов. Техника сварки к этому времени серьезно усовершенствовалась. Трубы сваривались по- средством толсто обмазанных электродов мар- ки ОМб. Контроль качества швов был постав- лен на должную по тому времени высоту. Испытание, а затем многолетняя служба тру- бопроводов показали высокое качество их вы- полнения. Испытание производилось испыта- тельной станцией треста «Гидромонтаж», поль- зовавшейся тогда струнными тензометрами. Полевая мастерская для сборки и сварки монтажных звеньев была организована очень удачно и послужила прообразом для многих позднейших работ. Широко были развернуты монтажные ра- боты в послевоенный период на восстанавли- ваемых гидросооружениях, причем при орга- низации и выполнении этих работ использо- 145
вался не только накопленный до войны опыт, но и создавались совершенно новые методы работ. Особенно надо отметить размах и уме- лую организацию работ по восстановлению Днепрогэс имени В. И. Ленина, где было смон- тировано' вновь свыше 34 тыс. т конструкций (из них 28,7 тыс. т изготовленных заново). В этот объем не включено оборудование шлюза. На восстановлении Днепрогэс имени В. И. Ленина образцово было проведено укруп- нение затворов плотины на специально выде- ленной монтажной площадке; укрупнение и подача затворов под эксплуатационный кран плотины могут быть примером поточной линии на монтаже. Оригинально был решен и осуществлен спо- соб закрытия донных отверстий, пробитых в плотине при восстановлении, при помощи щи- тов-хлопушек. На шлюзе, где пришлось восстанавливать сброшенные на дно камеры двустворчатые во- рота, применили подъемку их на место после ремонта при помощи полиспастов. Удачно бы- ла также выполнена установка мостов плоти- ны и большого аванкамерного моста при по- мощи надвижек. Надо заметить, что новое оборудование Д н епро гэс б ы л о мод ер н и з ир о в ано, н апр и м ер на плотине были поставлены плоские колесные затворы более высокие, так как решено было повысить напор. Модернизации было подвергнуто оборудо- вание и других восстанавливаемых гидроузлов, например Свири III, где впервые в СССР вме- сто клепаных двустворчатых ворот на шлюзе были поставлены сварные. После войны было осуществлено важное мероприятие, направленное на улучшение ка- чества гидротехнических металлоконструкций и оборудования и на комплектность их поставки: в системе треста «Гидромонтаж» были построе- ны три специализированных завода. Специализированные заводы обязаны по- ставлять затвор комплектно со всеми механи- ческими деталями. В связи с этим отпала необходимость на монтажных площадках в неблагоприятных ус- ловиях заниматься подгонкой к затворам опор- но-ходовых частей, устройств для подвеса, де- талей для уплотнений и т. п. В табл. 3 показан выпуск конструкций спе- циализированными заводами Министерства электростанций за 5 лет и удельный их вес в общем объеме поставки со всех заводов СССР. В методах‘производства монтажных работ после войны произошел ряд сдвигов, объясняе- 146 Таблица 3» Годы Выпуск, m В % ко всему объему по- ставок в СССР всего кон- струкций в том числе гидротех- нических 1952 22 500 18 700 82 1953 29 800 24 500 94 1954 39 000 31 100 56 1955 42 400 30 200 54 1956 40 000 27 200 61 За 5 лет . . . 173 700 131 700 64 мых прежде всего масштабами работ, потребо- вавшими еще более полной механизации, чем ранее. Если грузоподъемность вантовых стреловых кранов в настоящее время осталась на преж- нем уровне (40 г), то значительно повысились (до 100 т) грузоподъемность железнодорож- ных кранов, обслуживающих вспомогательные, но весьма важные операции по подаче затво- ров, сборке их на стеллажах и т. д. (рис. 2). Эти краны, к сожалению, обычно' не обладают достаточным радиусом действия и редко могут быть использованы для собственно монтаж- ных работ, но тем не менее крайне полезны. Повысилась грузоподъемность гусеничных кра- нов, которые в отдельных случаях применяют- ся теперь на монтаже и были сравнительно мало распространены до войны. Вновь появи- лись на складах конструкций и площадках укрупнителыной сборки козловые краны, но це временные (часто деревянные), как раньше, а типовые постоянные грузоподъемностью 20— 40 т. Как показал многолетний опыт, на построй- ке гидротехнических сооружений правильный выбор способа производства монтажа прежде всего зависит от умелого использования для монтажных целей кранов общестроительного назначения и постоянных (эксплуатационных) кранов. Это положение закладывается теперь в основу проектирования организации работ. Но в отдельных случаях недостаточная грузо- подъемность строительных кранов-бетоноуклад- чиков (обычно 10 г) препятствует проведению названного принципа в чистом виде. Полный переход на сварку внес коренные изменения в послевоенные работы; клепка осталась, как исключение, при монтаже желез- нодорожных мостов и лишь некоторых затво- ров, выполненных клепаными по каким-либо особым условиям (например, работающих в, вибрационном режиме). Организация монтажной сварки является более простым делом, чем организация кле-
Рис. 2. Железнодорожный кран на выгрузке затворов. палыных работ, требует меньшего количества рабочих, но вместе с тем более квалифициро- ванного надзора за качеством и правильной технологией сварки во избежание коробления свариваемых элементов и появления трещин. Сам характер сборки изменился, сборочные болты уступили место прихватке. Появление автоматической сварки под слоем флюса на монтажных площадках в ос- новном относится к монтажу негабаритных на- порных трубопроводов, диаметр которых у нас в СССР достиг 6,5 м. В связи с внедрением этого способа изменился характер полевой ма- стерской, для которой стал обязателен неболь- шой временный крытый цех автосварки. Усовершенствование методов контроля ка- ч еств а ш вов (р ен тген о гр аф и я, г аммог р аф ир о - вание, ультразвуковая дефектоскопия) в на- стоящее время облегчило задачи контроля. Все эти методы нашли себе применение на монтаж- ных работах и специализированных заводах. Все натурные испытания трубопроводов и дру- гого оборудования уже более 10 лет произво- дятся посредством электротензометрии. Одним из серьезных изменений в методах производства монтажных работ по сравнению с довоенным является так называемый бес- щтрабный метод установки закладных частей. 10* Назвать его новым нельзя, так как он иног- да применялся уже четверть века назад, но был оставлен из-за несовершенства методов его применения и недостаточной разработан- ности технологии и контроля установки. В большом масштабе впервые после войны бесштрабная установка закладных частей бы- ла проведена на постройке Цимлянской пло- тины и сооружений Волго-Донского канала, затем на строительстве Камской ГЭС. А по- том бесштрабный монтаж стал обычным явле- нием на всех строительствах. В самое последнее время на постройке Но- восибирской ГЭС применили бесштрабную установку пр едвар ител ьно обетониров а иных закладных частей (рис. 3); несколько ранее тот же способ был осуществлен на Куйбышев- гидрострое при установке шин электрообогрева затворов плотины. Эта разновидность бес- штрабного монтажа, безусловно, перспективна, так как при предварительном ©бетонировании закладных частей в горизонтальном положении в кондукторах можно добиться большой точ- ности. Быстрому развитию бесштрабного монта- жа, б езус ло вно, сп особствов а л совр ем енн ы й способ производства бетонных работ — с эста- кад при помощи кранов-бетоноукладчиков, с 147
Рис. 3. Бесштрабная установка обетонированных закладных частей. Рис. 4. Применение телескопических кранов на строительстве Куйбышевской ГЭС. 148
установкой арматуры заранее сваренными бло- ками. Бетоноукладчики служат и для установ- ки закладных частей. Масштабы таких строительств, как Куйбы- шевгидрострой, заставили искать совершенно нового решения для /монтажа конструкций зда- ния гидростанции. Малая грузоподъемность портально-стреловых кранов бетоноукладчиков (10 г) и ограниченность зоны их действия обес- ценивали их значение для монтажа тяжелых закладных частей и затворов. Поэтому приме- нили новый тип стационарных кранов, разра- ботанный Московской проектной конторой «Гидростальпроект», так называемые телеско- пические башенные краны грузоподъемностью до 40 т, полностью покрывавшие заданную часть площади строящейся ГЭС (было уста- новлено И кранов по длине гидростанции, рис. 4). Эти краны, выдвигаемые из обоймы, заделанной в бетон, по мере возведения клад- ки обслуживали и монтажные и строительные работы. Опыт подтвердил все проектные пред- положения, краны работали с высоким коэф- фициентом использования. По-видимому, этот новый тип кранов и в дальнейшем (в том или ином исполнении) найдет применение в гидро- техническом строительстве. В проект организации монтажа затворов Куйбышевской плотины была заложена давно разработанная и уже упоминавшаяся идея о предварительной сборке всех затворов на площадке рядом с бетонной плотиной с после- дующей развозкой затворов эксплуатационны- ми кранами. В числе особенностей работы в г. Куйбышеве должно быть отмечено, во-пер- вых, применение для сборки козловых типовых кранов, во-вторых, сборка затворов попарно в вертикальном положении у заранее постав- ленных металлических рам-кондукторов. В последние годы заметно проявляется тен- денция начинать монтажные работы, не ожи- дая готовности бетонных сооружений, т. е. опе- режая строительные работы даже в тех слу- чаях, когда еще нет площадок, пригодных для укрупнительной сборки: так, например, на стр о ите л ь с тв е Г ор ьковско й гидр оэл ектр ост ан - ции козловые краны плотины были смонтиро- ваны на металлических вышках, поставленных на месте будущих бычков плотины и к моменту готовности бычков краны были уже готовы к эксплуатации. Монтаж кранов произвели 40-тонным ван- товым стреловым краном. На рис. 5 показано, как путем устройства при помощи кронштейнов площадки на узком бычке была обеспечена заблаговременная сбор- ка козловых кранов Новосибирской плотины. Рис. 5. Монтаж козлового крана на Новосибирской ГЭС. Мостовые краны машинных зданий, как правило, бывают уже готовы к работе до. по- стройки здания и подкрановых путей. Их за- ранее собирают либо на пристраиваемых к ма- шинному залу эстакадах (Усть-Каменогорская,, Новосибирская, Куйбышевская и другие гидро- станции) на проектных отметках, либо приме- няют более оригинальные способы, как, на- пример, на строительстве Цимлянской ГЭС, где краны сначала собрали на земле, на открытой площадке, затем подняли на подвижную метал- лическую эстакаду и подвезли в готовом виде к машинному зданию, как только были готовы первые панели подкрановых балок. Также заранее собираются и козловые кра- ны машинных зданий на временных эстакадах (Гор ьковск а я ГЭС). На ГЭС совмещенного типа (например^ Камской) вопрос с заблаговременным монта- жом козловых-кранов решается проще: для их сборки не надо строить эстакад, так как они подобно кранам плотин могут быть собраны на береговой площадке. 149
Рис. 6. Монтаж подкрановых балок пионерным способом. Опережение строительных работ монтажом эксплуатационных кранов дает большое пре- имущество: краны вступают в эксплуатацию немедленно по готовности подкрановых путей и могут быть сразу же использованы для мон- тажных работ. Устройство на козловых и башенных кра- нах различных вспомогательных стрел при- обрело в настоящее время особую популяр- ность: стрелы (иногда спаренные) ставятся на краны и по оси плотины (для монтажа пионерным способом, рис. 6) и сбоку—для установки, например пролетных строений пло- тинных мостов, расположенных параллельно подкрановым путям. Таким образом путем небольших и недоро- гих сравнительно добавлений эксплуатацион- ный козловый кран превращается в универ- сальный монтажный кран. Некоторые выводы Надо констатировать, что благодаря накоп- лению большого опыта и развитию механиза- ции уровень производства монтажных работ на гидротехнических строительствах довольно высок и близок' к индустриальному. Но есть еще много не полностью решенных задач и 150 прежде всего относящихся к качеству и стои- мости монтажа. Качество металлоконструкций и оборудова- ния еще требует значительного улучшения: это относится как к заводскому изготовлению, так и к монтажу — и прежде всего к монтажу ме- ханических деталей и уплотняющих устройств. Большим злом, которого подчас заводам не удается избежать при сварке затворов сложной конструкции, являются сварочные деформации, искажающие геометрические очертания затво- ров и закладных частей. Вопросам стоимости следует уделять зна- чительно больше внимания, чем уделялось до сих пор. Такие перевороты в затвор©строении, как перход на скользящие затворы с лигнофо- левыми полозьями, сразу дают очень большие цифры экономии, но нельзя ориентироваться только на капитальные конструктивные изме- нения. Даже в пределах применения обычных кон- струкций можно добиться большой экономии: во-первых, разумными компоновками без про- ектных излишеств; во-вторых, удешевлением изготовления за счет рационализации завод- ской технологии, в частности, широкого рас- пространения автоматических и полуавтомати- ческих способов газовой резки и обработки
кромок под сварку, а также самой электро- сварки. Удельный вес механической станочной обработки металла должен снижаться быстрее, чем это имеет место в настоящее время. На монтажных работах следует избегать создания всяких вспомогательных служб, в том числе громадных так называемых баз, стоящих миллионы, но плохо используемых и служа- щих иногда всего 2—3 года; надо пользовать- ся, по возможности, общими со строительства- ми базами, путями, мастерскими. Нет никакой необходимости и в создании неоправданно больших резервов строительных и монтажных механизмов, которые имеют иног- да место. Все это чрезвычайно удорожает монтажные работы. Наконец, нельзя не отметить, что до сих пор мало используется повышение механиче- ских свойств обычного материала путем тер- мической обработки, холодной вытяжки и др. Таким образом, можно достигнуть экономии металла н снижения веса конструкций в де- сятки процентов. А снижение веса влечет за собой экономию на транспорте, на монтаже и на разных вспомогательных работах. К 40-летнему юбилею Великой Октябрьской социалистической революции работники по монтажу на гидроэлектростанциях имеют серь- езные достижения. Новая отрасль промышлен- ности создана, доказательством чему служат десятки действующих гидростанций и судоход- ных сооружений, оборудованных затворами, кранами, подъемниками, напорными трубопро- водами, служащими надежно и действующими безотказно. Все это спроектировано, изготовлено и смонтировано руками советских людей, давно уже вышедших из стадии первоначальных исканий на широкую творческую дорогу. Не задерживаться на достигнутом, а идти впе- ред— вот задача на будущее.
VIII. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ МОНТАЖА ГИДРОСИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ БАРКОВСКИЙ А. М. Управляющий трестом „Спецгидроэнергомонтаж“ В дореволюционное время в нашей стране про изво дств а г и дроси лов ого обор удов ан и я не существовало, если не считать трех-четырех небольших заводов и мастерских, выпускав- ших мелкие трубины для мельниц, бумажных фабрик, лесопильных заводов и других нужд промышленности и сельского хозяйства. Про- изводство гидротурбин и гидрогенераторов для электростанций—новые отрасли машинострое- ния, зародившиеся лишь после Великой Октябрьской социалистической революции. В сравнительно короткий срок эти отрасли машиностроения вместе со всей советской тя- желой индустрией достигли такой степени раз- вития и такого технического уровня, которые позволили полностью обеспечить потребность страны в гидротурбинах и гидрогенераторах. Ведущими заводами в стране стали: по гидро- турбинам — Ленинградский металлический за- вод, а по гидрогенераторам — завод «Электро- сила» имени С. М. Кирова. На первых этапах освоения производства оба завода пользовались технической помощью иностранных фирм, которая заключалась в по- лучении проектных материалов. Однако с пер- вых же шагов изготовления новой для них про- дукции заводы не копировали заграничный опыт, а стали на путь создания самостоятель- ных конструкций. В августе 1925 г. близ ста- ницы Кочетовской на Дону был произведен пуск первой гидравлической турбины, изготов- ленной ЛМЗ по собственнылм чертежам. В мае 1926 г. на Мигеевской ГЭС близ г. Первомайска вошел в строй автоматический регулятор скорости, впервые изготовленный в Советском Союзе в мастерских ЛМЗ. В декаб- ре 1926 г. дал промышленный ток первый из четырех советских гидрогенераторов, установ- ленныхна Волховской ГЭС имени В. И. Ленина; генераторы были изготовлены заводом Элек- тросила» по чертежам советских конструк- торов. 152 Развитие методов монтажа гидросилового оборудования неразрывно связано с развитием производства гидротурбин и гидрогенераторов. Освоение промышленностью новых типов тур- бин, внедрение новых конструкций, увеличение мощности и размеров машин — все это неиз- бежно и последовательно находило отражение в методах производства монтажных работ. На- чиная с установки первых же машин советско- го производства, техника монтажа осваивалась самостоятельно без всякой иностранной по- мощи. •В силу конструктивных особенностей гидро- турбин и гидрогенераторов монтаж этого обо- рудования тесно связан с производством строи- тельных работ на гидростанциях. Поэтому на развитие методов монтажа не могли не влиять уровень строительной техники, способы и поря- док производства строительных работ. Это влияние нельзя считать односторонним: опыт отечественного гидроэнергостроительства пока- зал, что новые методы монтажа влекут значи- тельные изменения общего хода строительства на гидроэнергетических сооружениях. Почти весь довоенный период, начиная с постройки первенцев советского гидроэнерго- строительства—Волховской и Земо-Авчальской гидроэлектростанций,—характеризуется твердо установившимися традициями в отношении производства монтажных работ, общими как для нашей, так и для заграничной практики. С внедрением поворотнолопастных турбин с увеличением мощности и размеров турбин и генераторов, с изменением их конструкций не- сколько менялась монтажная технология, но сам монтаж как определенная составная часть всего комплекса работ по сооружению гидро- электростанций занимал в этом комплексе одно и то же определенное место. В то время считали, что даже первоначаль- ные работы по монтажу агрегата — установка закладных частей турбины — должны идти при
законченном (хотя бы вчерне) здании стан- ции, при наличии в машинном зале действую- щих эксплуатационных кранов. Монтаж гене- ратора шел позже со сдвигом во времени по отношению к монтажу турбины. Сборочные площади ограничивались постоянной монтаж- ной площадкой в здании станции. В этих условиях цикл монтажа гидросило- вого оборудования почти полностью входил составной частью в общий цикл строительства станции. Подавляющее большинство строившихся станций имело небольшое число агрегатов. На зарубежных многоагрегатных станциях ввод агрегатов производился обычно очередями, группами с довольно значительными интерва- лами между временем их ввода. На сооруже- ние гидростанций отводился значительно боль- ший период времени, чем это делается сейчас. Масштабы гидроэнергостроительства в нашей стране не имели того размаха, который был придан этому строительству после войны, а монтажным работам не придавали того значе- ния, которого они заслуживают; не было пред- посылок для коренного пересмотра методов производства работ. Чтобы лучше уяснить те большие измене- ния, которые в сравнительно небольшой период времени произошли в области монтажа гидро- силового оборудования, полезно обратиться к некоторым примерам прошлого. В «Вестнике Волховстроя» в 1926 г. был опубликован график монтажа агрегатов Вол- ховской ГЭС, составленный шведской фир- мой — поставщиком турбин — из расчета ра- боты в одну смену; при этом условии общий цикл монтажа всех восьми агрегатов исчислял- ся в размере 271/2 мес. При работе в две сме- ны этот цикл определился фирмой в 22 мес., а при работе в три смены — в 17 мес. Строи- тельством в плане производства работ была принята длительность монтажа 18 мес. Факти- чески же монтаж восьми агрегатов продолжал- ся около 24 мес. (VIII 1925 г. —VIII 1927 г.). Монтаж агрегатов первой очереди Земо- Авчальской ГЭС (четыре агрегата по 4 500 л. с.) был начат в апреле 1926 г. Станция введена в эксплуатацию в июне 1927 г. В 1930 г. для монтажа четырех агрегатов Нижне-Свирокой ГЭС был составлен предпо- ложительный график шведской фирмой Werkstaden Kristinchamn, поставлявшей тур- бины для этой станции. Длительность монтажа каждого агрегата (без закладных частей тур- бины и пусконаладочных работ) определялась в 5!/2 мес., а интервалы между окончанием мон- тажа агрегатов — в 3—З1 /2 мес. Фактическое время монтажа, проведенного под руковод- ством шведских специалистов в период 1933 г.— 1935 г., примерно соответствовало графику 1930 г. Длительность монтажа трех агрегатов пер- вой очереди австрийской гидроэлектростанции Иохенштейн1 (не считая монтажа закладных частей и подготовительных работ по монтажу турбин) составила: для агрегата № 1—5 мес., для агрегатов № 2 и 3 — по 47г мес. Интервалы между окон- чанием монтажа агрегатов — 3 мес. По мощности, размерам, типу турбин агре- гаты ГЭС Иохенштейн одинаковы с агрегата- ми Нижне-Свирокой ГЭС. Из приведенных вы- ше данных следует, что в отношении темпов монтажа заграничная практика осталась на том же уровне, на котором была 20—25 лет назад. В этой области в Советском Союзе произо- шли крупные изменения, которые нужно отне- сти к послевоенному периоду и главным обра- зом к периоду последних 5—6 лет. Большая программа гидроэнергостроитель- ства и директивное сокращение сроков строи- тельства привели к кардинальному пересмот- ру существовавших ранее методов монтажа. В 1949 г. были предложены и в том же году приняты к внедрению новые методы монтажа, сводившиеся к двум основным положениям: организованному совмещению монтажных ра- бот со строительными и производству монтажа широким фронтом, охватывающим одновремен- но несколько агрегатов, с применением времен- ных дополнительных монтажных площадок для укрупнения узлов турбин и генераторов. Новые методы организации монтажа позво- лили, во-первых, исключить из общего време- ни, необходимого на строительство объекта, значительную часть периода монтажных ра- бот; во-вторых, добиться рекордного сокраще- ния длительности монтажа самого агрегата и, в-третьих, получить такую интенсивность вво- да машин на мощных многоагрегатных гидро- станциях, которая не имела прецедента во всей предыдущей мировой практике. Новые методы монтажа хотя и были внед- рены в лечение всего нескольких лет, но вво- дились все же не сразу, а постепенно, с провер- кой отдельных положений на нескольких строй- ках: Верхне-Свирской ГЭС, Мингечаурской ГЭС, Цимлянской ГЭС,—вот основные этапы того пути, который привел к результатам, до- стигнутым на Камской, Куйбышевской и дру- гих гидростанциях. Наиболее показательным примером в смыс- ле эффективности новых методов работ являет- 1 Osterreichische Wasserwirtschaft, 1956, № 5/6. 153-
ся, несомненно, Куйбышевская ГЭС. График фактического ведения монтажа за период май—декабрь 1956 г. (рис. 1) показывает, что в последние 5 мес. этого года были введены в эксплуатацию девять агрегатов. Интенсив- ность ввода за этот период характеризуется интервалом в среднем около 19 дней, в декаб- ре же этот интервал был доведен в среднем до 10 дней. Таким образом, подтвердилась реальная возможность осуществления той интенсивности ввода, которая была заложена еще в проекте производства работ. Как известно, агрегат № 1 Куйбышевской ГЭС дал промышленный ток в декабре 1955 г., № 2 — в январе и № 3 — в апреле 1956 г. Спад интенсивности ввода агрегатов в первой поло- вине 1956 г. и такой же опад в первой поло- вине текущего года объясняются исключитель- но ходом строительных работ, на который зим- ние условия повлияли отрицательно. При монтаже агрегатов Горьковской ГЭС наилучшие результаты в отношении срока уста- новки одного агрегата получены на агрегате № 7. Как видно из исполнительного графика работ (рис. 2), монтаж этого агрегата — без монтажа закладных частей и пусконаладочных работ — занял всего 1 мес. 154 Эффект достижений советской техники в области монтажа гидросилового оборудования бесспорен и очевиден, если сопоставить приве- денные выше данные: с одной стороны, по Нижне-Свирской ГЭС и ГЭС Иохенштейн и по гидростанциям — Горьковской и Куйбышев- ской— с другой. При этом следует иметь в ви- ду, что размеры, мощность и вес агрегатов двух последних станций значительно больше, чем у агрегатов Нижне-Свирской ГЭС и ГЭС Иохенштейн. Новые методы работ требуют дополнитель- ных расходов по сравнению с производством работ по обычной схеме. Так, например, совме- щенный монтаж обходится примерно на 10% дороже монтажа в готовом здании. Монтаж широким фронтом вызывает в отдельных слу- чаях значительные расходы на сооружение временных монтажных площадок: на Куйбы- шевской ГЭС такая площадка представляет собой, по существу, сборочный цех, площадь которого составляет около 3 300 ж2. Однако указанное удорожание во много раз окупается эффектом, получаемым от примене- ния новых методов работ. При составлении проекта монтажных работ на Куйбышевской ГЭС было исчислено, что удорожание от сов-
Наименование работ август СРнтябръ 27 28 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 74 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 По турбине Опускание и подоеска рабочего колеса б камере — 2 Установка штанги и бала турбины с крышкой нараб. колесо 3 Монтаж крышки турбины и регулирующего кольца 4 Окончательная сборка направляющего аппарата ПТ Установка корпуса направляющего подшипника 6 Установка штанги и промежуточного вала 7 Центровка турбинных балов 8 Установка штанги — 9 Спаривание валов агрегата 10 Окончание монтажа направляющего подшипника 11 Монтаж маслоприемника комбинатора — 12 Монтаж площадок, лестниц и вспомогаю. оборудования 13 По генератору । Монтаж статора и укладка обмотки у стыков 74 Монтаж н. крестовины с подшипником и вола генератора — 15 Установка ротора, подогрев и расклиновка его обода — 16 Центровка статора и монтаж верхней крестовины 17 Монтаж нижнего подшипника 18 Установка штанги и надставки вала 19 Сборка верхнего подшипника 20 Проверка общей линии бала агрегата 21 Окончательная сборка подпятника и его ванны 22 Монтаж системы возбуждения, токоподбода и термоп — 23 Монтаж перекрытий,щитов, боздухоохлад.ибспом.оборуд. 24 По сист регулир. Монтаж и наладка узлов системы регулирования 25 Монтаж масляного трубопровода регулятора 26 Монтаж трубопровода комбинатора — ~2Т Проверка комбинаторной зависимости 28 Предпусковые наладочные работы и подготовка огр. к пуску v- Готовность * пробному пуску Рис. 2. Исполнительный график монтажа агрегатов Горьковской ГЭС в 1956 г. местного метода и стоимость временного сбо- рочного цеха в 8—Q раз перекрываются стои- мостью дополнительно выработанной за счет ускорения ввода агрегатов энергии; выявив- шаяся возможность частичного использования этого цеха для нужд постоянной эксплуатации дополнительно увеличивает указанное соотно- шение в лучшую сторону. Если ожидаемый по Куйбышевской ГЭС эффект оценить не день- гами, а экономией топлива, то такая экономия составит около 700 000 т угля. В условиях, когда недостаток электроэнергии ограничивает выпуск промышленной продукции, эффект от скоростного монтажа приобретает еще более существенное значение. В настоящее время монтаж гидросилового оборудования на мощных многоагрегатных станциях — это индустриальное производство, способное ритмично, в короткие сроки вводить на объекте один агрегат за другим. К сожале- нию, уровень индустриализации строительных работ ниже, чем монтажных, и строительная техника пока еще не может обеспечить того ритма и темпа строительства, которые позво- ляли бы полностью использовать возможности монтажного производства. Повышение уровня строительной техники, ритмичное ведение строительных работ в тече- ние всего года — это задача, которая должна быть разрешена советскими специалистами в течение ближайших лет.

СТРОИТЕЛЬСТВО ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ТЕПЛОФИКАЦИЯ

СВЕРДЛОВ П. М. Главный строитель института „Тепло электро проект* СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ Строительные конструкции, материалы и компоновка сооружений тепловых электростан- ций совершенствовались по мере развития оте- чественной строительной техники, повышения параметров технологического оборудования, разработки рациональных и экономичных тех- нологических и строительных компоновок и освоения опыта строительства и эксплуатации. Наиболее полно процесс развития и совер- шенствования строительных конструкций теп- ловых электростанций за 40 лет советской энергетики можно проследить при параллель- ном рассмотрении развития технологической и строительной компоновок электростанций и, в частности, компоновок главного корпуса. Электрические станции начального перио- да энергетического строительства (Киве нев- ская ГРЭС, первая очередь; Горьковская ГЭС, первая очередь и др.) комплектовались агре- гатами малой мощности, с низкими парамет- рами пара, слоевым способом сжигания топли- ва и упрощенной механизацией топливоподачи. Компоновка таких станций характерна пер- пендикулярным расположениям котельной и машинного зала. Строительные конструкции этих станций были преимущественно бескаркасные, с мас- сивными несущими кирпичными стенами и мо- нолитными железобетонными, реже металли- ческими покрытиями. Подача топлива в котельную шахтными подъемниками и слоевое сжигание исключали необходимость сооружения эстакад топливопо- дачи и большой емкости бункеров в котельной. В такой же мере упрощено осуществлялись конструкции других сооружений станции, коли- чество которых к тому же было весьма малым. С 1928—1930 гг., с ростом мощности агре- гатов и станции в целом и началом строитель- ства большого числа крупных районных элек- тростанций (Зуевская ГРЭС, Днепродзержин- ская ГРЭС, Средне-Уральская ГРЭС и др.), широкое распространение получили компонов- ки, предусматривающие пылевидное сжигание топлива и установку тягодутьевого оборудова- ния в верхних частях главного корпуса. Характерным для этих компоновок было' наличие высокой многоэтажной насосной эта- жерки между машинным залом и котельной и бункерной этажерки снаружи котельной, в ко- торой размещалось оборудование пылеприго- товления и еравнителыно большой емкости бун- керы для пыли и сырого угля (рис. 1). Конструкции здания выполнялись каркас- ные, в монолитном железобетоне с кирпичны- ми наружными и внутренними стенами. Большая высота многоэтажной насосной эт а ж ерк и, н ас ы щенн о й обо рудов а ни ем боль- шого веса, в том числе дымососами, вентиля- торами и дымовыми трубами на верхних от- метках насосной, требовала выполнения тяже- лых и громоздких строительных конструкций, трудоемкость изготовления которых усугубля- лась выполнением их в монолитном железобе- тоне с установкой коренных лесов и слабой механизацией арматурных и бетонных работ. Сооружения топливоподачи — дробильное здание, разгрузочное устройство, эстакады топ- ливоподачи — выполнялись также в монолит- ном железобетоне с кирпичными стенами. Аналогичные конструкции и материалы при- менялись для других вспомогательных зданий и сооружений — щитов управления, распреде- лительных устройств, химводоочистки. Стремление разместить тяжелое оборудова- ние с динамическими нагрузками на нулевых отметках и обеспечить более удобные условия размещения оборудования, учитывая повыше- ние требований по очистке дымовых газов и высоте дымовых труб, привели в последующем к • компоновке по разрывному варианту (рис. 2). Однако эта компоновка увеличила объем главного здания и расход материалов на его 159’
Рис. 1. Компоновка главного корпуса, предусматривающая тягодутьевое оборудо- вание в верхних частях главного корпуса. траты в строительстве и всемерно ускорить ввод мощностей, был разработан новый тип компоновки, примени- тельно к требованиям особых условий, отлич- ный от всех (ранее при- менявшихся (рис. 4). Бункерная и деаэра- торная были совмеще- ны и расположены меж- ду машинным залом и котельной. Конструк- ции каркаса котла ис- пользованы для опира- ния ограждающих кон- струкций котельной. Распределительное уст- р ойство генер атор ного напряжения и собствен- ных нужд совмещены в одной пристройке вдоль фасада машинного за- ла. констр укци и, у дл ин ил а техно л огически е ком- муникации между котельной и машинным за- лом, не упростив при этом сколь-либо суще- ственно строительные конструкции. При разработке в предвоенные годы типо- вых компоновок электростанций средней мощ- ности взамен «разрывного варианта» была при- нята «сомкнутая» компоновка с расположением в едином здании машинного зала, деаэратор- ной, котельной и бункерной (рис. 3). Вспомо- гательные здания сохраняли предыдущие ре- шения строительных конструкций — кирпичные стены и монолитные железобетонные перекры- тия и покрытия. Описанными компоновками и типами конструкций завершается довоенный Такая компоновка вдвое сократила кубатуру главного корпуса, на 30% снизила стоимость и значительно' сокра- тила сроки строительства. Принципиальная схема этой компоновки в последующем была использована в компонов- ках послевоенного периода и, по существу, со- хранилась и в компоновках современных круп- ных тепловых электростанций. В послевоенный период наряду с больши- ми работами по восстановлению разрушенных войной электростанций было начато строитель- ство большого числа крупных электростанций с агрегатами большой мощности и высокими п ар ам етр а м и пара. Объем эн ергети ческого строительства и стандартизация оборудования Рис. 2. Компоновка главного корпуса по разрывному варианту. 160
позволили разработать и широко внедрить в строительство типовые компоновки и проекты, применение которых обеспечило использование в строительстве наиболее экономичных и эф- фективных строительных конструкций. Компоновка главного корпуса электростан- ций с расположением сомкнутой бункерно- деаэраторной между машинным залом и ко- тельной (рис. 5), принятая для современных большую повторяемость строительных кон- струкций и индустриальные условия их изго- товления и монтажа. Наибольшая четкость и простота достигаются в конструкциях крупных конденсационных электростанций с блочной схемой компоновки котел—турбина, позволяю- щей ограничиться одной бункерной этажеркой между машинным залом и котельной (рис. 6). Существенно уменьшается при этом и объем электростанций, — наиболее простая и четкая по строительным конструкциям. Единый шаг несущего каркаса, унификация Рис. 4. Компоновка главного корпуса с совмещенным бункерно-деаэраторным помещением. 11-1051 161
Рис. 5. Компоновка главного кор- пуса с сомкнутым размещением бун- стр отельных конструкций. Снижение кубату- ры и расхода материалов может быть допол- нительно получено за счет применения так на- зываемой полуоткрытой котельной, при кото- рой совмещается конструкция котельной и каркаса котла, принятая для южных районов. Показатели удельной кубатуры главного корпуса на единицу установленной мощности для различных компоновок видны из табл. 1. Таблица 1 Наряду с компоновками и конструкциями главного корпуса совершенствовались принци- пы компоновки и конструкции сооружений топ- ливоподачи, электрической части и вспомога- тельных зданий и сооружений тепловых элек- тростанций. За счет объединения отдельных зданий — мастерских, складов, бытовых помещений, и расположения большого числа оборудования на открытом воздухе — золоуловителей, дымо- сосов, пылевых циклонов, отстойников, сни- жены объемы зданий, достигнута компактность генерального плана' и соответственно умень- шена- длина коммуникаций — технологических и санитарно-технических. Однако существенным недостатком кон- струкций зданий и сооружений, в том числе и отдельных типов главных корпусов, являлось 162 большое разнообразие их габаритов и схем не- сущих конструкций. Этот недостаток, менее ощутимый при выполнении зданий с монолит- ными железобетонными конструкциями и кир- пичными стенами, создает серьезные препят- ствия применению индустриальных условий строительства с широким внедрением завод- ских деталей и элементов, сборных железобе- тонных конструкций и стальных каркасов за- водской поставки. Выполнение конструкций зданий и сооруже- ний из сборных элементов, в том числе желе- зобетонных, предъявляет безусловное требова- ние максимальной унификации габаритов зда- ний — пролетов, шага колонн, высот этажей и расчетных нагрузок на строительные кон- струкции. Учет этих требований при технологической компоновке и пересмотр ранее применявшихся схем и принципов размещения оборудования позволили скомпоновать преобладающее число зданий и сооружений, исходя из модульных размеров: пролетов — кратных 3 м, шага ко- лонн— кратного 6 м и высот — кратных 0,6 м, В их числе главные корпуса, щиты управления, распределительные устройства, химводоочи- стки, угледробилки, разгрузочные устройства, здание вагоноопрокидывателя, галереи транс- портеров, вспомогательный корпус. Такая унификация позволяет для сооружае- мых в настоящее время тепловых электростан- ций, независимо от типа и мощности, приме- нять единые унифицированные общестроитель- ные конструкции и детали заводского и поли- гонного изготовления — стеновые, кровельные, междуэтажные, включая конструкции и эле- менты каркасов зданий. Для конструкций открытых распределитель- ных устройств, тепловых сетей, каналов и тун-
нел-ей для подземных коммуникаций унифика- ция предусматривает 'повторяемость однотип- ных конструкций для различных, весьма раз- нообразных по технологии, условий и, в частно- сти, прокладка подземных сетей в объединен- ных коллекторах унифицированных сечений. Строительные конструкции и материалы Оборудование электростанции по габари- там и весу требует для его установки несущих конструкций из материалов высокой прочно- сти — железобетона и стали. Недостаток металла в начальный период индустриализации народного хозяйства СССР ограничивал применение стальных конструкций для каркасов зданий и перекрытий и послед- ние повсеместно выполнялись из монолитного железобетона, включая покрытия главного корпуса значительных пролетов. Весьма эффективное использование арма- туры в качестве несущих каркасов (рис. 7) для возведения железобетонных конструкций без лесов было широко применено Теплоэлектро- проектом в строительстве тепловых электро- станций. Арматура рам в виде решетчатого каркаса, к которому крепится опалубка, до мо- мента твердения бетона воспринимает нагруз- ку от свежеуложенного бетона и освобождает от устройства лесов и поддерживающих опа- лубку конструкций. Помимо того, несущие арматурные каркасы позволяют заготовлять арматурно-опалубочные укрупненные блоки на стороне, устанавливать их в готовом виде на месте в необходимом объеме, вплоть до полной высоты здания, а укладку бетона ве- сти в любое удобное для строительства время. Использование несущих арматурных карка- сов в строительстве тепловых электростанций для самых разнообразных конструкций — кар- касов, покрытий, фундаментов под оборудова- ние, эстакад топлив оно дачи, мостов — показа- ло высокую их эффективность и явилось одним из крупных этапов индустриализации энерге- тического стр оител ьств а. Применительно к конструкции несущих арматурных каркасов был разработан сорта- мент сечений железобетонных элементов, обес- печивающий унификацию и большую оборачи- ваемость опалубочных щитов. Наряду с железобетонными конструкциями, уже в период первых пятилеток, имели место отдельные случаи выполнения каркасов глав- ных корпусов в металле, а в дальнейшем, вплоть до недавнего времени, в металле соору- жались главные корпуса преобладающего чис- ла крупных тепловых электростанций. Пред- ставляет в связи с этим интерес существенный прогресс в этой области проектирования. До 1937—494'0 гг. стальные каркасы главных кор- пусов выполнялись либо целиком клепаными, либо сварными с монтажными соединениями на заклепках. Расход металла на 1 ж3 здания составлял 20—24 кг!м3 для целиком клепаных каркасов и 14—15 кг/м3 для сварных каркасов с монтажными клепаными узлами. Стремление упростить конструкции монтаж- ных узлов и, в частности, упразднить монтаж- ную клепку, привело к созданию, наряду с же- сткой схемой рам бункерной и деаэраторной, схемы с шарнирными узлами на болтах. Такая схема, однако, оказалась неудачной как по условиям жесткости здания, так и по расходу 11* 163
Рис. 7. Несущие арматурные каркасы по- перечных конструкций главных корпусов электростанций с раздельными рамами бункерного и деаэраторного отделений. стали. Опыт широкого 'применения монтажной сварки в период восстановления разрушенных металлических конструкций, в том числе кле- паных, позволил предложить использование монтажной сварки для узлов каркаса и разра- ботать на этой основе новый тип цельносвар- ного стального каркаса. Основными преимуще- ствами цельносварного каркаса являются: упрощение изготовления за счет отсутствия дыр и соединительных элементов, облегчение и ускорение монтажа за счет отказа от монтаж- ной клепки, повышение жесткости зданий и экономия до 6—8% стали. Сварной рамный узел снижает расход стали на узел с 1 000 кг № 150 кг. Расход стали на 1 ж3 здания при цельносварном каркасе снизился до 10— 11 кг!я?. В таком виде, начиная с 1949 г., вы- полнялись и выполняются стальные каркасы в типовых проектах, которые осуществлены на многочисленных построенных электростанциях. Снижение удельного расхода стали за период 1937—1957 гг. с 23 кг/м? до 10—11 кг/м3 обес- печило значительную экономию стали в строи- тельстве. Дополнительная экономия стали в настоящее время достигается за счет приме- нения низколегированной стали и осуществле- ния комбинированных конструкций — стально- го рамного каркаса и крупных сборных желе- зобетонных панелей для перекрытий, покрытий и стен. 164 Сборный железобетон для элементов по- крытий, перекрытий, стеновых конструкций, ка- налов, туннелей находил применение в боль- шинстве сооружаемых объектов тепловых элек- тростанций в течение всего послевоенного пе- риода. В частности, впервые в практике строи- тельства Советского Союза для стен зданий, в том числе главного корпуса, крупные желе- зобетонные панели были применены на строи- тельстве Саровской и Верхне-Тагильской ГРЭС, армопенобетонные панели на строительстве Ворошиловградской ГРЭС, крупные шлакобе- тонные блоки на строительстве Ленинградской ТЭЦ и Томь-Усинской ГРЭС. Эти конструкции затем нашли самое широкое применение. На этих же и других объектах применены сборные железобетонные кровельные панели, плиты междуэтажных перекрытий и сборные каналы и туннели. Однако объем применения сборных железобетонных конструкций к моменту реше- ния ЦК КПСС и Совета Министров СССР о внедрении сборного железобетона составлял 8—10% общего объема железобетона и не включал основных конструкций зданий. Впер- вые в 1953—1955 гг. Теплоэлектропроектом в содружестве с Севэнергостроем был запроек- тирован и сооружен главный корпус в сборном железобетоне для Кировской ТЭЦ в Ленингра- де. Опыт строительства Кировской ТЭЦ, про- веденная Теплоэлектропроектом унификация
габаритов всех здании и сооружений площад- ки, экспериментальные и проектные работы по выявлению рациональных типов конструкций и узлов их соединений позволили к настоящему времени выполнить в проектах и осуществлять в натуре преобладающее число зданий и со- оружений, включая главный корпус в сборном железобетоне, и довести объем его применения до 40—45% общего объема железобетона. Су- щественным при этом является использование для всех сооружений однотипных унифициро- ванных конструкций — кровельных панелей, стеновых панелей и блоков, панелей между- этажных перекрытий, фундаментных и обвя- зочных балок, перемычек, лестничных маршей, настилов, блоков каналов и туннелей, для ко- торых Теплоэлектропроектом разработаны со- ответствующие нормали. Наиболее показательным в отношении при- менения новых решений зданий и сооружений в сборном железобетоне является осуществляе- мое в настоящее время строительство Симфе- ропольской ГРЭС. В сборном железобетоне со- оружаются также Прибалтийская ГРЭС, Ва- силевическая ГРЭС и ряд других. В проектах, наряду с обычными, применены сборные на- пряженно армированные конструкции —фер- мы, кровельные панели, и ригели рам с использованием последующего натяжения для создания жестких узлов, без последую- щего замоноличивания или сварки закладных деталей. Снижение веса конструкций и расхода ма- териалов достигнуто за счет применения высо- ких марок бетона 300—400, высокопрочной низколегированной стали для арматуры, дву- тавровых сечений. Экономия стали при этом достигает 2'8—35 % • По степени сборности и трудозатратам на монтаже каркас в сборном железобетоне, соби- раемый ив 6—9 тыс. элементов, примерно 40 типоразмеров, приближается к стальному каркасу. Сборный железобетон уже в настоящее вре- мя применяется также для гидротехнических конструкций тепловых электростанций — обли- цовки каналов, плит-оболочек и каналов тех- нического водоснабжения. Пример выполнения в сборном железобетоне сбросных водоводов больших сечений показан на рис. 8. Достижения в проектировании и строитель- стве тепловых электростанций —применение новых типов компоновки, эффективных конст- рукций и материалов, индустриальных методов строительства и монтажа—позволили снизить общую и удельную стоимость строительства. Средняя удельная стоимость одного уста- Рис. 8. Сборный железобетонный канал сечением 3,0 у 3,0 м для сброса циркуляционной воды. (Звенья еще не омоноличены между собой в сплошной канал.) новленного киловатта на тепловых электро- станциях по годам характеризуется следующи- ми данными: 1951 г..................... 1 450 руб/кет 1952 г.................... 1 400 1953 г. . ................. 1 320 1954 г.................... 1 320 1955 г.....................1 230 1956 г.................... 1 000 Н аибол е е су щественн ым и м ероп ри яти ям и, снижающими стоимость строительства электро- станций, является укрупнение единичной мощ- ности агрегатов и мощности всей станции в целом. Так, например, увеличение единичной мощности турбин вдвое снижает стоимость од- ного установленного киловатта на 10%, а уд- воение производительности котлов снижает стоимость на 20% на 1 т/ч, производительности. В целом по станции капитальные затраты сни- жаются на 7—8%. При одних и тех же агрегатах увеличение мощности электростанции в целом также су- щественно снижает стоимость, что видно из следующих показателей для ГРЭС с турбина- ми ПВД-150. Мощность, Стоимость, тыс. кет руб/кет 300 1 000 600 900 900 820 1 200 760 1 800 700 Предстоящий объем энергетического строи- тельства позволит в еще большей степени со- вершенствовать строительные конструкции теп- ловых электростанций и повысить технический уровень строительства.
ГРАНИК Г. Б. Заместитель глазного инженера М. Ф. института „Оргэнергострой" РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ Тепловые электростанции, ввиду возможно- сти наиболее быстрого ввода мощности на них получили в Советском Союзе широкое разви- тие и являются основным источником электро- снабжения народного хозяйства страны. Развитие тепловых электростанций сопро- вождалось непрерывным увеличением конечной их мощности и единичной мощности агрега- тов и повышением рабочих параметров пара и экономичности установки в целом. Наряду с этими изменениями непрерывно совершенствовались методы сооружения и про- изводства строительных и монтажных работ. Рассмотрим основные пути, по которым шло это развитие. Общая организация работ Начало развития строительства тепловых электростанций характерно тем, что проекти- рование и сооружение их велось очередями. Так, например, электростанция мощностью в 100—200 тыс. квт строилась в четыре — пять очередей и между ними имели место длитель- ные разрывы. Такой порядок приводил к нарушению про- изводственной технологии, невозможности ор- ганизации потока строительства главного зда- ния и монтажа основного технологического оборудования. В послевоенный период мощность тепловых электростанций стала быстро расти. Это тре- бовало из мен ен и я су ществов авш его п ор я дк а производства работ. Накопленный опыт строительства, осущест- вление многих усовершенствований в органи- зации работ и применение более совершенных средств механизации позволили сократить про- 166 должителыность строительства электростанций. Но из-за того, что практика сооружения по очередям сохранялась, они строились долго. В табл. 1 приводятся фактические сроки строительства некоторых крупных тепловых электростанций, введенных в действие в пятой пятилетке. Таблица 1 Наименование э тектростанций Мощность первой очереди, тыс. квт Продолжи- тельность строитель- ства, .мес. Мощность первой +вто- рой очередей, тыс. квт Продолжительн. строи- тельства первой—второй очередей, мес. до пуска первого агрегата до ввода первой очереди j ГРЭС № 1 310 45 63 410 75 ГРЭС № 2 300 42 50 400 58 ГРЭС № 3 300 40 49 400 54 ГРЭС № 4 300 37 46 400 49 Эти данные указывают на чрезмерную об- щую длительность строительства тепловых электростанций, обусловленную прежде всего проектированием и строительством станций по очередям. Между тем по Ворошиловградской ГРЭС, сооружаемой без разбивки на очереди, общая продолжительность строительства составила 60 месяцев. Это показывает, что одним из основных ус- ловий технического прогресса в строительстве тепловых электростанций являются проектиро- вание электростанций на полную конечную мощность, определяемую условиями водоснаб- жения и топливоснабжения, возведение основ- ных и вспомогательных цехов на полную ко- нечную мощность станции.
Важным мероприятием, способствовавшим резкому повышению культуры строительства и общему улучшению организации работ, яви- лись разработка и внедрение проектов орга- низации работ, в основу которых были поло- жены следующие принципы: а) организация поточного ведения строи- тельных и монтажных работ с максимальным совмещением их по времени; б) внедрение индустриальных методов и конструкций; в) максимальная механизация трудоемких работ; г) разработка технологического процесса строительных и монтажных работ с внедрени- ем технологических карт. Проектом организации работ решались все основные вопросы подготовительного периода и организации строительной базы. В качестве примера первого опыта соору- жения тепловой электростанции согласно ука- занным положениям можно привести строи- тельство Щекинской ГРЭС, начатой сооруже- нием в 1947 г. На строительстве главного корпуса этой ГРЭС земляные работы по котловану главно- го корпуса выполнялись в два захвата методом гидромеханизации с последующей зачисткой бульдозером. При этом была осуществлена полная выемка грунта по всему котловану. После окончания земляных р-абот на первой захватке было начато сооружение железобе- тонных фундаментов и конструкций подземно- го хозяйства главного здания, а затем про- изводились обратная засыпка и устройство черных полов. К монтажу несущих металлоконструкций было приступлено только после завершения устройства черных полов в пределах первой за- хватки. Монтаж металлоконструкций, строительные работы по надземной части главного здания и монтаж технологического оборудования ве- лись поточным методом. При этом удалось осуществить максималь- ное совмещение по времени строительных и монтажных работ, внести максимальную по то- му времени индустриалыность в производство работ. Для монтажа надземных конструкций главного здания и части технологического обо- рудования впервые были- применены башенные краны БК-25-48 грузоподъемностью в 25 т. На этом строительстве нашли широкое при- менение технологические карты на производ- ство всех основных видов строительных и монтажных работ. Новые методы производства работ позво- лили резко сократить по тому врекмени сроки строительства. Опыт строительства Щекинской ГРЭС был распространен на строительство всех крупных тепловых электростанций и получил дальней- шее усов ер ш ен ст в ов ан и е. В послевоенный период в состав ПОР в ка- честве основного документа по организации строительной площадки была включена разра- ботка строительного генерального плана (стройгенплана). В проекте стройгенплана предусматрива- лись: организация строительной базы, вклю- чающей в себя весь комплекс необходимых подсобных цехов и сборочных площадок с подъездными и внутриплощадочными автомо- бильными ц железными дорогами; организа- ция складского хозяйства; прокладка подзем- ных и надземных временных коммуникаций, снабжение строительной площадки водой, теплом и электроэнергией. Внедрение стройгенпланов на строитель- ствах тепловых электростанций позволило по- высить обшую культуру на площадке, правиль- но организовать грузопотоки материалов и оборудования, разделить зоны подготовитель- ных, монтажных и строительных работ, значи- тельно повысить степень механизации подсоб- ных и погрузочно-разгрузочных работ. Вместе с тем организация крупных строй- баз на строительных площадках вызывала большой дополнительный объем строительных работ, удлиняла сроки подготовительного пе- риода и могла быть оправдана только на пер- воначальном этапе развития строительства теп- ловых электростанций. В дальнейшем, по мере роста количества и мощности строящихся электростанций, выяви- лась целесообразность организации постоянных районных производственных предприятий тер- риториальных трестов по производству изде- лий и полуфабрикатов. За последние годы такие предприятия были созданы во многих районах Советского Союза, что позволило на ряде строительств резко со- кратить объем производственной базы, исклю- чив из ее состава цеха и мастерские по дере- вообработке, изготовлению стеновых материа- лов, сборного железобетона, а также цехи по капитальному ремонту механизмов, изготовле- нию металлоконструкций, котельно-вспомога- тельного оборудования и трубопроводов. Дальнейшее развитие территориальных районных производственных предприятий по- зволит свести к минимуму сооружение на строительной площадке временных подсобных сооружений. 167
Большое место в организации стройпло- щадки должны занять инвентарные, сборно- разборные и передвижные установки. В настоящее время таких установок внедре- но весьма малое количество. Подавляющее большинство установок и цехов строится не временного, а постоянного типа с большим ко- личеством монолитных и подземных конструк- ций. Сюда относятся, например, бетонораствор- ные и известегасильные хозяйства, механи- ческие и арматурные мастерские, склады и ряд других временных сооружений. Разработка и внедрение сборно-разборных, инвентарных и передвижных временных соору- жений позволят резко сократить сроки созда- ния строительной базы, а следовательно, и сроки сооружения станций. Земляные работы В довоенные годы в связи с. недостатком землеройных машин, значительный объем зем- ляных работ на строительстве тепловых элек- тростанций производился вручную. В послевоенный период строительства теп- ловых электростанций получили большое ко- личество мощных экск аваторов, бульдозеров, тракторных скреперов и автосамосвалов, в ре- зультате чего общая и комплексная механиза- ция земляных работ резко возросла (рис. 1). Наряду с разработкой земляных масс экс- каваторами, скреперами, бульдозерами в после- военные годы применялись и другие эффектив- ные способы производства земляных работ. Так, на строительствах Сталиногорской и Щекинской ГРЭС с большим экономическим эф фекто м б ыл а пр им енен а гидром ех аниз а ция для намыва дамб золоотвала и плотины водо- хранилища, а также на разработке котлованов главного здания, водоподводящего канала и других сооружений. Нужно сказать, что этот способ производ- ства земляных работ недооценивается на строительствах тепловых электростанций, вместе с тем в ряде случаев он может ока- заться весьма экономичным. Кроме этого на строительстве тепловых электростанций применялись массовые взры- вы на выброс больших земляных масс. Так, на водохранилище Щекинской ГРЭС был осуществлен массовый взрыв единовременным зарядом в 1 100 т взрывчатки, с выбросом грунта в количестве 220 000 м3. Аналогичный взрыв был успешно осуществ- лен при сооружении сбросного канала на Не- светайГРЭС. Рис. 1. График роста механизации земляных работ. За последние 10—12 лет строители успешно освоили производство земляных работ в зим- нее время. Для этой цели разработано и внед- рено много различных устройств и приспособ- лений. На строительстве тепловых электростанций наибольшее применение получили паровой и электрический подогревы мерзлого грунта, рыхление мерзлого слоя взрывами и механи- ческой клин-бабой. Этим создана возможность бесперебойного ведения работ в зимнее время. Производство земляных работ всегда силь- но усложнялось в условиях наличия грунтовых вод. Применявшийся поверхностный водоотлив из котлованов зачастую не давал нужных ре- зультатов, приводил к разжижению грунта — резкому усложнению работ по бетонированию' оснований под сооружения, а следовательно, к удлинению сроков исполнения работ и их удорожанию. В последние годы весьма эффективно при- м е ня ется о св о ен н ы й сов етоким и эн ергостр о и - телями метод глубинного водопонижения. На рис. 2 приведен пример сооружения фундамента турбогенератора мощностью 50 тыс. квт в условиях действующей станции с применением одноярусной водопонизительной установки. Практика сооружения таких объектов теп- ловой электростанции, как береговые насосные, водосливы гидроузлов, разгрузочные устрой- ства топливоподачи и др., дает примеры при- менения двух- и трехъярусных схем водопони- жения с понижением уровня грунтовых вод до 1-0—45 м. Глубинное водопонижение упрощает, уде- шевляет и ускоряет производство земляных работ. 168
I Рис. 2. Схема водопонижения в котловане фундамента под турбогенератор, строящийся в условиях дейст- вующей электростанции. / — вихревой насос производительностью 60 м3!ч\ 2 — сборный коллектор; 3 — шарнирное соединение иглофильтра с коллектором\ 4—иглофильтры; 5 и 6—задвижки. Бетонные и железобетонные работы В довоенные годы на строительствах тепло- вых электро-станций бетонные и железобетон- ные работы в основном велись вручную. Опалубка и леса для ее крепления изго- тавливались на месте. Арматура также вязалась на месте из от- дельных стержней. Подача бетона к месту укладки осуществ- лялась по горизонтали одноколесными тачка- ми, а по вертикали — кранами-укосинами или щах топ од ъ емник ам и. Загрузка заполнителей и цемента в бетоно- мешалки, равно как укладка и уплотнение бе- тона, осуществлялась только вручную. Учитывая, что монолитные бетонные и же- лезобетонные конструкции широко применя^- лись во всех зданиях и сооружениях тепловой электростанции и что от темпов их сооружения зависели темпы всех остальных видов работ и в конечном счете сроки ввода мощностей, уско- рению производства этих работ с -самого нача- ла уделялось большое внимание. Технология железобетона требует последо- вательного выполнения ряда операций: устрой- 169
-ства лесов, установки опалубки, заготовки, хютадовки и вязки арматуры, укладки бетона. Эти операции 'настолько регламентируют сроки (производства железобетонных работ, что зачастую, несмотря на наличие всех возможно- стей но материальным ресурсам и рабочей си- ле, ускорить их производство не представляет- ся возможным даже при предельном насыще- нии каждого процесса рабочей силой и при переходе на круглосуточную работу. Кроме того, время на производство этих ра- бот увеличивается обычно принятой последо- вательностью возведения отдельных конструк- тивных элементов. Так, например, при соору- жении фундаментов под турбогенераторы сна- чала выполняется подземная часть их, а затем уже начинается цикл работ по сооружению надземной части фундамента. Требование об ускорении производства же- лезобетонных работ внесло изменение в ука- занную технологическую схему и, в первую очередь, за счет максимального расширения фронта работ. Коллектив строителей Челябинской ТЭЦ еще в 1942—1943 гг. нашел весьма эффектив- ный способ расширения фронта работ. Леса, опалубка и арматура для верхней ча- сти фундамента (от отметки 0,2 до отметки + 8,45) заготовлялись на стороне в виде цель- ного крупного армоопалубочного блока, уста- навливаемого в последующем на забетониро- ванную нижнюю часть фундамента. В качестве тягового механизма были при- менены 10-т электролебедка и соответствую- щий полиспаст. Скорость передвижки блока составляла 6 м/ч. Вся работа по передвижке была выполнена за 15 ч. Предложенный метод сооружения фунда- ментов вдвое сократил сроки их осуществле- ния, так как одновременно с выполнением ниж- ней части фундамента изготавливались армо- опалубочные блоки верхней его части. При сжатых сроках производства железо- бетонных работ по сооружению главных зда- ний ГРЭС приходилось зачастую пользоваться коренными лесами, несмотря на то, что они ме- нее экономичны по сравнению с поэтажными. Устройство коренных лесов постепенным наращиванием стоек требует большой затраты труда и времени. Даже при наличии достаточ- ного количества квалифицированных плотни- ков на возведение коренных лесов для таких объектов, как бункерная и деаэраторная эта- жерки, требовалось не менее 40—45 дней. В ре- зультате поисков других более эффективных 170 способов устройства лесов на строительствах Челябинской ТЭЦ и Средне-Уральской ГРЭС для сооружения бункерной и деаэраторной этажерок в 1943 г. были применены блочные, рамные коренные леса. Собранная на всю про- ектную высоту (26 м) в горизонтальном поло- жении рама устанавливалась в вертикальное положение при помощи ручных лебедок. Сооружение надземного железобетонного каркаса деаэраторной при объеме железобе- тона в 1 400 м3 было выполнено за 40 дней, причем на заготовке, сборке и установке рам были ис п о л ьз о в а н ы м ал окв ал иф ицир ов а н н ы е плотники и ученики ФЗО. По м им о сокр а щен и я сроков пр оивво дств а работ, применение рамных лесов дало эконо- мию в рабочей силе около 24% по сравнению с устройством лесов постепенным наращива- нием стоек. Следующим шагом в совершенствовании технологии сооружения монолитных железобе- тонных конструкций ГРЭС является примене- ние каркасно-жесткой арматуры, позволяющей: а) отказаться от устройства коренных ле- сов и снизить расход лесоматериалов до 60% по сравнению с затратами леса при возведении сооружения с применением гибкой арматуры; б) достигнуть большего совмещения строи- тельных и монтажных работ, учитывая возмож- ность нагружать конструкции сразу после окончания бетонирования; в) сократить сроки работ за счет предвари- тельного укрупнения блоков каркасно-несущей арматуры; г) полностью механизировать работы по из- готовлению, транспортировке и монтажу арма- турных блоков; д) включить в состав арматурных блоков опалубку. По этому способу в 1948 г. была построена на строительстве Сталиногорской ГРЭС де- аэраторная этажерка и в 1949 г. на строитель- стве Щекинской ГРЭС — дробильный корпус, разгрузустройство и ряд других сооружений. Этот способ производства монолитных же- лезобетонных конструкций применяется широко и в настоящее время, все время совершен- ствуясь. Так, надземная часть фундаментов турбо- генератора Ворошиловпрадской ГРЭС мощ- ностью 100 Мет была запроектирована из 65 каркасно-жестких арматурных блоков, причем наибольший вес блока был принят в 3 т. С целью сокращения трудозатрат и повы- шения индустриальности работ на сборочной площадке было произведено укрупнение мел- ких блоков в четырех жестких каркаса с наи- большим весом блока в 20 т. На рис. 3 пред-
Рис. 3. Хвостовая часть укрупненного блока фундамента под турбогенератор (100 тыс. квт). ставлена хвостовая часть укрупненного блока фундамента турбогенератора. Недостатком применения каркасно-жесткой арматуры является увеличение расхода метал- ла примерно на 10—'15%. В последнее время на объектах тепловых электростанций начинают применять вместо де- ревянной и металлической опалубки железо- б е тон н ы е пл иты -оболочк и. Так, на строительстве Старобешевской ГРЭС железобетонные конструкции подземной части береговой насосной выполняются в арма- турных блоках с .применением плит-оболочек (рис. 4). Этот .метод в практике строительства тепло- вых электростанций должен найти широкое применение, так как, помимо повышения инду- стриальное™ работ, он дает существенную эко- номию в лесе. За последние годы непрерывно совершен- ствуются методы укладки бетона на базе ком- плексной механизации, уровень которой на тепловых электростанциях достиг уже 88— 90%. Исключительно большое значение для уско- рения строительства тепловых электростанций имели разработка и внедрение в производство различных способов ведения бетонных работ в зимних условиях. Применение в широких масштабах метода термоса, термоактивной опалубки, паропрогре- ва, штыревого и струнного электропрогрева со- здало условия для ведения бетонных работ при любых отрицательных температурах. Индустриализация строительства и внедрение сборного железобетона До выхода постановления Совета Минист- ров СССР и ЦК КПСС от 19 августа 1954 г. «О развитии производства сборных железобе- тонных конструкций и деталей для строи- тельств» применение сборного железобетона в строительстве тепловых электростанций бы- ло чрезвычайно ограничено, причем сборный железобетон использовался главным образом в виде балок и мелкоразмерных плит кровель- ных перекрытий для части промышленных объектов. За последние годы применение сборного железобетона при сооружении промышленных объектов резко увеличилось, и сборный желе- 171
Рис. 4. Общий вид строительства береговой насосной Старобешевской ГРЭС. зобетон применяется при сооружении фунда- ментов и несущих конструкций зданий вспо- могательных цехов электростанций, порталов открытых подстанций, междуэтажных и кро- вельных перекрытий, бункеров котельных, сбросных и трубопроводных каналов и в ряде других конструкций. Первый опыт применения сборного желе- зобетона в каркасе главного корпуса тепловой электростанции был осуществлен в 1956 г. на строительстве Кировской ТЭЦ (рис. 5). Если в проектах ГРЭС в 1953 г. на 1 млн. руб. строительно-монтажных работ приходи- лось 40 ж3 сборного железобетона, то в 1955 г. на 1 млн. руб. строительно-монтажных работ его приходилось 86 ж3, а в 4956 г.— 101 м3. Важнейшей задачей в деле дальнейшего производства сборного железобетона наряду с развитием производственных мощностей яв- ляется внедрение напряженно-армированных высокомарочных железобетонных изделий и конструкций, а также применение быстротвер- деющих бетонов. До последнего времени стеновое заполне- ние промышленных объектов тепловых элек- тростанций осуществлялось в кирпиче или в мелких шлакоблоках, с последующей внут- ренней и в большинстве случаев наружной штукатуркой. 172 За последние годы было применено круп- нопанельное заполнение из армопенобетонных плит на строительстве Ворошиловградской ГРЭС, из железобетонных трехслойных пане- лей на Верхне-Тагильской ГРЭС и из круп- ных офактуренных шлакоблоков — на ТЭЦ № 16 Мосэнерго. В табл. 2 приводятся подсчеты технико- экономических показателей для различных типов стенового заполнения, произведенные по проектным и нормативным данным. Из этой таблицы видно-, что по расходу стали наиболее экономичным является шлако- блочное заполнение, а по трудозатратам — любое крупнопанельное заполнение дает сни- жение против кирпичной кладам в 4—5 раз.. Особый интерес представляет собой соору- жаемая в настоящее время Симферопольская ГРЭС (рис. 6), в проекте которой применено максимальное, на данном этапе, количество элементов из сборного железобетона. Фунда- менты, несущие конструкции и стеновое запол- нение ряда сооружений, в том числе и глав- ного корпуса, выполнены полностью сборными. Анализ опыта строительства Симферопольской ГРЭС позволит сделать необходимые выводы в вопросе внедрения сборного железобетона в сооружениях мощных тепловых электростан- ций.
Рис. 5. Общий вид работ по главному корпусу Кировской ТЭЦ в процессе строительства. Широкое распространение на строительстве тепловых электростанций получили блочный, совмещенный и поточный методы ведения ра- бот. Блочный метод заключается в том, что от- дельные детали предварительно собираются в крупные блоки на укрупнительной площад- ке, а затем подаются на монтаж. В строитель- ных конструкциях вес блока определяется гру- зоподъемностью основного монтажного меха- низма. Применяемые в настоящее время на строительствах башенные краны БК-405 поз- воляют укрупнять блоки весом до 40 т. Целесообразность дальнейшего увеличения веса блоков, безусловно, повлечет за собой соответствующий рост грузоподъемности ос- новных монтажных механизмов. Блочный. метод ведения работ дает значи- тельное снижение трудозатрат и сокращение сроков возведения основных сооружений. Так, по данным монтажных организаций, на мон- таж 1 т металлоконструкций главного здания россыпью затрачивается от 3 до 7 чел-дней, а на монтаж 1 т металлоконструкций, собран- ных предварительно в блоки — от 1,5 до 3 чел- дней с учетом трудозатрат на сборку блоков. Блочный метод ведения строительных ра- бот за последнее время получает свое даль- нейшее развитие в связи с применением круп- нопанельного стенового заполнения, крупно- размерных плит перекрытий и предваритель- ной сборки в блоки отдельных элементов сборного железобетона. 173
Таблица 2 Этот метод нашел применение на большом Наименование показателей Трехслойные железобетон- ные панели Армопено- бетонные панели Крупнораз- мерные шлакоблоки Кирпичная кладка Толщина стены, м . . . . 0,3 0,3 0,5 0,51 Расход материалов: на 1 м2, площади, м3: а) железобетон 0,1 0,06 б) пенобетон = 800 кг/м3) .... — 0,27 — в) шлакобетон (у— = 1 400 /сг/ОиЗ) , . . , — —. 0,5 —. г) шлаковата 0,27 — — — Расход стали, кг\ а) фахверк каркаса . . . —. — 3,02 12,6 б) арматура и закладные части 16,35 12,0 2,38 2,0 Всего стали . . . 16,35 12,0 5,40 14,6 Вес 1 м2 стены, кг . . 336 309 703 867 Трудозатраты на строи- тельной площадке, чел-дни на 1 м2 стены. . 0,21 0,30 0,251 1,24 Стоимость 1 м2 стены в деле, руб 217,74 136,0 150,08 160,70 количестве строительств тепловых электростан- ций и дал значительное сокращение общей пр одолжите льност и стр оптельств а. Поточные методы производства строитель- ных и монтажных работ за последние годы нашли широкое применение при сооружении промышленных объектов тепловых электро- станций. Требуя особо четкой организации произ- водства, поточные методы обеспечивают рит- мичное ведение работ, резкое сокращение сро- ков строительства и монтажа, повышение ка- чества выполненных работ, рост производи- тельности труда и улучшение использования механизмов. Благодаря внедрению поточного метода ве- дения работ в 1955 г. на Приднепровской ГРЭС были введены в эксплуатацию три тур- богенератора мощностью по 100 тыс. квт и шесть котлоагрегатов производительностью по 230 т/ч. Новые прогрессивные методы производст- ва работ, внедрение комплексной механизации, развитие специализированных организаций Совмещенный метод производства работ привели к значительному повышению произво- дительности труда в послевоенный период. Рис. 6. Поперечный разрез главного корпуса Симферопольской ГРЭС. 174
Рис. 7. График роста годовой выработки ОД1 ого списоч- ного рабочего в строительстве. На рис. 7 приведен график роста фактиче- ской годовой выработки одного списочного ра- бочего на строительствах тепловых электро- станций. Важным фактором, способствующим даль- нейшему повышению производительности тру- да, будет являться внедрение автоматизации и дистанционного управления отдельными ме- ханизмами и процессами, что позволит резко сократить количество обслуживающего персо- нала. Так, внедрение автоматизации и дистан- ционного управления механизации бетонного хозяйства позволит уменьшить в 2—3 раза ко- личество обслуживающего персонала. Директивами XX съезда КПСС предусма- тривается в качестве первоочередной задачи в области промышленности — обеспечение опе- режающих темпов строительства электростан- ций с увеличением общей мощности тепловых электростанций за пятилетие примерно в 2,2 раза. Нет сомнений в том, что накопленный за 40 лет опыт, непрерывное совершенствование методов и способов производства помогут со- ветским энергостроителям выполнить постав-i ленные перед ними задачи.
винницкий д. я. Начальник монтажного отдела М. Ф. Института „Оргэнергострой“ МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ В крупных успехах развитая энергетики! Советского Союза большую роль сыграли теп- ломонтажные’ организации, обеспечивающие из года в год наращивание мощностей тепло- вых электростанций. Мощность тепловых электростанций в СССР достигла в 1956 г. 34,4 млн. кет. Первые тепловые электростанции, постро- енные в СССР, были оснащены в основном оборудованием зарубежного изготовления, ко- торое монтировалось с привлечением большого количества шефинженеров и монтеров ино- странных фирм не только по котлам и турби- нам, но и по насосам, испарителям, трубопро- водам, мельницам и другому вспомогательно- му оборудованию, а также по выполнению об- муровочных работ. Развитие заводов энергетического машино- строения позволило уже после 1932 г. в основ- ном обеспечить строящиеся тепловые электро- станции отечественным энергетическим обору- дованием. Для выполнения монтажа тепломеханиче- ского оборудования на электростанциях еще в 1924—1927 гг. были созданы специализиро- ванные организации. Первые монтажные организации появились в организованно'М в 1924 г. акционерном об- ществе «Тепло и сила» (в дальнейшем трест того же названия). В 1930 г. было создано Союзное объеди- нение котлотурбинной промышленности «Кот- лотурбина», куда вошли все монтажные орга- низации. Впоследствии монтажные огранизации бы- ли выделены в специализированный монтаж- но-технический трест по монтажу тепломеха- нического оборудования (МТТ) с предприя- тиями в крупных городах Советского Союза. После образования в 1939 г. Народного комиссариата электростанций СССР монтаж- ные организации вошли в Главэнергострой. 176 В настоящее время монтажные организации охватили все промышленные районы Советско- го Союза, имея свои тресты и управления в Москве, Ленинграде, Свердловске, Харько- ве, Киеве, Новосибирске, Иркутске, Куйбы- шеве, Хабаровске, Алма-Ате и Баку, которые представляют собой крупные и хорошо осна- щенные предприятия с высококвалифицирован- ными кадрами рабочих и инженерно-техниче- ских работников. В состав монтажных предприятий входят специализированные заводы, осуществляющие централизованное изготовление котельно-вспо- могательного оборудования, трубопроводов, монтажных механизмов. Монтажные организации совместно с заво- дами-изготовителями и наладочными группами проводили творческую кропотливую работу по ликвидации конструктивных недостатков ново- го котельного и турбинного оборудования. Для характеристики роста монтажных ор- ганизаций за последние 10 лет могут служить показатели по вводу новых мощностей, выпол- нению объема строительно-монтажных работ и выработке, приведенных в табл. 1. Таблица 1 Годы Введено мощностей Выполнен объем строи- тельно-мон- тажных работ, млн. руб. Головая выработка на 1 рабочего, тыс. руб.* паровых турбин, тыс. квпг паровых котлов, т)ч 1947 462,3 4 560 186,4 14,7 1948 78’4,0 5612 201,7 14,3 1949 876,9 7 461 273,6 13,2 1950 1085,3 6 728 371,0 17,4 1951 19^7,0 13 357 386,6 21,0 1952 2002,1 13 425 557,6 26,7 1953 2179,1 17 456 617,9 28,1 1954 3054,4 18 859 709,4 30,2 1955 2692,4 24 331 846,8 33,0 1956 2677,2 20 046 959,5 36,0 1957 (план) 2847,2 21 073 932,5 37,4 * По данным Главпромэнергомонтажа.
Монтажные организации Министерства электростанций осуществляют также большие работы по монтажу оборудования на значи- тельном количестве промышленных электро- станций, заводских теплоцентралей предприя- тий вс^х отраслей промышленности. Рис. 1. Динамика ежегодного ввода паровых котлов на тепловых электростанциях монтажными организаци- ями МЭС. S — общий ввод котлов; 2 — ввод котлов на электростанциях МЭС; 3 — ввод котлов на промышленных электростанциях. На рис. 1 и 2 представлена динамика еже- годного ввода котлов и турбин как на про- мышленных тепловых электростанциях, так и на электростанциях МЭС. В дни Великой Отечественной войны мон- тажники в короткие сроки организовали и про- вели демонтаж особо ценного энергетического оборудования из эвакуированных районов и переброску его на Урал и в Сибирь. Для восстановления котельного оборудова- ния на Челябинской ТЭЦ, Красногорской ТЭЦ и на ряде других строящихся электростанций пришлось доизготовить от 60 до 80% недо- стающих деталей, необходимых для установки агрегатов на новом месте. Для большинства котельных агрегатов удалось использовать только барабаны, коллекторы и частично труб- ную часть. На монтажных площадках пол- ностью изготовлялись каркасы, трубы поверх- ностей нагрева, змеевики водяных экономай- зеров и пароперегревателей, воздухоподогре- ватели, горелки, внутрибарабанные устройст- ва, а также вспомогательное оборудование — циклоны, сепараторы, золоуловители, деаэра- Рис. 2. Динамика ежегодного ввода новых турбинных мощностей на тепловых электростанциях монтажными организациями МЭС. / — общий ввод на тепловых электростанциях; 2 — ввод на элек- тростанциях МЭС; <3 — ввод на промышленных электростанциях. торы, пылегазовоздухопроводы и трубопро- воды. Монтажным организациям также приходи- лось проектировать и разрабатывать рабочие чертежи по недостающему оборудованию, для чего были созданы специальные проектные группы на монтажных площадках. Одновременно на монтаже разрабатыва- лись механизмы для изготовления недостаю- щего оборудования и для производства мон- тажных работ. Особенно следует отметить коллектив мон- тажников Красногорской ТЭЦ, который по собственной инициативе в 1943—1944 гг. спро- ектировал и изготовил пять прямоточных кот- лов системы Рамзина производительностью 200 т/ч на давление 35 ата и температуре пара 425° С. Такие же два котла изготовил По- дольский завод имени Орджоникидзе. Все эти котлы смонтированы на Уральских эле ктр оста н циях. Таким образом, монтажные организации ликвидировали разрыв, образовавшийся в свя- зи с отсутствием котельных заводов, успешно организовали изготовление котельного обору- дования и трубопроводов на месте монтажа и обеспечили ввод новых мощностей на электро- станциях. 12—1051 177
Используя опыт восстановления оборудова- ния в восточных районах страны, монтажники вслед за освобождением Советской Армией городов, развернули энергичную деятельность по восстановлению энергетического оборудова- ния, разрушенного врагом. С большой творческой инициативой и на- ходчивостью монтажники решили вопросы восстановления взорванных котельных агрега- тов. Так, например, используя отдельные обе- чайки одного барабана и уцелевшие днища другого барабана, вновь создавали сварной барабан для восстанавливаемого котла. На многих электростанциях многобарабанные кот- лы превращались в одно- или двухбарабанные котлы. Трубная часть агрегата, как правило, ре- конструировалась, монтировалось новое вну- трибарабанное устройство с контурами много- ступенчатого испарения, грануляторы были заменены холодными воронками, устанавли- вались новые горелки и котел вступал в дей- ствие с лучшими теплотехническими показате- лями, чем он имел раньше до восстановления. Так, вновь были введены в действие ко- тельные агрегаты многих южных электростан- ций. Следующими крупными этапами в работе монтажных организаций были осуществление реконструкции и восстановления демонтиро- ванного оборудования высокого давления не- посредственно на монтажных площадках, монтаж и пуск этого оборудования. В процессе реконструкции котельных агре- гатов силами и средствами монтажных орга- низаций был проделан большей объем работ по изготовлению новых экранов, пароперегре- вателей и других поверхностей нагрева, • кар- касных конструкций и трубопроводов. Одновременно проводились доукомплекто- вание агрегатов недостающими деталями, ре- монт и восстановление паровых турбин, насо- сов и другого вспомогательного котельного и турбинного оборудования. В процессе монтажа и пуска котельных и турбинных агрегатов были ликвидированы многочисленные недостатки этого оборудова- ния, имеющиеся при эксплуатации его на прежнем месте работы. При этом следует отметить работу специ- ально созданного для этой цели Конструктор- ского бюро и ряда проектных организаций мон- тажных трестов, которые провели конструк- торские работы по коренной реконструкции демонтированных котлов высокого давления, приспосабливая их к условиям сжигания топ- лив разных районов Советского Союза, значи- тельно повышая к. п. д. этих котлов, превра- 178 щая их в современные, вполне надежные и отвечающие последним требованиям эксплуа- тации агрегаты. Непрерывный рост производительности тру- да монтажников стал возможным в результа- те внедрения новых методов работ, лучшей организации монтажной площадки, а также применения средств малой механизации вза- мен ручного труда. В первые годы для получения ацетилена применялись переносные газогенераторы, а кислород для резки и сварки подносился к месту работы в баллонах. Эти работы вы- полнялись вручную и увеличивали трубозатра- ты на монтаж. В настояще время на всех мон- тажных площадках сооружается центральная ацетиленовая установка производительностью от 3 до 20 м?11ч с разводкой трубопроводов газа к основным участкам сборки и монтажа. Снабжение монтажного участка кислоро- дом в зависимости от объема монтажных ра- бот осуществляется также централизованно от кислородного завода производительностью 30 м3/ч или путем завоза кислородных балло- нов и устройства раздаточной рампы. Для холодной гибки труб диаметром от 38 до 108 мм изготовлены специальные трубоги- бочные станки дорнового типа. Для гнутья труб больших диаметров при- меняются механизированные трубогибочные площадки, оборудованные механизмами для подъема и укладки труб и электролебедками для гнутья нагретых труб. Подача песка в трубу производится ков- шовым элеватором через бункер, а уплотнение песка в трубе — пневматическими молотками или вибраторами. На некоторых монтажных площадках применяются специальные станки с гидропрессом для холодного гнутья труб диаметром от 433 до 426 мм. Для обрезки труб и подготовки фасок под сварку применяются специальные механиче- ские переносные станки резцового типа, для зачистки концов труб и трубных гнезд под вальцовку — разные механизированные при- способления. Торцовые фрезы используются для выравнивания высоты колокольчиков труб после вальцовки. Вместо ручных прессов для производства гидравлического испытания котлов, сосудов и трубопроводов применяются приводные гид- равлические насосы давлением до 400 ата. Подъем всех грузов на монтажной площад- ке производится механизированным способом. Широкое применение находит пневматика на всех видах монтажных работ: для провер- ки чистоты труб — прокатка шарами, для
привода машинок при вальцовке труб, для работы пескоструйных аппаратов и др. Сжатый воздух подается от центральной компрессорной по трубопроводам к месту по- требления. Площадки для изготовления металлокон- струкций и нестандартного оборудования ме- ханизированы грузоподъемными средствами, листогибочными вальцами, комбинированны- ми пресс-ножницами для резки листа толщи- ной до 15 мм, сверлильными станками, газо- режущими полуавтоматами, электросварочны- ми автоматами типаТС-17 и шланговыми полу- автоматами ПШ-5 для сварки под слоем флюса. Техническая оснащенность тепловых элек- тростанций росла 'из года в год. Заводы до- революционной России выпускали котлы про- изводительностью до 20 т пара в час на ма- ксимальное давление до 18 ата и температуру до 325° С. С развитием тепловой электростанции не- прерывно повышались параметры пара, про- изводительность котлов, совершенствовались их конструкции. Турбинная мощность тепловых электро- станций также развивалась очень быстро. Первая турбина мощностью 24 тыс. кет была установлена в 1927 г. Послевоенный период строительства тепло- вых электростанций характеризуется широким внедрением оборудования высоких параметров с давлением пара перед турбиной 90 ата и температурой 500° С. На крупных электростанциях были уста- новлены мощные турбины в 100 тыс. кет каж- дая с двумя барабанными или прямоточными котлами производительностью по 230 т пара в час. В 1952 г. советские энергомашиностроите- ли освоили производство турбогенераторов мощностью 150 тыс. кет и котлов на 240 т/ч на сверхвысокие параметры пара 170 ата и 550° С с промежуточным перегревом пара. Монтажники Мосэнергомонтажа качествен- но провели монтаж уникального оборудова- ния на сверхвысокие параметры и обеспечили в течение 1953—Ю56 гг. ввод трех турбогене- раторов по 150 тыс. кет и шести котлов про- изводительностью по 240 т/ч на Черепетской ГРЭС. Производительность вновь вводимых ко- тельных агрегатов из года в год росла, и если в 1947 г. средняя производительность котла составляла 81 т/ч, то уже в 1956 г. она повы- силась более чем в 2 раза'и составляет для электростанций МЭС в среднем 177 т/ч (табл. 2): 12* Табл иjx а 2 Г оды Среднегодовые мощности введенных агрегатов Паровые турбины, тыс. кет Паровые котлы, т)ч 1947 16,8 81 1948 24,1 83 1949 21,8 105 1950 28,0 103 1951 27,7 121 1952 30,8 134 1953 36,8 154 1954 35,9 169 1955 33,9 172 1956 43,0 177’ Наращивание новых мощностей шло глав'- ным образом за счет агрегатов высокого дав- ления (рис. 3), удельный вес установленного оборудования высокого давления к концу 1956 г. составляет 56,9%. Из введенных в 1956 г. новых агрегатов.* на тепловых электростанциях на долю высоко- го давления приходится 95% всей введенной мощности. До войны монтаж тепломеханического обо- рудования в основном выполнялся отдельны- ми элементами и деталями в том виде, в ка- ком они поступали на монтажную площадку с завода-изготовителя. Последовательность монтажа обусловли- валась технологическим процессом сборки и установки деталей агрегата на готовом фун- даменте. Такой порядок производства работ не поз- волил широко использовать современные гру- зоподъемные механизмы и вынуждал монтаж- ников применять множество разных грузо- подъемных средств — лебедок, талей, шевров, мачт и др.—для подъема отдельных деталей на монтируемый агрегат. Ограниченность площадок и фундаментов, где концентрировалось большое количества монтируемого оборудования, создавала не- удобство в работе и снижала производитель- ность труда рабочих, а необходимость устрой- ства коренных монтажных лесов удорожала стоимость работ. Проведение работ на высоте в неудобных и опасных положениях, а также необходимость выполнения многочисленных такелажных опе- раций удлиняли сроки монтажа агрегата и приводили к значительным трудовым затра- там времени. Первые опыты организации блочного мон- тажа каркасов и частично экранов котлов были сделаны еще в предвоенные годы,, но они не получили широкого распространения. В во- енные годы на строительствах Урала и в пер7 179
Годы Рис. 3. Рост мощностей тепловых электростанций МЭС (млн. квт) за 20 лет. 1 — общая мощность электростанций; 2 — мощность установок высокого давления в % к общей мощности. вую очередь на Челябинской ТЭЦ был раз- работан и применен в большом масштабе крупноблочный способ сборки котельных агре- гатов при широкой механизации трудоемких процессов монтажа. На специально оборудо- ванных сборочных площадках были собраны в крупные блоки каркас с лестницами и пло- щадками, экраны топки, водяные экономайзе- ры, пароперегреватели, воздухоподогреватели, пылегазовоздуховоды, пылепроводы, циклоны, сепараторы, мельницы и другое вспомогатель- ное оборудование. Отдельные блоки были об- муррваны на сборочной площадке. Метод блочного монтажа оборудования внес коренные изменения в технологию мон- тажа и дал возможность: 1) вести параллельно с возведением фун- даментов под оборудование работы по сборке деталей в блоки; 2) осуществлять одновременную сборку в блоки разных узлов агрегата каркаса, поверх- ностей нагрева, трубопроводов, механизмов и др-;, 3) широко применять механизацию работ на сборочных площадках и этим значительно облегчить труд рабочих; hd 4) повысить качество сборочных и свароч- ных работ, проводя их в нормальных условиях на сборочных площадках; 5) обеспечить безопасность работы за счет перенесения выполнения трудоемких операций с высоты на уровень земли; 6) сократить расход вспомогательных ма- териалов, особенно леса, для сооружения ко- ренных лесов и подмостей, так как для про- изводства работ используются основные пло- щадки и лестницы агрегата, включенные в со- став блоков каркаса; 7) значительно сократить трудозатраты, необходимые для сборки >и установки обору- дования и их стоимость; 8) применить поточный метод сборки и монтажа агрегатов; 9) обеспечить после установки первых бло- ков фронт для выполнения обмуровочных ра- бот по котлу и изоляционным работам, по га- зопроводам и трубопроводам; ilO) резко сократить сроки монтажа агре- гатов. Основным показателем блочного монтажа был принят коэффициент блочности, состав- ляющий отношение веса собранных блоков к общему весу агрегата. Прогрессивный метод монтажа оборудова- ния блоками стал применяться повсеместно При монтаже котельного, турбинного и вспо- могательного оборудования на строительст- вах тепловых электростанций и в процессе дальнейшего развития обогащался и совершен- ствовался и стал ведущим методом в техно- логии монтажных работ. В настоящее время благодаря преимуще- ствам блочного монтажа котлоагрегатов до- стигнуты следующие показатели: Длительность монтажа котлоагрегатов со- кратилась в 2—3 раза. Трудозатраты на монтаж (включая сборку блоков) снизились на 30—35%. Стоимость монтажа удешевляется на 25— 30% за счет сокращения расхода вспомога- тельных материалов, уменьшения количества рабочих, занятых на монтаже, и сокращения сроков производства работ. Дальнейшее развитие блочного метода мон- тажа было связано с организацией заводско- го изготовления и поставки готовых блоков котлоагрегата. В 1953 г. силами монтажных организаций был изготовлен и смонтирован первый блоч- ный котел производительностью 90 т/ч на дав- ление 70 ата, проект которого был разработан особым конструкторским бюро. Монтаж этого котла весом в 470 т занял всего 24 рабочих дня, т. е. снизил обычные
сроки выполнения работ в 8 раза, а трудоза- траты на монтаже были сокращены в 2,5 раза. По этому котлу на заводе было собрано 35 блоков с коэффициентом блочности 95%. На монтажной площадке в блоки были уложены плиты обмуровки в размере 60% от общего количества обмуровки. В 1954 г. был пущен второй аналогичный котел. Опыт создания первых блочных котлов ис- пользован для разработки проектов серийных котлов производительностью 75, 170,230 г пара в час повышенного и высокого давлений, ко- торые уже поставляются котлостроительными заводами для вновь строящихся электростан- ций. В настоящее время на разных станциях ус- тановлено более 10 блочных котлов произво- дительностью по 75 т/ч и на строительстве Ворошиловградской ГРЭС восемь блочных котлов производительностью по 230 т/ч. Обобщение опыта монтажа блочных котлов позволит еще шире внедрить в практику мон- тажа заводскую блочную поставку основного вспомогательного оборудования. Методы монтажа технологического обору- дования электростанций все больше развива- ются в направлении дальнейшего развития блочности. На современных передовых монта- жах коэффициент блочности барабанных и прямоточных котлов доведен до 90%, для блочных котлов — до 93% и монтаже турбо- генераторов— до 80%. Технология блочного монтажа трубопроводов и вспомогательного оборудования нуждается в дальнейшем совер- шенствовании; так, например, коэффициент блочности при монтаже трубопроводов состав- ляет всего 55%, по вспомогательному обору- дованию— 30—40%, по КВО и нестандартно- му оборудованию — 50—60 %. В условиях блочного монтажа котельного оборудования оказалось, что для выполнения обмуровки котла требуется много времени и этим тормозится возможность дальнейшего со- кращения продолжительности монтажа агре- гата. В котлах старых типов обмуровка не была связана с конструкцией котлов и представляла собой вертикальные стены значительной тол- щины, опирающиеся на фундамент. С приме- нением экранированных топок и увеличением единичных мощностей агрегатов обмуровка стала органической частью котла и выполня- ется облегченного типа с опиранием на каркас котла. Вес материалов, необходимых для об- муровки крупного котла, составляет в настоя- щее время 60—65% веса металлической части котла. Для ускорения производства обмуровоч- ных работ монтажники еще в военные годы на строительстве Челябинской ТЭЦ начали обмуровывать блоки на сборочной площадке, укладывая в них до 35% веса обмуровочных материалов и этим сокращая время для выпол- нения работ на монтируемом котле. Однако этот опыт не получил дальнейшего развития до 1952 г., когда монтажные орга- низации вновь вернулись к методу обмуровки блоков на сборочной площадке. Применение огнеупорного бетона для гори- зонтальных и потолочных перекрытий вместо специальных огнеупорных фасонных кирпичей расширило возможность выполнения обмуро- вочных работ на сборочной площадке. В настоящее время на многих монтажных площадках производится обмуровка блоков шлаковой шахты, щитов холодной воронки, наклонных щитов, топочой камеры, щитов во- дяного экономайзера, в результате чего до 40% общего объема обмуровочных работ за- благовременно выполняется на сборочных площадках, что сокращает трудозатраты и продолжительность обмуровочных работ. При- менение натрубной обмуровки в современных конструкциях мощных котлов в 3—4 раза сни- жает вес обмуровки и трудоемкость выполне- ния этих работ. Разработка рецептуры и внедрения газоне- проницаемой обмазки позволяет отказаться от применения стальной обшивки, что дополни- тельно снижает трудозатраты, на монтаж аг- регатов. Крупноблочная сборка узлов оборудования и их монтаж предопределяют необходимость применения соответствующих грузоподъемных механизмов как на сборочной площадке, так и на месте установки. На сборочных площадках за последние 15 лет были применены разные механизмы для сборки самых блоков и для погрузки их на транспортные средства. Наиболее широкое применение получили козловые краны грузо- подъемностью 20 т пролетом 20 или 32 м, (рис. 4). Этими кранами оснащены все основные строительства электростанций, где они исполь- зуются не только на сборочных площадках, но и для комплексной механизации погрузо- разгрузочных работ на складах оборудования и материалов. Для блочного монтажа оборудования должны быть в первую очередь использованы постоянные эксплуатационные грузоподъемные средства — мостовые краны в машинном зале, насосной, дымососной и других цехах. 181
Рис. 4. Площадка для сборки блоков на строительстве ГРЭС. В котельной ввиду отсутствия постоянного механизма для возможности подъема блоков потребовалась установка специальных грузо- подъемных средств. В первые годы осущест- вления блочного монтажа в качестве таких средств применялись монтажные стрелы, вантовые деррики, специальные Г-образные краны и козловые краны большой высоты и грузоподъемности. Мостовые краны в котель- ной были применены еще в 1931 г. для монта- жа барабанных котлов новой ТЭЦ Краматор- ского завода в Донбассе и в 1938 г. — для монтажа прямоточных котлов на ТЭЦ Горь- ковского автозавода. Блочный монтаж котлов был выполнен мостовым краном грузоподъем- ностью в 55 т в 11945 г. на Дубровской ГРЭС. Проведенное сравнение показателей рабо- ты мостового крана с другими средствами ме- ханизации монтажных работ в котельной по- казало его преимущество по всем технико-эко- номическим показателям при условии одновре- менной установки не менее трех котлов. В настоящее время все вновь сооружаемые котельные с котлами производительностью 120 т/ч и выше оборудуются мостовыми кра- нами грузоподъемностью 30 г, При этом на крупных электростанциях устанавливаются 182 два крана, при помощи которых осуществля- ется крупноблочный монтаж котлов. После завершения монтажа один кран демонтирует- ся, а второй остается для обслуживания ре- монтов при эксплуатации. Стоимость такелажных работ, проводимых мостовыми кранами, снижена на 30% против тех же работ, выполняемых другими грузо- подъемными механизмами. Для блочного монтажа котельного обору- дования на расширяемых станциях и для мон- тажа котлов производительностью ниже 1120 т/ч применяются модернизированные Г-об- разные краны грузоподъемностью 25 т, и при невозможности использования этих кра- нов— монтажные стрелы. За последние годы многие котлы были с успехом смонтированы также при помощи башенных кранов грузо- подъемностью 25 и 40 г, используемых одно- временно для монтажа строительных конструк- ций главных корпусов электростанций. Козловые краны грузоподъемностью 70 и 50 т были применены для блочного монтажа котлов на шести крупных электростанциях при отсутствии перекрытия здания котельной и по- казали себя вполне надежными механизмами для выполнения монтажных работ.
Сооружение полуоткрытых котельных на ряде крупнейших тепловых электростанций выдвигает вновь козловые краны в качестве основных механизмов по монтажу котлоагре- гатов. Для каждого котельного агрегата в про- цессе монтажа приходится изготовлять пыле- газовоздуховоды и нестандартное оборудова- ние, вес которых составляет более 30% веса самого котла, такое же количество разных конструкций и трубопроводов низкого давле- ния вынуждены изготовлять и для турбинных агрегатов. Для этой цели на каждой монтаж- ной площадке сооружаются специальные ма- стерские с механическим и сварочным обору- дованиеми подъемными устройствами. В по- следнее время ряд монтажных организаций изготавливают централизовано пылегазовозду- ховоды, нестандартное оборудование и трубо- проводы на своих заводах. Практика перевоз- ки готовых изделий подтвердила возможность погрузки на железнодорожные платформы коробов сечением до 2—3 м2 в собранном ви- де, а коробов больших размеров отдельными стенками с загрузкой платформы не менее 40—45% их грузоподъемности, т. е. выше за- грузки вагонов при перевозке котельного обо- рудования. В настоящеее время разработаны между- ведомственные нормали на трубопроводы и пылегазовоздухопроводы, которые обеспечи- вают единые конструктивные и технологиче- ские решения и поэтому создают наилучшие условия для организации централизованного изготовления этих изделий. Централизация изготовления пылегазовоз- духоводов и трубопроводов дает возможность отказаться от строительства временных ма- стерских, индустриализировать монтажные ра- боты с сокращением числа рабочих, а на за- водах при изготовлении перечисленного обо- рудования — резко снизить трудозатраты за счет механизации работ по резке, гнутью и сварке. Это обеспечивает также существенную экономию металла благодаря более рацио- нальному подбору и раскрою профилей. Централизованное изготовление вспомога- тельного оборудования на заводах является важнейшим мероприятием по росту произво- дительности труда на монтажных работах, удешевлению стоимости и улучшению качест- ва этих изделий. Большой опыт, накопленный монтажными организациями по монтажу котлов и турбин самых различных типов и конструкций, поз- волил в короткий срок преодолеть ряд трудно- стей, возникших при освоении монтажа котлов и турбин высокого давления отечественного изготовления и создать надежные агрегаты для наших электростанций. Новое оборудование, которое изготовля- лось из легированных сталей и имело новые конструктивные и технологические решения, потребовало другого качественного подхода к вопросам монтажа и в первую очередь к сварке. В установках высокого давления сварка является основным способом соединения эле- ментов котла и трубопроводов, вытеснившим в значительной мере фланцевые соединения в трубопроводах и вальцовочные соединения в трубах поверхностей нагрева. Особенности сварки труб высокого давления из легирован- ных сталей перлитного и аустенитного классов потребовали от монтажных организаций про- ведения большой экспериментальной и иссле- довательской работы по разработке техноло- гии и режимов сварки й термообработки для выработки технических условий и инструкций, обеспечивающих высокое качество сварного соединения. С первых дней существования монтажные организации начали внедрять газовую и элек- тродуговую сварку. Для сварки всех ответст- венных соединений , в частности трубопрово- дов и труб поверхностей нагрева, применялась газовая сварка. Электродуговой сваркой выполнялись со- единения на разных второстепенных конструк- циях. Сварка проводилась меловыми электро- дами. Только с появлением качественных электро- дов значительно расширилась область приме- нения электродуговой сварки, и в настоящее время сварочные работы при монтаже тепло- механического оборудования занимают веду- щее место в общем объеме работ. Количество сварщиков на монтажной пло- щадке составляет 15—18% общего количест- ва рабочих. Большой объем сварки и высокие требова- ния к качеству сварных соединений заставля- ют обращать особое внимание на рациональ- ную организацию сварочных работ и соблюде- ние технологии сварки. Основным видом сварки в монтажных ус- ловиях является ручная электродуговая свар- ка, которая применяется для сварки любых изделий во всех пространственных положени- ях шва. Опыт монтажных организаций за последние годы показал, что по производительности тру- да, по расходам материалов, а также по каче- ству сварного соединения — во всех случаях, когда толщина стенки труб выше 3 мм, более целесообразно применять электродуговую 183
сварку. Только в неудобных для сварки мес- тах и для труб малых диаметров следует при- менять газовую сварку. Качество сварного соединения в большой степени зависит от качества сборки деталей, и поэтому особое внимание необходимо обра- щать на правильность формы и размеров со- прягаемых концов труб и точность их обра- ботки под сварку. Для обеспечения полного провара шва при сварке труб диаметром свыше 100 мм приме- няются подкладные кольца, которые одновре- менно обеспечивают центровку свариваемых труб. Особенность работы сварщиков в монтаж- ных условиях, когда требуется вести сварку шва во всех . пространственных положениях, потребовала разработки специальной техноло- гии выполнения многослойных швов. При сварке легированых труб с толщиной стенки свыше 10 мм применяется предвари- тельный и сопутствующий подогрев до тем- пературы 200—300° С. Для снятия напряже- ний, предупреждения образования трещин и изменения структуры шва и прилегающей зо- ны используется термическая обработка свар- ных стыков. Разработаны специальные печи для термообработки монтажных стыков тру- бопроводов после их сварки. Термическая обработка сварных соедине- ний трубопроводов производится для марок перлитных сталей при температурах от 600 до 930° С в зависимости от вида термообработки. Установлен специальный режим выдержки и охлаждения стыка после термообработки. Контроль качества сварных соединений осуществляется следующими способами: спектральным анализом (стилоскопом) проверяется наличие в стали легирующих при- месей, хрома, молибдена, никеля, ванадия, вольфрама и титана; внешним осмотром для выявления внешних дефектов сварки; механическими испытаниями образцов сварки на растяжение для определения угла загиба и на ударную вязкость; металлографическими исследованиями для определения макроструктуры и микрострукту- ры сварного шва и переходной зоны; просвечиванием гамма-лучами для про- верки качества сварных соединений без раз- рушения изделия и для обнаружения дефектов шва; трещин, шлаковых включений, газовых пор, непроваров и других мискроскопических дефектов; гидравлическим испытанием , для проверки прочности и плотности сварных соединений. 184 В последнее время монтажные организа- ции начали применять ультразвуковые аппа- раты для проверки отсутствия дефектов в свар- ном соединении. Во всех монтажных организациях созданы сварочные лаборатории, которые ведут кон- троль за качеством сварки ответственных объектов, проводят все испытания по кон- трольным образцам, гамма-просвечиванию и стилоскопированию, подготавливают дипломи- рованных сварщиков высокого давления, ведут инструктаж по освоению сварки новых марок стали. Качественные электроды для сварки труб из углеродистых и легированных сталей в ос- новном изготовляются на заводах монтажных организаций. Особо следует указать на большую работу,, проведенную Мосэнергомонтажем по сварке в монтажных условиях трубопроводов из ау- стенитной стали ЭИ-267 на сверхвысокие па- раметры пара. Были исследованы различные способы и методы сварки, выработаны оптимальные ре- жимы сварки труб малых и больших диаме- тров, режимы термообработки и методы кон- троля качества сварки. Особое внимание было уделено проведе- нию межоперационного контроля, для чего бы- ла создана сварочная лаборатория на монтаж- ном участке, которая испытывала образцы на изгиб и излом и изготовляла макрошлифы для проверки физической сплошности сварного соединения. Для обеспечения высокого качества сварки создана система предварительного контроля качества исходных материалов (электродов), контроль подготовки фасок и сборки стыков, повседненый контроль процессов сварки и тер- мообработки, регулярная проверка производ- ственных и контрольных образцов сварки в ла- боратории. Только благодаря надлежащему контролю в процессе сварки было обеспечено высокое качество сварных соединений на всех трубах из стали ЭИ-257. Монтажная площадка на строительстве электростанции является как бы сборочным- цехом завода, где завершается технологиче- ский цикл изготовления оборудования, здесь производятся пригонка, сборка, сварка отдель- ных деталей и узлов, их установка и соедине- ние в единый агрегат. Поэтому с совершенствованием техники из- готовления оборудования на заводе меняются процессы и операции на монтаже. До 1935—1937 гг. каркасы котлов, аппара- тура, работающая под давлением, сосуды, а
также дымовые трубы изготовлялись клепа- ными, и все монтажные соединения выполня- лись горячей клепкой, а для плотных и плот- но-прочных соединений применялась еще че- канка швов. В связи с этими процессами широко была развита профессий клепальщика и чеканщика. Клепка обычно осуществлялась в монтажных узлах, далеко расположенных друг от друга, и поэтому выполнялась вручную. С широким внедрением автогенного дела в конструкциях энергетического оборудования электросварка полностью вытеснила клепку, и все монтажные узлы, начиная с сороковых годов, полностью выполняются на сварке. Одной из ответственных монтажных опе- раций является вальцовка, создавшая прочное и плотное соединение труб с фланцами, кол- лекторами и барабанами. Внедрение котлов высокого давления при- вело к изменениям технологического процесса монтажа, в частности к замене вальцовочных соединений в барабанах, коллекторах и дру- гих элементах котлов сварными, обеспечив вполне надежное соединение труб, значитель- но упростило производство работ. Монтаж станционных трубопроводов явля- ется наиболее трудоемким и по размерам тру- дозатрат на монтаж 1 т занимает первое мес- то среди прочего оборудования. Это объясняется тем, что трубопроводы поступают на монтажную площадку в виде отдельных труб, отводов, колен, тройников, переходов, фланцев, вставок и арматуры. Для ускорения монтажа трубопроводов всех давлений следует поставлять их не от- дельными деталями, а узлами, блоками, со- бранными и сваренными на заводах. Одним из решающих факторов, обеспечи- вающих скорейший ввод новых мощностей,, является сокращение сроков производства мон- тажных работ. В первые годы деятельности монтажных организаций продолжительность монтажа ко- тельных агрегатов составляла для крупных котлов 200—250 рабочих дней. С освоением монтажа оборудования были установлены нормы длительности монтажа. Так, в 1935 г. для котлов производитель- ностью 160 т/ч на давление 32 ата, весом 760т была установлена длительность монтажа в 160 рабочих дней. С развитием блочного монтажа длитель- ность монтажа значительно сократилась. Министерством электростанций в 1951 г. были установлены сроки длительности монта- жа серийных котлов и турбин разной мощно- сти, начиная с момента установки первого блока на фундамент до пуска агрегата в ком- плексное опробование. По котлам высокого давления производи- тельностью 230 т/ч весом 1 050 т продолжи- тельность монтажа установлена в ПО рабочих дней, продолжительность монтажа паровых турбин высокого давления мощностью в 100 тыс. кет — в 95 рабочих дней и типа ВПТ-25 мощностью в 25 тыс. кет — в 65 рабочих дней. Обобщение данных по введенным в послед- нее время котельными и турбинным агрега- там показывает, что продолжительность мон- тажа отдельных агрегатов во многих случаях ниже директивных сроков, вместе с тем боль- шое количество агрегатов было введено со значительным превышением против установ- ленных норм продолжительности монтажа (рис. 5 и 6). Достигнутые темпы монтажа 20 турбин мощностью 100 тыс. кет при средней длитель- ности в 103 рабочих дня является вполне при- емлемыми для условий массового монтажа, а смонтированные семь турбин при средней длительности в 78 рабочих дней могут служить хорошим показателем для скоростного монта- жа турбин мощностью в 100 тыс. кет (рис 5). Средняя продолжительность монтажа 20 турбин типа ВПТ мощностью 25 тыс. кет со- ставила 90 дней, только восемь турбин были смонтированы меньше чем за 65 дней. Достигнутая при монтаже 35 котлов произ- водительностью в 230 т'ч средняя продолжи- тельность в 104 рабочих дня при норме ПО дней показывает, что монтажники, совершен- 185
J50 Количество котлов Рис. 6. Продолжительность монтажа котлов производительностью 230 т/ч. ствуя способы монтажа, добиваются эффек- тивных способов быстрейшего монтажа обору- дования (рис. 6). Характерной особенностью в новой орга- низации монтажа оборудования на многоагре- гатных тепловых электростанциях за послед- ние годы является применение поточного мето- да монтажа основных агрегатов, в частности наиболее трудоемких — паровых котлов и вспомогательного котельного оборудования к ним. При поточном монтаже устанавливается строгая технологическая последовательность производства сборочных и монтажных работ и организуются специальные бригады для* по- вторного выполнения работ на каждом агре- гате. Монтаж котельных агрегатов потоком был организован еще в годы войны на Урале, ко- гда в течение года были пущены на разных электростанциях по три — четыре котельных агрегата. Однако широкий размах поточный метод монтажа полностью получил только в последние годы. Наименьший шаг потока — разрыв по вре- мени между началом монтажа данного и по- следующего агрегата — был достигнут в il,5 месяца. Эффективность перехода на поток характе- ризуется сокращением общей продолжитель- ности монтажа оборудования на данной стан- ции и значительным повышением производи- тельности труда бригад монтажников. Поточный способ требует особого внимания инженерно-технологического персонала в части 186 разработки, подготовки и осуществления на- меченных планом работ. В результате внедрения поточного монта- жа на строительстве одной из станций в 1955 г. было сдано в эксплуатацию шесть кот- лов ТП-230-2 и три турбогенератора по 100 тыс. квт каждый. -В 1957 г. на строительстве другой станции, где монтируются блочные котлы высокого дав- ления производительностью по 230 т/ч, прово- дится поточный метод монтажа семи котлов и четырех турбогенераторов общей мощностью в 400 тыс. квт. Увеличение конечной мощности тепловых электростанций с одновременным их сооруже- нием на полную мощность, без дробления на очереди, еще больше будет способствовать внедрению поточного монтажа. После пуска первого агрегата на электро- станции особенно важно в короткие сроки за- вершить монтажные работы, чтобы обеспечите ввод 'последующих агрегатов. Характерно, что если для наращивания мощностей станций до 300 тыс. квт в 1955 г. потребовалось 42 мес., а в 1956 г. было затра- чено 24 мес., то в 1957 г. — всего 15 мес. В шестой пятилетке получат широкое при- менение турбоагрегаты 100, '150 и 200 Мет. Суммарная мощность таких турбоагрегатов, вводимых в действие в эту пятилетку, соста- вит более 60% всего ввода на тепловых элек- тростанциях. На всех районных тепловых электростан- циях, начинаемых строительством с 1957 г., более 40% вновь вводимой мощности будет
компоноваться по блочной схеме котел — туо- бина, что позволит значительно сократить рас- ход трубопроводов, запорной арматуры и бо- лее полно решать вопросы автоматизации и централизации управления блоком. К концу I960 г. будет введено в эксплуа- тацию 10 электростанций мощностью более 1 000 Мет, построенных главным образом на месте добычи топлива. В 1960 г. должен быть введен в эксплуа- тацию блок, состоящий из турбоагрегата мощ- ностью 300 тыс. кет и котла производитель- ностью 850 т!ч на давление 300 ата и темпера- туру — 650° С. Более 90% всей вводимой мощности на тепловых электростанциях будет иметь обору- дование на давление пара от 100 до 220 ата и температуру пара от 535 до 600° С, что даст значительную экономию топлива (11 —15%) протав существующих установок высокого дав- ления. Тепломонтажные организации должны про- вести серьезную подготовку к монтажу новых котлов и турбин. Применение для этого оборудования новых марок стали перлитного класса 12ХМФ и 15Х1М1Ф для труб, работающих при темпе- ратуре свыше 570° С, аустенитной стали 1Х18Н12Т требует от монтажников особого внимания к разработке и освоению технологии сварки и термообработки, а также к изготов- лению соответствующих электродов и к под- готовке квалифицированных сварщиков. Сложный комплекс монтажа технологиче- ского оборудования на тепловой электростан- ции может быть успешно осуществлен только при наличии предварительной инженерной проработки вопросов организации технологии и технических условий производства работ. Многолетним опытом работы монтажных организаций были выработаны основные тех- нические документы, необходимые для выпол- нения монтажных работ, а именно: 1. Проект организации работ. 2. Технологические карты. 3. Технические условия, руководящие ука- зания и инструкции. Проект организации работ имеет целью — дать основные принципиальные решения по организации монтажа данного объекта, вы- брать оптимальные варианты технологическо- го процесса и необходимые грузоподъемные механизмы, определить потребность в монтаж- ных ресурсах сборочных площадок и времен- ных сооружениях, установить объемы и сроки выполнения работ, обосновать техническую и экономическую целесообразность принятых методов монтажа и проектных решений. Принимаемые в ПОР решения, как прави- ло, отвечают требованиям высокого уровня техники и технологии монтажных работ, бази- руются на лучшем опыте и достижениях пере- довых монтажных организаций, обеспечивают ускорение ввода объектов, снижение стоимо- сти монтажных работ и повышение их каче- ства. Отдельно в ПОР предусматривается воз- можность совмещения строительных и монтаж- ных работ, а также условия производства ра- бот в зимнее время. К проекту организации работ прикладыва- ются технологические карты на монтаж агре- гатов. Вопросами технологической разработки производственных процессов монтажа обору- дования начали заниматься еще в 1932— 1933 гг. Однако технологические карты глав- ным образом нормировали производственные операции и устанавливали общую технологиче- скую последовательность монтажа. Дальнейшая разработка вопросов техноло- гического процесса монтажа была осуществле- на при переходе к блочной сборке оборудова- ния, когда выявилась тесная связь между кон- структивным оформлением блоков, монтаж- ными механизмами с общей последователь- ностью монтажа агрегата. Технологические карты разрабатываются по рабочим чертежам оборудования и вклю- чают в себя чертежи монтажных блоков, схе- мы подъема и установки их, чертежи приспо- соблений для сборки и монтажа, перечень необходимого инструмента, материала и обору- дования, график производства работ, трудо- вые затраты, фонд заработной платы и основ- ные технические указания по производству ра- бот. В технологических картах разрабатывается наиболее совершенная схема производства монтажных работ на основе метода блочной сборки с максимальным применением механи- зированного труда. В настоящее время разработаны типовые технологические карты на монтаж турбин мощ- ностью 12, 25, 50, 100 и 150 тыс. кет и на мон- таж барабанных и прямоточных котлов про- изводительностью от 50 до 240 т/ч. В дополнение к проекту организации работ и технологическим картам разработано более 100 инструкций, руководящих указаний и тех- нических " условий на монтаж котельного, турбинного оборудования, на производство сборочных, сварочных, обмуровочных и других монтажных работ. 187
Эти руководящие материалы вооружили инженерно-технических работников и рабочих монтажных участков необходимыми знаниями способов и методов ведения работ, которые обеспечили превращение монтажа энергетиче- ского оборудования в инженерную науку по производству монтажных работ завершающего процесса заводского изготовления энергетиче- ского оборудования. Заранее . разработанная технологическая документация, а также авторский надзор про- ектных организаций за ходом исполнения ПОР-а регламентируют организацию работ с учетом лучших достижений передовых мон- тажных огранизаций, ускоряют и улучшают процесс монтажа. •Поэтому в дальнейшем необходимо уг- лублять работу по внедрению технологических карт также и на монтаже оборудования всех вспомогательных цехов электростанций (топ- ливоподача, химводоочистка, насосная и др.). 'В дни празднования 40-й годовщины Вели- кой Октябрьской социалистической революции энергостроители, подводя итоги осуществления планов строительства электростанций, еще энергичнее будут трудиться над выполнением великих и почетных задач, поставленных Ком- мунистической партией на новом этапе элек- трификации Советского Союза.
ЗАХАРЕНКО С. Е. Главный инженер „Мостеплосетьстроя* РАЗВИТИЕ ТЕПЛОФИКАЦИИ По уровню теплофикации промышленных предприятий, городов и рабочих поселков Со- ветский Союз уже давно занял первое место в мире, и масштабы ее развития из года в год продолжают возрастать. Сооружение тепловых сетей для обеспече- ния промышленности и бытовых нужд населе- ния паром и горячей водой осуществляется во всех республиках и областях, в централь- ных и окраинных городах нашей страны. Протяженность тепловых сетей в таких по- родах, как Москва, Ленинград, Харьков, Киев и многие другие, исчисляется сотнями кило- метров в каждом. В Москве, например, по- строено свыше 400 км тепловых сетей, тепло- фицировано свыше 5 000 зданий. Централизованное теплоснабжение потре- бителей осуществляется от тепловых электро- станций, в основе которых заложены наиболее экономичные принципы энергоснабжения — комбинированная выработка тепловой и элек- трической энергии. Мощность таких станций ежегодно возра- стает. На начало 1957 г. только по системе Министерства электростанций она составляла 43%, а мощность теплофикационных турбин — более 30% всей установленной мощности теп- ловых электростанций. Преимущество комбинированной выработки тепловой и электрической энергии на станции состоит в лучшем использовании топлива при наиболее полном использовании тепла, заклю- чающегося в паре. В настоящее время сооружаются гидротер- мальные электростанции, на базе которых осу- ществляется теплофикация ряда городов Даге- стана и Осетии. Теплофикация поднимает культуру быта, создает более благоприятные условия жизни. Основой для развития теплофикации Со- ветского Союза является государственный план электрификации России — ГОЭЛРО. Началь- ным периодом в строительстве тепловых сетей принято считать 1924 г., когда был включен в эксплуатацию теплопровод от 3-й Ленин- градской электростанции. В 1928 г. в Москве был проложен тепло- провод от ТЭЦ ВТИ к заводам «Динамо» и «Парострой» и разработан проект теплофика- ции центрального района Москвы в пределах 2 км от электрических станций 1-й МГЭС и трамвайной с последующим расширением района теплоснабжения до Садового кольца. Интенсивное развитие теплофикация горо- дов Советского Союза получила после реше- ния июньского Пленума ЦК ВКП(б) 1931 г. На основе этого решения постановлением ВСНХ СССР от 21 ноября 1931 г. был создан Всесоюзный проектно-монтажный трест «Теп- лосетьстрой» с возложением на него проекти- рования, строительства, монтажа, изоляции и наладки теплофикационных устройств, а также бойлерных установок и тепловых сетей в различных городах Советского Союза. Наряду с ростом протяженности и развет- вленности тепловых сетей по кварталам жи- лых массивов города увеличиваются диаметры трубопроводов, в особенности магистральных линий от теплоэлектроцентралей, и радиус ох- вата теплофикаций. Если в начальный период теплофикации на головных участках проклады- вались трубы диаметром 400—600 мм и радиус действия теплофикации от ТЭЦ составлял 2—3 км, то в настоящее время головной уча- сток от Калужской ТЭЦ уже уложен из труб диаметром 700—800 мм, от Ленинградской ТЭЦ — из труб диаметром 700 мм и начата прокладка 2-й очереди головного участка от ТЭЦ № 16 из труб диаметром 1 000 мм. Мощность бойлерных установок и насосных станций в последние годы значительно воз- росла, и это позволило увеличить радиус дей- ствия теплоснабжающих устройств до 12 км. Запроектировано и с 1958 г. будет начато строительство тепловых сетей от загородных теплоэлектроцентралей из труб диаметром 189
Рис. 1. Полупро- ходной канал со стеновыми блока- ми из железобе- тона. 1 — железобетонные дни ща; 2 — железо- бетонные Г стеновые блоки; 3—железобе- тонные плиты ^пере- крытия. 1 000—1 200 мм при дальности передачи тепла свыше 20 км. Строительство тепловых сетей в Москве и других городах Советского Союза производит- ся на индустриальной основе. Ограждающие конструкции — стены каналов и перекрытия, а также камеры выполняются сборными из бе- тонных и железобетонных блоков и плит. При этом многие детали и конструкции заготавли- ваются в заводских условиях. По Мостеплосетьстрою применение сборно- го железобетона на 1 млн. руб. строительно- монтажных работ со 115 м3 в 1949 г. доведено до 243 м3 в 1956 г. Общая сборность конструк- ций сетей в 1956 г. достигла 94,3%' протяжен- ности всех построенных тепломагистралей. Сборные конструкции полупроходных ка- налов, помимо индустриальное™ строительст- ва их, позволяют применять поточно-скорост- ные способы прокладки тепловых сетей. Па- раллельно с устройством каналов производится монтаж труб. Наиболее индустриальным и дешевым спо- собом сооружения тепловых сетей является бесканальная прокладка их. В Ленинграде уже давно применяется прокладка труб в ав- токлавном армопенобетоне, что значительно сокращает линейные работы на трассе. В Москве в 1957 г. ‘ проложен опытный участок бесканальной прокладки в асбоце- 190 ментных скорлупах конструкции Мостепло- сетьстроя. Сооружение подземных камер в местах- расположения запорной арматуры и сальнико- вых компенсаторов, особенно больших разме- ров, является весьма трудоемкой работой, Мостеплосетьстрою удалось решить вопрос об- легчения этих работ применением сборных же- лезобетонных конструкций. Строители тепловых сетей добились высо- кой степени механизации тяжелых и трудоем- ких процессов. Трубы тепловых сетей в районах нового строительства Москвы в основном проклады- ваются в коллекторах городского типа; под усовершенствованными проездами в полупро- ходных каналах (рис. 1); в непроезжих мес- тах, а также во дворах и квартальных про- кладках в непроходных каналах (рис. 2 и 3), в железобетонных скорлупах и асбоцемент- ных трубах. При пересечении водных преград трубы укладываются под мостами или в подводных дюкерах. Сооружение каналов и коллекторов под дей- ствующими железнодорожными путями, под центральными площадями Москвы, имеющи- ми усовершенствованное мостовое покрытие и интенсивное движение автотранспорта, произ- водится закрытым способом с помощью меха--
Рис. 2. Сборный непроходной канал с пустотелыми стеновыми блоками. низированных щитов, оборудованных гидрав- лическими домкратами. Прокладка тепловых сетей под трамвайны- ми путями, жилыми домами, а также при пере- сечении улиц, где невозможно прекращение движения, производится в металлических гильзах, продавливаемых гидродомкратами. Наиболее тяжелыми и трудоемкими рабо- тами в строительстве тепловых сетей в Моск- ве, в особенности в районах старой Москвы, являются: снятие дорожного покрытия — асфальта, вскрытие и снятие бетонного осно- вания дорог и рыхление грунта в зимних ус- ловиях; рытье траншей, котлованов для камер и обратная засыпка; монтаж сборных конст- рукций стен, каналов, днищ и перекрытий ка- налов и камер, а также монтаж трубопроводов больших диаметров, металлоконструкций, сальниковых компенсаторов и задвижек, вес которых достигал 5 т на единицу. Для снятия асфальта, устройства борозд для снятия бетона отдельными картами и для разработки твердых пород применяются пнев- матические отбойные молотки и компрессор- ные передвижные установки. Рыхление мерзлых грунтов на некоторых участках в районах нового жилищного строи- тельства, не имеющих еще вблизи строений, осуществляется при помощи «клин-бабы», ко- торыми оборудованы автокраны грузоподъем- ностью 5 т. Распространенным способом разработки мерзлого грунта является предварительный прогрев его теплом, получаемым от сжигания в утепленных коробах газа, отбираемого из городской газовой сети. Такие коробы уклады- ваются на участок, подлежащий разработке. В местах, где нет газопроводов, применя- ется электрический прогрев грунта с помощью маслонаполненных электроигл, изготовляемых в механической мастерской строительства. Сверление отверстий в мерзлом грунте для установки электроигл производится с помощью электробура, установленного на передвижной вышке, также изготовленной силами своей ме- ханической мастерской. Электроэнергия для прогрева грунта и ра- боты электробура получается от передвижной электростанции типа ЖЭ-С-60. Рытье траншей и котлованов производится с помощью одноковшовых экскаваторов на автоходу, оборудованных обратной лопатой 191
с ковшом емкостью 0,25 мг типа ДКА-0,25 и экскаваторов типов Э-258 и Э-301 на пневмо- колесном ходу с ковшами емкостью 0,25 и 0,3 м\ С конца 1956 г. Мостеплосетьстроем при- меняется экскаватор на базе трактора типа «Беларусь» на пневмоколесном ходу с ковшом ёмкостью 0,15 ж3. Весьма целесообразно иметь на вооруже- нии экскаватор-кран типа Э-606. Этот экска- ватор более мощный, чем Э-258 и Э-301. Он имеет емкость ковша 0,5—0,6 ж3, оборудован обратной лопатой, установлен на пневмоко- лесном ходу, может работать как кран грузо- подъемностью 5 т. Основные погрузочно-разгрузочные и таке- лажные работы по погрузке и разгрузке, мон- тажу и установке сборных конструкций — бе- тонных и железобетонных стеновых блоков и плит перекрытий, по перемещению лесомате- риала, металла, металлоконструкций, труб и арматуры производились при механизации этих работ на 100%. Для этой цели применялись: краны на ав- тоходу типов AX-2, АК-32 грузоподъемностью •3 т, краны типов К-51, АК-5Г грузоподъем- ностью 5 т, кран на пневмоколесном ходу типа К-102 грузоподъемностью Юти кран К-101 на автоходу на базе МАЗ-200. К числу основных строительных механиз- мов, которыми оснащен Мостеллосетьстрой, относятся, кроме экскаваторов, бульдозеров и кранов, передвижные воздушные компрессоры типов ВКС-1 и КС-6 производительностью 5—6 м?1мин и типа ДК-9 (Читинского завода) производительностью 9 м?)мин. С конца 1947 г. Мостеллосетьстрой стал оснащаться строительными механизмами, и механовооруженность рабочих поднялась с 8,4 л. с. в 1948 г. до 8,53 л. с. на одного рабо- чего в 1956 г. Значительный рост механовооруженности и сборности конструкции каналов позволили под- нять годовую выоаботку рабочего с 22 024 руб. в 1948 г. до 53 204 руб. в 1956 г. Коллектив работников Мостеплосетьстроя, творчески выполняя поставленные перед ним задачи, внес многие предложения, направлен- ные на совершенствование технологии строи- тельства теплосетей, ускорение производства работ и снижение их стоимости. Так, напри- мер, заслуживает внимания примененный в Мостеплосетьстрое в ряде случаев новый оригинальный способ монтажа труб. Этот спо- соб был предложен слесарем-бригадиром Куз- нецовым В. Г. и заключается в том, что свар- ка стыков труб производится на одном месте, Рис. 3. Монтаж плит непроходного сборного канала. 1 — бетонные стеновые блоки; 2 — железобетонные плиты пере” крытия; 3 — бетонное основание канала. у устоя моста, а сваренные трубы с постепен- ным наращиванием их длины передвигаются на соответствующих роликовых опорах с одно- го берегового узла устоя к другому. При этом все монтажные операции производятся толь- ко на одном безопасном месте. Техническим новшеством является освоение изготовления к концу 1956 г. Мостеплосеть- строем стальных сальниковых компенсаторов диаметром 700 и 800 жж с увеличенной ком- пенсирующей способностью 400 жж вместо 200—250 жж, ранее применявшейся. Увеличение компенсирующей ' способности сальниковах компенсаторов снижает их коли- чество почти в 2 раза, что дает значительную экономию в металле на изготовление компен- саторов и на устройство неподвижных .опор. Рост жилищного строительства вызывает необходимость дальнейшего развития и даже опережения строительства всех подземных коммуникаций, в том числе и тепловых сетей. Объем работ по теплофикации в шестой пяти- летке в несколько раз превышает объемы вы- полненных работ за период пятой пятилетки.
13—1051 СТРОИТЕЛЬСТВО линий ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

РАВИН Б. И. Начальник отдела линий электропередачи М. Ф. института „Оргэнергострой" РАЗВИТИЕ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ -Передача больших потоков электроэнергии требует повышения напряжения линии элек- тропередачи. Если в первый период советской энергетики высшим напряжением было ПО кв, то уже в период первых пятилеток строятся лини электропередачи напряжением 154 и 220 кв, а в пятой пятилетке осуществляется практический переход к строительству линий напряжением 400 кв. Повышение напряжений линий электропе- редачи ставило постоянно новые задачи перед советскими проектировщиками и конструкто- рами линий электропередачи. Снижение расхода материалов, особенно дефицитных, облегчение веса конструктивных элементов, удешевление их изготовления, уп- рощение монтажных работ на трассе, долго- вечность конструкций и снижение эксплуата- ционных расходов — вот те основные требова- ния, которые предопределяли пути развития конструкций линий электропередачи. В 1925 г., впервые в нашей стране, был издан полный сборник ранее выпущенных электротехнических правил и норм. По мере развития энергетики Советского Союза нормы пересматривались и дополня- лись с учетом опыта проектирования, строи- тельства и эксплуатации, а также в связи с новыми задачами энергетического строитель- ства. Нормы и инструкции для механического расчета линий электропередачи, изданные в 1933 г., были пересмотрены в 1939 г. Во время Великой Отечественной войны в 1943 г. были изданы правила военного времени. В 4948 г. были выпущены новые правила и нормы устройства воздушных линий электро- передачи ПВЛ-47. В нормах установлены районы климатических условий и в зависимо- сти от них даны различные расчетные нагруз- ки на провода, регламентированы условия 13* пересечения с инженерными сооружениями и реками, расстояния между проводами, усло- вия применения зажимов разных конструкций и даются расчетные схемы опор. В нормах 1933 г. максимальная скорость ветра принята 20 м!сек, а в последующих — 25 м)сек. Между нормами 1933, 1939 и 1948 гг. имеются различия в методологии расчета опор. Например, при расчетах опор по ава- рийному режиму в нормах 1933 и 1939 гг. при- нималось, что обрыв провода происходит при —5° С и ветре при сброшенном гололеде, а в ПВЛ-47 принимается, что обрыв провода про- исходит для пролетов больше критического при гололеде, температуре —5° С и отсутствии ветра, а для пролетов меньше критического — без гололеда и ветра, температура минималь- ная. В правилах ПВЛ-47 дифференцировано до- пускаемое напряжение стали марки Ст. 3 в нормальном режиме 1 600 кг!см2, в аварий- ном— 2 200 кг/см2. В правилах 1933 г. этой дифференциации нет: во всех режимах допу- скаемое напряжение стали марки Ст. 3 равня- лось 1 600 кг!см2. В связи с проектированием линии 400 кв Куйбышев — Москва, учитывая особую важ- ность и ответственность этой ЛЭП, были при- няты специальные «Временные технические ус- ловия на проектирование ЛЭП 400 кв». Дальнейший рост строительства линий электропередачи в шестой пятилетке, внедре- ние на линиях быстродействующих защит и АПВ и изучение передового иностранного опы- та позволили в 1956—1957 гг. провести боль- шие мероприятия по упрощению проектирова- ния и удешевлению строительства линий элек- тропередачи. В 1957 г. были выпущены изменения к пра- вилам устройства линий электропередачи- 195
(ПВЛ-47), которые облегчают конструкции опор линий электропередачи: 1. Уменьшена расчетная ветровая нагруз- ка на 8%. 2. При прохождении линий в I и II райо- нах климатических условий с проводами и тросами любых сечений, в III и IV районах с проводами сталеалюминиевыми любых сече- ний, а также медными и алюминиевыми про- водами сечением 120 мм2 и более допускается применять в населенных и ненаселенных мест- ностях и при пересечениях с различными соо- ружениями нормальное тяжение с номиналь- ным коэффициентом запаса прочности 2 для многопроволочных проводов. В остальных слу- чаях требуется ослабленное сечение с коэф- фициентом запаса прочности 2,5 (для много- проволочных проводов) против коэффициента 3 по ПВЛ-47. 3. Не ограничивается расстояние между анкерными опорами для линий с глухими за- жимами и увеличено (до 5 и 10 км} расстоя- ние между анкерными опорами для линий с выпускающими зажимами. 4. Допущено применение опор с оттяжками как в населенных, так и в ненаселенных мест- ностях. 5. Уменьшено на 25%' при нерасцеплен- ных проводах расчетное значение редуциро- ванного тяжения при обрыве провода для опор с глухими зажимами. 6. Допущено выполнение пересечений с ин- женерными соружениями и реками в пролетах, ограниченных промежуточными опорами с глухими зажимами. 7. Исключено, как правило, строительство монтерских и линейных пунктов вдоль строя- щихся линий электропередачи, за исключени- ем линий в труднодоступных и малонаселен- ных районах. Деревянные опоры линий электропередачи 110—220 яв После гражданской войны и в годы пер- вых пятилеток линии электропередачи 35 и НО кв строились преимущественно на дере- вянных опорах. Большое количество линий электропереда- чи 35 кв было построено на одностоечных де- ревянных опорах с треугольным расположени- ем проводов и штыревых изоляторах. Однако основным типом опоры ЛЭП 35 и 110 кв являлась деревянная П-образная опора. Впоследствии во всех конструкциях деревян- ных П-образных опор были предусмотрены пасынки, скрепляемые проволочными банда- жами со стойками (ногами) опоры. Примене- но Рис. 1. Промежуточные одноцепные опоры Мосэнерго типа ПД-103 и ПД-103 г (провода 3 X АС-150, тро- сы— 2 X Ст-50, пролеты ПД-103 — 225 ж, ПД-103 г— 185 м}. ние пасынков увеличило длину пролетов и позволяет заменять пасынки без замены стоек. Весной 1922 г. была закончена строитель- ством первая в Советском Союзе линия элек- тропередачи 110 кв от Каширской ГРЭС до Москвы. Линия построена на деревянных П- образных опорах со стойками без пасынков. Эта линия находится в эксплуатации в настоя- щее время, деревянные опоры большей частью заменены, поставлены пасынки. Впоследствии ЛЭП 110 кв на деревянных опорах строились на большие пролеты, чем на первой линии Ка- шира — Москва. В 1926 г. была построена двухцепная ли- ния электропередачи 110 кв Волховская ГЭС — Ленинград протяженностью. 130,4 км с сечением проводов-медь 120 мм2. Каждая цепь линии построена на отдель- ных опорах с пролетом 200—210 м. На линии предусмотрены два грозозащит- ных троса. Анкерные и угловые опоры на этой ЛЭП применены металлические. Мосэнерго по проектам 1931 г. применя- лись П-образные деревянные опоры с метал- лическими тягами-диагоналями в плоскости П. Линии передачи ПО кв, которые строили на этих опорах, имели металлические анкерные и угловые опоры. Типовые опоры конструкции Мосэнерго и Теплоэлектропроекта, разработанные по нормам 1948 г., представлены на рис. 1 и 2. Начиная с 1932 г., для увеличения срока службы опор столбы и детали деревянных опор стали подвергать консервации (пропитка ан- тисептическими веществами — креозотом и Др.).
Рис. 2. Конструкция типовых деревянных опор 110 кв (ТЭП). Существенным мероприятием для увеличе- ния продолжительности службы деревянных опор следует признать решение о применении железобетонных пасынков. За истекший период были отдельные по- пытки строительства линий 220 кв на деревян- ных опорах. Так, в 1935—1936 гг. были пост- роены на деревянных опорах ЛЭП 220 кв Маг- нитогорск — Златоуст, а во время войны линия 220 кв Рыбинск (Щербаков)—Углич. Эта ЛЭП впоследствии была реконструирована, и деревянные опоры заменены металлическими, а ЛЭП Магнитогорск — Златоуст работает на напряжении 110 кв. Металлические опоры линий электропередачи Опоры ПО кв До Великой Отечественной войны на на- пряжение 110 кв применялись стальные опо- ры, главным образом для двухцепных опор. Первой в СССР после Великой Октябрь- ской революции линией электропередачи 110 кв на двухцепных металлических опорах была линия Шатура — Москва, сданная в эксплуа- тацию в сентябре 1925 г. Линия построена на широкобазных опо- рах пространственного типа. Конструкция опор — клепаная. Расположение проводов — обратной елкой. Провода медные сечением 95 мм2. По всей линии подвешены два троса. Схема промежуточной (основной тип) опо- ры линии Шатура — Москва представлена на рис. 3. В дальнейшем конструкция двухцепных широкобазных металлических опор простран- ственного типа постоянно совершенствовалась и изменялась. На рис. 4 представлена опора позднейшей конструкции (типы ПМ-109), ' По сравнению с конструкциями опор ли- Рис. 3. Промежуточная двухцепная опора ЛЭП ПО кв Шатура — Москва. нии Шатура — Москва указанные опоры за- проектированы на увеличенный до 250 м про- лет. Улучшилась грозоупорность опор Опоры типов ПМ-109 и AM-109 сварной конструкции. Из узкобазных конструкций того времени сле- дует отметить двухцепные опоры ПО кв ти- пов ПМ-102 и ПМ-103 конструкции 1929 г. После войны, до 1954 г., основным типом металлической двухцепной опоры ЛЭП ПО кв являлись опоры ленинградского типа (рис. 5). Эти опоры запроектированы в двух вари- антах —с широкой и узкой базой по нормам ПВЛ-47. Конструкция опор—сварная с болто- выми соединениями. В целях уменьшения расхода дефицитного троса в 1955 г. была разработана модифици- 197
Рис. 4, Промежуточная двухцепная опора Мосэнерго типа [ПМ-109. (Пролет 250 м, провода 6 X М-95, тросы 2 X Ст-50, вес ПМ-109 г — 3100 кг. Рис. 5. Промежуточная и анкерная двухцепные опоры ленинградского типа (ТЭП) с двумя тросами (провода— 6 X АС-185; тросы — 2 х Ст-50; пролет — 250 м). рованная конструкция двухцепных опор ПО кв ленинградского типа с одним тросом. Это основной тип . металлической двухцепной опоры 110 кв, применяемый в1 настоящее время. Рис. 6. Промежуточная и анкерная одноцепные опоры крымского типа (ТЭП). 120 Широюйазая опора. Низ узкобазоа. опоры В 11948 г. была разработана конструкция одноцепной опоры 110 кв крымского типа с треугольным расположением проводов (рис, 6). Это основной тип применяемой в на- стоящее время одноцепной опоры ПО кв. Опоры 154 и 220 Кв В 1932 г. с пуском Днепрогэс вошли в строй днепровские линии электропередачи 154 кв (рис. 7). На одноцепных линиях 154 кв приме- нены пространственные опоры по типу ЛЭП 220 кв Свирь — Ленинград с некоторым упро- щением верхней части конструкции. Двухцепные линии 154 кв выполнены на трех отдельных опорах с траверсами, несущи- ми по два провода и одному тросу. На сред- ней опоре подвешиваются два провода, отно- сящиеся к двум фазам разных цепей. В 1933 г. была введена в эксплуатацию первая в СССР линия электропередачи 220 кв Свирь — Ленинград на опорах пространствен- ной конструкции. На линиях 220 кв Сталиногорск — Москва (1936—1938 гг.) и Рыбинск — Углич — Москва (1940 г.) применены более простые опоры портального типа (рис. 8) с пролетом 350 м. На опорах ЛЭП Сталиногорск — Москва секции сварной конструкции соединялись еще заклепками. Впоследствии, начиная с ЛЭП Рыбинск — Углич — Москва, для соединения стыков секций опор вместо заклепок стали применяться болты, что значительно упростило работы на трассе. 198
Рис. 7. Опоры линии электропередачи 154 кв. Рис. 8. Промежуточная и анкерная опоры портального типа ЛЭП 220 кв. Портальный тип опор был основным при строительстве ЛЭП 220 кв вплоть до разра- ботки в 1947—1948 гг. новой, экономной по расходу металла конструкции опоры типа «рюмка» с пролетом 450 м (рис. 9). Опоры типа «рюмка» получили широкое распространение. На опорах этого типа по- строены почти все магистральные ЛЭП 220 кв Мосэнерго: Алексин — Москва I, Алексин — Москва II, Щекино — Москва и др. Дальнейшим шагом в развитии конструк- ции опор ЛЭП 220 кв явилась разработка в 1957 г. проектов промежуточных опор крым- ского типа с треугольным расположением про- водов и одним тросом и двухцепных опор 220 кв с вертикальным расположением про- водов и одним тросом (рис. 10). Рис. 9. Одноцепная промежуточная и анкерная опоры 220 кв типа „рюмка". (Пролет — 450 м, провода 3 X АСУ-400, трос 1 X Ст-70, зажимы выпускающие.) В конструкциях этих опор для поясов при- менена низколегированная сталь. В 1957 г. на основе изучения передового иностранного опыта была разработана конст- рукция промежуточной опоры 220 кв на от- тяжках с глухими зажимами (рис. 11). При- менение этого типа опоры предполагает соо- ружение линии на всем протяжении на проме- жуточных опорах с глухими зажимами, вклю- чая углы поворота линии. При этом макси- мальная величина угла поворота линии должна быть ограничена 20°. Анкерные опоры монти- руются только на концах линии. Провода мон- тируются с одинаковым тяжением по всей длине. Как показали расчеты, строительство ЛЭП на опорах с оттяжками по сравнению со строи- тельством ЛЭП с опорами типа «рюмка» дает экономию металла 30—35%, железобетона — 17% .и удешевляет строительство ЛЭП на 15— 20%. Достоинство опор этого типа состоит также в том, что упрощается строительство ЛЭП за счет большой унификации опор, уменьшается (более чем в 2 раза) количество профилей угловой стали, необходимых для из- готовления опор, улучшается использование железнодорожного транспорта при перевозке опор за счет увеличения коэффициента загруз- ки железнодорожных платформ. в) Опоры 400 Кв Большим достижением является строитель- ство линий электропередачи 400 кв Куйбы- шев — Москва. Проектируются и начаты 199
Рис. 10. Двухцепная промежуточная опора 220 кв (с одним тросом). Рис. 11. Одноцепные промежуточные опоры 220 лгв^на оттяжках. (Пролет 450 м, провода - 3 X АС-400, тросы 2 X Ст-70, зажимы глухие.) строительством линии 400 кв Куйбышев — Урал. На указанных линиях применяются ста- леалюминиевЫе провода маркц АСО-480 по три провода в фазе, промежуточные опоры — 200 Рис. 12. Опоры ЛЭП 400 кв. портального типа, а анкерные угловые — стержневого. В'1957 г. была разработана и применяется на ЛЭП Куйбышев — Урал новая конструк- ция опоры с оттяжками, дающая некоторое уменьшение в расходе металла. Схемы опор представлены на рис. 15.
План расположения поВноЖников Рис. 13. Сборные железобетонные подножники и свайные фундаменты опор. Фундаменты металлических опор При разработке проектов фундаментов ме- таллических опор проектировщики и конструк- торы всегда стремились создавать конструк- ции, которые облегчали бы наиболее трудоем- кие процессы в условиях строительства линий, какими являются земляные и бетонные рабо- ты. Это во многом зависит также от конструк- ции опоры; например, при опорах широкобаз- ных уменьшаются объемы и облегчаются фундаменты, но зато утяжеляются опоры, а при узкобазных — утяжеляются фундаменты и облегчаются опоры. Уже в ранних конструкциях широкобазных опор, под промежуточные и анкерные опоры применялись легкие металлические подножни- ки, при которых ликвидируются бетонные ра- боты на трассе. На металлических поднож- никах установлены промежуточные опоры ЛЭП 220 кв Сталиногорск — Москва, ЛЭП 220 кв Алексин — Москва и ряд других. Применение металлических подножников, облегчая производство работ и ускоряя строи- тельство, приводит, однако, к большим затра- там металла. Поэтому с 1950 г. в проектах линий электропередачи вместо металлических подножников или бетонных фундаментов на- чали внедряться сборные железобетонные под- ножники. Сборные железобетонные фундамен- ты-подножники различных типов показаны на рис. 16. На строительстве второй цепи ЛЭП 220 кв Черепеть — Москва 94% фундаментов запро- ектированы сборными. Это способствовало сооружению линии протяженностью 223 км за 8—10 мес. при значительной экономии средств. Сборные железобетонные фундаменты нашли применение на многих ЛЭП. По мере внедрения сборных железобетон- ных фундаментов под опоры удельный вес под- земной части в общем комплексе сооружений линий электропередачи стал существенно со- кращаться, однако трудозатраты и объем гру- зоперевозок продолжают оставаться еще до- статочно большими, достигая в отдельных слу- чаях 30—35% всех трудозатрат по строитель- ству линий. Одним из путей, ведущих к дальнейшему сокращению трудозатрат, является широкое применение еще более прогрессивного типа фундаментов, а именно железобетонных свай. Железобетонные сваи стали широко приме- няться в конце пятой пятилетки под опоры для линий электропередачи напряжением 110, 154 и 220 кв. Запроектированы свайные фунда- менты под опоры линий напряжением 400 кв. При применении железобетонных свай ис- ключаются земляные работы под фундаменты опор, значительно (в 3—4 раза) сокращаются трудозатраты и удешевляется строительство. Железобетонные опоры Первые железобетонные опоры для линий электропередачи в Советском Союзе были разработаны в 1933 г. Тбилисским научно-ис- следовательским институтом сооружений и гидроэнергетики из центрифугированного же- лезобетона, по проектам которого были по- 201
строены небольшие участки контактной сети и линий электропередачи. Однако широкого распространения железобетонные опоры до войны не получили. В то время еще не суще- ствовало ни индустриальной базы для произ- водства сборных железобетонных конструкций опор, ни соответствующих механизмов для ус- тановки их на трассе линий электропередачи. Только после войны, в пятой пятилетке появи- лись возможности строительства линий элек- тропередачи на железобетонных опорах. Преимуществом железобетонных опор в сравнении с деревянными являются долговеч- ность и значительное снижение эксплуатаци- онных расходов. В сравнении со стальными опорами наряду с экономией эксплуатационных расходов глав- ная выгода железобетонных опор заключается в экономии металла, которая для опор с не- напряженной арматурой достигает 'почти 40— 50%, а для опор с предварительно напряжен- ной арматурой около 60—70%. После войны первые линии электропереда- чи на железобетонных опорах были сооруже- ны трестом «Энергомонтажнефть» в 1948 г. Это были линии напряжением би 10 кв. Опо- ры изготовлялись из центрифугированных же- лезобетонных секций (труб) длиной 6 м. На базе этого опыта в Грозном был запроектиро- ван и построен первый в Советском Союзе за- вод центрифугированных железобетонных опор для линий электропередачи. В течение 1951 —1955 гг. были построены сотни километров линий электропередачи на- пряжением 6, 10 и 35 кв на железобетонных опорах. В этот же период времени ряд орга- низаций приступил к проектированию железо- бетонных опор для линий электропередачи на- пряжением 35 и НО кв. Характерная особен- ность почти всех разработанных в то время конструкций железобетонных опор заключает- ся в том, что основным конструктивным эле- ментом опор являлись центрифугированные железобетонные секции (трубы) с максималь- ной длиной 6 м. Стойки опор поэтому проек- тировались составными, а не цельными. Такое конструктивное решение обусловли- валось тем, что по технологическим возможно- стям заводов, изготовлявших центрифугиро- ванные железобетонные опоры, длина секций ограничивалась 6 ж и максимальный диаметр 500 мм. Наряду с конструкциями опор из центри- фугированного железобетона были разработа- ны конструкции из вибрированного железобе- тона, которые не нашли практического при- менения на строительстве линий электропере- дачи НО кв. 202 Стыкование отдельных секций (элементов) железобетонных опор проектировалось в ос- новном двумя способами: 1) телескопическим, когда вышестоящая секция закладывается в нижестоящую и заделывается цементным раствором, и 2) сваркой или сболчиванием металлических деталей (колец, фланцев), за- деланных в концы соединяемых секций. Оба способа имеют ряд существенных недостатков. Важнейшим недостатком телескопического стыкования является необходимость примене- ния на трассе мокрых процессов, весьма ус- ложняющих монтаж опор. Недостатки метал- лических соединений заключаются в увеличе- нии расхода металла на стыки и необходимо- сти защиты стыков от коррозии. Недостатки разработанных конструкций, а главное отсутствие баз по изготовлению желе- зобетонных опор ограничивали в тот период возможности применения спроектированных конструкций железобетонных опор в строи- тельстве линий электропередачи напряжением 35 и 110 кв. В 1956 г. был пущен Свирский завод, изго- товляющий длинномерные (до 20—22 ж) ко- нические центрифугированные железобетонные опоры; ряд заводов в системе Министерства электростанций находится в процессе строи- тельства и уже выпускает продукцию (Бес- кудниковский, Мироновский и др). В 1955—1956 гг. были разработаны проек- ты железобетонных центрифугированных опор из длинномерных труб длиной 22 м — проме- жуточных, анкерных и угловых с ненапряжен- ной и напряженной арматурой. Из разрабо- танных проектов были Приняты к производст- ву только проекты одноцепных промежуточ- ных железобетонных опор ПО кв. Конструкции одноцепных анкерных «и уг- ловых железобетонных опор 110 кв по проек- там 1955 г. были неэкономичны по расходу металла, тяжелы и громоздки; вес опор дохо- дил до 20—29 г, и поэтому они не были утвер- ждены. Было принято решение о строитель- стве одноцепных линий электропередачи НО кв с промежуточными железобетонными опорами и металлическими анкерными и угло- выми. Разработанные в 4956 г. проекты двухцеп- ных железобетонных опор 110 кв требовали производства на трассе мокрых процессов по замоноличиванию траверс и ригелей. Конструк- ция опор, где запроектированы стойки диа- метром в основании 700 мм, длиной 26 м, была очень громоздкой и тяжелой — вес опор до- стигает 13 т. По этой причине и эти опоры не могли быть приняты к производству.
Рис. 14. Одностоечные промежуточные железобетонные центрифугированные опоры ПО кв (I и II район, пролет 260 — 210 м.) В 1956 г. было начато строительство пер- вой в СССР ЛЭП ПО кв на железобетонных опорах Василевичи — Речица— Гомель, где применены железобетонные (с ненапряженной арматурой) центрифугированные одностоеч- ые опоры с треугольным расположением про- водов с железобетонными траверсами и риге- лями (рис. 14) производства Свирепого завода. Опыт строительства ЛЭП Василевичи — Речица — Гомель выявил недостатки конструк- ции запроектированного типа железобетонных опор, которые требовали производства на трас- се мокрых процессов по замоноличиванию со- единений железобетонных траверс и ригелей со стойкой, что привело по существу к пре- кращению строительства линии с наступле- нием зимы. В 1956 и в 1957 гг. были выпущены черте- жи одностоечных одноцепных железобетонных промежуточных опор ПО кв с ненапряженной арматурой для проводов сечения до АС-240, где применены эти металлические траверсы и отсутствуют ригели. Предусматривается за- крепление опор в ненарушенных грунтах и пробуренных гнездах диаметром 650—700 мм и глубиной 3 м. В 1957 г. была разработана конструкция двухцепной железобетонной опоры ПО кв с ненапряженной арматурой, которая может быть изготовлена на любом из действующих заводов железобетонных опор в той же опа- лубке, что и одноцепные опоры. Эта опора изготовляется на заводе в Бескудниках, она была испытана в III квартале 1957 г. Предлагаемая двухцепная опора 'ПО кв почти в 3 раза легче конструкции 1956 г. и будет применяться впредь до разработки бо- лее удовлетворительной конструкции с напря- женной арматурой. Ближайшей задачей в развитии конструк- ций железобетонных опор для линий электро- передачи является завершение разработки конструкций опор всех видов из напряженно армированного железобетона. Современный уровень развития техники производства желе- зобетонных напряженно армированных кон- струкций обеспечивает возможность выполне- ния указанной задачи. В 1957 г. Оргэнергостроем был разрабо- тан проект машины для производства центри- фугированных напряженно армированных же- лезобетонных стоек для опор длиной до 26 м и диаметром до 700 мм. Опытный образец этой машины изготовляется. Провода На первом этапе строительства электросе- тей применялись почти исключительно медные провода. С развитием советской алюминиевой про- мышленности стал осуществляться постепен- 203
ный переход на алюминиевые и сталеалюми- ниевые провода. В настоящее время полностью прекращено применение в общих условиях медных проводов. Алюминиевый и сталеалю- миниевый провод стал основным материалом, подвешиваемым на высоковольтных линиях электропередачи. Только в прибрежных при- морских районах и в местах, подвергающихся химическому воздействию вредных газов, разрешается применение медных проводов. В настоящее время советская промышлен- ность выпускает алюминиевые и сталеалюми- ниевые провода разнообразных сечений и ма- рок. Вместе с развитием конструкций основных элементов линий электропередачи — опор, фундаментов,-проводов — весьма успешно раз- вивались и совершенствовали конструкции ли- нейной арматуры и изоляторов. Особенно наглядным показателем достиже- ний советской техники и в этой области явля- ется строительство линий электропередачи на- пряжением 400 кв, потребовавшее разработки совершенно новых конструкций линейной ар- матуры и высококачественного электротехни- ческого фарфора. Оглядываясь на прошедшие 40 лет, следует признать значительные успехи советских ин- женеров в развитии конструкций линий элек- тропередачи. Однако нельзя успокаиваться на достигнутом. Грандиозные задачи развития электрических сетей в шестой пятилетке тре- буют от проектировщиков и конструкторов на- пряженной работы в деле дальнейшего усо- вершенствования и упрощения конструкций опор и фундаментов ЛЭП и облегчения веса опор. Необходимо дальше работать над внедре- нием в конструкции линий электропередачи новых видов материалов — стекловолокна и пластмасс. Необходимо работать над упрощением и улучшением линейной арматуры и изоляторов, что имеет большое значение для уменьшения габаритов и облегчения опор, особенно для напряжений 220 и 500 кв. Предстоит большая работа по развитию и внедрению конструкций железобетонных одноцепных и двухцепных опор из напряжен- но армированного бетона. Нет сомнения в том что выращенные за 40 лет опытные кадры наших специалистов с ус- пехом решат эти задачи.
ГУЛЬДЕНБАЛЬК В. В. Главный технолог Главэлъктросетьстроя РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ СЕТЕВОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Общие сведения Строительство высоковольтных линий элек- тропередачи в молодой социалистической рес- публике началось с постройки линий напря- жением 35 кв. К концу 1921 г. в Московской высоковольт- ной сети уже было 100 км линий 35 кв. 1 марта 1919 г. была выбрана площадка для строительства Каширской ГРЭС, а в ап- реле 1922 г. ее электрическая энергия уже бы- ла передана в Москву по первой в стране ли- нии электропередачи напряжением НО кв. 15 декабря 1917 г. на втором месяце после Великой Октябрьской революции, был подпи- сан Указ о строительстве Шатурской ГРЭС. 26 сентября 1925 г. линия электропередачи НО кв Шатура — Москва была включена в работу. 22 апреля 1918 г. Советское правительство приняло решение о строительстве Волховской ГЭС — первенца советских гидроэлектростан- ций. В декабре 1926 г. была включена в работу первая в Ленинградском районе линия элек- тропередачи НО кв для передачи электроэнер- гии Волховской ГЭС в Ленинград. В 1925—1926 гг. стали появляться линии электропередачи НО кв и в других районах страны: ЛЭП от Нижегородской ГРЭС (Ба- лахна) в Нижпий Новгород, ЛЭП Кизел — Пермь, в Донбассе—ЛЭП Штеровская ГРЭС— Кадиевка и др. За первые 10 лет существования Советско- го государства, с 11917 по 1926 г. — годы гражданской войны, период восстановления и реконструкции народного хозяйства — было построено 930 км линий электропередачи на- пряжением 35 и НО кв. К 1927 г. общая протяженность линий элек- тропередачи напряжением 35 <и НО кв в стра- не достигла 1 тыс. км. В 1927 г. началось строительство сложной линии электропередачи Московского кольца 110 кв. Двойные линии ПО кв, окружившие в тече- ние 3 лет Москву, явились как бы сборными шинами, в которые вливается по радиальным линиям энергия районных электрических стан- ций, построенных вокруг Москвы. Так было положено начало основному ти- пу энергетических систем — кольцевому — для питания крупных промышленных центров страны. За годы первой пятилетки в центральных районах страны, Ленинграде, Горьком, в Дон- бассе, на Урале и в Закавказье уже было по- строено 7 470 км линий электропередачи на- пряжением 35 и ПО кв. В период второй пятилетки (1933—1937 гг.) было введено в действие еще 7 030 км линий электропередачи и в том числе 600 км линий напряжением 220 кв. За годы Великой Отечественной войны 1941 —1945 гг. преимущественно в восточных районах страны было построено 1 370 км ли- ний электропередачи 35—220 кв. Таким образом, к 1946 г. общая протяжен- ность линий электропередачи 35—220 кв в стране достигла 21 600 км. За годы первой послевоенной пятилетки (1946—1950 гг.) было построено и введено в действие 9 900 км линий электропередачи 35—220 кв. Наиболе бурно сетевое строительство стало развиваться в Советском Союзе в годы пятой и шестой пятилеток; так, за годы пятой пяти- летки (1951—1955) введено в эксплуатацию уже 20 000 км линий электропередачи 35— 220 кв и только за один первый год шестой пятилетки (1956) введено в действие 7 950 км линий электропередачи 35—400 кв, в том чис- ле 1 656 км первой в стране дальней электро- передачи Куйбышевская ГЭС — Москва на- пряжением 400 кв. 205
Таким образом, к началу 1957 г. общая протяженность линий электропередачи 35— 400 кв в стране достигла 59 450 км, что в 850 раз превышает длину линий электропередачи, построенных в царской России до 1917 г. Шестым пятилетним планом предусматри- вается удвоение общей протяженности линий электропередачи Советского Союза. Ниже дается описание того, как развива- лась технология строительства линий электро- передачи за 40 лет советской энергетики как в части изготовления опор и фундаментов для них, так и в части производства работ на трас- се линии электропередачи. Развитие технологии изготовления опор и фундаментов для них Деревянные опоры Первые 15 лет после Октябрьской револю- ции деревянные опоры для линий электропере- дачи напряжением 35—110 кв сооружались из непропитанной обычной древесины. В целях повышения долговечности службы деревянных опор в конце первой пятилетки стали применять детали деревянных опор, пропитанные антисептиком (креозотовое мас- ло или смесь креозотового масла с мазутом) в заводских условиях. Заготовка обезличенных деталей деревян- ных опор (стойки, траверсы, пасынки-стулья и др.) осуществлялась при помощи шаблонов в соответствии с рабочими чертежами опор на специальных мачтосборочных площадках-стен- дах вблизи мачтопропиточных и шпалопропи- точных заводов. Пропитка креозотовым маслом заготовлен- ных деталей деревянных опор осуществляется в специальных пропиточных цилиндрах диа- метром до 2 ж и длиной до 20 м по способу «ограниченного поглощения», при котором сначала создается вакуум, а затем антисептик нагнетается в поры древесины под давлением 6—8 ата. В результате поры древесины как бы смазываются антисептиком, что увеличи- вает срок службы сосновых бревен до 15— 20 лет. Пропитанные детали деревянных опор с мачтопропиточных заводов готовыми комплек- сами отгружаются на строительство линий электропередачи в соответствии с рабочими спецификациями опор по проекту линии элек- тропередачи. Общий объем пропитанных заводским спо- собом деталей деревянных опор за годы трех довоенных пятилеток определяется цифрой 100 000 м? при общей протяженности линий 206 электропередачи 35 и 110 кв, построенных на пропитанных опорах, около 10 000 км. За 12 послевоенных лет построено еще 9 000 км линий электропередачи на деревян- ных опорах из деталей, пропитанных завод- ским способом, с общим объемом пропитанной древесины около 80 000 м\ В настоящее время и в ближайшие годы шестого пятилетия потребность в пропитанной древесине будет снижаться в связи с приме- нением железобетонных пасынков-стульев для деревянных опор и широким внедрением же- лезобетонных опор. Металлические опоры Весь 32-летний период применения в Со- ветском Союзе металлических опор на линиях электропередачи 410 кв и выш* с точки зре- ния технологии их изготовления делится на два периода. Первый (с 1925 по 1934 г.), когда приме- нялись исключительно клепаные конструкции металлических опор на строительстве линий электропередачи. Второй (с 1934 г. по настоящее время) — период внедрения и широкого распространения сварных конструкций металлических опор. В течение первого периода, когда еще от- сутствовали собственные заводы металлокон- струкций у сетевых монтажных организаций, конструкции опор в виде отдельных элементов (уголки и косынки) нарезались и рассверлива- лись на заводах различных ведомств. Пакеты таких заготовок для опор отгружались в райо- ны строительств линий электропередачи. На участках близлежащих железнодорож- ных станций или в районе самой трассы линии электропередачи организовались полевые ба- зы, на которых из поступающих заготовок со- бирались и клепались крупногабаритные сек- Рис. 1. Сварочная база 1934 г.
Рис. 2. Завод металлоконструкций 1957 г. 207
ции металлических опор. Веса и размеры та- ких секций были в пределах возможных пере- возок их на лошадях. Начиная с 1934 г., при сетевых монтажных организациях начали появляться собственные цехи — сварочные базы, на которых произво- дилась сборка секций металлических опор, ко- торые отгружались на трассу линий электро- передачи. До войны эти базы были полигонно- го типа без кранового оборудования (рис. 1). В течение четвертой и пятой пятилеток сеть таких сварочных баз-полигонов расширилась. Большинство этих баз превратилось в хо- рошо оснащенные станками и кранами заводы металлоконструкций (рис. 2). В 1957 г. на таких сетевых заводах метал- локонструкций уже было изготовлено около 50 000 т сварных металлоконструкций опор, что соответствует примерно 3 000 км линий электропередачи на напряжение ПО кв. Остальная часть металлоконструкций изго- товляется также в виде сварных крупногаба- ритных секций на заводах при строительствах гидростанций или на заводах других ведомств. Общий тоннаж металлоконструкций опор для линий электропередачи в настоящее время достигает уже 100 тыс. т в год. К концу шестой пятилетки годовая потреб- ность в металлоконструкциях опор для линий электропередачи достигнет 200 000 т в год. Железобетонные опоры На строительстве линий электропередачи системы Министерства электростанций первые железобетонные опоры появились в конце 1956 г. Первый опыт применения железобетонных опор портального типа в изготовлении Горь- ковского завода Горэнерго из коротких 6-ме- тровых секций, соединяемых телескопическими стыками или на фланцах, оказался неудачным. Некачественное выполнение стыков приво- дило к затруднениям при монтаже опор на трассе, и от этой конструкции железобетонных опор пришлось отказаться. Начиная с 1957 г., на всех заводах по изго- товлению центрифугированных железобетон- ных опор изготовляются только одностоечные опоры из труб с нижним диаметром 560 мм и длиной 22 м. На первом этапе внедрения железобетонных опор изготовляются центрифугированные опо- ры без предварительно напряженной арматуры, В настоящее время разработана конструкция Рис. 3. Центрифугировочная машина для изготовления железобетонных опор. 208
машины для изготовления центрифугирован- ных опор диаметром 750 мм с предварительно напряженной арматурой. Для комплектования центрифугированных стоек железобетонных опор изготовляются траверсы (железобетонные из вибрированного бетона или металлические оцинкованные). В настоящее время находятся в работе пять машин типа МЦО-1 по изготовлению центрифугированных опор. Годовая производительность одной маши- ны 3 000 м\ или 2 000 опор (рис. 3). К концу 1957 г. вступят в строй еще три машины. Сборные фундаменты под металлические опоры В течение первых 25 лет (с 1925 по 1950 г.) в качестве сборных фундаментов под металли- ческие опоры на линиях электропередачи 110 и 220 кв применялись металлические поднож- ники (вначале клепаные, впоследствии свар- ные, рис. 4). Изготовление этих металлических поднож- ников производилось на тех же базах-полиго- нах, а впоследствии — на заводах, где изготов- лялись конструкции самих металлических опор. Перед отправкой на трассу металлические подножники дважды покрывались кузбасским лаком или битумом № 5 в целях предохране- ния от коррозии. Начиная с 1949—1950 гг., на строительстве линий электропередачи стали внедряться сбор- ные железобетонные фундаменты под опоры ПО и 220 кв различных конструкций (неразъ- емные и разъемные). С 1955 г. получили широкое распростране- ние в качестве фундаментов под металличе- ские опоры железобетонные сваи (рис. 5). Объем бетона сборных железобетонных фундаментов (и свай) под металлические опо- ры на линиях электропередачи из года в год Рис. 4. Металлические подножники выпуска 1934 г. для промежуточных опор портального типа на линиях 220 кв. Рис. 5. Железобетонная свая для металлических про- межуточных опор 220 кв. возрастает: с 4 000 м3 в 1950 г. он вырос до 75 000 м3 в 1957 г. 70% этого количества изготовляется на за- водах и полигонах сетевых монтажных тре- стов, а 30% —на заводах железобетонных из- делий при строительствах гидростанций. К концу шестой пятилетки объем сборного железобетона, применяемого для фундаментов под опоры на линиях электропередачи 35 — 500 кв, составит уже 150 000 м3. Развитие технологии производства работ на трассе линии электропередачи Земляные работы В течение первых 20 лет (с 1917 по 1936 г.) рытье котлованов под фундаменты и для установки всех деревянных и металлических опор производилось вручную. Хотя еще в годы первой и второй пятиле- ток в стране появились сначала импортные, а позднее и отечественные экскаватооы, дол- гие годы применение их на строительстве ли- 209 14—1051
Рис. 6. Буровая машина БИ-7. ний электропередачи считалось нерациональ- ным из-за большого объема излишне вынимае- мого грунта и отсутствия персонала для их обслуживания. Для водоотлива использовались ручные насосы: диафрагмовые («лягушки») или порш- невые («летестью»). 'В случае прохождения линий электропере- дачи по сплошным болотам рытья котлованов, как правило, не производилось, а осуществля- лась забивка деревянных свай, на которые ус- танавливались опоры. Забивка свай произво- дилась деревянными разборными копрами с ручными лебедками. При разработке скальных грунтов применя- лись взрывные работы с выравниванием дна котлована вручную клиньями и скарпелями. При рытье котлованов в мерзлом грунте применялось предварительное оттаивание грунта кострами. Все указанные виды ручной разработки грунта на строительстве линий представляли собой исключительно тяжелую работу, тре- бующую большого физического напряжения рабочих. В этот период удельный вес работ по раз- работке котлованов в разных грунтах был зна- 210 чительным и на строительстве отдельных ли- ний электропередачи в водонасыщенных или скальных и мерзлых грунтах он достигал 30— 40%' всех трудозатрат по сооружению линий электропередачи. В поды второй пятилетки сетевая опытная машинная станция (СОМС) Главэнерго раз- работала и изготовила конструкцию буровой машины на тракторе, позволяющую произво- дить механизированную выемку грунта из кот- лованов цилиндрической формы. Было выпущено два вида буровых машин: одна на базе легкого трактора СТЗ-НАТИ (позднее ДТ-54) для рытья цилиндрических котлованов глубиной до 2,0 м и диаметром 0,4—0,7 м под столбы связи и линий 1—6 кв. Вторая буровая машина — на базе тяже- лого трактора ЧТЗ-60 (позднее С-80) —для рытья цилиндрических котлованов глубиной до 2,2 м и диаметром 0,9—1,7 я (рис. 6). Эта машина применялась для рытья кот- лованов под одностоечные деревянные опоры 6—35 кв, для установки небольших подножни- ков и узкобазных одноствольных металличе- ских опор на линиях напряжением 35 и НО к& с легкими марками проводов. Применение буровых машин резко сокра- тило трудозатраты на рытье котлованов и по- высило темпы строительства линий электро- передачи. Вот уже 20 лет, как успешно при- меняются указанные буровые машины на строительстве линий электропередачи. В 1954 г. в связи с появлением глубоких набивных бетонных фундаментов на линиях электропередачи 400 кв были разработаны и выпущены буровые машины Б-8 на тракторе С-80 для разработки цилиндрических котлова- нов диаметром 0,8 м и глубиной до 3,0 м. И, наконец, в 1957 г. разработана и спу- щена в производство конструкция буровой ма- шины МИ-100 для выемки грунта из цилин- дрических котлованов диаметром до 2,5 м и глубиной до 3,0 м. Применение такой буровой машины позво- лит рыть котлованы не только для одностоеч- ных деревянных и железобетонных опор, но и для установки большинства конструкций сбор- ных железобетонных фундаментов под метал- лические опоры на линиях электропередачи напряжением ПО—500 кв. Несмотря на наличие указанных трех ти- пов буровых машин, все еще остается большое количество конструкций опор и фундаментов, требующих больших котлованов прямоуголь- ных очертаний. Для механизации рытья таких котлованов, начиная с 1947—1948 гг., на строительстве ли-
ний электропередачи всех напряжений стали применяться одноковшовые экскаваторы с об- ратной лопатой на гусеничном и колесном ходу. В результате применения экскаваторов для рытья котлованов в 20 раз сократились трудо- затраты и в 3 раза уменьшилась стоимость работ по рытью котлованов для фундаментов под опоры. Бетонные работы В технологии производства бетонных работ на трассе линий электропередачи были разные периоды. Был период (1925—1037 гг.), когда работы по приготовлению бетона производились вруч- ную с приготовлением бетонной смеси на де- ревянном бойке вблизи котлованов с ручной укладкой бетона тачками и ручной трамбовкой его в опалубке. С первых лет третьей пятилетки (1937— 1938 гг.) на строительстве линий электропере- Рис. 7. Монтаж краном тяжелых’ железобетонных под- ножников под угловые опоры на линиях 220 кв. дачи появились первые бетономешалки с бен- зиновыми двигателями. Уплотнение бетона в опалубке стало про- изводиться при помощи пневматических вибра- торов разного рода (плоскостные, штыковые, булавы и пр.). В 1952 г. Харьковский завод «Сетьмаш» треста «Армсеть» разработал и стал выпу- скать передвижные автобетономешалки на шасси автомобиля ЗИЛ-151 (позднее — на шасси ЗИЛ-150)—агрегаты для бетонирова- ния БМ, предназначенные для подачи бетон- ной смеси непосредственно в опалубку фунда- мента. Вот уже 6 лет такие агрегаты исполь- зуются для устройства монолитных бетонных фундаментов под опоры на линиях электро- передачи. В последние годы часто на трассы линий доставляется готовый товарный бетон в авто- самосвалах. Во всех случаях получения бетона для его уплотнения в опалубке применяются пневма- тические вибраторы, работающие от передвиж- ных компрессоров, или электрические вибра- торы, работающие от передвижных электро- станций. Монтаж сборных фундаментов (подножников) под металлические опоры Начиная с 1949—1960 гг., в линейном строительстве стали широко внедряться желе- зобетонные подножники разъемного и неразъ- емного типов. В настоящее время установка подножников в котлованы все более осуществляется крана- ми на автомобильном и гусеничном ходу. По мере увеличения грузоподъемности передвижных кранов, выпускаемых промыш- ленностью, расширяется и диапазон сборных железобетонных фундаментов для опор НО— 220—400 кв как по своим габаритам, так и по весу. В связи с наличием 8'—10-тонных гусенич- ных кранов сейчас практически механизирован весь монтаж подножников и сборных железо- бетонных фундаментов всех имеющихся кон- струкций для промежуточных опор 110—400 кв и анкерных и угловых опор на линиях элек- тропередачи НО—220 кв (рис. 7). С самого начала применения металличе- ских подножников, а позднее и сборных желе- зобетонных фундаментов применялись и при- меняются легкие инвентарные разборные ме- таллические шаблоны для обеспечения пра- вильной установки подножников по отношению к оси трассы линии электропередачи, а также к перпендикулярной к ней оси и линии бис- сектрисы угла поворота трассы. 14* 211
Рис. 8. Секции металлических опор весом 1 — 1,5 т доставляются на трассу автомашинами. Деревянные опоры Сборка опор на трассе. Первые 15 лет строительства линий электропередачи на деревянных опорах (1917—1932 гг.) эти опоры собирались из непропитанных сосно- вых бревен. Сам процесс сборки производился вручную, без крапов, только с применением ручных ле- бедок и вспомогательных стрел при раскан- товке азиков АП-образных опор. Все части бревен, подвергающиеся той или иной обработке, а также места бревен (стоек или пасынков) над и под поверхностью земли обрабатывались антисептиком (уралит) или промазывались креозотовым маслом. В годы третьей пятилетки и особенно в по- слевоенные годы по мере внедрения на сете- вом строительстве автомобильных кранов опе- рации по сборке тяжелых АП-образны^ дере- вянных опор стали осуществляться уже с при- менением кранов и ручная раскантовка ази- ков была запрещена. Установка деревянных опор. В первые 10—12 лет строительства линий электропередачи на деревянных одностоечных опорах напряжением 6—35 кв такие опоры поднимались вручную при помощи деревянных подхватов и рогачей. Более тяжелые А-образные и АП-образпые опоры устанавливались с помощью гужевой тяги через стрелу ручными лебедками через полиспаст. Позднее, с появлением тракторов в стране в годы первой — третьей пятилеток и послево- енные годы, все деревянные опоры па линиях электропередачи 35 и НО кв устанавливались при помощи тракторов с применением падаю- щих деревянных стрел. Марки тракторов (СТЗ-НАТИ и позднее ДТ-54 или ЧТЗ-60 и С-80) выбирались в зави- симости от веса поднимаемых опор. 212 В последние годы на установке деревян- ных опор стали применяться автомобильные и гусеничные краны. Трамбовка грунта при установке деревян- ных опор производится до последнего времени вручную из-за отсутствия соответствующего механизма. Имевшая место в отдельных случаях за- сыпка котлованов при установке деревянных опор бульдозерами не рекомендуется вследст- вие отсутствия при этом какой бы то ни было трамбовки нижних слоев грунта, что приводи- ло к неустойчивости установленных опор в условиях эксплуатации линии электропередачи. Металлические опоры В первые годы после Октябрьской револю- ции на металлических опорах строились лишь линии электропередачи 35 кв для распределе- ния электрической энергии районных электро- станций по основным потребителям данного района. Опоры для линий электропередачи 35 кв были одноствольного узкобазного типа одно- цепные и двухцепные без фундаментов. Про- межуточные опоры устанавливались в выры- тые котлованы на шпальный настил (шпалы были пропитаны хлористым цинком). Кроме того, подземная часть опоры покрывалась для защиты от коррозии битумными лаками. Анкерные и угловые опоры 35 кв устанав- ливались на бетонные плиты, уложенные на дно котлованов, после чего вокруг подземной части опоры сооружались сплошные или пус- тотелые бетонные фундаменты. Подъем таких легких опор 35 кв произво- дился ручными лебедками с помощью непо- движной стрелы, установленной на тросовых расчалках. Опоры 35 кв весом 1,5; 2,0 и 3,0 т изготов- лялись на заводах целиком и в таком виде доставлялись на лошадях на трассу линии электропередачи. Начиная с 1925—1926 гг., появились метал- лические опоры на линиях электропередачи НО кв одноцепные и двухцепные пространст- венного типа. Такие опоры в виде комплектов заготовок отдельных уголков и косынок до- ставлялись на пристанционные или приобъект- ные базы и там клепались в отдельные секции весом до 1,0—1,5 т. Эти секции на лошадях доставлялись на трассу линии электропере- дачи, и на пикетах производилась сборка опор, причем стыки одних секций с другими соеди- нялись тоже на заклепках. Так было до 1934—1935 гг., когда появи- лись первые сварные опоры.
Рис. 9. Установка анкерной угловой опоры линии 400 кв тремя тракторами. Секции таких опор, с весом, также не пре- вышающим 1,0—1,5 т, доставлялись автома- шинами на трассу (рис. 8). На пикете произ- водилась их сборка с соединением стыков на болтах. Подъем металлических опор на линиях электропередачи 110 кв производился с по- мощью ручных лебедок, вначале с двумя не- подвижными стрелами (1926—1929 гг.), а впо- следствии с одной падающей стрелой. Стрелы были инвентарные легкие металлические ре- шетчатой конструкции или деревянные. Подъемка опор с помощью лебедок и по- лиспастов была медленной и малоэффектив- ной. С появлением на сетевом строительстве тракторов (1933—1935 гг.) подъем металли- ческих опор на линиях 110 и 220 кв стал про- изводиться тракторами (с полиспастом или без него в зависимости от веса опоры) с по- мощью падающей стрелы (металлической или деревянной). Этот метод подъема опор (тракторами) со- хранился и до настоящего времени на линиях электропередачи всех напряжений НО—400 кв. Тяжелые анкерные и угловые опоры на даль- них линиях электропередачи поднимаются дву- мя или даже тремя тракторами С-80 (рис. 9), включенными последовательно. Торможение опор в конце процесса их подъема до 1935—1936 гг. осуществлялось с помощью ручных лебедок, а в последние годы —тракторами. С самых первых лет установки металличе- ских опор на линиях электропередачи перед их окончательным закреплением на фундамен- те производилась выверка их с помощью гео- дезического инструмента как по оси трассы, так и по оси, перпендикулярной к ней, по ли- нии биссектрисы на углах поворота трассы. Подъем высоких и тяжелых береговых опор высотой 100 и более метров и весом 75 и более тонн до последнего времени произво- дился лебедками или тракторами с земли в со- бранном виде. С 1956 г. монтаж таких высоких и тяжелых береговых опор производится методом посте- пенного вертикального наращивания одной сек- ции опоры за другой при помощи перемещае- мых вверх мачтовых монтажных стрел. 213
Монтаж железобетонных опор Монтаж железобетонных опор 110 кв в си- стеме Министерства электростанций впервые был начат в конце 1956 г. и в 1958 г. строятся одиннадцать линий электропередачи на же- лезобетонных опорах. Стойки опор длиной 22 м доставляются с заводов по железной дороге и на автома- шинах на трассу. На трассе производится сборка стоек-с траверсами и ригелями (если они запроектированы). Подъем железобетонных опор производится комбинированным методом при помощи 5-тон- ного автомобильного крана и трактора с па- дающей стрелой. С 1958 г., по получении 10-тонных кранов с длинными стрелами, подъем железобетонных опор будет осуществляться одними кранами. На рис. 10 показана одностоечная железобе- тонная центрифугированная опора для линии электропередачи НО кв. Рис. Ю. Установка . железобетонной центрифугирован- ной опоры. Монтаж /проводов и тросов Методы монтажа проводов на линиях элек- тропередачи зависят главным образом от мар- ки (сечения) проводов и длины анкерного пролета (расстояния между двумя анкерными опорами, на которых провода закрепляются натяжными гирляндами). В первые годы сетевого строительства (1917—1925) в стране строились преимуще- ственно линии электропередачи 35 кв с тон- кими проводами (М25—М50 и А25—А70, позднее АС35—АС70) с короткими анкерны- ми пролетами (1,0—1,5 км}. Начиная с 11925—1926 гг., с появлением в разных районах страны линий электропере- дачи 110 кв с проводами средних и тяжелых марок (М70—М95, АС95—АС 150) и больши- ми анкерными пролетами, натяжка проводов вначале производилась малоэффективным ме- тодом при помощи ручных лебедок напрямую и даже с полиспастами (при тяжелых марках проводов). Такой малоэффективный метод монтажа проводов применялся вплоть до 1932—1933 гг., когда на строительстве линий электропередачи появились гусеничные тракторы СТЗ-НАТИ, а позднее и ЧТЗ-60. В годы второй и третьей пятилеток и позд- нее монтаж проводов во всех районах, осо- бенно на линиях электропередачи напряжени- ем 220 кв, производился гусеничными тракто- рами. С появлением автомашин с двумя ведущи- ми осями перед войной и особенно после вой- ны в ряде случаев прохождения линий элек- тропередачи по безлесной и малопересеченной местности для натяжки проводов легких и средних марок и тросов применялись такие автомашины. Во всяком случае уже в годы третьей пя- тилетки монтаж проводов при помощи ручных лебедок был повсеместно прекращен. Перекладка проводов на промежуточных опорах из роликов в поддерживающие зажи- мы до 1934—1939 гг. производилась вручную. На линиях электропередачи 220 кв в годы третьей пятилетки и позднее перекладка про- водов и установка гасителей вибрации произ- водились с помощью телескопических вышек на автомобильном и тракторном ходу. Соединение тонких проводов на линиях 35 кв в первые годы осуществлялось заклепоч- ными соединителями. В следующий период на линиях электро- передачи 35 и 110 кв с проводами до АС240 214
включительно соединение их осуществлялось овальными соединителями с обжатием в шах- матном порядке специальными обжимными станками. Применявшийся перед войной метод соеди- нения проводов способом вальцевания даль- нейшего распространения не получил. Соединение проводов тяжелых марок (АСЗОО и выше), особенно на линиях электро- передачи 220 кв, повсеместно, начиная с 11933—1934 гг., осуществлялось по методу оп- рессования специальным гидравлическим прес- сом стальных соединительных гильз на сталь- ном сердечнике проводов и алюминиевых гильз на верхнем повиве алюминиевых про- волок провода. Особые условия и методы монтажа прово- дов были разработаны и осуществлены на дальней линии электропередачи 400 кв Куй- бышевская ГЭС — Москва. На этой линии каждая из трех фаз состоит из трех расщеп- ленных проводов АСО480, расположенных по вершинам опрокинутого треугольника со сторо- ной, равной 400 мм. Длина анкерных пролетов на дальней ли- нии 400 кв достигала 8—10 км. Кроме того, для удержания трех проводов фазы на опре- деленном расстоянии друг от друга по всей длине пролета на проводах устанавливались специальные (дистанционные) распорки. В связи с этим метод монтажа расщеплен- ных проводов на дальней линии 400 кв отли- чался от обычного метода монтажа одиночных проводов на линиях электропередачи НО и 220 кв. Монтаж проводов электропередачи Куйбы- шевская ГЭС—Москва 400 кв производился в соответствии со специально разработанной для этого инструкцией (см. брошюру инж. Гри- горьева, Гульденбалька и Левицкого «Строи- тельство первой в Советском Союзе дальней электропередачи 400 кв», Госэнергоиздат, 1956). Заключение Начиная с конца 1956 г. сооружение всех основных объектов сетевого строительства в системе Министерства электростанций осу- ществляется силами вновь организованных механизированных колонн и строительно-мон- тажных поездов, оснащенных парком необхо- димых механизмов. Работы по строительству линий электро- передачи этими колоннами и поездами ведутся поточно-скоростными методами на базе ком- плексной механизации всех основных строи- тельных и монтажных работ на трассе линии электропередачи. Применение механизированных колонн уве- личило темпы строительства линий электро- передачи, на 50—60% повысило выработку и производительность труда и снизило себестои- мость строительства линий электропередачи. Ко дню 40-летия Великой Октябрьской со- циалистической революции сетевые монтаж- ные организации Министерства электростан- ций подошли оснащенными передовой техни- кой и полностью подготовленными для реше- ния задач сетевого строительства шестой пяти- летки.

РАБОТЫ ПРОЕКТНЫХ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ институтов

ВОЗНЕСЕНСКИЙ А. Н. Директор института „Гидроэнергопроект" РАБОТА ИНСТИТУТА «ГИДРОЭНЕРГОПРОЕКТ» I. История развития гидроэнергетического проектирования Зарождение проектных работ по гидроэнергетике. Великая Октябрь- ская социалистическая революция открыла но- вую эру в истории России и дала широкий простор инженерной инициативе. Уже 22 ап- реля 1918 г., т. е. через 5 мес. после образова- ния Советского государства, В. И. Ленин пред- ложил строительство Волховской ГЭС. В феврале 1920 г. по инициативе В. И. Ле- нина была учреждена Государственная ко- миссия по электрификации России, а в декаб- ре 1920 г. VIII Всероссийский съезд Советов одобрил план ГОЭЛРО, составленный этой комиссией и намечавший постройку в течение 15 лет 30 новых районных электростанций об- щей мощностью 1 750 тыс. кет, в том числе десяти гидроэлектростанций общей рабочей мощностью 535 тыс. кет, В начале 1923 г. Постановлением Прези- диума ВСНХ было организовано Государствен- ное северное водное бюро, на которое было возложено проведение изысканий и проектиро- вания гидроэлектрических установок в районах севера, северо-запада и запада европейской части СССР. Это был первый шаг к концен- трации проектно-изыскательских сил. Подобная работа в центральных районах, а также в районах Средней Азии и Кавказа проводилась Электротехническим трестом цен- трального района (ЭТЦР), преобразованным в 1926 г. в Государственный электротехниче- ский трест (ГЭТ) и затем во Всесоюзное элек- тротехническое объединение (ВЭО). Эти организации, а также проектные отде- лы ряда строительств проводили проектирова- ние первых гидроэлектростанций, строившихся в период восстановления народного хозяйства (Бозсуйская, Волховская, Кондопожская, Зе- мо-Авчальская, Рионская, Ереванская 1, Сыз- ранская, Пензенская и др.) Всего за период восстановления было начато строительством 15 ГЭС общей мощностью 870 тыс. кет, и на начало первой пятилетки было введено в эксплуатацию десять ГЭС. В 1927 г. проектные и изыскательские ра- боты по тепловым и гидроэлектрическим стан- циям были сконцентрированы в тресте «Энер- гострой» ВСНХ, куда перешли Московское, Закавказское и Среднеазиатское отделения ГЭТ, а также Северное водное бюро под наи- менованием Ленинградское гидротехническое бюро Энергостроя (ЛГБЭ). В 1927 г. к ЛГБЭ были присоединены Ал- тайская водная изыскательская партия «Алтай- водсила» и Уральское проектно-изыскательское бюро, и таким образом, ЛГБЭ объединило все организации, ведущие проектно-изыскательские работы по гидроэнергетике на Севере, Северо- западе и Западе, Урале, Алтае и Сибири. Перечисленные организации вели изыска- ния и проектирование значительного количе- ства разрозненных объектов во многих райо- нах Советского Союза. Выдвижение этих объ- ектов производилось обычно без учета даль- нейшего развитая электрификации данного района. Создание Гидроэнергопроекта. В связи с развертыванием гидроэнергострои- тельства в ноябре 1930 г. из треста «Энерго- строй» был выделен трест «Гидроэлектрострой», на который были возложены строительство и проектирование гидроэлектрических станций в системе Наркомата тяжелой промышлен- ности. В 1932 г. проектно-изыскательские органи- зации из треста «Гидроэлектрострой» были выделены в самостоятельный проектно-изыска- тельский трест «Гидроэлектропроект», пере- именованный в 1936 г. в «Гидроэнергопроект». 219
В том же 1932 г. для проектирования и строительства гидростанций на Средней Волге на базе строительного аппарата Днепростроя был создан Средволгострой. Для выполнения проектно-изыскательских работ по каналу имени Москвы и верхневолжски-м гидроэлек- тростанциям была создана специальная орга- низация — «Гидропроект». В 1934 г. из Средволгостроя проектиро- вание и изыскания были выделены в специаль- ный институт «Гидростройпроект», который в 1936 г. был влит в «Гидроэнергопроект»; к этому времени Гидроэнергопроект имел уже отделения в Москве, Ленинграде, Тбилиси, Харькове и Ташкенте. Таким образом, Гидроэнергопроект объеди- нил большинство кадров проектировщиков и изыскателей по гидростанциям, в том числе проектные коллективы Волховской, Днепров- ской, Свирской, Чирчикских, Земо-Авчаль- ской, Рионской и других гидроэлектростанций. Одной из первых задач Гидроэнергопроекта были изучение гидроэнергоресурсов страны, разработка схем использования водотоков и отбор объектов для проектирования. Изучение гидроэнергоресурсов страны. При решении этой задачи были про- ведены в широком масштабе облегченное ре- когносцировочное обследование водотоков и разработка предварительных схем использова- ния водотоков, после чего по крупным эконо- мическим районам были составлены ВЭС (во- дноэнергетические схемы). Гидроэнергопроек- том были составлены ВЭС обширны?: районов Кольского полуострова и Карельской АССР Центра, Урала, Западной Сибири, Средней Азии, Северного Кавказа, Закавказья, наме- тившие пути комплексного использования водных ресурсов этих районов. ВЭС представляли собой комплексные про- ектировки, охватывающие большинство водно- энергетических ресурсов района, а для ряда неизученных водотоков в составе ВЭС прово- дились схематические проработки, базирую- щиеся на рекогносцировочных обследованиях. На основе обобщения всех указанных ма- териалов производится энергоэкономическая оценка водотоков с учетом других видов энер- горесурсов и потребности в энергии на ближай- шие 10—15 лет и намечается очередность дальнейших, более углубленных проектно- изыскательских работ. Водноэнергетические схемы имеют очень большое значение, так как в них реализуются возможности социалистического планирова- ния использования гидроэнергоресурсов в по- следовательности, определяемой' реальными 220 нуждами важнейших экономических районов страны, изменившимися техническими и энер- гетическими требованиями. Вместе с тем выдвижение к детальному про- ектированию и строительству отдельных объ- ектов оказывается благодаря схемам увязан- ным с рациональной концепцией использова- ния водотока в целом; объект не является случайным, не нарушает схему использования реки и т.д. Гидроэнергопроект приступил к планомер- ному изучению кадастровых запасов водной энергии и более широкой разработке схем комплексного использования водотоков. Были разработаны рабочая гипотеза использования Ангары и создания Байкало-Черемховского промышленного комплекса (1933 г.), ком- плексная схема Большой Волги, (1937 г.), схе- ма Севан-Зангинского каскада, Чирчик-Боз- суйского каскада, Днепра, Сулака, Риона, Храма, Нивы и других рек. В это же время были проведены предварительные исследова- ния Енисея и Иртыша, а также основных при- токов Амура. В настоящее время продолжается непре- рывное изучение водотоков и пересмотр ра- нее составленных схем в свете современных технических концепций и изменившейся поли- тической обстановки после Великой Отече- ственной войны. В частности, проводится разработка схем совместного использования пограничных рек— Амура, Аргуни, Атрека, Аракса, Паатсо-йоки (Пасвикэльв). Ввиду слабой топографической и гидроло- гической изученности водотоков подсчет гидро- энергетических ресурсов в дореволюционной России был весьма неполным. По данным 1916 г. б. Министерства земледелия запасы водных ресурсов России исчислялись в 19,5 млн. квт по мощности и в 170 млрд, квт-ч по выработке. Подсчеты Российской академии наук, опуб- ликованные в 1921 г., повысили потенциаль- ную мощность водотоков до 40,5 млн. квт и 360 млрд, квт • ч, а Комитет по участию СССР в мировой энергетической конференции (1924 г.) увеличил подсчеты мощности до 62 млн. квт и выработки до 540 млрд, квт-ч. Первый подсчет гидроэнергетического по- тенциала по всей стране был опубликован в 1934 г. в «Атласе энергетических ресурсов СССР» (ВСНХ). Этим подсчетом было охва- чено 647 рек. Валовой теоретический потенци- ал гидроэнергии был определен в 210,6 млн. квт по мощности и 1 820 млрд, квт • ч по годовой выработке.
К 1940 г. Гидроэнергопроект смог произве- сти подсчеты на основании новых материалов охватив 1 432 реки. Потенциальная мощность их была подсчитана в размере 280 млн. квт и 2 460 млрд, квт • ч годовой выработки. Повторный подсчет гидроэнергетического потенциала страны, законченный в 1950 г., охватил 1 477 рек; валовой теоретический по- тенциал энергии их определен в 340 млн. кв7 или 2 978 млрд, квт - ч, из которых 82% прихо- дятся на азиатскую часть территории Союза. Так как при этом не была охвачена вся речная сеть страны, то была произведена оцен- ка вероятного теоретического потенциала гид- роэнергии всей страны по данным о величине среднего поверхностного стока и высотным ха- рактеристикам отдельных районов. Вероятный теоретический валовой гидроэнергетический потенциал СССР определился в размере 420 млн. квт или 3 680 млрд, квт - ч. По произведенным в Гидроэнергопроекте подсчетам технически возможные к использо- ванию гидроэнергоресурсы оцениваются в 1 700 млрд, квт - ч. Одновременно с определением вероятного теоретического валового потенциала гидро- энергии СССР были выполнены тем же мето- дом аналогичные подсчеты для отдельных кон- тинентов и всего земного шара. Строительство гидростанций в довоенный период. За первую и вторую пятилетки было начато строительство 32 новых ГЭС общей мощностью 1 850 тыс. квт и 30 ГЭС было введено в эксплуатацию полностью или частично, в том числе ДнепроГЭС имени Ленина, крупнейшей до ввода Куйбышевской ГЭС гидростанции в Европе. К началу Отечественной войны в эксплуа- тации на 37 ГЭС находились агрегаты общей мощностью около 1,5 млн. квт. Война задер- жала строительство и ввод в эксплуатацию около 1,5 млн. квт гидравлических мощностей. Гидроэнергопроект обеспечил все строящие- ся гидростанции техническими проектами и рабочими чертежами, непрерывно совершен- ствуя технические решения. Строительство гидростанций в военный период. В период Великой Оте- чественной войны Гидроэнергопроект пере- строился на разрешение новых задач по обе- спечению развертывания перебазировавшейся оборонной промышленности на Урале и восто- ке СССР как в области энергетики, так и по вопросам промышленного водоснабжения. Основными из этих задач были: 1. Обеспечение форсированного строитель- ства новых гидроэлектростанций в восточных районах в особых, военных условиях. Основ- ная установка заключалась в разработке наи- более эффективных проектных решений, соот- ветствующих изменившимся в военное время требованиям, в обеспечении возможности быст- рейшего использования эвакуируемого с гид- ростанций оборудования, а также наличного неиспользованного оборудования, максималь- ного ускорения строительства с использовани- ем местных строительных материалов и налич- ных трудовых ресурсов с применением народ- ных методов строительства. В этот период были введены в эксплуатацию 25 ГЭС общей мощностью 270 тыс. квт, в том числе Салар- ская ГЭС, построенная за 14 мес., Нижне- Бозсуйская ГЭС, построенная за 21 мес., и др., а также самая крупная в Узбекистане Фархадская ГЭС. В проектах гидроэлектростанций были раз- работаны такие компоновки сооружений, кото- рые обеспечивали наиболее быстрое возведе- ние сооружений и ввод новых мощностей, а также возможность наиболее простого выпол- нения сложных и трудоемких работ. Были предложены и осуществлены новые типы и конструкции сооружений, сводящие к минимуму потребность в дефицитных и при- возных материалах, квалифицированной рабо- чей силе и сложной механизации. К их числу относятся: земляные плотины так называемого узбекского типа, возводимые отсыпкой грунта в воду без укатки примененные на Нижне- Бозсуйской ГЭС № 1 и на Саларской ГЭС, напорные бассейны с земляными стенками применение метода гидросмыва для прокладки каналов, сооружение плотин путем обрушения береговых склонов направленными взрывами, безопалубочное бетонирование подводных ча- стей сооружений и др. В некоторых проектах было достигнуто совмещение шугосброса и от- стойника, холостого сброса и шугосброса. По- средством перепроектировок Гидроэнергопро- ект добился возможности использования зна- чительной части демонтированного и ранее неиспользованного оборудования на строи- тельстве новых ГЭС. 2. Водоснабжение главнейших военно-про- мышленных районов востока. Для ряда эва- куированных и создаваемых вновь предприя- тий были составлены новые планы эксплуа- тации водопроводно-канализационных соору- жений в большом числе восточных районов. Были разработаны также проекты промыш- ленного водоснабжения нескольких тепловых электростанций. 3. Восстановление разрушенных гидроэлек- тростанций. За период войны были выведены 221
Рис. 1. Общий вид сооружений Днепровской ГЭС имени В. И. Ленина. из строя и демонтированы 11 гидростанций МЭС мощностью около 1 млн. кет. Восста- новление их было начато немедленно после освобождения соответствующие районов. С помощью * полевых оперативных групп Гидроэнергопроектом были обеспечены проек- тами работы по восстановлению всех 11 ГЭС. За время войны были восстановлены семь ГЭС, в том числе Нижне-Свирская, Нива II. Баксанская, Кегумская и др. Немедленно вслед за отступлением фашист- ских захватчиков было проведено исследова- ние разрушенных сооружений ДнепроГЭС имени Ленина. Восстановление ДнепроГЭС (I очередь) было закончено в 1947 г. по проек- ту Гидроэнергопроекта, причем удалось не только полностью восстановить гидроэлектро- станцию, но и получить в тех же габаритах гидроагрегатов и машинного здания повы- шенную на 16%' мощность. Так же было обеспечено проектами восста- новление объектов водоснабжения Донбасса и Криворожья. 4. Кроме того, Гидроэнергопроект в это время работал над созданием гидротехниче- ских военных рубежей, а также специальных оборонных мероприятий и вел подготовку к предстоящему развертыванию восстановления народного хозяйства и дальнейшего развития его энергетической базы. 222 В военные годы по всем актуальным объ- ектам был осуществлен переход на две стадии проектирования (проектное задание и рабочий проект), что позволило сократить сроки проек- тирования и упростить организацию его. Развитие гидроэнергострои- тельства в послевоенный период. С 1945 г. в связи с начавшимися работами по восстановлению и дальнейшему развитию народного хозяйства значительно расшири- лись работы по проектированию остановлен- ных в период войны крупных гидроэнергети- ческих строительств и подготовке новых объ- ектов гидроэнергостроительства. Развернулись проектные работы по Кам- ской, Мингечаурской, Новосибирской, Усть- Каменогорской, Храмской, Кайрак-Кумской и другим крупным гидроэлектростанциям. На смену народным методам строительства пришли новые методы высокомеханизирован- ного строительства, оснащенного мощной стро- ительной техникой, которую наши заводы бы- стро освоили производством и массовым вы- пуском. Намеченное бурное развитие гидроэнерго- строительства, переход на строительство круп- ных объектов, а также на широкую механиза- цию и индустриализацию строительства по- требовали перестройки работы Гидроэнерго- проекта.
Рис. 2. Машинный зал Днепровской ГЭС имени В. И. Ленина. Рис. 3. Нижне-Свирская гидроэлектростанция.
Действующие ГЭС Строящиеся ГЭС О Перспективные ГЭС О О 100 200 300 400 500нм Янискоскил Каитакоски^ д^ббрисоглебсна > Райяскоску^^ ^ТулОмсЯ <РВерхне-Тул е-Свирская ТАЛЛ Не гимена, Сходненская $ Куйбышевская УрсГ выгострооская Маткожненская 'ндская Сталинградская Цимлянская. Щербаковская Иваньковская Рис. 4. Размещение гидроэлектростанций Иовская Кумекая Сун суш каскад\ Ллявйньская каинассная л J а ©ВИЛЬНЮС ©МИНСК Унижения ъТеребля-Рикская f .. '\ГОЗИдгилевгЛодольск V1SL У^Каменновская % И'ивение ’няжееубская оз.Ильмень Угличская штевская МОСКВА Нижне-Камская Киевская •1КИЕВ Каневская © ^Дубассарская Кременчугская Днепродзерз ^^•^Днепровская 'аховеная
Саянская камская Павловская 'ульбинская ©АШХАБАД 7(/вндя (Г- жадная Верхне-вма^а^о О 300 600 300 1200км СДужкодскаяХ) Варзобские сталишшад © ТАШКЕНТ Чириак-бозсуискии касн Чардаринск Гчлодностепская о Фархадская Шиооковская Осидовская Красноярская Зейская Оуреинркая Джалиндская } Каменская Ульбинская бухтарминская Усть -Каменогорская озБалхаш. Капчагаиская ФРУНЗЕ АЯ№г№&^Алмаа/пинские' ламединские^ ТРш-Кумырская Оарвакская Хишраусская иль-Арыкские огус-Тбраусская Уч-Курганская^ шаариханские по территории Советского Союза. 1 5—1051
В этот период были созданы новые отделе- ния и филиалы Гидроэнергопроекта в различ- ных районах Советского Союза: отделения в Армении и Азербайджане, филиалы во Льво- ве, Минске, Кишиневе, Алма-Ате, Фрунзе, Ста- линабаде, а также значительные группы рабо- чего проектирования на всех крупных гидро- строительствах. Пятилетний план восстановления и разви- тия народного хозяйства на 1946—1950 гг. установил следующий объем работ по гидро- энергостроительству: а) Восстановить все гидроэлектростанции, в том числе ДнепроГЭС имени Ленина. б) Закончить строительство 30 гидроэлек- тростанций. в) Приступить к сооружению и ввести в действие первую очередь восьми гидроэлектро- станций и начать строительство пяти новых крупных гидроэлектростанций. г) Ввести в действие за пятилетие 2 300 тыс. квт новых гидравлических мощно- стей на районных ГЭС и 1 000 тыс. квт по малым гидроэлектростанциям. Г идроэнергопроектом были разработаны новые решения по типам и конструкциям со- оружений по ряду ГЭС: различные типы сов- мещенных ГЭС, новые типы гидроагрегатов, оригинальные конструкции водоприемников, напорных бассейнов и т. д. Значительное внимание было уделено более надежному обоснованию проектов инженерно- геологическими, топографическими и гидроло- гическими изысканиями и исследованиями. Изыскания створов будущих гидроузлов вместе с теоретическими, экспериментальными (на приборах и моделях), а часто, и опытными (на полигонах) исследованиями позволили находить эффективные и надежные решения, даже в районах с неблагоприятными местными условиями строительства крупных подпорных гидротехнических сооружений. Эти работы про- водились в тесном содружестве с научно-иссле- довательскими институтами и строительствами. Так, при проектировании Мингечаурской ГЭС были найдены рациональные решения по компоновке гидроузла с глухой земляной пло- тиной, водосбросными и деривационными водо- водами в теле плотины, по надежным противо- фильтрационным мероприятиям в теле плоти- ны и в весьма сложном (в геологическом отно- шении) ее основании, по намыву из песчано- галечных материалов наиболее высокой в мире плотины. Были доказаны возможность и целесо- образность строительства гидроэлектростан- ций в ряде карстовых районов: Павловская 226 ГЭС на р. Уфе, Каховская ГЭС на Днепре. Шаори и Ткибули ГЭС в Грузии и др. Были проведены большие работы по энер- го-экономическому обоснованию проектов, вы- бору наиболее рациональных решений при проектировании подготовки водохранилищ в части определения границ затопления, подтоп- ления, защитных мероприятий, переселения населения и обеспечения его новыми землями. За четвертую пятилетку по проектам Гид- роэнергопроекта были введены в эксплуатацию Фархадская, Нива III, Сухумская, Храм I, Се- ванская и другие ГЭС и начато строительстве Каховской, Горьковской, Гюмушской, Кай- рак-Кумской, Иркутской и ряда других ГЭС. Гидропроект в этот же период развернул про- ектирование Куйбышевской и Сталинградской ГЭС. Еще больший размах гидроэнергострои- тельство получило в пятой пятилетке. Дирек- тивами XIX съезда КПСС по пятому пятилет нему плану развития СССР на 1951—4955 гг предусматривались: а) рост производства электроэнергии на 80% по сравнению с 1950 г.; б) увеличение общей мощности электро- станций примерно вдвое, а гидроэлектростан- ций — втрое. За пятую пятилетку были введены в экс- плуатацию запроектированные Гидроэнерго- проектом Усть-Каменогорская, Камская, Ду- боссарская, Мингечаурская, Горьковская. Нарвская, Княжегубская, Каховская и ряд других ГЭС. Развернулось строительство Новосибир- ской, Бухтарминской и> других ГЭС, присту- плено к строительству Братской ГЭС мощно- стью 3,6 млн. квт. Однако, несмотря на большой размах гид- роэнергостроительства, степень использования гидроэнергетического потенциала СССР в на- стоящее время еще крайне незначительна. Мощность ГЭС Министерства электростан- ций к 40-й годовщине Октября составила около 9 млн. квт, или 2,0% технического по- тенциала. Директивы XX съезда КПСС по шестому пятилетнему плану предусматривают увеличе- ние за пятилетие мощности гидроэлектростан- ций в 2,7 раза. Выработка гидроэнергии должна быть доведена в 1960 г. до 59 млрд, квт • ч. Особенно благоприятны для энергетического использования рр. Ангара и Енисей. На Ангаре предусмотрено сооружение шести гидроэлек- тростанций общей мощностью свыше 10 млн. кв;г с выработкой около 7С млрд, квт-ч. В 1956 г. вступила в строй первая гидроэлек-
Рис- 5 Мингечаурская ГЭС. Земляная плотина гидроузла самая высокая в мире—81 м. Рис. 6. Фархадокая ГЭС. 15* 2
тростанция Ангарского каскада — Иркутская ГЭС мощностью 660 тыс. квт. Плотина этой гидроэлектростанции поднимает уровень оз. Байкал, образуя огромное водохранилище, для регулирования работы нижележащих гид- роэлектростанций. Братская ГЭС является четвертой ступенью Ангарского каскада. Еще более крупные ГЭС могут быть соору- жены на р. Енисее, суммарная мощность кото- рых составит около 20 млн. квт с выработкой 130 млрд, квт-ч в год. Из этих станций в ше- стом пятилетии начала строиться Краснояр- ская ГЭС мощностью 4 000 тыс. квт. II. От Волхова до Ангары и Енисея Волхов с.кая ГЭС. С первых же шагов своей работы советским гидроэнергетикам при- шлось решать сложнейшие технические задачи. Необходимо было в кратчайший срок не только освоить имеющийся опыт заграничного строительства гидроэлектростанций, но и раз- рабатывать свои методы и решения по боль- шому ряду сложнейших вопросов. Особо остро стояли вопросы изучения оснований сооружений, разработки теорий проч- ности и устойчивости грунтов. Требовалось ши- рокое развитие теории сооружений, гидравлики, гидродинамики, геотехники и т. д. С удовле- творением можно сказать, что эти задачи со- ветскими гидроэнергетиками были успешно выполнены. Волховская ГЭС была первым шагом круп- ного отечественного гидроэнергостроительства. Строительство было начато в 1918 г., в период голода и разрухи, которые достались молодому Советскому государству в наследство от цар- ского правительства и первой мировой войны. По тогдашнему времени первоначальная мощность станций 58 тыс. квт была большой; страна не могла еще строить турбин и гидро- генераторов мощностью по 7 тыс. квт и их при- шлось заказывать в Швеции. Объемы строи- тельных работ по тому времени были огром- ными: скалы—517 тыс. ж3, бетона—229 тыс. ж3, металлоконструкций — 3 тыс. т. Разработка основных теоретических вопро- сов проектирования была недостаточной. Даже такие ныне обыденные вопросы, как очертание водосливного профиля плотины, величина коэф- фициента расхода водослива и многие другие, являлись в то время неясными. Еще менее были ясны вопросы о противодавлении в осно- вании бетонных плотин, дренаже, гашении энергии и др. Однако, несмотря на это, технический уро- вень строительства на Волховской' ГЭС был по тогдашнему времени весьма высоким. Были 228 применены сложные деревянные и кессонные конструкции, высокая механизация (кабель- краны, подвесная дорога, краны-деррики), освоены совершенно новые работы по цемен- тации скальных грунтов, торкретированию бетонных и скальных поверхностей, армирова- нию сложных конструкций спиральных камер, отсасывающих труб и др. На Волхове впервые было принято сопря- жение водосливной грани плотины с нижним бьефом в виде «носка» (трамплина), которое оказалось весьма удачным, получило во ВНИИГ теоретическую разработку и было применено впоследствии на ряде ответственных плотин, а также за рубежом. Волховская ГЭС была кузницей кадров для начавшегося в 1927 г. строительства ряда дру- гих ГЭС и особенно двух крупных, резко отли- чающихся по условиям строительства гидро- электростанций: Нижне-Свирской и Днепров- ской. Н и ж н е-С вирскаяГЭС. Строительство Нижне-Свирской ГЭС вписало еще более бле- стящую страницу в историю не только совет- ской гидроэнергетики, но и мировой гидротех- нической науки. Строительство крупного гидротехнического сооружения на сжимаемых глинистых грунтах являлось первым случаем в мировой гидротех- нической практике. Иностранные эксперты при- знали невозможным это строительство. Однако советские гидроэнергетики эту возможность доказали. Здесь возникла у нас новая отрасль зна- ния— геотехника, на осцове опытных и теоре- тических разработок которой удалось изучить и рассчитать явления вспучивания и осадок грунтов, необходимость вследствие этого мон- тажа агрегатов не с вертикальной осью, а с наклонной под определенным углом осью, запасы сооружений над проектными отмет- ками и т. д. Здесь впервые в мировой практике были применены анкерный железобетонный понур, дренаж и фильтры в основании сооружений. Здесь были разработаны новые методы фильт- рационных расчетов и широко внедрен экспе- риментальный метод электрогидродинамиче- оких аналогий (ЭГДА) акад. Н. Н. Павлов- ского. Все сооружения (гидроузел) были модели- рованы в масштабе 1 : 100, что для этого вре- мени было рекордным. Здесь же были по- ставлены впервые модельные (испытания со- оружений на стадиях их строительства. Днепровская ГЭС имени В. И. Ле- нина. Строительство Днепрогэс явилось при-
Рис. 7. Сооружения Братской ГЭС (по проекту) — самой крупной гидроэлектростанции Ангарского каскада. Рис. 8. Размещение плотины Братской ГЭС. мером передовых решений крупных массив- ных бетонных сооружений. Днепровская ГЭС мощностью 558 тыс. квт с напором 38 м была намечена в районе гра- нитных днепровских порогов. Предстояло вы- полнить объемы работ, которые и по современ- ным масштабам явились бы значительными: бетона—:1,2 млн. м3 и скалы—1,9 млн. м3. В день 10-летия Великой Октябрьской соци- алистической революции (7/XI 1927 г.) была проведена торжественная закладка ГЭС. Вопре- ки рекомендациям немецких и американских 229
Рис. 9. Красноярская ГЭС (по проекту) — первая гидроэлектростанция, сооружаемая на Енисее. экспертов был • принят по предложению совет- ских специалистов метод секционного строи- тельства гидроузла за деревянными секциями ряжевых перемычек. Здесь впервые в Союзе были применены метод гребенки, установка высоких перемычек из сквозных ряжей, разрез- ка бетонной кладки и т. д. На Днепрострое был установлен мировой рекорд по интенсивности укладки бетона — НО тыс. м3 в месяц. Завершенное блестяще за 5 лет строитель- ство Днепровской ГЭС вывело молодую совет- скую гидроэнергетику на уровень лучших дости- жений зарубежного гидроэнергостроительства. На строительствах Волховской, Нижне- Свирской, Днепровской и Земо-Авчальской гидростанций выросли высококвалифицирован- ные кадры советских проектировщиков, кото- рые создали школу советского гидроэнергети- ческого проектирования и обеспечили дальней- шее развитие нашего гидроэнергетического строительства во всех районах нашей страны в самых разнообразных условиях и возмож- ность строительства таких гигантов, как Куй- бышевская, Сталинградская, Братская и Кра- сноярская ГЭС, являющихся крупнейшими в мире по мощности. По своим технико-экономическим показа- телям современные советские гидроэлектро- станции не уступают, а в ряде случаев и пре- восходят современные зарубежные гидростан- ции. III. Особенности проектирования гидроэлектростанций Гидроэнергостроительство в СССР осущест- вляется в районах с самыми разнообразными природными условиями. Это обусловливает многообразие применяемых в СССР типов станций, конструктивных решений сооружений, особенностей методов производства1 работ и их механизации. 230 Гидроэнергетическое строительство в СССР, за исключением районов Средней Азии и За- кавказья, до последнего времени осуществля- лось преимущественно на реках равнинных районов европейской части СССР. Реки эти характеризуются широкими поймами, неболь- шими уклонами, резко неравномерным водным режимом и тяжелыми ледовыми условиями. Русла и долины рек сложены мощными мелко- зернистыми аллювиальными отложениями. Очень часто подстилающие их коренные поро- ды также представлены слабыми нескальными грунтами. В указанных природных условиях длина подпорных сооружений гидроузлов получалась весьма большой, равно как и объемы строи- тельных работ по возведению этих подпорных сооружений. Наиболее эффективное снижение стоимости строительства гидроэлектростанций могло быть получено при максимальном использовании местных строительных материалов — земли, песчано-гравийных материалов и местного камня. С другой стороны, большие величины павод- ковых расходов предопределили необходимость устройства значительного по длине фронта бетонных водосбросных сооружений. В целях уменьшения длины этого фронта и объема бетонных работ были проведены большие науч- но-исследовательские работы, в результате чего удалось разработать конструкции водосброс- ных сооружений с большими удельными расхо- дами на 1 пог. м водосбросов, а также типы и конструкции совмещенных зданий гидроэлек- тростанций, сброс воды через которые позволил уменьшить длину водосбросных плотин, а в ряде случаев совершенно отказаться от их сооружения. Это позволило значительно умень- шить объем бетонных работ по гидроузлам.
Рис. 10. Схема Днепровского каскада. Всю остальную длину напорного фронта сооружений на подавляющем числе гидроэнер- гетических узлов удавалось перекрывать глу- хими плотинами из местных строительных ма- териалов. Проведенными научно-исследовательскими и экспериментальными работами удалось до- биться возможности постройки таких плотин практически из любых местных строительных материалов, в том числе даже из мелкозерни- стых песков и лессов. Укладка тела таких зем- ляных плотин, кроме обычных сухопутных спо- собов, в больших масштабах проводилась пу- тем гидромеханизации, а также отсыпкой грун- та в воду. Характерной особенностью гидроэнергостро- ительства в СССР является его комплексность. Возводимые гидросооружения, как правило, решают не только энергетические задачи, но и отвечают интересам ирригации, водного транс- порта, борьбы с паводками и т. д. Так, напри- мер, все гидроэлектростанции в Средней Азии наряду с получением гидроэнергии обеспечи- вают орошение сотен тысяч гектаров засушли- вых и пустынных земель. (После завершения Волжского и Нижне-Днепровского каскадов Волга и Днепр превратятся в глубоководные транспортные магистрали. Вместе с тем от- крываются широкие возможности для прове- 231
Рис. 11. Вид на сооружения Каховского гидроузла на р. Днепр. дения крупнейших оросительных мероприятий в засушливых районах Поволжья и’Юга Украины. Планомерно осуществляемый прин- цип комплексного использования энергетиче- ских запасов позволяет значительно повысить общий народнохозяйственный эффект освое- ния водных ресурсов страны. Второй особенностью проектирования гидро- электростанций в СССР является каскадность ГЭС, что вытекает из сущности разработки схем использования водотоков и планового вы- движения объектов к строительству. Из числа таких каскадов следует в первую очередь отметить Волжский, Днепровский, Ангарский, Севано-Разданский, Чирчик-Боз- суйский каскады, а также Алма-Атинский, Нивский, Ковдинский, Выгский, Свирский и др. Разработка проектов совместного регулиро- вания работы ГЭС водохранилищами каскадов, а также компенсированного регулирования во- дохранилищами соседних водотоков в увязке с работой тепловых станций позволяет нахо- 232 дить наиболее эффективное энергоэкономиче- ское решение проектируемых ГЭС, а также наиболее полное комплексное народнохозяйст- венное использование водотоков для удовле- творения всех заинтересованных потребителей. Комплексное проектирование каскадов ГЭС и охват разработкой схем использования всех крупных водотоков данного промышленно-эко- номического района создали базу для пер- спективного планирования гидроэнергострои- тельства. Такие перспективные планы на 5, 10 и бо- лее лет Гидроэнергопроектом были составлены в послевоенный период. В 1955, а затем в 1956 гг. Гидроэнергопроектом был разработан 15-летний перспективный план гидроэнерго- строительства для всех важнейших промыш- ленно-экономических районов Союза и для СССР в целом. Параллельно с этим был разра- ботан аналогичный перспективный план про- ектно-изыскательских работ по гидроэнерго- строительству на 15 лет.
Третьей особенностью работы Гидроэнерго- проекта является глубокое энергоэкономиче- ское обоснование проектов, базирующееся на изучении перспектив и выявлении рациональ- ных путей развития и использования природ- ных ресурсов отдельных промышленно-эконо- мических районов и связанных с этим масшта- бов энергопотребления районов и перспектив- ных потоков энергии. Основные принципы планирования и проек- тирования энергетики, свойственные социали- стическому хозяйству, были заложены в плане ГОЭЛРО. Эти принципы лежат в основе всей последующей плановой и проектной работы в области гидроэнергостроительства. Энергоэкономическое проектирование в ги- дроэнергетике имеет своей целью выявление объекта гидроэнергостроительства, выбор основ- ных параметров гидроэлектростанций, назна- чение наиболее целесообразного' режима их работы в энергосистеме и определение эконо- мической эффективности ГЭС с учетом ком- плексного использования водотоков. Для гидростанции характерна всесторонняя зависимость от природных условий, определя- ющих местоположение и в значительной сте- пени ее параметры. Другая особенность гидростанций — зависи- мость выработки энергии от переменного есте- ственного режима водотока. Отсюда возникают задачи рационального и гармоничного сочета- ния работы ГЭС и ТЭС и всемерного приспо- собления режима энергоотдачи ГЭС к требо- ваниям потребителей. Это порождает пробле- му регулирования стока (многолетнего, се- зонного, недельного, суточного), искусственно меняющего режим водотока применительно к нуждам потребителей. Выбор величины это- го регулирования, влияющего на все пара- метры гидростанции, требует сопоставления затрат и энергетического эффекта. К этому следует добавить расчеты по увязке состав- ных частей водохозяйственного комплекса. Гидростанциям присущ также ряд специ- фических особенностей технического и экономи- ческого порядка, предопределяющих необходи- мость тщательного сопоставления параметров и показателей различных ГЭС для выбора к строительству того или другого объекта. К числу этих особенностей относятся: а) большая величина единовременных вло- жений в гидростанцию при низкой стоимости энергии; б) крупнейшее влияние, оказываемое ГЭС, на развитие производительных сил; решение о строительстве ГЭС, в особенности в случае комплексного использования водотока, пред- определяет зачастую направление многомилли- ардных вложений в народное хозяйство, среди Рис. 12. Плотина Каховской ГЭС. 23Э
Рис. 13. Поселок строителей Каховской ГЭС — Новая Каховка. о че р е д н ых уста нов ок. Должны быть выявле- ны интересы всех водо- пользователей и обес- печено рациональное сочетание их интересов с учетом достаточно далеко й пер спектив ы. Энергоэконом и ч е- ские расчеты проектно- го задания дают ответ на один из основных вопросов проектного задания — об экономи- ческой целесообразно- сти сооружения данно- го объекта, на основе чего принимается ре- шение о строительстве гидростанций с отвреде- л е нн ы м и п ар а м етр ам и и фиксированной стои- мостью. Особенно тщательно анализируются взаимо- которых вложения в ГЭС занимают сравни- тельно скромное место; в) вопросы, связанные с затоплением боль- ших площадей водохранилищем. Все это создает специфический для проек- тирования гидроэлектростанций большой объ- ем и принципиальную важность энергоэконо- мических расчетов. Энергоэкономические расчеты приобретают особое значение при разработке схем исполь- зования рек. Разбивка реки на ступени дол- жна обеспечивать наилучшие условия для ре- гулирования как каскада в целом, так и перво- Рис. 14. Строительство поселка Волховской ГЭС. связи и взаимозависи- мости гидростанций и энергосистемы. Побудительные мотивы к объединению электростанций и созданию круп- ных систем многообразны. Одним из важней- ших мотивов является возможность более пол- ного и эффективного использования гидроэнер- гетических ресурсов, степень использования которых может быть резко повышена при па- раллельной работе ГЭС и ТЭС. Особенностью гидроэлектростанций являет- ся неравномерность выработки энергии во вре- мени, которую обычно можно лишь частично выравнять при помощи водохранилища. Вы- бор установленной мощности ГЭС, равной постоянно обеспеченной по воде, привел бы к резкому недоиспользованию водотока. Объединение гидроэлектростанций с тепло- выми станциями в единой энергосистеме или работа крупной гидроэлектростанции в энерго- объединении ряда систем позволяют выбрать для ГЭС большую мощность за счет возло- жения на нее ведения суточного и месячного регулирования, выполнения системных и ре- монтных резервных функций и т. д. Экономия топлива в системе достигается при совместной работе ГЭС и ТЭС также за счет улучшения режима работы тепловых стан- ций. Присущие гидроэлектростанциям возмож- ности быстрого пуска и остановки агрегатов, подъема, сброса и регулирования нагрузки с наименьшими энергетическими потерями дела- ют их наиболее приспособленными к перемен- 234
Рис. 15. Кременчугская ГЭС на р. Днепр'(по проекту). ному режиму работы. Это позволяет, как уже указывалось выше, возлагать на гидростанции снятие всех неравномерностей графика нагруз- ки, обеспечивая для тепловых станций опти- мальный режим работы, при котором на тепло- вых станциях достигаются наименьшие удель- ные расходы топлива. Одним из примеров рациональной организа- ции совместной работы тепловых и гидравли- ческих станций является использование Дне- прогэс имени Ленина, которая до создания связи по ЛЭП 220 кв с тепловыми станциями Донбасса давала значительно меньшую выра- ботку энергии. В силу все более широкого развития цент- рализованного энергоснабжения все энерго- экономические расчеты и обоснования исходят из условий работы ГЭС в энергосистеме. По- этому выбор параметров ГЭС производится на основе проектирования функций ГЭС в энерго- системе, а именно: участия в покрытии графика нагрузки, регулирования частоты в системе, участия в покрытии резервов системы, работы в режиме компенсации реактивной мощности. Основой для проектирования этих функций являются: перспективный уровень и режим потребления электроэнергии в энергосистеме, структура системы и ее связи с соседними си- стемами, характеристика водотока и водохозяй- ственного режима ГЭС. Масштабы энергопотребления системы, в которой будет работать ГЭС, разрабатываются на ряд перспективных расчетных уровней. Это вызывает необходимость разрабатывать пер- спективы развития народного хозяйства и элек- тропотребления в районе влияния ГЭС на 10— 15 лет вперед. Данные о перспективной нагрузке и ее изме- нении во времени характеризуют тот режим энергопотребления, к которому должен быть приспособлен режим выработки энергии элек- тростанциями системы и таким образом полу- чен баланс потребных и располагаемых мощ- ностей. Энергоэкономическое проектирование, как и проект в целом, полностью отражает ком- плексный характер использования водных ре- сурсов. Так, при выборе схемы: 1) тщательно ана- лизируется взаиморасположение ГЭС и подле- жащих орошению площадей; 2) при разра- ботке схемы регулирования учитываются отъемы на орошение, проверяется водообес- печенность поливного периода, в случае необ- ходимости предусматривается внутрисезонное перерегулирование; 3) обеспечение интересов энергетики, заинтересованной в зимней воде, и ирригации, нуждающейся в воде в период вегетации, примиряются в ряде случаев путем устройства специальных контррегулирующих водохранилищ (перераспределяющих зимнюю воду, пропущенную через ГЭС, на лето) и попусками из верховых водохранилищ. В ряде проектов предусматривается борьба с наводнениями путем проектирования специ- альной емкости водохранилища, определенных режимов сработки и т. д. Это имеет место в проекте осуществленной Мингечаурской ГЭС на р. Куре; постройка этой ГЭС позволила ко- ренным образом оздоровить обширные прост- ранства Кура-Араксинской низменности. Борь- ба с наводнениями предусматривается в проек- тировании гидростанций на ряде других водо- токов, в частности на реках Дальнего Востока и Средней Азии. 235
Рис. 16. Схема Волжско-Камского каскада. Определение эффективности гидроузла, име- ющего комплексное народнохозяйственное зна- чение, представляет собой сложную экономи- ческую задачу. При проектировании ГЭС, в особенности на равнинных реках с крупными водохранилища- ми, большое значение имеет разработка меро- приятий по возмещению потерь в народном хо- зяйстве в связи с затоплениями. Затраты по водохранилищу в отдельных случаях дости- гают 50% полной стоимости ГЭС. При проектировании мероприятий по водо- хранилищу рассматривается ряд основных групп мероприятий: переустройство затрагива- 236 емых затоплениями и подтоплениями отраслей народного хозяйства и возмещение ущерба; подготовка водохранилища к хозяйственному его использованию (транспортному, рыбохозяй- ственному и др.); санитарная подготовка; инженерная защита от затоплений и берегопе- реработкш Затоплениями и подтоплениями затрагива- ются самые разнообразные отрасли народного-' хозяйства. Чаще и в наибольшей степени они затрагивают сельское хозяйство. Поэтому во- просы переустройства сельского хозяйства и переселения населения обычно являются доми- нирующими.
Сочетание интересов различных водополь- зователей весьма осложняет проектирование, и в ряде случаев в целях разрешения противо- речий, особенно в районах сплошного ороше- ния, между требованиями орошения и энерге- тики приходится идти на специальные меропри- ятия, обеспечивающие нормальное ведение ос- новной в данном районе отрасли хозяйства — орошения, причем затраты по этому специ- альному мероприятию относятся на энерге- тику. Четвертой особенностью работ Гидроэнерго- проекта является тенденция к укрупнению мощности ГЭС и гидроагрегатов. Укрупнение агрегатов дает значительное снижение стоимости и сроков строительства здания ГЭС. Так, длина здания ГЭС на 1 тыс. квт мощности на Волховской ГЭС соста- вила 2,3 м, на Щербаковской ГЭС — 0,7 м, а в настоящее время на Каховской и Кременчуг- ской ГЭС — 0,5 м, на Новосибирской ГЭС — 0,44 м. Средняя мощность строящихся в СССР гидроэлектростанций непрерывно увеличивает- ся. Если до 1940 г. средняя мощность строив- шихся ГЭС составляла 80 Мет, а в период 1941—1950 гг. она равнялась 175 Мет, то сред- няя мощность ГЭС в период шестой пятилетки составит 370 Мет. Наиболее крупная гидростанция, строящая- ся в шестом пятилетии, имеет мощность 4 000 Мет. Для сравнения отметим, что сред- няя мощность существующих в США гидро- станций составляет 14 Мет, средняя мощность намечаемых к строительству 72 новых гидро- станций немного выше 100 Мет, наиболее круп- ная из существующих и строящихся в США ГЭС имеет мощность около 2 000 Мет. Гидроэнергопроект с самого начала своей деятельности направил большие усилия на исследования мощных рек Востока, на выяв- ление возможности базирования на гидро- энергии будущего развития промышленности этих районов. В 1933 г. была составлена ги- потеза использования Ангары и создания Байкало-Черемховского промышленно-эконо- мического комплекса. В это же время были начаты исследования Енисея, а также основ- ных притоков Амура. Работы Гидроэнергопроекта по развитию гидроэнергостроительства в восточных районах определялись рядом решений партии и пра- вительства ю развитии районов востока. В последнее время Гидроэнергопроект на- чал проводить крупные изыскательские и про- ектные работы по строительству новых мощных гидроэлектростанций в восточных районах. По этим районам разработаны схемы Анга- ры, Енисея, Оби, Иртыша и проводятся рабо- ты по составлению схем рр. Зеи, Селенги, Бурей, а также Среднего Амура. Этими схе- мами? намечается комплексное использование указанных рек на ряде ступеней с мощностями, доходящими до нескольких миллионов кило- ватт на каждой. Как уже отмечалось, приступлено к строи- тельству Братской ГЭС мощностью 3,6 млн. квт; на Нижней Ангаре намечено строитель- ство еще двух ступеней: Уоь-Илимской и Бо- гучанской ГЭС, примерно таких же мощностей. Утверждено проектное задание Красноярской ГЭС мощностью 4 млн. квт. Первоочередной гидроэлектростанцией на Иртыше намечена Шульбинская ГЭС мощностью более 500 тыс. квт; закончено проектное задание Каменской ГЭС на р. Оби мощностью 630 тыс. квт; на верхнем участке р. Чирчик запроектирована высоконапорная приплотинная Чарвакская ГЭС, улучшающая работу всего Чирчик-Боз- суйского ирригационно-энергетического тракта. Практика развития энергосистем подтверж- дает развитие мощности гидроэлектростанций по мере развития систем. В связи с этим по- следние проектные проработки подтверждают необходимость повышения установленной мощ- ности на ряде гидроэлектростанций. Проведены и проводятся проработки по повышению мощности, ранее принятой на ряде ГЭС: Бухтарминской — на 90 тыс. квт, Уч-Курганской—на 48 тыс. квт, ДнепроГЭС— на 750 тыс. квт, Кременчугской — на 175 тыс. квт и др. Гидроэнергопроектом давно уже проводит- ся линия на повышение мощности гидроагре- гатов и уменьшение их количества. На Братской ГЭС принято 18 гидроагрега- тов мощностью по 200 тыс. квт, т. е. почти в 2 раза превышающих мощность наиболее круп- ных агрегатов Куйбышевской и Сталинград- ской ГЭС. Применение таких агрегатов позво- лило максимальным образом упростить компо- новку сооружения гидроузла, обеспечить удоб- ные условия эксплуатации ГЭС при сравни- тельно небольшом при данной мощности ГЭС числе агрегатов и улучшить технико-экономи- ческие показатели ГЭС. В проектном задании Красноярской ГЭС приняты как наиболее экономичные гидро- агрегаты по 286 тыс. квт, но в техническом проекте будет рассмотрена возможность пере- хода на агрегаты более высокой мощности по новым разработкам заводом поворотно-лопа- стных турбин. Это решение при малой длине створа со- оружений позволит обойтись минимальным ко- личеством гидроагрегатов и минимальной дли- 237
ной машинного зала и свести к минимуму объемы скальных и бетонных работ. Пересмотрены ранее принятые проектные решения в направлении укрупнения гидроагре- ратов на Бухтарминской ГЭС с 55 до 75 тыс. квт в единице, по Уч-Курганской ГЭС—с 28 до 50 тыс. квт, по Чир-Юртской ГЭС—с 20 до 36 тыс. квт и др., практически без изменений длины машинных помещений, IV. Внедрение новой техники в проекты гидроэлектростанций В настоящее время, когда разрабатываются проекты большого количества все более мощ- ных гидроэлектростанций и уникальных по вы- соте плотин, достигающих 150—200 м (Чар- вакская, Намахванская, Чиркейская ГЭС), вопросы внедрения новой техники становятся решающими в работе Гидроэнергопроекта. Техническая деятельность Гидроэнерго- проекта в области внедрения новой техники в последние годы проводилась по следующим направлениям. Гидротехническая часть ГЭС. Как уже отмечалось, естественно-исторические условия строительства гидроэлектростанций в наиболее населенной равнинной части Совет- ского Союза предопределили необходимость решения задач строительства напорных гидро- технических сооружений на мягких грунтах. Иностранная практика считала вообще не- возможным строительство напорных гидротех- нических сооружений на слабых грунтах. Про- веденные широкие и взаимноувязанные науч- ные, экспериментальные и опытные исследова- ния и проектные проработки показали реаль- ную возможность экономически оправданного строительства гидроэлектростанций на равнин- ных реках практически на любых слабых грун- тах. Природная обстановка строительства гидро- электростанций в СССР предопределяла и вы- бор компоновок сооружений гидроузлов. Подробные проработки вариантов компо- новок большого числа гидроузлов на Волге, Днепре и других равнинных реках показали, что в большинстве случаев наиболее рацио- нальной является пойменная компоновка бе- тонных сооружений гидроузла Расположение всех бетонных сооружений на пойме или с частичной врезкой в русло ре- ки является весьма удобным, особенно в на- чальный период, когда все строительство мо- жет вестись практически насухо, без возведе- ния достаточно высоких перемычек. Глубина врезки первоочередных бетонных сооружений в русло реки принимается с расчетом оставле- ния достаточной ширины русла для пропус- 238 ков строительных расходов, ледохода и судов Этот режим пропуска строительных расходов сохраняется на все время строительства до его заключительного периода, когда производятся закрытие русла и перевод речного потока на возведенные на достаточную высоту бетонные сооружения гидроузла. При этом закрытие русла реки обычно про- изводится хорошо освоенным в СССР методом отсыпки камня, бетонных массивов и ежен в воду. Что касается закрытия фронта бетонных сооружений для поднятия подпора в водохра- нилище, то в советской практике нашел ши- рокое применение метод закрытия гребенкой с постепенным наращиванием бетонной клад- ки в отдельных блоках плотины и гидростан- ции. Русловая компоновка бетонных сооружении гидроузла с постройкой перемычек в русле реки и поочередным возведением бетонных со- оружений создает большие трудности для строителей. Однако в ряде случаев русловая компонов- ка сооружений гидроузла получается более экономичной из-за отсутствия необходимости выполнять большие выемки для подводящего и отводящего трактов к бетонным сооружениям при пойменной компоновке. Последнее имеет особо важное значение при наличии высокой1' террасы на пойме реки или при наличии весь- ма широкой и заболоченной поймы реки. Весьма важным вопросом является выявле- ние такой компоновки и таких типов сооруже- ний гидроэлектростанций, которые позволили бы ввести ГЭС в эксплуатацию при непол- ностью законченных сооружениях. Равным образом весьма важно, в случае возможности, осуществлять строительства ГЭС по очередям с выполнением в первую очередь лишь тех объемов работ, которые необходимы для ввода мощности лишь первой очереди. Соблюдение этих весьма важных условий яв- ляется в настоящее время обязательным для; каждого проекта ГЭС. Следующей особенностью строительства гидростанций в СССР является стремление к максимальному совмещению нескольких функ- ций в одном сооружении, что дает часто наибо- лее дешевую компоновку. В первую очередь это относится к использованию зданий станции для сброса паводков. Разработан ряд типов таких совмещенных зданий гидростанций в зависимости от местных условий и в первую очередь от напора со сбросом воды через отверстия или в массиве здания ГЭС, или сверху, или сбоку машин- ного помещения.
Рис. 17. Горьковская гидроэлектростанция. Аналогично этому принят ряд решений по совмещению в одном сооружении функций во- досброса и водоприемника, водоприемника и отстойника, канала и бассейна суточного регу- лирования и т. д. В результате этого на ряде гидроэлектро- станций удалось значительно уменьшить длину водосбросной плотины без увеличения длины здания ГЭС (на Новосибирской ГЭС—на 50%, на Каховской ГЭС—на 12,5% и т. д.), а по ря- ду ГЭС удалось совсем отказаться от построй- ки отдельной водосбросной плотины (Иркут- ская, Павловская, Ириклинская, Камская, Кайрак-Кумекая, Краснодарская, Каменская, и др); Подсчеты показали, что применение совме- щенного типа лишь по десяти строящимся сов- мещенным ГЭС дает экономию 1 млн. м3 бе- тона и снижение стоимости строительства на 400 млн. руб. Совмещение водоприемников с плотинами, отстойников с плотинами по опыту строительства Сухумской, Краснополянской и других ГЭС уменьшает объем бетонных и скальных работ и снижает стоимость этих со- оружений до 20%'. Свою исследовательскую работу Гидроэнер- гопроект проводил как с привлечением научно- исследовательских институтов, так и опираясь на сеть своих исследовательских лабораторий. В результате этого было найдено и разра- ботано большое количество новых, оригиналь- ных решений в различных областях проекти- рования гидроэлектростанций. Были запроектированы самые разнообраз- ные по компоновке здания станций: русловых, приплотинных, деривационных, с высоким ма- шинным залом, полуоткрытого типа, с низким машинным залом и без машинного зала, с кол- паками и без колпаков. Последний тип здания ГЭС разработан с ионным возбуждением гене- раторов. Разработаны тип водосливной ГЭС с горизонтальным прямоточным агрегатом (Камская ГЭС) и тип бычковой ГЭС с гори- зонтальными и вертикальными гидроагрегата- ми (Ортачальская ГЭС). • Разработаны варианты зданий ГЭС в теле массивных гравитационных плотин (Братская, Красноярская, Чарвакская, Саньмынься ГЭС). Нашли применение подземные гидроэлек- тростанции. Вслед за ныне эксплуатируемыми Севанской и Нива III подземными ГЭС были запроектированы и начаты строительством под- земные ГЭС Арзни, Храм II, Ладжанури, Кум- екая, намечены к строительству подземные ГЭС Даховская, Дарьяльская, Верхне-Тулом- -с-кая, Чиркейская, Хамышкинская.
Подземные ГЭС экономичны главным обра- зом при наличии крепких скальных пород. Гидроэнергопроектом были предложены и осу- ществлены экономичные решения подземных ГЭС, предусматривающие: компоновку ГЭС с минимальной длиной подводящего напорного туннеля, требующего усиленной облицовки за счет переноса машинного помещения возможно ближе к водоприемнику и соответствующего удлинения отводящего безнапорного туннеля, возможного' к осуществлению либо без вся- кой облицовки, либо с минимальным объемом бетонных работ по нему; вынос трансформаторов и распределитель- ного устройства высокого напряжения либо на земную поверхность, либо в ниши на скло- нах берега реки; компоновку электрических устройств низ- кого напряжения в верхнем ярусе машинного помещения над мостовым краном; совмещение кабельных и транспортных га- лерей в одном туннеле; предельное облегчение рабочей и декора- тивной облицовки подземного машинного по- мещения; осуществление бетонной облицовки наклон- ных напорных шахт с металлической рубашкой методом засыпки затрубного пространства гра- вием и бетонирования нагнетанием цементного раствора с уменьшением толщины затрубного бетона с 80—90 до 30—40 см. Во всех случаях, где возможна компоновка гидроузла с подземным типом ГЭС, эти вари- анты разрабатываются и сравниваются с дру- гими возможными компоновками гидроузлов. В строительство гидроэлектростанций внед- рены вертикальные гидроагрегаты с турбина- ми различных типов, в том числе с поворотно- лопастными турбинами диаметром 9,3 м и разработан проект такой же турбины диамет- ром 10 м для Нижне-Вуоксинской ГЭС. Гори- зонтальные гидроагрегаты с генераторами на ободе рабочего колеса турбины установлены на Ортачальской ГЭС на р. Куре в Тбилиси (мощностью 6 тыс. кет). Внедрение подобных горизонтальных машин повысит отдачу ГЭС примерно на 1—2%, а большая пропускная способность турбин и меньшее заглубление основания машинного' здания обеспечат зна- чительное снижение стоимости строительства. Перед промышленностью поставлена задача выпуска турбин, устойчивых от абразивного воздействия наносов, с целью отказа от слож- ных и дорогих отстойников и бесполезного сброса воды для их промывки, поворотноло- пастных турбин для напоров более il00 м, об- ратимых гидроагрегатов (работающих в тур- бинном и насосном режимах) для гидроакку- мулирующих и приливно-отливных гидроэлек- тростанций, а также турбин с простыми и на- дежными противоразгонными устройствами с целью полного отказа от быстродействующих затворов. Гидроэнергопроектом разработан план соз- дания новых машин, оборудования и механиз- мов, которые должны быть в ближайшие годы Рис. 18. Камская ГЭС — первая* в Советском Союзе гидроэлектростанция совмещенного типа. 240
Рис. 19. Ортачальская ГЭС — бычковая гидроэлектростанция. освоены промышленностью. Независимо от реализации этого плана Гидроэнергопроект по договоренности с заводами-изготовителями включает в свои проекты часть нового обору- дования из указанного выше плана. Так, в проектах Кумской, Чир-Юртской и ряда других ГЭС вместо принятых ранее ра- диально-осевых приняты поворотнолопастные турбины с напором более 40 м, что превышает ранее достигнутые пределы применимости по- добных турбин в Союзе. Подобно этому в про- екте Бухтарминской ГЭС разработаны анало- гичные турбины с напором 59 м, а в проектах Шульбинской и Акстафинской ГЭС намечается применение поворотнолопастных турбин с на- пором до 66 м. В проекте расширения ДнепроГЭС имени Ленина приняты поворотнолопастные турбины с напором 38 м и мощностью 125 тыс. квт — самые большие в мире для типа турбин. Применение поворотно лопастных турбин, имеющих более высокие и более устойчивые к. п. д. при колебаниях расхода и напора, поз- волило значительно сократить размеры машин- ного зала, вес турбинного и генераторного обо- рудования и повысить энергетические показа- тели станции. 16-1051 В области проектирования шлюзов в соста- ве гидроэнергоузлов достигнуты значительные успехи. Для большого количества ГЭС на су- доходных реках были запроектированы шлюзы самых различных типов и конструкций (шахт- ный шлюз Усть-Каменогорской ГЭС). Для Красноярской и Братской ГЭС с напо- рами более 100 м, помимо многокамерных шлюзов, были запроектированы вертикальные и наклонные судоподъемники при напорах до 100—НО ж, более экономичные по сравнению со шлюзами и сберегающие воду, расходуемую на шлюзование. Оригинальная конструкция многокамерного двухниточного шлюза принята на Камской ГЭС со стенами камер из металлического шпунта, откатными воротами и электровозной тягой, что обеспечило исключительно высокую пропускную способность шлюза и его эконо- мичность. В высоконапорных подземных ГЭС приме- нены шахтные напорные трубопроводы с бетон- ной облицовкой и металлической рубашкой минимальной толщины 10 мм, что дало значи- тельную экономию металла. В проекте Ткибули ГЭС принято проверен- ное модельными испытаниями новое очертание 241
дна сбросного быстротока в виде треугольни- ка, который при испытаниях в условиях экс- плуатации показал полное отсутствие опасного волнообразования, имевшего место в анало- гичных случаях на Самгорских и других гидро- электростанциях. Разработаны варианты конструкций под- водных (напорных) гидротехнических соору- жений из сборного железобетона (шлюзы, устои, плотины и др.) и оригинальные конст- рукции предварительно напряженных массив- ных и напряженноармированных решетчатых конструкций плотин и зданий гидроэлектро- станций (Каунасская ГЭС и др.). В ближайшее время Советский Союз будет развивать строительство гидроэлектростанций с высокими плотинами (100—200 м), мощны- ми водосбросными и водопроводящими соору- жениями: Усть-Илимская, Намахванская, Чар- вакская, Чиркейская, Зейская и др. Выполненные в СССР теоретические и экспериментальные разработки вопросов тео- рии гидроэнергетического строительства, раз- работанные методы инженерно-геологических, гидрогеологических, геотехнических исследова- ний и специальных методов разведки, а также методы модельных и натурных исследовании сооружений в значительной степени облегча- ют эту работу и обеспечивают надежность и экономичность принимаемых решений. Электротехническая часть ГЭС. В проектировании электротехнической части гидроэлектростанций можно различить следую- щие периоды. В первый период (примерно до начала 30-х годов), когда проектирование ГЭС производи- лось разрозненными проектными ячейками, ос- новной задачей проектирования было освоение увеличивающихся мощностей гидроэлектро- станций и гидроагрегатов. Значительная часть оборудования ГЭС была импортной. Гидроаг- регаты проектировались и поставлялись для ручного управления. Электротехническая часть проекта приспосабливалась к строительно-гид- ротехнической части и предлагаемому заводЙми оборудованию, которое принималось проектной организацией как твердо заданное. После создания объединенной проектной организации (в период с 1932 г.) отдельные ГЭС начали проектироваться автоматическими. дада — ФПГ нпг I 'Др. V 2 --/уда Рис. 20. Разрез по плотине (вариант 'встроенного зда- ния) Братской'ГЭС. / — двухпутная магистральная железная дорога; 2 — автодоро- га; 3— трансформатор; 4 — га- лерея шинопроводов. В это время на гидростанциях, насосных стан- циях и шлюзах канала имени Москвы были применены автоматическое оборудование оте- чественного изготовления, а также телемехани- зация диспетчерского управления. При проектировании автоматика пристраи- валась к оборудованию. Опыт эксплуатации доказал надежность работы автоматики и вместе с тем показал, что необходимо пере- смотреть технологические процессы и создать автоматику гидроагрегатов и вспомогатель- ных устройств, органически включенную в кон- струкцию машин. Проектировщики ГЭС на- чали предъявлять заводам свои требования и предлагать новые компоновки и эскизно проработанные конструкции гидроагрегатов. 24?
В этот период начала развиваться системная автоматика. Начиная с 1946 г., ведется проектирование ГЭС, совмещенных с водосливной плотиной, и мощных многоагрегатных ГЭС. Принцип сов- мещенности существенно повлиял на конструк- цию гидроагрегатов и компоновку электротех- нических устройств станций. Предложенный Гидроэнергопроектом компактный гидроагрегат Камской ГЭС с подпятником на крышке турби- ны явился прототипом для агрегатов Цимлян- ской, Куйбышевской и ряда других ГЭС. В течение пятилетия после 1946 г. были автоматизированы все действующие ГЭС Сою- за. Необходимые проектные и наладочные ра- боты были выполнены отделениями Гидроэнер- гопроекта и Спецгидроэнергомонтажем. Все но- вые ГЭС проектируются с автоматическим уп- равлением гидроагрегатами и в той или иной степени телемеханизированными. В результате внедрения принципа совме- щенности, новых конструкций мощных гидро- агрегатов, новых компоновок электротехниче- ской части, а также станционной и системной автоматики были пересмотрены многие устано- вившиеся решения в направлении упрощения и удешевления строительства, повышения ус- тойчивости и надежности в эксплуатации, улуч- шения условий работы эксплуатационного пер- сонала и его сокращения. Для электротехнического проектирования ГЭС в настоящее время характерны: примене- ние напряжения 400—500 кв, применение ав- тотрансформаторов, дальнейшее усовершенст- вование автоматического управления ГЭС, рас- ширение системной автоматики, переход к груп- повому управлению агрегатами, групповому регулированию и автоматическому пуску при снижении частоты в энергосистеме. В связи с этим стало обязательным рассмотрение в проек- тах ГЭС вопросов организации эксплуатации. Наличие полной автоматизации ГЭС, до- пускающей управление станцией в целом как одним агрегатом с возможностью использова- ния телеуправления ГЭС, укрупнение связей, равно как укрупнение трансформаторов и ге- нераторов и блоков, приводит к упрощению коммутационных узлов. Большие работы выполнены Гидроэцерго- проектом по проектированию развития энерго- систем, особенно в районах с преобладанием гидроэлектростанций, а также по проектиро- ванию ЛЭП, особенно в горных районах. По системам, где преобладают тепловые станции, Гидроэнергопроект участвует в работах, прово- дим ых Т еп л о э л ектр on р о ект ом. В настоящее время выявились новые тре- 16* бования, определяющие построение энергосис- темы в целом и ГЭС в отдельности: необходимость автоматизации энергосистем и автоматичности схемы электрических соеди- нений ГЭС, т. е. способности обеспечить сред- ствами автоматики нормальную работу станции в послеаварийном режиме без вмешательства персонала; необходимость производства централизован- ных ремонтов и ревизий без нарушения пита- ния потребителей и связи с системой; возможность допускать в аварийном и ре- монтном режимах отключение мощности ГЭС в размере 10—20% мощности энергосистемы. Учитывая эти требования, Гидроэнергопро- ект на протяжении ряда лет осуществил ряд новых в СССР главных схем электрических соединений, как-то: схемы четырехугольников, шины — линии, полуторная и др. Необходимо указать, что кольцевые схемы в полной мере отвечают всем трем указанным выше требо- ваниям и поэтому должны получить должное распространение. Целесообразны схемы блоков генератор— трансформатор — линия без выключателя на высокой стороне, схемы генераторы—трансфор- матор без выключателей в цепях генераторов или с выключателями нагрузки и, наконец, для узлов с весьма разветвленными сетями—двой- ная секционированная система шин. Для сверх- мощных ГЭС целесообразна схема «полутор- ного» присоединения. В возбуждении машины прогрессивным яв- ляется отказ от многоступенчатых схем с большим числом одновременно работающих машин. В последнее время на основе опытных данных удалось отказаться от подвозбудите- лей. Ведутся работы по ионному возбуждению с применением ртутных выпрямителей; следую- щим этапом будет переход к возбуждению с использованием полупроводников. Собственные нужды ГЭС характерны весь- ма малым потреблением по сравнению с вы- рабатываемой станцией электроэнергией. Бла- годаря глубокому внедрению автоматизации вспомогательных устройств гидроагрегатов, усо- вершенствованию конструкции последних, при- нятию рациональных автоматических систем технического водоснабжения, при возбудите- лях на валу гидроагрегатов — установки соб- ственных нужд ГЭС не требуют абсолютной бесперебойности электроснабжения. В качестве источника питания используются непосредственно цепи генераторного напряже- ния. Для получения четкой и простой схемы принимают не более двух источников питания. В области оперативного тока наметилась тенденция к переходу на переменный ток на 243
ГЭС мощностью до 50 тыс. квт и установке одной аккумуляторной батареи на ГЭС до 500 тыс. квт. Советские автоматика и телемеханика не отстают от зарубежных, они много проще и на- дежнее. Только в СССР широко применяется самосинхронизация гидроагрегатов, разраба- тываются и испытываются новые способы, ко- торые позволят сократить время включения машин до 10—15 сек, создаются автооперато- ры и другие устройства, разрешающие пробле- мы группового управления и регулирования активной и реактивной мощности, эксперимен- тируется самоторможение .агрегата и многое другое, что повышает эффективность, быстроту пуска и надежность работы ГЭС. Все это поз- волит автоматизировать энергосистему в целом, и недалеко то время, когда на диспетчерских пунктах автооператоры будут управлять не отдельными агрегатами, а автооператорами станций и подстанций. Рис. 21. Здание Усть-Каменогорской ГЭС на р. Иртыш. На телемеханику в основном возложены функции контроля, измерений, сигнализации и—в меньшей мере—функции управления и ре- гулирования. Использование автооператоров на ГЭС и переход на групповое управление и ре- гулирование значительно упрощают вопросы телемеханизации. Ставится вопрос об отказе от создания общестанционных постов управления (ОПУ) на ГЭС и использовании только мест- ных постов управления. В настоящее время запроектировано несколько ГЭС без ОПУ. При эксплуатации станции большую роль играет связь, которая должна находиться в полном соответствии с решением вопросов управления, автоматизации и телемеханизации ГЭС. Внесен ряд радикальных изменений в су- ществовавшие нормы проектирования этих устройств. Размещение электротехнических устройств не должно вызывать увеличения размеров гид- ротехнической части, что потребовало бы не- оправданных дополнительных капиталовложе- ний. Место установки повышающих трансфор- маторов на ГЭС преимущественно принято со стороны нижнего бьефа, реже — со стороны верхнего (главным образом на приплотинных ГЭС). Выводы повышенного напряжения в основ- ном выполняются воздушными. Для многоаг- регатных ГЭС разработана конструкция выво- дов на порталах вдоль здания ГЭС, которая значительно сокращает капиталовложения по сравнению с косой переброской через аква- торию. Основной принцип компоновки электротех- нических устройств в здании ГЭС—поагрегат- ное размещение оборудования, т. е. все, что относится к генератору или трансформатору, размещается в непосредственной близости к нему. Децентрализованное расположение пане- лей получает наибольшее распространение и будет еще более целесообразно с переходом на переменный оперативный ток. Создание конструкции гидроагрегата, по- зволяющей удлинить срок между полными раз- борками машин до 20—25 лет, делает воз- можным в более широком масштабе переход на открытый тип здания ГЭС с наружным расположением козловых кранов большой гру- зоподъемности. Распределительные устройства повышенного напряжения на ГЭС, как правило не подвер- гающиеся загрязнению, принимаются открыто- го типа. В связи с переходом на централизованное обслуживание энергообъектов по инициативе 244
ГИДЭП принято решение о разработке проек- тов организации эксплуатации по каждой энергосистеме в отдельности с учетом ее ин- дивидуальных особенностей. В соответствии с переходом на улучшенные схемы электриче- ских соединений и полную автоматизацию ГЭС удельные штатные нормы значительно сниже- ны. По проектам института «Гидроэнергопро- ект» построены и находятся в эксплуатации Днепровский, Камский, Усть-Каменогорский, Свирские, Каховский и Горьковский и другие шлюзы, управление которыми автоматизиро- вано. Для шестиступенчатого двухниточного Кам- ского шлюза осуществлены электровозная бук- сирная береговая тяга караванов судов и пло- тов и новая система автоматического децент- рализованного управления с подачей импульсов из кабин электровозов, которая сокращает численность эксплуатационного персонала и количество кабеля. Проектирование организации и производства работ. За годы развития гидроэнергетического строительства Союза проектирование организации и производства работ при строительстве гидроэлектростанций претерпело значительные изменения как в ос- новных принципиальных установках, так и в методах производства работ и применяемых средствах их механизации. Это явилось следствием изменений в раз- витии гидроэнергостроительства в нашей стра- не, перехода на массовое строительство все более крупных ГЭС за весьма короткие сроки. В этих условиях проект организации и про- изводства работ перестал быть конечной за- вершающей фазой разработки основной части проекта, а стал органически неотъемлемой частью всего комплексного проекта ГЭС, где все разделы взаимосвязаны и одинаково важ- ны для выявления наиболее рациональных и эффективных решений проекта. Специфическими особенностями современ- ного гидроэнергетического строительства яв- ляются: огромные объемы работ, исчисляемые десят- ками миллионов кубов земляных и скальных работ и миллионами кубов бетонных работ; исключительно высокие интенсивности вы- полнения этих объемов работ (за 4—6 лет); так, на строительстве Братской и Краснояр- ской ГЭС намечена интенсивность бетонных работ в пределах до 250 тыс. л^3 ib 'месяц; оснащение стройплощадки большим коли- чеством мощных подсобных предприятий, а рис. 22. Плотина Усть-Каменогорской ГЭС. также строительство крупных поселков-горо- дов для контингента строителей; необходимость обеспечения высокого каче- ства строительных работ по гидротехническим сооружениям, рассчитываемым на долговеч- ную работу в тяжелых условиях работы под статическим и гидродинамическим воздей- ствием напора воды; необходимость всемерного снижения стои- мости строительства гидростанций. Эти специфические особенности предопре- деляют: а) максимальное внедрение комплексной ме- ханизации строительства и мощных высокопро- изводительных механизмов и средств транс- порта; б) всемерное внедрение новых индустри- альных и поточных методов строительства. Осуществление этих мероприятий в проек- тах организации и производства работ произ- водится во всех проектах гидроэлектростанций в увязке со строительными организациями. 245
Рис. 23. Первая крупная гидроэлектростанция Кавказа Земо-Авчальская ГЭС. Уровень механизации строительства ГЭС весьма высок и будет повышаться по мере выпуска новых машин, главным образом для мелких и доделочных работ (планировка от- косов, их бетонирование и др.). Большой заботой проектировщиков являет- ся разработка рациональных типов и кон- струкций сооружений, которые отвечали бы требованиям максимального применения средств механизации и минимального исполь- зования ручного труда. Что касается индустриализации строительст- ва, то в этой области предстоит еще большая работа как по основным сооружениям, так и по всевозможным временным' и подсобным пред- приятиям и жилищному строительству. Применение сборных элементов весом до 50—70 т с внедрением предварительно напря- женных арматурных пакетов в бетонной обо- лочке дает основание для значительного по- вышения возможностей применения сборного железобетона в напорных гидротехнических сооружениях и дальнейшего сокращения сро- ка их строительства. В области производства работ разработаны методы массового зимнего бетонирования, не- прерывного бетонирования, укладки зонально- го бетона с минимальным расходом цемента, охлаждения массивного бетона для борьбы с экзотермией и трещинообразованием, бетони- 246 рования без опалубки с применением сборных армокаркасов и плит-оболочек. Накопленный опыт строительства позволяет в настоящее время осуществлять бетонные и земляные работы без перерыва в течение всего года, лишь с некоторым снижением ин- тенсивности бетонной кладки в наиболее хо- лодные зимние месяцы из-за необходимости подогрева заполнителей и бетона и усовер- шенствования транспортных магистралей бе- тона, что имеет особо важное значение для строительства ГЭС в условиях СССР. Типовое проектирование и нор- ма т и в н о-м етодологические р а б о- т ы. В соответствии с решениями партии и пра- вительства о внедрении в строительство типо- вых проектов Гидроэнергопроект проводит боль- шие работы по типовому проектированию гид- роэлектростанций. Типизация гидротехнических сооружений значительно сложнее, чем гражданских и про- мышленных. Существовало даже представле- ние о невозможности осуществить типизацию гидротехнических сооружений. Типовое проектирование было начато в об- ласти строительства жилых и общественных зданий, а также подсобно-вспомогательных производственных предприятий на стройпло- щадках. В настоящее время по типовым проек- там жилых и гражданских зданий и аналогам на площадках гидроэлектростанций строится
свыше 90% объемов работ, а временных соору- жений и производственных предприятий — свыше 80%. Типизация гидротехнических сооружений была начата со сбора и анализа проектных материалов по запроектированным и выстроен- ным сооружениям. В настоящее время Гидро- энергопроектом составлены альбомы приме- ров проектов почти всех гидротехнических со- оружений. По каждому*примеру проекта при- водятся краткое описание проекта и основные чертежи, результаты лабораторных исследова- ний, технико-экономические показатели и вы- воды по проекту. Альбомы проектов снабжены сводными таблицами и общими результи- рующими данными. Примеры проектов соору- жений широко используются в системе Мини- стерства электростанций и других организа- циях для выбора аналога проектного решения и сопоставления различных вариантов. Типовой проект гидротехнического соору- жения в целом разрабатывается в объеме, в котором устанавливаются рациональные ком- поновочные решения, выбираются типы гидро- технических конструкций, металлоконструкций, оборудования, устанавливаются способы воз- ведения и технико-экономические показатели, производится типизация расчетов, составляют- Рис. 24. Гидроэлектростанция на р. Гумати. Рис. 25. Краснополянская гидроэлектростанция. 247
ся схемы армирования и решаются другие принципиальные вопросы. С детальностью ра- бочих чертежей разрабатываются типовые про- екты конструктивных элементов сооружений — дренажей, креплений, швов, балок, понуров, уплотнений. В первое время типовые проекты разраба- тывались по наиболее легко типизируемым конструкциям гидротехнических сооружений, ясным в расчетном и строительном отношени- ях: понуры, каркасы здания гидростанции крепления откосов земляных плотин, сооруже- ния на деривационных каналах, конструкции тсхничеслюго водоснабжения, пневматического хозяйства и др. С 1954 г. Гидроэнергопроект приступил к крупным работам по типизации основных со- оружений гидроэлектростанций: земляных на- сыпных плотин, зданий приплотинных ГЭС, отстойников, водобоев и рисберм водосливных плотин, камер судоходных шлюзов и др. По земляным насыпным плотинам состав лены типовые поперечные профили плотин вы- сотой до 30 м для различных местных условий Разработаны различные типы камер и го- лов шлюзов, детальные типовые проекты кон- струкций причальных стенок, отбойных и тор- мозных устройств, швов, дренажей и др. Раз- работаны также типовые проекты водосливных плотин для деривационных и речных гидро- станций. Составлены типовые проекты зданий гидро- электростанций, оборудованных поворотноло- пастными турбинами диаметром 5,0; 7,2 и 9,0 м для напоров 9—24 м, разработанные не только в гидротехнической, но и в энергетиче- ской, гидромеханической, электротехнической и архитектурной частях. В этих проектах удалось доказать возмож- ность отказа от установки быстропадающих затворов, принять минимально необходимые размеры турбинного блока, снизить подкрано- вые габариты, разработать ряд других рацио- нальных решений. Среднее снижение стоимо- сти строительства по этим типовым проектам составляет около 8%. Работы по типизации выполняются с при- влечением научно-исследовательских институ- тов. Гидроэнергопроект совместно с ВНИИГ разработал типовые проекты водобоев, рис- берм и концевых креплений водосливных со- оружений, работающих в весьма сложных условиях сопряжения бьефов. ВНИИГ разра- ботана методика гидравлических расчетов, определены основные силовые воздействия и проведены исследования предложенных про- ектной организацией типовых решений крепле- 248 ний нижнего бьефа водосливных плотин. Гид- роэнергопроектом на основе этих данных была обоснована методика статических и других pacj четов и разработаны типовые конструкции крепления. В некоторых типовых проектах отдельных конструкций даны новые решения конструкций гидросооружений из сборного железобетона,, что позволит расширить область его примене- ния. Широкое применение сборного железобето- на в гидроэнергостроительстве в значительной степени зависит от решения вопросов по за- моноличиванию сборных конструкций, монта- жу крупных блоков, обеспечению водонепро- ницаемости стыков в напорных сооружениях, надежной защиты арматуры от коррозии и резкому снижению объема бетона в сборной конструкции по сравнению с монолитной. Гидроэнергопроектом разработаны типовые решения из сборного и предварительно напря- женного железобетона: камер судоходных шлюзов, обделок туннелей из цельнозамкну- тых колец и крупных блоков, замоноличивае- мых обжатием арматуры или другими спосо- бами, а также верхних строений зданий гидро- станций, покрытий откосов земляных плотин и причальных стенок. Типовые и нормативно-методологические работы в области гидротехники тесно связаны и представляют единый комплекс. В процессе работ по типизации были внесены предложе- ния по снижению класса капитальности, умень- шению в расчетах коэффициентов запаса, уве- личению расчетного возраста бетона 'в расче- тах прочности сооружений и др. Эти предло- жения утверждены МЭС и Госстроем и введе- ны в действие. 25 лет назад Гидроэнергопроект впервые в СССР организовал и широко развернул раз- работку нормативных и методических работ в области гидроэнергостроительства. Нормативные и методические работы Гид роэнерпопроекта имеют большое значение, ими широко пользуются гидротехнические проектные и строительные организации, науч- но-исследовательские и учебные институты Советского Союза, а также стран народной де- мократии. По тематике эти работы охватывают все вопросы проектирования гидроэлектростанций, в том числе стандарты, технические условия и нормы проектирования и производства работ: по общим нормам проектирования — клас- сификация сооружений по капитальности, силы и нагрузки на сооружения, проектирование и расчет бетонных, армобетонных, железобетон-
ных, каменных и деревянных конструкций, про- ектирование оснований; по различным вопросам энергетики, эконо- мики, гидрологии, водного хозяйства и затоп- лений; по проектированию и расчетам отдельных сооружений и их элементов, а также по вопро- сам гидравлики сооружений; по производству различных видов гидротех- нических работ и проектированию временных подсобно-вспомогательных сооружений и пред- приятий, а также по вопросам определения сметной стоимости гидротехнического строи- тельства; по проектированию электрической части гидроэлектростанции; по изысканиям, исследованиям и обследо- ваниям для обоснования проектов гидроэлек- тростанций. За предвоенные годы Гидроэнергопро- ектом было заложено основание советского технического нормирования ь области гидро- энергостроительства. За это время было раз- работано и выпущено 5олее 500 методических, справочных и информационных работ и более 60 разделов, стандартов, норм, технических условий и инструкций. В послевоенный период нормативно-мето- дическая работа Гидроэнергопроекта получи- ла дальнейшее развитие и расширение. В пер- вые годы этого периода шесть главнейших нор- мативов ('классификация гидросооружений по капитальности, расчет максимальных расходов воды в реках, общие нормы проектирования деревянных, бетонных и железобетонных кон- струкций гидросооружений и др.) были пере- смотрены ГИДЭП и утверждены Всесоюзным комитетом стандартов в виде ГОСТ; были вы- пущены новые нормативы и пересмотрены не- которые устаревшие. Очень широкое участие в разработке и выпуске нормативов начал принимать ВНИИГ, а в последние годы в эту работу включился также и Гидропроект. В настоящее время ряд крупных норматив- ных работ выполняется совместно Гидроэнер- гопроектом, Гидропроектом и ВНИИГ. Обширный накопленный опыт гидроэнер- гостроительства в СССР и совершенствование методов расчетов дали основание для широ- кого пересмотра многих из выпущенных нор- мативов. В 1956 г. специальная комиссия из предста- вителей Гидроэнергопроекта, Гидропроекта и ВНИИГ пересмотрела свыше 60 нормативов, выпущенных в предыдущие годы, внесла в них ряд существенных изменений, которые утверж- дены руководством Министерства электро- станции, а по некоторым главнейшим норма- тивам— Госстроем. Эти работы по пересмотру устаревших нормативов подолжаются. Важнейшей задачей коллектива Гидро- энергопроекта является работа по всемерно- му снижению строительства и разработка ме- роприятий по значительному сокращению сро- ков строительства. Эти задачи выполняются путем пересмотра технических условий и норм на проектирование и производство работ, но- вых прогрессивных решений по сооружениям и по механизации строительства, методов рас- четов, внедрения сборного железобетона, ком- плексной механизации и индустриализации строительства. V. Изыскательские работы Вместе с ростом гидроэнергетического строительства развивались топографические, гидрологические и особенно инженерно-геоло- гические изыскания для обоснования проект- ных решений. На смену облегченным изысканиям первого периода развития гидроэнергетики пришли комплексные изыскания с перенесением цент- ра тяжести работ на инженерно-геологические исследования, с'широким всесторонним изуче- нием всего района расположения сооружений и водохранилища. Особое значение изысканий потребовало постоянного тесного контакта в работе главного инженера проекта и главного геолога объекта и подняло роль последнего до уровня соавтора проекта. На основе обобщения опыта изысканий, совершенствования их методики, улучшения организации работ и применения более совер- шенного оборудования и средств транспорта значительно сократились сроки изысканий и повысилось их качество. Гидроэнергетическое строительство предъя- вило весьма жесткие требования к качеству изыскательских материалов и обоснованности даваемых в них заключений. Чрезмерная осторожность, допускавшаяся в некоторых выводах геологов, порой приводила к большим запасам в проектах и удорожанию сооруже- ний. Все это придавало особую ответственность инженерно-геологическим выводам и заставля- ло очень внимательно относиться к обоснова- нию проектов материалами изысканий. Проектирование гидротехнических соору- жений поставило перед изыскателями ряд весьма сложных вопросов, для решения кото- рых потребовались широкие теоретические ис следования и большая экспериментальная ра- бота. Поэтому деятельность изыскателей Гид- роэнергопроекта всегда протекала в тесном со- 249'
дружестве с научно-исследовательскими орга' низациями. Это содружество плодотворно! ска- залось на решении ряда важных вопросов ме- тодики и техники проведения изысканий. На основе использования научных дости- жений и обобщения опыта работы системати- чески проводилась разработка методики изы- сканий. В результате этой работы создано большое количество (более 100 выпусков) нормативных и методических указаний по раз- личным видам изыскательских работ, которые нашли применение не только в Гидроэнерго- проекте, но широко используются и другими родственными организациями. В соответствии с ростом объема проекти- рования значительно возрос обший объем изы- скательских работ. Количество погонных мет- ров, пройденных бурением в 1935 г., составля- ло 30,8 тыс., а в 1956 г. достигло 306,0 тыс., т. е. увеличилось в 10 раз. В 1956 г. в системе Гидроэнергопроекта дей- ствовало 293 изыскательских партий и отрядов, проводивших работы на 189 объектах, распо- ложенных по всей территории Союза. Общее число рабочих, служащих и ИТР, занятых в 1956 г. на изысканиях, достигало 7 000 чел. Изыскатели Гидроэнергопроекта, являясь пионерами освоения строительных площадок, проникали в самые удаленные и труднодоступ- ные уголки нашей Родины. С неутомимой энер- гией, нередко не имея в достаточном количе- стве необходимого снаряжения, они самоотвер- женно вели свои исследования в тяжелых природных условиях: в знойных песках Сред- ней Азии, на неприступных склонах горных ущелий Кавказа, в суровых условиях Запо- лярья, на бурных порогах могучих сибирских рек. Для успешного проектирования гидротехни- ческих сооружений необходимо было в относи- тельно короткие сроки выполнить значитель- ный объем топографо-геодезических работ по большому числу площадок, трасс и водохрани- лищ, нередко не имеющих необходимого гео- дезического обоснования. Для мелкомасштабных съемок водохрани- лищ были привлечены организации ГУГК, ко- торые за период с 1949 по 1956 г. выполнили съемки в масштабе 1 : 25 000 на общей пло- щади 629 тыс. км2. На топографо-геодезических работах Гидро- энергопроекта постоянно вводились прогрес- сивные методы производства работ и новей- шие инструменты, что позволило улучшить и ускорить подготовку материалов для проекти- рования (аэрофотосъемка, промеры глубин эхолотом, дальномерные измерения расстояния, 250 и др.). Все это способствовало воспитанию кадров и подъему общей технической культуры работ. Геодезисты Гидроэнергопроекта в настоящее время успешно выполняют специальные работы, требующие высокой точности: наблюдения за сдвигами и осадками гидротехнических соору- жений, геодезические работы для проходки де- ривационных туннелей и др. Инженерная гидрология начала совер- шенствоваться в нашей стране вместе с гидро- энергостроительством. Еще в первой половине 20-х годов все расчеты сводились к подсчету стока по имеющимся гидрометрическим дан- ным или эмпирическим формулам. Совершенно не уделялось внимания изучению твердого стока. Во второй половине 20-х годов работами советских ученых был заложен фундамент ин- женерной гидрологии, >а в начале 30-х годов гидрологические расчеты обогатились новыми приемами. К этому же времени в состав гидро- логических изысканий вошло изучение наносов, а несколько позже — и зимнего режима. На гидрометрических работах Гидроэнерго- проекта постоянно разрабатывалась и внедря- лась новая методика исследований и совершен- ствовались приборы, необходимые для полевых наблюдений (применены аэрофотосъемка, ваку- умные ботометры и др.). Г идрологическое обоснование проектов гидроэлектростанций на основе всесторон- них полевых исследований и расширения тео- ретической базы становилось все более пол- ным и в настоящее время выполняется с до- статочно надежными точностью и полнотой. Инженерно-геологические изыскания разви- вались в направлении непрерывного совершен- ствования методов геофизических исследова- ний, изучения физико-механических свойств горных пород, гидрогеологических исследова- ний, улучшения изучения местных строитель- ных материалов, улучшения разведочного дела и усиления механизации работ. Г еофизические исследования (электрораз- ведка, сейсморазведка и др.), заменяющие зна- чительную часть трудоемких и дорогих буро- вых работ, нашли широкое применение в совре- менных изысканиях для гидротехнического строительства, решая в сочетании с другими видами работ наиболее сложные вопросы гео- логического строения (карст, тектоника и др.). Большое значение имели геофизические иссле- дования для таких объектов, как Братская, Красноярская, Чарвакская и другие ГЭС. Набольшее развитие геофизические методы разведки получили в послевоенный период.
В последнее время сделаны успехи в примене- нии сейсморазведки для определения упругих свойств горных пород в массиве и ряда других важных показателей. Изучение физико-механических свойств гор- ных пород совершенствовалось за счет улуч- шения методики отбора проб, применения бо- лее точной аппаратуры, введения полевых испытаний крупных монолитов и совершен- ствования методики обработки результатов исследований. Успехи в этой области изыска- ний дали возможность проектировать и строить сооружения на грунтах, которые рань- ше считались непригодными в качестве осно- вания крупных гидротехнических сооружений. Гидрогеологические исследования являются важнейшим звеном в комплексе инженерно- геологических изысканий, проводимых для обоснования проектов гидроэлектростанций. Начиная с 30-х годов, в практике изысканий все большее применение находят методы коли- чественной оценки водопроницаемости пород. В связи с бурным ростом гидротехническо- го строительства в нашей стране после Вели- кой Отечественной войны усилиями советских ученых быстрым темпом стала развиваться тео- рия движения подземных вод. Большое значение для развития методики исследований имело также использование опы- та изысканий Гидроэнергопроекта. Совершен- ствование методики происходило как в области оценки водопроницаемости горных пород, так и в области гидрогеологических расчетов под- пора подземных вод, фильтрации в обход пло- тин, притока воды к котлованам и водопони- жающим установкам и пр. Большое значение для проектирования со- оружений и способов производства работ в пос- леднее время стали приобретать всевозможные опытные работы на полигонах в полупроизвод- ственных условиях: опытная укладка земля- ных плотин, проходка котлованов, разработка карьеров и др. Широкая механизация изыскательских ра- бот позволила повысить качество материалов изысканий, поднять производительность труда на полевых работах, сократить сроки выполне- ния работ, удешевить изыскания. Особенно показательным является рост механизации на- иболее массовых и трудоемких буровых работ: в 1935 г. механическим бурением было прой- дено 9,5, а в 1956 г.— 120 тыс. пог. м. Даль- нейший рост механизации буровых работ обес- печивается разработанными в последнее время в Гидроэнергопроекте новыми способами буре- ния (вибробурение, гидробурение, шнековое бурение и др.), для внедрения которых изго- товляются соответствующие станки. Большим достижением в области разведоч- ного дела является бурение скважин — шахт диаметром 850 — 1 000 мм, дающих возмож- ность непосредственного осмотра и изучения стенок скважины в натуре. Практика гидротехнического строительства показала большую зависимость стоимости со- оружений от правильного использования мест- ных строительных материалов. В связи с этим усилилось внимание к поискам и разведкам месторождений строительных материалов, стали проводиться более всесторонние исследования качества с помощью технологических испы- таний. Выполненные за годы Советской власти изыскательские работы не только позволили обосновать проекты выстроенных или находя- щихся в строительстве гидроэлектростанций, но и открыли широкую возможность развивать перспективное проектирование и планировать гидроэнергетическое строительство на много лет вперед. В настоящее время почти не оста- лось крупных рек, которые не были бы охва- чены той или иной степенью гидроэнергети- ческой изученности. VI. Работы для зарубежных стран Советский народ оказывает братскую по- мощь странам социалистического лагеря в деле восстановления и развития энергетической ба- зы народного хозяйства. Основными направлениями этой деятельно- сти Гидроэнергопроекта являются выполнение проектно-изыскательских работ по ряду круп- ных гидроэнергетических объектов, оказание технической помощи, проведение консульта- ций, передача технической документации, нор- мативно-справочных материалов и другой тех- нической литературы. Так, например, для Китайской Народной Республики выполнены следующие работы: а) Техническая помощь по составлению схе- мы комплексного использования самой круп- ной в Китае реки — Янцзы. Эта грандиозная схема призвана решить сложный комплекс за- дач энергетики, борьбы с наводнениями, раз- вития ирригации и водного транспорта в бас- сейне, где проживает более 40 %; населения Китая. б) Разработка проекта ГЭС Саньмынься на р. Хуанхэ, также решающей комплексную проблему борьбы с наводнениями, улучшения судоходства и создания базы для крупной энергосистемы в Центральном Китае. 251
в) Составление технического проекта вос- становления и реконструкции гидроузла Фынь- мань на р. Сунгари с гидроэлектростанцией мощностью 570 тыс. квт. г) Участие в работах, проводимых совме- стно с китайскими организациями, по состав- лению схемы комплексного использования пограничных участков рр. Амура и Аргуни. Для Корейской Народно-Демократической Республики Гидроэнергопроект проводил иссле- дования и проектирование по крупным восста- новительным работам, а также пуско-наладоч- ные работы по монтажу оборудования на самой мощной гидроэлектростанции Кореи — Супун ГЭС. Для Народной Республики Вьетнам осу- ществляется техническая помощь по проекти- рованию восстанавливаемых ГЭС Таша и На- Нчан. Болгарской Народной Республике, Румын- ской Народной Республике и Албанской На- родной Республике Гидроэнергопроект оказы- вал техническую помощь по организации изу- чения их водных ресурсов и разработке пер- спективных планов развития энергетики и гидроэнергетического строительства. Кроме того, Гидроэнергопроект все эти годы поддер- живал постоянный контакт с проектными и строительными организациями по всем вопро- сам, в том числе и по комплектации оборудо- вания, поставляемого для этих стран. Для Болгарской Народной Республики вы- полнены проекты ряда новых гидростанций, в том числе ГЭС Пещера, Кырджали и Студен- Кладенец. Для Румынской Народной Республики вы- полнены проекты нескольких ГЭС, а также раз- работан проект по телемеханизации и связи центральной энергосистемы страны «Мунте- ния». Осуществлялись экспертизы и консульти- рование проекта самой крупной в Румынии ГЭС имени Ленина на р. Бистрица. Для Народной Республики Албании были разработаны проекты первенца албанской гид- роэнергетики — ГЭС имени Ленина, .а также строящейся Ульза ГЭС на р. Мати. Гидроэнер- гопроект принял участие в составлении плана гидроэнергетического строительства в Албании, а также схемы будущей Албанской энергоси- стемы. Техническая помощь оказывалась также Польской Народной Республике, Чехословац- кой Республике и Венгерской Народной Респу- блике. Гидроэнергопроект неоднократно проводил встречи, беседы и консультации с иностранны- ми делегациями и отдельными специалистами, приезжавшими в СССР. 252 В процессе таких консультаций происходи- ло ознакомление с наиболее интересными про- ектными решениями института по реальным объектам и типовому проектированию в раз- личных областях гидроэнергетики, а также по вопросам организации и структуры проектных организаций. В отделениях Гидроэнергопроекта стажиро- вали в области изыскательских и проектных работ по гидроэнергетике молодые специали- сты Китая, Чехословакии, Польши и других стран народной демократии. Развитие дружественных отношений СССР с рядом соседних стран повлекло за собой расширение деятельности Гидроэнергопроекта по проектированию иностранных объектов на основе специальных соглашений между пра- вительствами стран. Так, совместно с норвежской стороной бы- ли проведены изыскательские работы и состав- лена схема энергетического использования по- граничного участка р. Паатсо-Иоки (Пасви- кэльв) и распределения прав на использование этой реки. Для Афганистана Гидроэнергопроектом ве- дется проектирование ГЭС Наглу и ГЭС Пу- ли-Хумри. Институт также подготавливает ма- териалы, необходимые для начала работ по проектированию совместного использования пограничного участка р. Аму-Дарьи в районе Келифа. В 1957 г. Гидроэнергопроект приступил к работам совместно с иранскими организациями по составлению предварительных проектов ир- ригационного и энергетического использования пограничных участков рр. Араке и Атрек. Г идроэнергопроект проводил экспертизу разработанных финской стороной проектов ГЭС на верхнем участке р. Паз (Пасвикэльв), где финская сторона на договорных началах с МЭС произвела восстановление ГЭС Яниско- ски, построила ГЭС Райяскоски и ныне строит ГЭС Кайтакоски для Кольской энергосистемы. VII. Динамика показателей работы Г идроэнергопроекта Пройденный путь Гидроэнергопроекта отра- жает историю развития гидроэнергетики в па- шей стране. Одновременно с развитием гидро- энергостроительства увеличивался объем про* ектно-изыскательских работ, выполняемых Гидроэнергопроектом. Объем работ, выполненных в пятой пяти- летке, почти в 10 раз превышает объем работ во второй пятилетке.
За этот же период число работников в Гид- роэнергопроекте увеличилось лишь в 3,5 раза и составило 11 800 чел., из них ИТР — 5 770 чел. Свыше 50% всех работ составляют техно- рабочие проекты и рабочие чертежи, около 30%—проектные здания, около 10%—предва- рительные стадии проектирования (схемы, ТЭД) и 10% типовые, нормативные, информа- ционные и прочие работы. В составе Гидроэнергопроекта имеются семь отделений, ведущих комплексные изыска- ния и проектирование гидротехнических объек- тов во всех районах Советского Союза, и спе- циализированное отделение по проектирова- нию автоматики, телемеханики и пусконала- дочным работам. Отделения ведут работы в следующих райо- нах СССР: Мосгидэп— районы РСФСР: Центр. Белорус- сия. Латвия, Литва, Урал, Северный Кавказ и Восточная Сибирь (бас- сейн Ангары). Урал, Северный Кавказ и Восточная Сибирь (бассейн Ангары). Тенгидэп — районы РСФСР: Северо-Запад, Север, Западная Сибирь, Восточная Сибирь (бассейн Енисея до г. Крас- ноярска) ; Дальний Восток; Казахская ССР. Укргидэп — Украинская и Молдавская ССР; Средазгидэп — Узбекская, Таджикская, Кир- гизская и Туркменская ССР, юг Казахстана. Тбихгидэп — Грузинская ССР; Бакгидэп — Азербайджанская ССР и Дагес- танская АССР; Армгидэп — Армянская ССР. За время своей деятельности Гидроэнерго- проект выполнил большой объем изыскатель- ских, исследовательских, проектных и норма- тивно-методологических работ, охватил гидро- энергетическими исследованиями промышленно- экономические районы Союза от Крайнего Се- вера до границ Туркмении, от Карпат до Си- хотэ-Алиня. Разработаны схемы энергетического исполь- зования всех главнейших и крупнейших вод- ных магистралей Союза. Разработаны водно- энергетические схемы (ВЭС) ряда районов Союза. Произведен учет гидроэнергетических ресурсов СССР. Намечены на реках Союза 1 870 гидроэлек- тростанций с суммарной мощностью, превы- шающей 125 млн. квт, и выработкой более 650 млрд. квт*ч. Разработаны технико-экономи- ческие доклады и схемы использования по 1 600 ГЭС с суммарной мощностью 95 млн. квт. Работы Гидроэнергопроекта позволяют в настоящее время с достаточной обоснован- ностью подходить к планированию гидроэнер- гетического строительства по отдельным райо- нам страны. Разработаны проекты по 275 ГЭС с сум- марной мощностью около 30 млн. квт. В настоящее время по рабочим чертежам Гидроэнергопроекта строится 35 гидроэлектро- станций на общую мощность свыше 12 млн. кет. Для оперативного обслуживания строек Гидроэнергопроект имеет на стройплощадках свои группы рабочего проектирования, которым поручено также осуществление авторского над- зора за строительством. Проводятся большие работы по автомати- зации, телемеханизации и пусконаладке гид- роэлектростанций. В 1952 г. была закончена автоматизация всех действующих гидроэлек- тростанций МЭС. Все новые гидроэлектростан- ции проектируются автоматическими и—в нуж- ных случаях—телеуправляемыми. Развитие Гидроэнергопроекта было под- чинено задачам бурного роста Советского ги- дроэнергостроительства, определенным вели- ким заветом В. И. Ленина: «Коммунизм есть советская власть плюс электрификация всей страны».
ИВАНИЩЕНКО Ф. Д. Директор института „Теплоэлектропроект* РАБОТА ИНСТИТУТА ТЕПЛОЭЛЕКТРОПРОЕКТ Проектированием электростанций, преду- смотренных планом ГОЭЛРО, вначале зани- мался проектный подотдел Главного управле- ния государственных сооружений, а с 1927 г.— Проектное управление треста «Энергострой». Дальнейшее бурное развитие советской энергетики, которое шло, как это было показа- но в предыдущих статьях, в значительной ме- ре за счет строительства тепловых электростан- ций, потребовало создания специальной проект- ной организации по проектированию тепловых электростанций и сетей. Постановлением Наркомтяжпрома СССР от 31 марта 193,2 г. на базе проектного1 управле- ния «Энергострой» был создан трест «Тепло- электропроект», который в 1951 г. был пере- именован во Всесоюзный государственный про- ектный институт «Теплоэлектропроект». Общее увеличение мощности тепловых элек- тростанций за период с 1930 по 1957 г., т. е. за 26 лет, составило свыше 31,0 млн. кет, более чем в 12 раз, в том числе электростанции, при- надлежащих Министерству электростанций, более чем на 18,5 млн. кет, т. е. в 14 раз по сравнению с 1930 г. Важно отметить, что за пятую пятилетку (1950—1955 гг.) на тепловых электростанциях было введено 17 500 тыс. кет В соответствии с ростом мощности элек- тростанций развивались и электрические сети. Так, протяженность линии электропередачи напряжением 35—220 ке составила в 1956 г. 61,0 тыс. км против 9,2 тыс. км в 1932 г. С 1932 г. начала развиваться теплофикация промышленных предприятий и городов с ком- бинированной выработкой тепловой и электри- ческой энергии. Рост выработки тепловой энергии в мил- лионах мегакалорий в год характеризуется сле- дующими цифрами: 1932 г.' 1940 г. 1950 г. 1955 г. 5,0 25,0 50,0 1 50,0 Соответственно увеличивалась и протяжен- ность тепловых сетей, которая к 1955 г. соста- вила 4 190 км против 130 км в 1932 г. Такой рост мощности тепловых электростан- ций и развития тепловых и электрических се- тей потребовал соответствующего увеличения объема проектных работ для обеспечении строительств необходимой технической доку- ментацией. Так, объем проектных работ с 1936 по 1957 г. увеличился по Теплоэлектропроекту с 9 300 тыс. руб. до ,275 000 тыс. руб., т. е. почти в 30 раз. При этом наибольший рост объема проект- но-изыскательских работ был в течение пятой пятилетки. Выполнение столь ощутимого роста объема проектно-изыскательских р абот обеспечива- лось рядом мероприятий, в том числе за счет роста коллектива проектировщиков и созда- ния отделений и филиалов в различных горо- дах СССР, путем типизации отдельных зда- ний и сооружений электростанций, улучшения организации труда проектировщиков и других факторов, повышающих их производитель- ность. Рост численности проектировщиков Тепло- электропроекта характеризуется следующими цифрами: 1936 г. 1940 г. 1950 г.’ 1955 г. 1956 г. 1917 чел. 3 591 чел. 4 759 чел. 8 969 чел. 9 971 чел. В 1936 г. в составе Теплоэлектропроекта было четыре отделения: Московское, Ленин- градское, Харьковское и Уральское (в Сверд- ловске). В 1940 г. были созданы отделения в гг. Ростове и Киеве. К 1951 г. были организо- ваны отделения: Дальних передач (в Москве), Львовское, Новосибирское, Томское и Горь- ковское. В 1952 г. было создано' Рижское от- деление, а в 1954 г. — Ташкентское. В настоящее время в составе Теплоэлек тропроекта имеются 13 отделений. 254
Таким образом, необходимый рост числен- ности коллектива Теплоэлектропроект обеспе- чивался как за счет развития существовавших отделений, так и путем создания новых отделе- ний с приближением проектирования к райо- нам строительства электростанций и сетей. Из сопоставления роста объема1 проектно- изыскательских работ с ростом численности проектировщиков видно, что в значительной степени потребность развивающейся энергетики в проектно-технической документации обеспе- чивалась, особенно в период пятой пятилетки, за счет повышения производительности труда проектировщиков, путем разработки и внедре- ния типовых проектов и повторного примене- ния ранее выполненных экономичных проектов, создания комплексности проектирования как по общему охвату всего проекта электростанции так и по созданию рабочих звеньев проектного аппарата. Особо следует отметить, что к началу пя- той пятилетки, когда резко был увеличен объ- ем энергетического строительства, институт «Теплоэлектропроект» не смог бы справиться со столь возросшим объемом работ, если бы он не развернул широко работ по созданию и внедрению типовых проектов. За время с 1951 по 1956 г. в институте бы- ло выполнено работ по типизации на 55 млн. руб. Были типизированы главные корпуса элек- тростанций (семь типов), угольные склады с мостовыми перегружателями пролетом 60,0 и 76,2 м, разгрузочные устройства с лопастны- ми питателями (три типа) и вагоноопрокиды- вателями, дробильные корпуса двухблочные и четырехблочные, эстакады топливоподачи и пересыпные и распределительные узлы, химво- доочистка по схеме декремнизации с последу- ющим катионированием и по схеме полного обессоливания, распределительные устройства генераторного' напряжения 6—10 кв, главный щит управления (три типа для электростанций разных мощностей), закрытые распределитель- ные устройства 35 и НО кв, открытые распре- делительные устройства 35, ПО и 220 кв, ма- зутное хозяйство с баками 100, 250 и 500 ж3, масляное хозяйство, градирни пленочные с пло- щадью орошения 800, 1 000, 1 200 и 1 600 м2 и гиперболические 900 и 1 520 м2, береговые на- сосные станции циркуляционного технического водоснабжения и для подкачки в цикл оборот- ного водоснабжения, служебные корпуса (два типа), объединенный корпус, включающий ме- ханическую мастерскую, теплохолодный склад, электролизерную установку и служебно-быто- вые помещения, а также выполнены типовые проекты проходной конторы, паровозного депо и ряда других вспомогательных сооружений. В 3955 и 1956 гг. почти все проекты указан- ных сооружений были модернизированы с уче- том применения сборного железобетона. По линиям электропередачи 35 и 110 кв ти- пизированы фундаменты и опоры (железобе- тонные, металлические и деревянные). По линиям электропередачи 220 кв выпол- нены типовые чертежи двухцепных металличе- ских опор с одним тросом. Разработаны типовые рабочие чертежи с применением сборного железобетона следую- щих понизительных подстанций: 35/6—10 кв с двумя трансформаторами мощностью 1 000— 15 000 ква, 1,10/6—10 кв с одним трансформа- тором мощностью 5 600 или 7 500 ква, 110/6— 10 кв с двумя трансформаторами мощностью 5 600—15 000 ква, 110/35/6—10 кв с двумя трансформаторами мощностью 5 600—45 000 ква. Сооружения и конструкции тепловых сетей являются полностью типизированными по их составляющим элементам. В результате широкой типизации сооруже- ний тепловых электростанций, электрических и тепловых сетей удельный вес примененных ти- повых и повторных чертежей при проектирова- нии конкретных объектов достиг следующих значений: 1951г. 1952 г. 1953 г. 1954 г. 1955 г. 1956 г. 44% 47% 51% 52% 49% 52% При проектировании электростанций, как и предприятий любой другой отрасли промыш- ленности, от проектировщиков требуются та- кие решения, которые обеспечивали бы наибо- лее высокий технический уровень, сравнитель- но низкую себестоимость энергии, наименьшие удельные капитальные вложения, высокий уро- вень производительности труда, и при всем этом проект должен обеспечивать быстрые тем- пы строительства и ввода новых мощностей. В соответствии с этим у проектировщиков ТЭП всегда в центре внимания были следую- щие вопросы: параметры основного оборудова- ния, основные технологические схемы, удельные расходы топлива на 1 квт*ч, единичная мощ- ность агрегата и электростанции в целом, чис- ленность персонала на установленный кило- ватт, стоимость установленного киловатта, стоимость отпущенного киловатт-часа и другие показатели, характеризующие технико-эконо- мический уровень электростанции. Все эти вопросы решались с учетом кон- кретных условий своего времени, в том числе технического уровня энергомашиностроитель- 255
Рис. 1. Типовая компоновка главного корпуса теплоэлектростанции мощностью 1 200 Мет, ной промышленности, мощности энергосистем, соотношения стоимостей оборудования и топли- ва и др. Именно этим условиям отвечал преобладав- ший в довоенные годы тип тепловой электро- станции- мощностью порядка 100—200 тыс. квт с турбогенератором 25—50 тыс. квт на сред- них параметрах (32 ата, 400° С), а в первые 10 послевоенных лет—электростанции мощ- ностью 300—400 тыс. квт с турбогенератора- ми 50—100 тыс. квт и котлами 170—230 т/ч с параметрами 90 ата, 500° С. Грандиозность задач, поставленных XX съездом КПСС по дальнейшему развитию энер- гетики, а также серьезный шаг вперед, сделан- ный советским энергомашиностроением за по- следние годы, и рост мощностей энергетических систем позволили ТЭП перейти к проектиро- ванию конденсационных электростанций с тур- богенераторами мощностью 150—200 тыс. квт с котлами производительностью до 640 т/ч и параметрами пара 140 ата, 565° С при общей мощности электростанции 1 200 тыс. квт и бо- лее. Именно таков преобладающий тип элек- тростанций, строящихся в шестой пятилетке. Эти основы заложены в проектах электростан- ций Назаровская, Беловская, Новочеркасская, Змиевская, расширение Троицкой и др. Увеличение мощностей электростанций и мощностей устанавливаемых агрегатов, а так- же повышение начальных параметров, приме- нение блочных схем и промежуточного газово- го перегрева значительно улучшили технико- 256 экономические показатели тепловых электро- станций, что видно из следующих данных: Таблица 1 Тип электростанции (основное оборудова- ние) Наименование показателей Размер- ность 4X100 + +9X230 6ВК-100 + +13X230 6ХПВК-200+ + 6X640 Параметры пара . . Удельный расход ус- ловного топлива Стоимость установ- ленного киловатта (цены 1955 г.) . . Расход электроэнер- гии на собственные нужды Штатный доэффици- ент Удельный объем главного корпуса апга, °C г/квт-ч руб/квт °/о чел. Г000 квт м2/квт 90/500 420 1 400 7,8 2,3 1,25 90/500 420,0 1 100 7,8 2,1 1,15 135,565 565 336 800 6,5 0,5 0,6 Для теплоэлектроцентралей характерно также увеличение мощностей турбоагрегатов до 50 тыс. квт и котлов до 420 т/ч и повыше- ние параметров до 135 ата и 565° С. В настоящее время Теплоэлектропроектом выполнен типовой проект электростанции мощ- ностью 1 200 тыс. квт. Проектные технико-экономические показа- тели такой электростанции с параметрами пара
Таблица 2 Наименование показателей СССР США Франция ГРЭС ГРЭС 1 200 Мет ГРЭС- Мосэнерго’ Кирни Канова- Ривер Филипп- Спорн Поршевиль 1 2 3 4 5 6 7 8 Число часов использования 7 000 7 000 7 600 6 150 — 7 250 — Вид топлива АШ Бурый куш- мурунский Подмосков- ный Каменный уголь Каменный уголь Каменный уголь Каменный уголь Давление пара, ата . . . 220 220 170 165 142 142 127 Начальная температура па- ра, °C 600 600 555 593 566 566 540 Температура промежуточ- ного перегрева, °C . . . 565 565 520 566 566 538 540 Мощность электростанции 1 200 1 200 600 290 1 000 900 500 Мощность агрегатов, Мет 6X200 6X200 4X150 2X145 5X200 6X150 4X125 Температура питательной воды 240 240 240 265 239 — 234 Температура уходящих га- зов 120—130 120-30 145 155—177 — 112 118 Расход электроэнергии на собственные нужды, % . 7,2 6,58 10,65 — 6,0 5,97 6,5 Расход тепла турбиной, ккал!квт-ч 2002,6 2002,6 2 140 — 1 910 1 970 1 990 К. п. д. машинного зала брутто 43 43 40,2 — 45 43,6 43,2 К. п. д. котельной брутто 91 91 88 — 93,6 93 91,5 К. п. д. теплового потока 97 97 95,5 — 98,2 97,6 97 Удельный расход тепла на выработку электроэнер- гии, ккал/квт-ч . . . . 2 269 2 269 2 555 — 2 080 2 160 2 270 Удельный расход топлива на выработку 1 квт>ч . 324 324 364 — 297 308 324 Удельный расход топлива на отпущенный киловатт- час 349 347 401 334 315 328 346 К. п. д. станции нетто . . 35,2 35,4 30,1 36,8 39 37,4 35,5 220 ата и 600° С не уступают, как это видно из табл. 2, современным заграничным электро- станциям. Однако наибольшее распространение в шестой и седьмой пятилетках, как уже отмеча- лось выше, получат блочные электростанции с турбинами мощностью 150 и 200 тыс. кет (с параметрами пара 135 ата и 565° С) у турби- ны, так как в данном случае возможно приме- нение перлитных сталей, что значительно сни- 17—10.51 жает стоимость оборудования по сравнению со сверхвысокими параметрами, при которых тре- буется применение аустерлитных сталей. По- этому типовой проект главного корпуса элек- тростанции мощностью 1 200 тыс. кет разрабо- тан также с установкой турбин по 200 тыс. кет на параметры пара 135 ата и 565° С с проме- жуточным газовым перегревом до 565° С. Компоновка типового главного корпуса представлена на рис. 1. 257
Таблица 3> Показатели Электростанции США СССР Джонсон- вилле Уипоус Крик Шоуни Колберт типовой Мощность электростанции, тыс. квт 750(6X125) 750(6X125) 1 500(10X150) 800(4 X 200) 1 200(6x200) Объем главного корпуса, л/3 460 000 425 000 820 000 478 000 739 600 Удельная кубатура, лР/квт 0,65 0,57 0,55 0,60 0,62 Таблица 4 Показатели Электростанции США Электростанции СССР Мощность электростанции, тыс. квт 576,5 705 920 443 600 1 200 600 600 Численность персонала, чел 452 760 738 200 613 778 428 570 Штатный коэффициент, чел/1 000 квт 0,8 1,1 0,8 0,45 1,0 0,65 0,71 0,95 Очень важно отметить совмещение в дан- ной компоновке бункерной и деаэраторной эта- жерок, что также сокращает кубатуру здания. Тепловая схема—блочная с одним котлом на турбину паропроизводительностью 640 т/ч. Принятое поперечное расположение турбин в машинном отделении значительно уменьшает кубатуру главного корпуса, сокращает комму- никации основных трубопроводов и улучшает условия эксплуатации. Удельная кубатура типового главного кор- пуса в сравнении с рядом мощных электро- станций США дана в табл. 3. Увеличение единичной мощности агрегатов, внедрение автоматизации и блочных щитов вагоноопрокидывателей в системе топливного хозяйства значительно сокращает эксплуата- ционный персонал, снижает штатный коэффи- циент (количество человек, на 1 000 квт уста- новленной мощности) до уровня современных электростанций США, что видно из сравнения данных табл. 4. В современных проектах Теплоэлектропро- екта в области водоподготовки широкое приме- нение получили химводоочистки с химическим обессоливанием воды. Электрическая часть тепловых электростан- ций также развивалась в направлении укруп- нения оборудования и применения более про- стых и надежных схем электрических соедине- ний. В электрических распределительных устройствах внедряются новые образцы обору- дования—трехфазные трансформаторы и авто- трансформаторы мощностью до 240 тыс ква, однофазные трансформаторы и автртрансфор- маторы мощностью до 160 тыс. ква в фазе 258 на напряжение НО, 220, 500 кв, масляные и воздушные выключатели на напряжение до 500 кв с разрывной мощностью до 15 мва и др. Строительство крупных конденсационных тепловых электростанций в части технического водоснабжения, как правило, ориентировано на прямоток, при недостаточности водных ре- сурсов — на оборотное водоснабжение при по- мощи прудов-охладителей. Для теплоэлектроцентралей, привязанных к промышленным потребителям, наряду с прямоточным или прудовым водоснабжением используются башенные охладители с поверх- ностью охлаждения до Г600 м2. Ведутся ра- боты по созданию градирни с поверхностью 2 800 м2. Общей особенностью сооружаемых в на- стоящее время тепловых электростанций явля- ется широкое внедрение в строительные кон- струкции сборных железобетонных элементов. Каркасы, междуэтажные и кровельные пере- крытия, стеновое заполнение, фундаменты вспомогательного оборудования, элементы подземного хозяйства — все это решается в сборном железобетоне. В настоящее время закончено сооружение главного корпуса Кировской ТЭЦ Ленэнерго и ведется сооружение Василевической, Симфе- ропольской, Прибалтийской и ряда других электростанций, для которых в сборном желе- зобетоне выполнены такие ответственные эле- менты, как каркасы главных корпусов. Для повышения экономичности существую- щих крупных электростанций, работающих на среднем и низком давлениях, удельный расход
топлива на которых колеблется от 480 до 560 г/квт - ч, проектируются надстройки с пред- включенными турбинами на параметры пара 130 ата и 565° С и выше. В шестой пятилетке предусматривается осуществить надстройки на 12 электростан- циях (Челябинская ТЭЦ, Ивановская ГРЭС, Шатурская ГРЭС и др.). На Челябинской ТЭЦ запроектирована и в настоящее время заканчивается установка предвключенной турбины типа СВР-50 на па- раметры пара 200 ата и 580° С. В шестой пятилетке на 'Каширской ГРЭС будут установлены турбины типов СКК-Ю0 и СКК-300. В начале текущего года Теллоэлек- тропроектом выполнено проектное задание установки предвключенной турбины типа СКР-100 и конденсационной турбины СКК-300 на сверхкритические параметры пара 300 ата и 650°С. В результате надстройки турбиной СКР-100 удельный расход условного топлива на Ка- ширской ГРЭС снизится с 484,6 до 348,5 г на отпущенный киловатт-час. Годовая экономия натурального топлива составит примерно 480 тыс. т. Коэффициент полезного действия повысится с 25 до 35,0% . Проведенные исследования показали, что потребление электроэнергии в 1970 г. в Совет- ском Союзе должно составить 800 тыс. квт • что суммарная мощность электростанций для покрытия максимума соответственно будет око- ло 190 млн. квт, в том числе по ЕЕЭС— 105 млн. квт-ч, что длина электросетей на- пряжением 400 кв и выше составит примерно 25 тыс. км. Таким образом, даже беглый взгляд на ближайшую перспективу показывает, что для осуществления такого огромного скачка в ро- сте энергетических мощностей за сравнительно короткий срок уже недостаточно будет единич- ной мощности турбоагрегата 200 и даже 300 тыс. квт и предельной мощности электро- станции 1 000—1 200 тыс. квт. Нам представляется, что уже во второй по- ловине седьмой пятилетки нам понадобится начать строительство ряда тепловых электро- станций конечной мощностью 2—2,5 млн. квт с турбоагрегатами 500—600 тыс. квт. Суммарная мощность объединенных систем позволяет иметь электростанции и агрегата такой мощности без понижения надежности й обеспечения резерва. Именно исходя из этой ближайшей пер- спективы Теплоэлектропроект выполнил в те- * * & кущем году проект электростанции мощностью 2 400 тыс. квт с турбоагрегатами 600 тыс. квт В 1955—1957 гг. Теплоэлектропроектом и котлами производительностью 1 700 т/ч выполнена работа «Схема Единой европейской с параметрами 240 ата, 580° С. энергетической системы Советского Союза». коло В этой работе сделаны также попытки хотя ж £1,L, бы приближенно определить уровни энерго- I потребления и по остальной части территории Советского Союза на период до 1970 г. Рис. 2. Разрез по главному корпусу электростанции мощностью 2 400 Мет. 17* 259
Рис. 3. План главного корпуса электростанции хмощностью 2 400 Мет. --Т----4Ж7-----^12000^-27000 -------WOO
Совместные проработки Теплоэлектропро- екта, Всесоюзного теплотехнического институ- та и машиностроительных заводов показали вполне реальную возможность создания агре- гатов такой мощности. Имеющиеся данные о практике строитель- ства турбогенераторов за рубежом говорят также о возможности создания подобных аг- регатов. Проект указанной электростанции выпол- нен из условий сжигания бурого угля Куш- мурунского месторождения калорийностью 3 000 ккал/кг, влажностью 35,0% и зольностью 16%. Часовой расход угля составит около 1 700 т/ч. В проекте доказана целесообраз- ность предварительной подсушки угля в су- шильном заводе на ГРЭС, а также устройства центрального пылезавода для пылеприготовле- ния. Компоновка основного оборудования — строго блочная, каждый блок состоит из одно- го котла, одной турбины со вспомогательным оборудование'м и питательной установки, со- стоящей из одного рабочего турбонасоса про- изводительностью 2 060 м?/ч и напором 290 ата и одного резервного электронасоса производительностью 65%' паропроизводитель- Н0С1И котла. На рис. 2 показан поперечный разрез, на рис. 3 — план главного корпуса. На рис 4 по- казан поперечный разрез главного корпуса с оригинальной высотной компоновкой котла, предложенной ВТИ. Основные технико-экономические показа- тели этой электростанции следующие: удель- ный расход условного' топлива 310 г/квт-ч, стоимость установленного киловатта 629 руб.; расход электроэнергии на собственные нужды 6,4% штатный коэффициент 0,33; удельный объем главного корпуса 0,36. Приведенные данные показывают, что' та- кая электростанция имеет технико-экономиче- ские показатели лучше запроектированных и тем более действующих электростанций в ми- ровой практике. Успешный пуск в эксплуатацию в СССР в 1954 г. первой в мире атомной электростанции положил начало развитию новой весьма важ- ной и перспективной области энергетики. Дальнейшее широкое развитие атомной энерге- тики в СССР было' предопределено принятыми XX съездом КПСС Директивами по шестому пятилетнему плану развития народного хозяй- ства СССР. В соответствии с этим ведутся в большом масштабе научно-исследовательские, Деаэрация добавочной воды осуществляет- ся в конденсаторах. Деаэрация основного кон- денсата отсутствует. 120,00 23,00 16,00 10,00 J/6,5 ^2,5 JE__ 0ГпГ'’ 9000-^т 6000 к- 6000 Рис. 4. Разрез по главному корпусу с котловысотной компоновкой (предложение ВТИ.). О 261
конструкторские и проектные работы и прак- тически развернуто строительство ряда атом- ных электростанций. В содружестве со многими другими орга- низациями Теплоэлектропроект выполнил ряд проектов атомных электростанций. Осуществление плана сооружения атомных электростанций общей мощностью 2— 2,5 млн. квт имеет не только прямое хозяй- ственное значение для районов страны, не имеющих местной топливной базы, но также позволит накопить большой опыт в промыш- ленном масштабе и наряду с новыми научны- ми и экспериментальными работами создать основу еще более широкого развития атомной энергетики и выбрать наиболее целесообраз- ное направление этого развития. Новые атомные электростанции проектиру- ются с применением ядерных реакторов раз- личных типов. Конструкторские работы по оборудованию и проектные работы по электростанциям в це- лом показывают, что атомные электростанции должны явиться легко управляемыми и надеж- ными в эксплуатации установками. Предусматриваемые всесторонние меро- приятия по биологической защите и контролю дают уверенность в безопасности этих устано- вок для эксплуатационного персонала электро- станций и населения района. Сметные подсчеты показывают, что на на- стоящей стадии атомные электростанции всех типов требуют несколько больших капитало- вложений в строительство, чем угольные элек- тростанции. Более благоприятные для атомных электро- станций результаты дают подсчеты эксплуа- тационных расходов. При этом себестоимость электроэнергии в ряде случаев не превышает таковой для соответствующих угольных элек- тростанций, а топливная составляющая в се- бестоимости оказывается значительно ниже чем для угольных электростанций, работающих на дальнепривозном топливе. Таким образом, первый этап работы по атомным электростанциям дает основание по- лагать, что эта новая отрасль энергетики имеет весьма реальные и широкие перспекти- вы развития. Сооружение мощных гидравлических и тепловых электростанций в Советском Союзе и необходимость электроснабжения удаленных от них на сотни километров промышленных районов потребовали разработки проекта мощных электропередач. В связи со строительством Куйбышевской гидростанции Теплоэлектропроектом был со- 262 ставлен и в настоящее время уже осуществлен проект электропередачи мощностью этой гидро- станции в Москву и на Урал. От Сталинградской гидроэлектростанции электроэнергия будет передаваться в Москву и в Донбасс. Основным преимуществом дальних электро- передач является возможность передачи боль- ших мощностей на большие расстояния при сравнительно небольших потерях электроэнер- гии в такой передаче. Так, например, электропередача Куйбы- шевская ГЭС—Москва позволяет передать мощность 1 500 тыс. квт на расстояние более 800 км и при передаче в течение года 6,1 млрд, квт * ч потери энергии составляют 4,5-5%. Электропередача Сталинградская ГЭС— Москва по пропускной способности (мощно- сти) равноценна электропередаче Куйбышев- ская ГЭС—Москва, а по длине (1 000 км) значительно превосходит ее. Передачи большого количества электро- энергии на такие расстояния по линиям элек- тропередачи с меньшим напряжением нецеле- сообразно. Если применять напряжение 220 кв для пе- редачи из Куйбышева в Москву указанной вы- ше мощности, то потребовалось бы с учетом введения специальных мер для повышения пропускной способности линий 220 кв соору- жение не менее 12—44 параллельных цепей. Стоимость сооружения такой передачи со- ставила бы 3,5—4 млрд, руб., т. е. более чем в 2 раза выше, чем при принятом напряжении 400 кв. Дальние электропередачи позволяют осу- ществить объединение на параллельную рабо- ту отдельных энергосистем и тем самым со- здать основу для построения Единой энерго- системы Советского Союза. Передача больших количеств электрической энергии на большие расстояния, например 1 000 км и более, представляет сложную тех- ническую проблему, при решении которой не- обходимо обеспечить статическую и динамиче- скую устойчивость электропередачи. Обеспечение пропускной способности элек- тропередачи было достигнуто принятием сле- дующих основных решений: а) введением новых способов (автоматиче- ского регулирования возбуждения генераторов на Куйбышевской ГЭС); б) снижением реактивностей генераторов и трансформаторов;
в) установкой мощных синхронных компен- саторов на приемных подстанциях; г) расщеплением проводов линии на три в каждой фазе с целью снижения индуктивно- го сопротивления; д) введением продольной емкостной ком- пенсации, позволяющей компенсировать 25% индуктивного сопротивления линии; е) применением переключательных пунк- тов, разделяющих электропередачу на несколь- ко частей, быстродействующих выключателей За границей линии аналогичного напряже- ния имеются или сооружаются в Швеции на- пряжением 380 кв, в Финляндии — 400 кв, во Франции — 400 кв, в Западной Германии — 380 кв. Все эти линии имеют несколько меньшее суммарное сечение проводов в фазе (порядка 1 000 мм2 по алюминию), чем линии в Совет- ском Союзе. Пропускная способность может быть оценена примерно в 500 тыс. квт на цепь. Расход стали на опоры и фундаменты на Таблица 5 № п/п. Показатель Электропередача КГЭС — Москва СГЭС — Москва 1 Номинальное напряжение 400 Кв 500 кв 2 Максимальная передаваемая мощность .... 1 500 тыс. квт 1 500 тыс. квт 3 Передаваемая энергия 6,1 млрд, квт-ч 8,0 млрд, квт-ч 4 Число цепей 2 2 5 Длина передачи (средняя из двух цепей) . . 850 км 990 км 6 Число переключательных пунктов 3 — 7 Число промежуточных подстанций — 3 8 Сечение провода одной фазы ЗХАСО-480 3><АСО-480 9 Сметная стоимость электропередачи 1541,5 млн. руб. 1241,78 млн. руб. 10 Себестоимость передачи электроэнергии . . . 2,9 коп/квт-ч 1,66 коп/квт-ч и релейной защиты, обеспечивающих быстрое устранение повреждений в электропередаче. Конструктивные решения заключались в применении так называемых облегченных про- водов марки АСО-480/59,7 для основной трассы и АСО 332/43,3 для участка Московского по- лу кольца. Грозозащита линий обеспечена высокой им- пульсной прочностью линейной изоляции, под- веской двух тросов-молниеотводов и сопротив- лением заземлением каждой опоры не более 10 ом. Опоры применены металлические сварной конструкции из стали марки Ст. 3. Дальние электропередачи Куйбышевская ГЭС—Москва и Сталинградская ГЭС—Моск- ва характеризуются основными показателями, приведенными в табл. 5. 1 км линии (в пересчете на Ст. 3) и удельные показатели расхода стали в кг/км на 1 мм2 сечения проводов фазы приведены в табл. 6. При проектировании электропередачи Ста- линград— Москва был учтен опыт проектиро- вания, строительства и эксплуатации электро- передачи Куйбышев—Москва. Напряжение электропередачи Сталинград—Москва было повышено с 400 до 500 кв при оставлении практически без изменения основных кон- структивных решений по линии. Повышение напряжения передачи до 500 кв позволило отказаться от сооружения установки продольной компенсации, примененной на пе- редаче Куйбышев—Москва, отказаться от установки синхронных компенсаторов на про- межуточных подстанциях. 263
Таблица 6 Страна Провода фазы Расход ст али, mfKM Удельный расход стали, кг/км на 1 мм2 Швеция 2X525 28,8 24,3 Финляндия 2X570 15,7 12,4 Франция 2X484 29,0 24,5 Западная Германия .... 4X240 58,2* 26,0 СССР Куйбышев — Москва . . . 3X480 28,3 17,5 Сталинград — Москва . . 3X480 28,5 17,6 Куйбышев — Бугульма (Урал) 3X480 27,2 16,8 * Двухцепная опора. Все это удешевило передачу. Электропередача Сталинград—Москва за- проектирована сразу с промежуточными под- станциями, а не с переключательными пункта- ми, как это имело место для передачи Куйбы- шев—Москва. Такое решение позволит осуществить элек- троснабжение промежуточных районов, распо- ложенных по трассе электропередачи (Рязань, Липецк и Балашов), а также позволяет отка- заться от установки шунтирующих реакторов на напряжении 500 кв и присоединить их к шинам НО—35 кв промежуточных подстан- ций. На подстанциях, связанных с электропере- дачей Сталинград—Москва, запроектирована установка автотрансформаторов, имеющих луч- шие технико-экономические'показатели в срав- нении с трансформаторами, примененными на Куйбышевской передаче. На одном из участков линии Сталинград— Москва запроектированы опоры с оттяжками в целях снижения расхода металла и получе- ния опыта по применению таких облегченных опор для последующего строительства даль- них электропередач в Советском Союзе. Несмотря на большую длину (1 000 км) электропередачи Сталинградская ГЭС—Моск- ва по сравнению с электропередачей Куйбы- шевская ГЭС—Москва и создание трех проме- жуточных районных подстанций, стоимость, первой электропередачи благодаря введению напряжения 500 ’ кв и других прогрессивных 264 технических решений оказались дешевле на 300 млн. руб. (20%). Наряду с дальними электропередачами пе- ременного тока большое значение в сетевом строительстве Советского Союза могут преоб- рести дальние передачи на постоянном токе сверхвысокого напряжения. Экономический эффект от электропередач на постоянном токе по сравнению с передачей на переменном токе возрастает по мере увели- чения их протяженности. Предварительные подсчеты показывают, что при сооружении электропередачи от уголь- ных месторождений района Павлодар и Ниж- ний Тагил протяженностью 1 300 км и мощно- стью 1 800 Мет капиталовложения в электро- передачу на постоянном токе- будут на 350 млн. руб. меньше, чем для передачи на переменном токе. Стоимость среднегодовых потерь в переда- че значительно снизится. Накопленный в СССР опыт по передаче энергии постоянным током высокого напряже- ния на линии Кашира—Москва, а также рабо- ты научно-исследовательских институтов по- зволили Теплоэлектропроекту совместно с НИИПТ разработать проект электропередачи постоянного тока для связи Сталинградской гидроэлектростанции с Донбассом. Напряжение электропередачи 800 кв (±400 кв относительно земли), передаваемая мощность 750 тыс. кет. Линия передачи—воз- душная двухпроводная на металлических Т-образных опорах. При повреждении одного полюса линии передача половинной мощности осуществляется по схеме плюс—земля. При относительно небольшой длине элек- тропередачи Сталинградская ГЭС—Донбасс (473 км) удельные капиталовложения и к. п. д. этой передачи практически одинаковы как для постоянного, так и для переменного тока. Накопление опыта в сооружении и эксплуа- тации на электропередаче постоянного тока Сталинградская ГЭС—Донбасс сыграет важ- ную роль в освоении нового типа дальних элек- тропередач, которые могут потребоваться для более мощных передач (длиной 1 500— 2 000 км) и более высокого напряжения (1 200— 1 400 кв). Применение постоянного тока в этих случа- ях дает значительные экономические выгоды, позволит осуществить в будущем передачу электроэнергии из районов Сибири с дешевым низкокалорийным топливом в крупные райо- ны потребления Урала и может явиться важ- ным звеном в создании Единой энергетической системы Советского Союза.
Идя навстречу знаменательной дате — 40-й годовщине Великой Октябрьской социалисти- ческой революции, многотысячный коллектив института «Теплоэлектропроект» включился во всенародное движение социалистического со- ревнования. Институт успешно выполняет ряд серьезнейших социалистических обязательств принятых в честь 40-й годовщины Октября. В числе важнейших обязательств — разра- ботка технических решений по снижению стои- мости строящихся электростанций и сетей на общую сумму не менее 1 млрд. руб. К настоя- щему времени представлено предложений на 1 200 млн. руб. В порядке выполнения принятых социали- стических обязательств разрабатывается схема развития энергетики Советского Союза на 15 лет, разработаны конкретные технические решения по газотурбинным установкам, релей- ное устройство на полупроводниках (кристалли- ческие диоды и триоды) для осуществления схем дистанционной защиты и ряд других. Оглядываясь на пройденный советской энергетикой за 40 лет путь огромного роста с исключительно высокими темпами развития, все ускоряющимся техническим прогрессом и реально ощущая грандиозность задач ближай- шей перспективы, работники Теплоэлектропро- екта вместе со всеми энергетиками Советского Союза вложат все силы и знания в творческий труд по реализации исторических решений XX съезда Коммунистической партии Совет- ского Союза.
РУССО Г. А. Начальник и главный инженер института „Гидропрозкт" имени С. Я. /Кук РАБОТА ИНСТИТУТА «ГИДРОПРОЕКТ» ИМЕНИ С. Я. ЖУК В первые годы после Октябрьской револю- ции, когда строительство гидротехнических со- оружений осуществлялось в относительно небольшом объеме, проектно-изыскательские работы для этого строительства велись боль- шим числом мелких проектных организаций или непосредственно строительствами, исследо- вательские институты были еще слабы, вслед- ствие чего накопление опыта и улучшение про- ектирования гидротехнических сооружений про- исходили медленно. Вместе с ростом гидротехнического строи- тельства улучшалось и качество проектирова- ния, изысканий и исследований. В настоящее время эти работы ведут крупные специализи- рованные проектно-изыскательские организа- ции, имеющие опытных, работающих десятки лет инженеров и техников. Созданы сильные научно-исследовательские институты, имеется большое число изданных научных трудов, тех- нических условий и т. п. В области энергетиче- ского строительства проекты всех гидротехни- ческих сооружений разрабатываются практи- чески двумя организациями—Гидроэнергопро- ектом и Гидропроектом., В 1932 г. для строительства канала имени Москвы был создан большой инженерный кол- лектив, которому в 1935 г. было поручено про- ектирование и строительство также Угличского и Рыбинского гидроузлов на Волге. В дальней- шем для строительства этих гидроузлов была создана специальная организация — Волго- строй. После окончания работ по каналу имени Москвы строителям было поручено осуществле- ние Куйбышевского гидроузла, а затем Волго- Балтийского водного пути. В 1940 г. проектно-изыскательские и иссле- довательские подразделения были выделены из состава строительства и на их, основе были 266 организованы Московское и Ленинградское проектные управления Главгидростроя, позднее переименованные в Гидропроект. В связи с войной в 1941 г. указанные выше строитель- ства были временно приостановлены, а техни- ческий персонал их и проектного управления переключен на строительство оборонительных рубежей. В начале 1942 г. часть инженерно-техниче- ских работников была откомандирована с обо- ронительного строительства на проектно-изы- скательские и исследовательские работы по гидротехническому строительству. В период войны Гидропроект занимался проектирова- нием восстановления Беломорско-Балтийского водного пути, строительством гидростанций на Урале и рядом других работ. В феврале 1948 г. Гидропроекту было поручено проекти- рование Волго-Донского водного пути и Цим- лянской гидроэлектростанции на Дону. В дальнейшем на этот коллектив было возло- жено проектирование Куйбышевской, Саратов- ской и Сталинградской гидростанций на р. Вол- ге. Воткинской и Нижне-Камской • на Каме, а также ряд других работ. Значительная часть работников, принимавших участие в проекти- ровании и строительстве канала имени Мос- квы, Волго-Балтийского водного пути, Куйбы- шевского гидроузла, и до настоящего времени работает в Гидропроекте и составляет его основное ядро. Коллективом бессменно руко- водил акад. С. Я. Жук, имя которого в насто- ящее время присвоено Гидропроекту. Таким образом, коллектив Гидропроекта за истекшие 25 лет принимал участие в осуществлении большого количества крупных гидротехниче- ских сооружений. Часть осуществленных проектов, выполнен- ных Гидропроектом, описана в настоящем сбор- нике. В данной же статье будет освещен вопрос о влиянии производства строительных работ и
Рис. 1. Компоновка Иваньковского узла. исследований на проектирование гидротехниче- ских сооружений. Влияние производства работ на проектиро- вание гидротехнических сооружений очень ве- лико. Оно сказывается на выборе створов и компоновке гидроузлов, а также типов соору- жений и их конструкций. В качестве характерного примера влияния условий строительства на компоновку гидро- узла может быть приведен первый из постро- енных на Волге гидроузлов — Иваньковский. Строительство его было начато в 1933 г. и за- кончено в 1937 г. Как видно из рис. 1, водо- сливная плотина и гидростанция с подводящи- ми и отводящими каналами размещены на левобережной пойме, а основное русло реки перекрыто земляной плотиной. Шлюз построен в деривационном канале на правом берегу, благодаря чему создаются удобные условия для прохода судов в канал имени Москвы и на Волгу. Расположение гидростанции и водо- сливной плотины не в меженнем русле реки а на пойме позволило построить перемычки, ограждающие котлован бетонных сооружений без стеснения меженнего русла и сделать эти перемычки в виде земляных дамб небольшого напора. При наличии глубинного водоотлива, обеспечивающего осушение котлована, все основные работы по бетонным сооружениям могли производиться в весьма благоприятных условиях. В бетонной .плотине были осуще- ствлены четыре пролета с поверхностными и донными отверстиями. Это позволило пропу- скать волжскую воду в период закрытия рус- ла через донные отверстия плотины при не- больших перепадах. Русло Волги было пере- крыто вначале каменным банкетом, а потом земляной намывной плотиной без осушения основания и какой-либо его подготовки. Основные принципы компоновки, вырабо- танные при строительстве Иваньковского гидро- узла, приняты для строительства всех гидро- узлов на Волге и Каме и ряда других гидроуз- лов на равнинных реках Советского Союза. Такая компоновка значительно облегчает усло- вия строительства. Она позволяет вести бетон- ные работы по основным сооружениям в одну очередь, значительно сокращает срок строи- тельства и упрощает работы по перекрытию основного русла реки. Однако расположение сооружений на пойме вызывает значительное увеличение работ по выемке котлована, а также подводящего и от- водящего русла к бетонным сооружениям. В проектах ряда узлов делались попытки устранить этот недостаток, использовав для размещения бетонных сооружений протоки основной реки или стесняя русло сооружения- ми частично. Весьма интересным в этом отношении был выбор компоновки Саратовского гидроузла на Волге. Саратовский гидроузел может быть рас- положен или несколько ниже г. Балакова в том месте, где река делится большим островом на 267
Рис. 2. Компоновка Саратовского узла. два рукава, или непосредственно у города, где Волга имеет одно русло. Компоновки соору- жений на этих створах показаны на рис. 2. При расположении сооружений ниже г. Бала- кова значительно уменьшается объем земляных работ, вследствие того что сооружения распо- лагаются в левом притоке Волги. Однако в первый же год необходимо строительство боль- ших перемычек, перегораживающих этот про- ток Волги. Для работ по возведению перемы- чек у только что организованного строитель- ства не оказалось достаточных ресурсов. К зем- ляным работам по котловану можно было приступить только после организации грунто- вого водоотлива. Более неблагоприятным при расположении сооружений ниже г. Балакова был и баланс земляных масс. При расположе- нии сооружений у г. Балакова порядок произ- водства работ такой же, как и на всех осуще- ствленных ранее гидроузлах на Волге. Основ- ные сооружения располагаются на пойме, и после спада паводка сразу же можно было приступить к выемке котлована бетонных со- оружений. Стоимость работ на верхнем створе по предварительным расчетам получилась не- сколько большей, чем на нижнем створе. Однако, по мнению строительства, лучшие условия производства работ позволили бы за счет экономии в стоимости работ покрыть удо- рожание гидроузла на верхнем створе. Име- лись и другие соображения за и против рассмотренных вариантов, не явившиеся, одна- ко, основными при выборе створа. Таким образом, многочисленные проекти- ровки, проведенные для выбора компоновки гидроузлов на Волге, Каме и других равнин- ных реках, подтверждают целесообразность размещения основных сооружений на пойме или только частично в русле. При этом пере- крытие русла производится путем отсыпки камня и бетонных блоков в текущую воду. Вследствие широкого применения для этой це- ли мощных погрузочных и транспортных средств постепенно увеличиваются преодолева- емые перепады, что позволяет сократить число водопропускных отверстий в бетонных соору- жениях, используемых при перекрытии русла и уменьшить размеры отводящих и подводящих каналов для пропуска строительных расходов. Время перекрытия русла теперь уже исчис- ляется часами. Благодаря этому можно увели- чить период, в течение которого судоходство производится по основному руслу, или создать лучшие условия для намыва русловой плотины. Опыт быстрого перекрытия Волги на Куйбы- шевской гидростанции и форсированного намы- ва русловой плотины, фактически произведен- ного за 2 мес., позволил отказаться от времен- ных судоходных устройств в составе Сталин- градского гидроузла путем переноса закрытия русла на самый конец навигации. Однако сле- дует указать на необходимость весьма тща- тельных проработок и их сопоставлений перед принятием такого решения. Быстрое закрытие русла и намыв земляной плотины в осенне- зимний период вызывают большие дополни- тельные расходы. Весьма существенно на проектировании гидротехнических сооружений отражается про- гресс в механизации строительных работ. Так, возможность в короткие сроки выполнить на- мывом огромные объемы земляных работ при 268
относительно низкой их стоимости вызывает, как правило, применение земляных намывных плотин распластанного профиля, что в свою очередь позволяет снизить требования к тща- тельности подготовки основания и отказаться от устройства экранов и других пр-отивофильт- рационных мероприятий при строительстве таких плотин. Это же обстоятельство позволяет в ряде случаев переходить к более пологим откосам земляных сооружений и отказываться от их крепления. Облегчаются при применении гидромехани- зации и условия примыкания земляной плоти- ны к берегам. Вместо глубоких врезок, устрой- ства шпор и т. п. оказывается целесообразным развивать сопряжение с берегами по ширине. Примером такого решения может служить примыкание правобережной плотины Цимлян- ского гидроузла и проектируемое примыкание земляной плотины Саратовского гидроузла. Полная механизация земляных работ вно- сит значительные изменения в конструкцию каналов. Обычно принимавшееся ранее пра- вило, чтобы канал проходил в полувыемке и полунасыпи, сейчас весьма часто нарушается, так как более экономичным оказывается устройство более широких приканальных дамб без уплотнения, чем устройство дамб по нор- мальным правилам для качественных насыпей. Такие работы уже проводились на канале имени Москвы, когда вместо качественных на- сыпей использовались кавальеры с устройством небольших оторочек, сделанных по техни- ческим условиям для насыпей. Более широко такое мероприятие проводилось при строитель- стве оросительных каналов Ростовской обл. при строительстве Волго-Донского канала. Выемка канала драглайнами с большой стрелой делает более выгодным заглубление канала с тем, что- бы не затруднять работу драглайнов, которые могли бы вести выемку в отвал без работы на транспорт. При строительстве каналов неболь- шого сечения ширина их по дну фактически определяется машинами, которые эти каналы разрабатывают. Так, для скреперов, работаю- щих в сцепе с трактором С-80, ширина канала по дну должна быть не менее 3 м. При плани- ровке откосов многоковшовыми экскаваторами оказывается необходимым предусматривать соответствующие бермы. Если эти откосы пла- нируются при помощи грейдеров, работающих на гибкой связи за трактором, то бермы шири- ной 4—6 м должны быть через 20—22 м, счи- тая по откосу. Необходимо указать, что строительство та- ких громадных сооружений, как Куйбышевская или Сталинградская гидростанции, стало воз- можным только после создания мощных высо- копроизводительных механизмов для строи- тельных работ. Возведение таких сооружений требует приготовления и укладки миллионов кубических метров бетона, для чего необходи- мы громадные высокомеханизированные карь- еры, бетонные хозяйства и средства по транс- порту и укладке бетона. Так, например, можно указать, что на стро- ительстве Сталинградского гидроузла необхо- димо уложить в конструкции 313 тыс. т арма- туры в основном за 2 года. Чтобы можно было справиться с такой работой, арматура заго- тавливается на специальных заводах в виде армоферм, армопакетов или блоков и на месте только монтируется. Сильно изменились за по- следнее время и условия армирования соору- жений. Если на канале имени Москвы макси- мальный диаметр арматуры был 32 мм, то в настоящее время применяется арматура диа- метром 90 мм периодического профиля. Инду- стриальное армирование потребовало значи- тельных изменений самих конструкций гидро- технических сооружений. Постепенно увеличивается применение сбор- ных конструкций из обычного и напряженно- армированного железобетона. На Угличском и Рыбинском гидроузлах были применены пли- ты-оболочки. В настоящее время начинают при- меняться армопанельные конструкции и сбор- ный железобетон. Так, на строительстве Куй- бышевской гидростанции из сборных конструк- ций выполнены перекрытия распределительных устройств, фундаменты под оборудование рас- пределительного устройства 400 кв, кабельные туннели, каналы и т. д. На Сталинградской гидростанции сборными будут все конструкции здания машинного зала. Армопанельной называется плита, включа- ющая в себя часть рабочей арматуры конст- рукции и заменяющая плиту-оболочку. Проек- тируемое применение в дальнейшем на строй- ках кранов большей грузоподъемности, напри- мер кабельных кранов или других, и возмож- ность использовать для строительства элементы весом 40—50 т позволит резко увеличить армо- панельные конструкции и уменьшить затраты труда. * Переходя к влиянию исследований на про- ектирование гидротехнических сооружений, не- обходимо прежде всего отметить, что проведе- ние таких исследований сейчас уже прочно вошло в практику. Ни одно крупное гидро- техническое сооружение не осуществляется без производства подробных геотехнических и ги- дравлических исследований, а также исследо- ваний строительных материалов и конструкций. Особо важное значение исследования приоб- 269
рели за последние годы в связи с увеличением напоров на сооружения, удельных сбросных расходов, мощностей гидростанций и проек- тированием сооружений на слабых, легко раз- мываемых грунтах. Такие вопросы, как гаше- ние энергии в нижнем бьефе водосбросных со- оружений на лепкоразмываемых грунтах и разработка мероприятий, предохраняющих эти сооружения от подмыва, без гидравлических исследований вообще не могут быть решены. Длительная практика показала, что стои- мость исследований обычно составляет около- 0,5% стоимости сооружений и всегда с излиш- ком окупается за счет повышения качества проектов и достигаемой при этом экономии в строительстве. Как правило, в задачу науч- но-исследовательских работ входят: а) достижение наиболее рационального расположения гидротехнических сооружений в гидроузлах; б) установление минимальных размеров и наилучших форм этих сооружений с учетом условий воздействия надземного и подземно- го потоков воды; в) улучшение конструкций гидротехниче- ских сооружений; г) разработка правил их эксплуатации; д) изучение свойств строительных материа- лов и выявление способов обеспечения их дол- говечности. Практика показывает, что наилучший эф- фект достигается в том случае, когда исследо- вания производятся одновременно с проекти- рованием или с некоторым опережением про- тив проекта. Наиболее просто это может быть сделано, если в состав проектной организации входит научно-исследовательское подразделе- ние, располагающее своей лабораторной базой. Многолетняя работа Гидропроекта полностью подтверждает целесообразность такой органи- зации. Еще в начале строительства канала имени Москвы, в 1933 г., в г. Дмитрове были построены гидротехническая, бетонная, гео- техническая, химическая, торфяная и гидро- механическая лаборатории. Этими лаборато- риями были проведены основные научно-иссле- довательские работы для строительства. Боль- шие исследовательские работы проводились также непосредственно на трассе канала. Был сооружен специальный опытный участок кана- ла, возведены на торфяном основании опыт- ные дамбы из минеральных грунтов и торфов, изучалось поведение различных типов крепле- ния откосов и т. д. Все это в значительной степени способствовало внедрению на строи- тельстве новейших достижений науки и техни- ки и обеспечивало надлежащее качество воз- водимых сооружений. 270 В дальнейшем, при проектировании в 1938—1940 гг. Куйбышевского гидроузла, на строительной площадке около Куйбышева, в районе Красной Глинки, был создан ком- плекс больших научно-исследовательских ла- бораторий. К сожалению, вследствие прекра- щения строительства Куйбышевского гидроуз- ла в связи с войной эти лаборатории пришлось использовать для размещения в них ряда эва- куированных заводов. После войны в г. Тушино под Москвой Гидропроектом был создан научно-исследова- тельский сектор, включающий следующие ла- боратории: 1) гидравлических и фильтрационных ис- следований; 2) строительных материалов; 3) конструкций гидротехнических сооруже- ний; 4) оснований и земляных сооружений; 5) гидромеханического и электротехниче- ского оборудования. При этом секторе имеется специальный конструкторский отдел для разработки и усо- вершенствования аппаратуры для исследова- тельских работ. Общий объем зданий Научно-исследова- тельского сектора равняется 60 тыс. ж3, а по- лезная площадь — 8 тыс. м2. В экспериментальном зале гидравлической лаборатории, кроме пространственной пло- щадки полезной длиной 70 м и шириной 25 .м, имеются шлюзовая установка и два больших гидравлических лотка. Ввиду очень большого объема гидравличе- ских исследований в Сталинграде построена гидравлическая лаборатория, имеющая откры- тую площадку размерами 150X50 м, где ис- следуются вопросы компоновки сооружений Сталинградского гидроузла и деформации русла в нижнем бьефе этого тидроузла. Несмотря на наличие такой большой соб- ственной лабораторной базы, Гидропроект при- влекает к исследованиям ряд других органи- заций, учитывая большой опыт, накопленный этими организациями в исследованиях специ- альных вопросов, а также вследствие недостат- ка временами мощности собственных лабора- торий. Так, подробные исследования по бло- кам совмещенных гидростанций и повышению мощности гидростанции с помощью эжекции проводились Московским энергетическим ин- ститутом, ряд испытаний как по общей компо- новке сооружений, так и по решению отдель- ных вопросов — гидротехнической лаборато- рией ВОДГЕО, Всесоюзным научно-исследова- тельским институтом гидротехники имени Веденеева и др.
Кроме лабораторных, большие исследова- тельские работы производятся непосредствен- но в натуре на строящихся и эксплуатируемых сооружениях. Натурные наблюдения на соору- жениях канала имени Москвы проводились главным образом по следующим направле- ниям: а) осадка сооружений во время строитель- ства и в первый период эксплуатации; б) фильтрационный режим грунтовых вод; в) пропуск весенних паводков и льда с определением размывов в нижнем бьефе; г) условия шлюзования судов; д) исследования неустановившегося дви- жения, вызываемого работой шлюзов, насос- ных станций; е) состояние крепления откосов канала и бетона в сооружениях. В дальнейшем натурные исследования нача- ли проводиться более широко на каждом из осуществленных сооружений. Появились иссле- дования ряда специальных вопросов, напри- мер: определение давления грунта на стенки, распределение давления по подошве сооруже7 ний, определение напряжений в арматуре же- лезобетонных сооружений и т. п. На основе обобщения лабораторных и на- турных испытаний и наблюдений за работой сооружений постепенно были разработаны ме- тоды расчетов ряда конструкций, которые раньше определялись путем моделирования. Так, например, за истекший период разрабо- тан приближенный способ определения усилий в тросах судов при их шлюзовании для лобо- вой системы наполнения и опорожнения шлюз- ных камер. Это позволяет расчетным путем определять наиболее целесообразные парамет- ры схемы наполнения и опорожнения шлюзов, сокращая объем лабораторных исследований [Л. 1 и 2]. Оказалось возможным приближен- но рассчитывать размеры вероятных размы- вов в нижнем бьефе гидротехнических соору- жений, расположенных на мягких основаниях, и более обоснованно назначать конструкции концевой части рисбермы [Л. 3 и 4]. Разработан способ определения термиче- ского режима водохранилищ и нижнего бьефа гидротехнических сооружений [Л. 5]. Значи- тельно усовершенствованы технические усло- вия по подбору обратных фильтров и дрена- жей, производству земляных и бетонных работ [Л. 6 и 7] и т. д. Интересно отметить, что многочисленные наблюдения показывают, что осадки бетонных сооружений, основанных на мягких грунтах, редко превосходят 30—40 см. В виде исклю- чения может быть отмечена голова шлюза № 6 Волго-Донского канала, основанная на очень слабых мягкопластичных глинах, кото- рая при напряжении в основании около 4 кг/см2 дала осадку более 60 см. Башни Истринского водоспуска на мощной толще юрских отложений дали осадку, достигающую 45 см. Как правило, основная часть осадок протекает в период строительства, причем обычно они заканчиваются в течение 4—2 лет после завершения сооружений и поднятия на- пора. В следующий за наполнением водохра- нилища период отмечается некоторый наклон сооружения в сторону верхнего бьефа. Изучение в натуре характера реактивного давления в основании сооружений показывает, что эпюра этого давления имеет седловидное очертание, чем подтверждается целесообраз- ность использования расчетов методом теории упругости. Однако сложность таких измерений делает необходимым проведение их в значительно большем масштабе, чем это было сделано до настоящего времени. Большой материал натурных наблюдений накоплен к настоящему времени по фильтра- ции через земляные плотины и их основания, а также в основании и в обход бетонных со- оружений. Эти наблюдения позволили перейти па осуществление однородные намывных зем- ляных плотин большой высоты без специаль- ных противофильтрационных мероприятий, смелее внедрять дренирование основания бе- тонных сооружений и проектировать более ра- циональные и короткие очертания их подзем- ного контура. Весьма интересные опытные данные были получены в результате эксплуатации креплений на каналах и земляных плотинах, что позво- лило к настоящему времени более уверенно проектировать крепления земляных плотин на таких громадных водохранилищах, как Цим- лянское, Каховское, Куйбышевское и Сталин- градское, где высота волны достигает 3—4 м. Таким образом, данные лабораторных и на- турных исследований позволили добиться зна- чительного прогресса в проектировании гидро- технических сооружений и обоснованно решать все сложные инженерные задачи, которые воз- никают при строительстве громадных гидро- станций на Волге, Каме, Днепре, Енисее, Ан- гаре и т. д.
КРАВЦОВ В. Г. Заместитель директора ВНИИГ по научной части ПИЧУ/ККИН А. А. Руководитель отдела научно-технической информации ВНИИГ ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ (ВНИИГ) ИМЕНИ Б. Е. ВЕДЕНЕЕВА Всесоюзный научно-исследовательский ин- ститут гидротехники (ВНИИГ) имени Б. Е. Ве- денеева является основным научным центром и главнейшей экспериментальной базой Мини- стерства электростанций для научно-техниче- ского обоснования проектирования, строитель- ства и эксплуатации гидроэлектростанций, а также гидротехнических сооружений тепло- вых станций. По постановлению Совета Народных Ко- миссаров за подписью В. И. Ленина 5 сентября 1921 г. был организован Государственный на- учно-мелиорационный институт, реорганизо- ванный в 1931 г. во Всесоюзный научно-ис- следовательский институт гидротехники. Краткая историческая справка В связи с крайним разнообразием природ- ных и других факторов, влияющих на проек- тирование гидростанций, способы их возведе- ния и эксплуатации, с первых же шагов энер- гетического строительства в СССР возникла острая нужда в проведении исследований. Первые советские гидроэнергостроители Г. О. Графтио, Б. Е. Веденеев и И. Г. Александров в полной мере учитывали роль научного ис- следования в деле строительства гидроэлектро- станций. Вначале исследования проводились в от- дельных лабораториях втузов и созданном в 1921 г. Государственном научно-мелиораци- онном институте. По мере развития гидроэнергетического строительства появилась необходимость обоб- щения опыта проектирования, строительства и эксплуатации гидростанций и координации научно-исследовательской деятельности раз- личных организаций в этой области. 272 С этой целью в 1931 г. Государственный научно-мелиорационный институт был реорга- низован во ВНИИГ, в состав которого, кроме того, вошли: а) лаборатории Ленинградского гидротех- нического института; б) гидротехническая лаборатория Ленин- градского электротехнического института; в) гидротехническая лаборатория Ленин- градского строительного техникума; г) гидросектор Ленинградского филиала Государственного института сооружений. Вместе с построенными лабораториями (рис. 1) это дало возможность в первые же годы развития института opi авизовать сле- дующие секторы (отделения): а) сектор гидравлики и гидросооружений с лабораториями: гидротехнической № 1, гид- ротехнической № 2, гидравлической, грунтов и гидросооружений, фильтрационной, гидроме- ханической, электродинамической и физико- механического и химического анализов грун- тов; б) сектор гидроконструкций с лаборато- риями: гидростройматериалов и исследования напряжений оптическим методом (ОМИН); в) сектор гидроэнергетики с гидроэлектри- ческой лабораторией, г) сектор исследования гидросооружений; д) сектор ледотехники с гидротермической лабораторией; е) сектор водоснабжения промышленности; ж) сектор специальной гидротехники. Как по составу лабораторий, так и по раз- мерам лабораторных площадей ВНИИГ в тот период являлся крупнейшим научным учреж- дением. В момент организации институт имел пол- ный штат е 382 человека; годовой объем фи-
Рис. 1. Общий вид института ВНИИГ им. Веденеева. нансирования тематических и хоздоговорных научно-исследовательских работ находился на уровне 1 млн. руб. Наличие лабораторной базы и высококва- лифицированных научных сотрудников позво- лило институту быстро и широко развернуть научную деятельность и успешно обслуживать в течение более четверти столетия (1931— 1957 гг.) почти все строившиеся и эксплуати- руемые крупные и средние гидростанции. Творческий путь ВНИИГ за весь истекший период был широк и разнообразен; он был плодотворен и в развитии советской гидротех- нической науки и в практике нашего гидро- технического строительства. Этому весьма способствовало содружество ученых института с производственниками как проектировщика- ми, так и строителями. В тяжелые годы Великой Отечественной войны, когда большинство основных сотрудни- ков института было призвано в Советскую Ар- мию, оставшаяся небольшая группа ученых нашла дружеский прием на строящихся гидро- станциях Чирчик-Бозсуйского каскада. На ис- следовательской базе этих станций и находя- щихся поблизости в Ташкенте лабораторий САНИИРИ эта группа успешно продолжала научную работу и оказала заметную помощь строительству многих гидростанций в Средней Азии и других восточных районах страны. В настоящее время (1957 г), в штате ин- ститута находится 760 чел., в том числе: 16 профессоров, 77 старших и 30 младших науч- ных сотрудников; свыше 280 инженеров и тех- ников при годовом объеме финансирования научно-исследовательских работ около 12 млн. руб. В составе института сейчас имеется 18 ла- бораторий, в их числе: большая гидротехниче- ская лаборатория, лаборатории плотин и гид- роузлов, речной гидравлики, промышленной гидравлики, турбинных блоков, гидромехани- зации, фильтрации, механики грунтов, исследо- ваний физико-механических свойств грунтов, инженерной геологии, инженерных гидротех- нических конструкций, полевых исследований, исследований напряжений оптическим мето- дом, лаборатории бетона, гидроизоляций, про- изводства работ, эксплуатации ГЭС, ледотер- мики, а также норм и стандартов. При общей площади института 12 500 ж2 полезная площадь лабораторий составляет 8210 м\ Наличие указанных лабораторий в составе института дает возможность проведения ком- плексных исследований, всесторонне охваты- вающих проектируемые гидротехнические со- оружения и потому обеспечивающих наиболь- ший технико-экономический эффект в процес- се их строительства и эксплуатации. 18—1051 273
Научно-производственная деятельность ин- ститута осуществляется в двух направлениях: а) по линии тематических проблемных ис- следований, составляющих примерно 40% го- дового плана; б) по линии производственных, главным образом хоздоговорных научно-исследователь- ских работ, составляющих примерно 60% го- дового плана. В процессе выполнения тематических науч- но-исследовательских работ институт обеспечи- вает разрешение крупных актуальных теорети- ческих проблем и тем самым содействует раз- витию советской гидротехнической науки, вос- полняя отсутствие в составе Академии наук СССР исследовательского института аналогич- ного профиля. При выполнении производственных, хоздо- говорных научно-исследовательских работ оперативно разрешаются наиболее сложные конкретные вопросы, связанные с проектирова- нием и постройкой отдельных гидроузлов и их сооружений. И те и другие исследования ВНИИГ на- правлены на повышение технической надеж- ности сооружений гидроэлектростанций, сни- жение их строительной стоимости, повышение выработки и снцжение себестоимости элек- троэнергии. В соответствии с этими задачами ВНИИГ работает над разрешением следующих проб- лем, наиболее актуальных для современного гидротехнического строительства: регулирование водных потоков и изучение их воздействия на гидротехнические сооруже- ния; изучение фильтрации в грунтах и мер ’борь- бы с ее вредным влиянием на гидротехниче- ские сооружения; повышение статической устойчивости гид- ротехнических сооружений и разработка мето- дов геотехнических расчетов; рационализация существующих и разработ- ка новых конструкций гидротехнических со- оружений и методов их расчета; разработка новых и улучшение существую- щих строительных материалов и методов ор- ганизации и производства гидротехнических строительных работ; улучшение условий эксплуатации суще- ствующих гидроэлектростанций; разработка новых методов исследований и новой аппаратуры и приборов. В последние годы институт ежегодно вы- полняет 170—200 научно-исследовательских работ, в том числе 70—80 тематических и 274 100—120 производственных. Результаты вы- полненных научно-исследовательских работ ре- гулярно рассматриваются в Ученом совете ин- ститута, в его секциях и на лабораторных со- ветах, что содействует повышению уровня исследований и глубине разработки отдельных тем. Ученый совет руководит работой своих сек- ций, огранизует дискуссии по крупным пробле- мам гидротехники, рассматривает планы пред- стоящих научно-исследовательских работ, оце- нивает результаты творческой деятельности лабораторий и устанавливает направления их дальнейшего развития, рассматривает вопро- сы внедрения работ института и творческого содружества с производством и др. В связи с наличием в составе Ученого сове- та ВНИИГ широко известных и авторитетных ученых и высококвалифицированных специа- листов ему предоставлено право приема защи- ты докторских и кандидатских диссертаций. На ВНИИГ возложена кординация научно- исследовательских работ по проблемам: ги- дравлики бьефов, борьбы с потерями воды на фильтрацию, устойчивости гидросооружений и создания долговечного гидротехнического бетона. В связи с возросшими потребностями со стороны гидроэнергостроительства ВНИИГ расширяет и модернизирует лабораторную ба- зу с целью дальнейшего развития своей науч- но-производственной деятельности. Результаты научно-исследовательских работ и их внедрение За период с 1931 г. институт выполнил свыше 4 000 научно-исследовательских работ. Была оказана всесторонняя непосредственная помощь свыше 250 крупным и средним гидро- техническим объектам, в том числе и зарубеж- ным. Отметим отдельные узловые вопросы, изу- ченные в результате тематических исследова- ний, в части же производственных работ огра- ничимся лишь приведением отдельных приме- ров. Гидравлика как наука достигла в СССР’ весьма большого развития. В широкий круг гидравлических исследований, выполненных в институте, вошли гидравлика сооружений и в особенности сопряжение бьефов и гашение энергии ;в гидротехнических сооружениях; не- равномерное и неустановившееся движение воды в реках и каналах, плановая задача реч- ной гидравлики; неустановившееся движение воды в напорных водоводах гидростанций; гидравлика производства работ; теория нано-
сов и ее практические приложения к расчетам размывов русел, отстойников и гидротранс- портных установок. При рассмотрении вопросов сопряжения бьефов ранее обычно ограничивались установ- лением взаимных глубин донного прыжка и определением глубины водобойного колодца или высоты водобойной стенки. Донный пры- жок считался единственным видом сопряже- ния бьефов; задача исследователей сводилась к подбору конструктивных решений, позволяв- ших уменьшить глубину размыва русла и ос- лабить опасность подмыва сооружений. Исследования института, однако, показали, 'что формы сопряжения бьефов могут быть раз- личными. А. А. Сабанеевым было открыто явление поверхностного прыжка и выявлены формы сопряжения бьефов при значительных глуби- нах нижнего бьефа. Созданный на основе этих исследований новый тип водосливной плотины с низовым уступом, обеспечивающим поверх- ностный режим сопряжения, оказался весьма рациональным и получил широкое распро- странение в практике гидротехнического строительства в СССР. В дальнейшем в институте были проведены обширные исследования, позволившие разра- ботать всестороннюю теорию поверхностного режима сопряжения бьефов, которая с успехом применяется сейчас на практике. Теория донного прыжка применительно к условиям плоской задачи была разработана еще в дореволюционное время. Однако в прак- тике всегда возникает вопрос об установлении сопряженных глубин в пространственных усло- виях. Н. Н. Павловским была поставлена за- дача о рациональной эксплуатации многопро- летных плотин, которая обеспечивала бы за- топление прыжка при заданных условиях ра- боты гидроузла. К настоящему времени эта задача разре- шена благодаря успешно проведенным иссле- дованиям по определению сопряженных глу- бин в пространственных условиях, маневриро- ванию затворами -многопролетных плотин, вы- яснения причин образования сбойных течений в нижних бьефах гидроузлов и мер борьбы с ними, теории растекания потока в нижних бьефах гидротехнических сооружений. Соответствующие методы расчета, изло- женные в монографиях и руководящих указа- ниях, выпущенных институтом, находят широ- кое применение в практике проектирования. Строительство волжских и других плотин на легко размываемых песчаных грунтах при значительных напорах потребовало скорейшего решения вопросов размыва русла нижних бье- фов гидроузлов и разработки рациональных мер защиты сооружений от подмыва в подоб- ных сложных условиях. В работах института было показано, что основной причиной глубо- ких вымоин за сооружениями является повы- шенная пульсация скоростей и давлений, на- блюдаемая непосредственно за прыжком; впервые была разработана приближенная тео- рия затухания этих пульсаций, были установ- лены приближенные закономерности для опре- деления амплитуды пульсации давлений и скоростей на рисберме при различных гасите- лях энергии. В результате этих исследований теперь можно более обоснованно выбирать гасители энергии в различных условиях сопря- жения бьефов и назначать длину креплений и крупность применяемых каменных материалов. Теория неравномерного движения воды в открытых каналах была разработана доста- точно полно еще в дореволюционное время и в первые годы после Великой Октябрьской ре- волюции, причем работы русских ученых сы- грали значительную роль в решении этой проблемы. В дальнейшем главное внимание уделялось институтом вопросам расчета кри- вых свободной поверхности в естественных руслах. Эта задача, имеющая важное практи- ческое значение для проектирования гидро- станций, была успешно решена, и разработан- ные методы широко используются при проек- тировании гидростанций. Институтом были проведены обширные тео- оетические и экспериментальные исследова- ния в лабораториях и натурных условиях не- установившегося движения воды в верхних и нижних бьефах гидростанций, возникающего при суточном регулировании расходов, бы- стрых сбросах нагрузки, попусках для судо- ходства, наполнении и опорожнении судоход- ных шлюзов. В результате были разработаны методы расчета неустановившегося движения в открытых руслах. В институте разработан также метод по- строения плана течения речного потока, имею- щий большое значение во многих практических случаях, например для течения на участке ре- ки, стесненном перемычками на подходе по- тока к сооружениям, в прудах-охладителях тепловых электрических станций и нижних бьефах гидроузлов, где образуются значи- тельные водоворотные зоны и др Таким образом, в институте были поставле- ны и решены с достаточной полнотой основные проблемы речной гидравлики, возникшие при проектировании русловых гидростанций и водо- снабжения тепловых станций. Большое внимание в работах института уде- лялось вопросам расчета неустановившегося 18* 275
Рис. 2. Гидравлические исследования Сталинградского гидроузла на воздушной модели. движения в напорных системах с уравнитель- ными резервуарами деривационных ГЭС. Были выполнены экспериментальные и теоре- тические исследования, позволившие сущест- венно улучшить и развить полученные ранее решения. В 1930 г. Н. Н. Павловским был поставлен вопрос о разработке гидравлики производства работ в связи со сложностью условий пропуска паводков в период сооружения речных гид- роузлов, а также в связи с новым методом перекрытия русел рек путем наброски камня в текущую воду, успешно осуществленным при строительстве Пало-Коргской плотины Бело- морско-Балтийского водного пути. С тех пор этот метод стал основным в прак- тике гидротехнического строительства в СССР и был весьма успешно применен при пере- крытии Свири, Туломы, Волги, Камы, Днепра, Сыр-Дарьи и других рек. Этому в значитель- ной мере способствовали выполненные в ин- ституте экспериментальные и теоретические исследования, позволившие разработать мето- ды расчета наброски в текущую воду, обосно- вать условия ее устойчивости и правильно назначать крупность камней и массивов, при- меняемых при преграждении реки: 276 Большое место в работах института уде- лялось проблемам наносов и гидротранспорта. На основе исследований института были разработаны методы расчета неразмывающих и незаиляющих скоростей и гидротранспорт- ных установок, проектирования водоприемни- ков и отстойников гидроэлектрических стан- ций. Были также выполнены исследования, позволившие разработать теорию деформаций русел и дать практические методы расчета общего размыва дна и понижения уровня нижнего бьефа гидроузлов, а также осветить проблему заиления водохранилищ. В работе института значительное место за- нимает моделирование гидравлических явле- ний, наблюдаемых в каналах и трубах, в гид- росооружениях и бьефах. Естественно поэто- му, что во всех гидравлических и гидротехни- ческих лабораториях института разрабатыва- лись разнообразные вопросы теории модели- рования. В 195(2 г. в институте был разработан новый метод гидравлических модельных испытаний, основанный на (применении воздушных устано- вок. Этот метод, значительно облегчающий мо- делирование крупных речных установок, (рис. 2), дает вполне надежные результаты
для русловых моделей и успешно применяется сейчас во многих гидротехнических лабораториях. Существенное значение имеет также разра- ботанная в институте методика исследования гидротурбинных блоков гидростанций с дей- ствующими моделями турбин. На подобны?; установках (рис. 3) был изучен вопрос об энергетическом эффекте эжек- ции в совмещенных гидростан- циях и разработаны новые ти- пы отсасывающих труб тур- бин, характеризуемые мень- шей высотой при одинаковом к. п. д. агрегата. Большое значение для раз- вития теории движения грун- товых вод и фильтрационных расчетов имеют работы, вы- Рис. 3. Гидравлические исследования гидротурбинных блоков. / — гидравлический тормоз; 2 — импульсный счетчик; 3 — геометрический эффект эжекци и; 4— порог водоприемника; 5 — отсасывающая труба. полненные в институте под ру- ководством акад. Н. Н. Пав- ловского, а позднее .(с 1937 г.) —его учеников. Исследуя основные закономерности филь- трации, Н. Н. Павловский заменил реальную пористую среду и фильтрующую в ней жидкость сплошным потоком особой, фиктив- ной жидкости. Такая новая модель фильтра- ции позволила представить задачу о фильтра- ции в пористой среде как задачу математиче- ской физики. Большое внимание было уделено исследова- нию коэффициента фильтрации, поскольку при помощи этого коэффициента осуществля- ется переход от модельных потоков к реаль- ным. Накоплен огромный экспериментальный материал и разработаны теоретические фор- мулы для определения коэффициента фильт- рации в трещиноватых скальных породах и эмпирического коэффициента при турбулент- ном режиме. За истекшие годы во ВНИИГ были прове- дены многочисленные теоретические исследо- вания . фильтрационных потоков. К таким ис- следованиям относятся работы Н. Н. Павлов- ского по неравномерному движению грунтовых вод и расчет фильтрации через земляные пло- тины на основе разработанных им метода фрагментов и виртуального способа. Позднее полученные решения были уточнены и вклю- чены в ТУиН проектирования земляных пло- тин. Очень важное значение имел предложен- ный Н. И. Павловским для решения задач плоской фильтрации метод конформных преоб- разований. Этот метод получил впоследствии ряд модификаций с применением функции Жу- ковского и комплекса Кирхгофа (способ годо- графа скорости). При помощи метода кон- формных преобразований работниками инсти- тута было решено множество самых разнооб- разных задач по напорной и безнапорной фильтрации. Метод краевых задач, представ- ляющий собой частный случай так называемой смешанной задачи теории аналитических функ- ций, был разработан в институте для исследо- вания некоторых случаев при фильтрации в земляных плотинах с дренажными банкетами и при фильтрации из каналов, когда область фильтрации, комплексного потенциала и функ- ции Жуковского заранее по форме неизвестны. Близким к методу фрагментов является «спо- соб коэффициентов сопротивления», вошёдший в ТУиН по проектированию подземного конту- ра гидросооружений. Исследования анизотропных грунтов позво- лили представить коэффициент фильтрации в виде симметричного тензора значительно раньше, чем аналогичные работы появились за границей. Обширные исследования были прове- дены также по изучению плановой фильтрации, на основании которых сделаны ценные практи- ческие рекомендации. Исследовалась также не- устан овившаяся фильтрация как напорная, так и безнапорная. Исключительно важное значение для экс- периментального исследования фильтрацион- ных потоков получил метод электрогидродина- 277
мических аналогий-ЭГДА, впервые предложен- ный Н. Н. Павловским. Были проведены ис- следования пространственной фильтрации в неоднородных грунтах для Беломорканала, Управления Камо-Печерского водного пути, Св строкой ГЭС № 3 и др. В 1947—1948 гг. было проведено экспери- ментальное исследование фильтрации в осно- вании и берегах Верхне-Свирского гидроузла в целом на модели из жидкого электролита. Была разработана методика исследования на установках ЭГДА плановых задач, использо- ванная затем при исследовании фильтрации на территории Южной Украины в связи со строи- тельством Каховской ГЭС. Разработаны техни- ка и методика составления карт гидр о изогипс на больших территориях и техника моделиро- вания анизотропных грунтов. При изучении воздействия фильтрационного потока на скелет грунта были исследованы ме- ханическая и химическая суффозия и дана за- висимость для определения осадки грунта в зо- не выноса. Выполнен ряд производственных заданий в этой области, связанных с проекта- ми гидротехнических узлов. Исследования ме- ханического кольматажа грунтов позволяют дать четкие рекомендации для решения прак- тических задач. Институт предложил также новую схему фильтрационного расчета оснований гидросо- оружений. Исследования обратных фильтров позволи- ли рекомендовать устройство их путем сравни- тельно небольшой обработки материала из естественных карьеров. Это дало возможность проектировать экономичные и надежные фильтры, получившие в настоящее время ши- рокое распространение. В области изучения напряженного состоя- ния, деформируемости и прочности грунтов в основаниях гидротехнических сооружений и в земляных сооружениях и установления ве- личины давления грунтов на подпорные соору- жения институтом проведены обширные теоре- тические и экспериментальные исследования. Было разработано общее решение плоской задачи теории предельного равновесия земля- ных масс и предложен практический метод расчета прочности оснований и устойчивости гидротехнических сооружений на мягких, не- скальных грунтах. В 1940 г. был предложен графоаналитический метод расчета прочности и сопротивляемости сдвигу оснований гидро- технических сооружений из мягких грунтов на базе теории предельного равновесия земляных масс. В дальнейшем на основе обобщения резуль- татов обширных полевых и лабораторных круп- 278 номасштабных модельных исследований был разработан новый метод расчета прочности оснований и устойчивости гидротехнических со- оружений на мягких грунтах по критическому числу моделирования. Этот метод был исполь- зован для оценки устойчивости плотин и ГЭС Каховского, Г орьковского, Дубоссарского и других гидроузлов и привел к возможности значительного облегчения весов напорных со- оружений и уменьшения их стоимости. Теоретическое и экспериментальное изуче- ние мягких грунтов как нелинейно-деформируе- мой среды завершилось к настоящему време- ни составлением общих дифференциальных уравнений напряженного состояния и деформа- ций грунтов с выявлением безразмерных моде- лирующих напряженное состояние зависимо- стей. Создана также новая, оригинальная установка для экспериментального изучения трения в грунтах. В институте накоплен обширный экспери- ментальный материал, доказывающий, что па- раметры в основной зависимости механики грунтов — по Кулону — зависят от напряжен- ного состояния и условий деформаций грунта, обусловливаемых видом граничных условий. С помощью института разработан и внед- рен на строительствах Ириклинской и Иркут- ской ГЭС новый способ возведения водоупор- ных элементов земляных плотин путем отсыпки связных, переувлажненных и мерзлых грунтов в воду. Этот метод позволяет расширить диа- пазон применяемых грунтов для возведения земляных подпорных сооружений, вести рабо- ты без перемычек и водоотлива с удлинением строительного сезона. При строительстве крупнейшей в СССР на- мывной плотины Мингечаурской ГЭС в инсти- туте был разработан4 новый метод моделиро- вания намыва слоев плотины и научно обосно- ван предложенный строителями новый, про- грессивный безэстакадный метод намыва. Институтом изучен теоретически и экопери- ментально вопрос об использовании электро- осмоса и химического осмоса для укрепления слабых глинистых грунтов. Был рекомендован электрометрический метод измерения пористо- сти грунтов в их природном залегании и в теле земляных сооружений. Этот метод с успехом применен для изучения состояния земляных плотин Горьковской, Мингечаурской, Кахов- ской и других ГЭС. Электроосмос был предло- жен также для борьбы с налипанием глини- стых грунтов в кузовах самосвалов и ковшах экскаваторов. Проведенные в институте исследования объ- яснили наблюдаемые, не предусмотренные про- ектом осадки и сдвиги напорных гидротехни-
ческих сооружений, возводимых на лессах. Разработан новый метод изучения деформируе- мости лессов в условиях воздействия на них фильтр анионного потока. В последние годы проводятся исследования деформируемости и сопротивляемости сдвигу скальных оснований гравитационных плотин. Разработаны методика и техника этих иссле- дований, созданы оригинальные лабораторные установки, производятся исследования на пло- щадках гидростроительств (Братская ГЭС и др.). Надо полагать, что накопление экспе- риментальных материалов в области деформа- ций и сопротивляемости сдвигу скальных осно- ваний позволит внести ценный вклад в слож- ную область проектирования высоких грави- тационных плотин на скальных породах. Работы института в области динамики грунтовой массы и консолидации грунтовой среды, а также в области расчетов устойчиво- сти оползневых склонов и земляных откосов способствовали правильному назначению дей- ствительно необходимых р азмеров напорных земляных и бетонных сооружений и во многих случаях снятию излишних запасов при проек- тировании. Необходимо также отметить теоретические и экспериментальные работы по установлению распределения нормальных и касательных на- пряжений по контактам бетонных и железо- бетонных сооружений с основаниями из мягких грунтов. При рассмотрении задач строительной ме- ханики для гидротехнических конструкций и сооружений в институте использовались как математический анализ на базе теории упру- гости, так и точные экспериментальные иссле- дования на соответствующих моделях. В области теории упругости были даны: классическое решение задачи теории упруго- сти с помощью трех функций Галеркина и дальнейшее развитие этого решения с помощью двух функций, точное решение задачи об из- гибе тонкой прямоугольной плиты и прибли- женное решение этой же задачи для плит сред- ней толщины, решения отдельных задач теории упругости, как-то: конические трубы под дей- ствием собственного веса и одностороннего давления воды, плиты под сосредоточенным давлением, криволинейный профиль плотины, ограниченный логарифмическими спиралями, местные напряжения в окрестности прямого и наклонного цилиндрического проема в теле плотины, трубы под неполным давлением воды, остаточные напряжения при наращивании кон- струкций в нагруженном состоянии и контакт- ные напряжения по линии жесткой заделки и ио стыку разнородных блоков и др. Рис. 4. Исследование варианта встроенного здания Братской ГЭС оптическим методом. В своих экспериментальных исследованиях институт использует различные методы и мо- дели: метод фотоупругости, оптико-поляриза- ционный — на моделях из бакелита и эпоксид- ных смол (рис. 4), метод электроаналогий — стереометрический метод и метод тензосет- ки — на моделях из податливых материалов (рис. 5). Разработана методика определения напря- жений, под действием силы тяжести, сил инер- ции при сейсмическом ударе, а также напря- жений фильтрационных и температурных. Ши- рокое применение при исследовании массивов ломаного очертания получила модель приве- денной плоской задачи. Проведенные исследования для ряда круп- ных гидроузлов СССР и некоторых зарубеж- ных стран позволили внести в проекты гидро- станций существенные коррективы, повысив- шие их техническую надежность, а в некоторых случаях обеспечившие и существенную эко- номию в бетонной кладке и арматуре. В области прочности гидроконструкций еще в довоенные годы на основе теоретических и экспериментальных исследований была созда- на теория упруго-ползучего тела. В дальней- шем эта теория была обобщена и использована при решении ряда практических вопросов ра- боты бетона и железобетона в гидросооруже- ниях. Дальнейшее развитие эта теория получи- ла при решении температурных задач, имею- щих значение для массивных (гидротехнических сооружений. Были предложены методы решения прак- тических задач определения размеров блоков 279
бетонирования, установления рациональных схем разбивки сооружений температурными и рабочими швами и др. Помимо этого, в инсти- туте были получены решения различных част- ных задач, как, например: температурные на- пряжения в бетонных массивах, плитах и столбчатых блоках, при гармонических колеба- ниях температуры, в многослойных конструк- циях и др. Были также о заработаны вопрос об усадоч- ных напряжениях в бетоне и железобетоне, методика учета нелинейной ползучести; было исследовано влияние повторных нагрузок на ползучесть бетона и доказано наличие затуха- ния ее во времени и т. п. Для исследования напряжений в сооруже- ниях был разработан компенсационный метод. Параллельно с исследованиями собствен- ных напряжений были изучены вопросы рабо- ты гидротехнических железобетонных кон- струкций, в частности выявлено влияние сцеп- ления арматуры с бетоном на работу кон- струкций и доказаны преимущества малых диаметров арматуры перед большими, разра- ботаны условия применения в гидротехнике горячекатаной арматуры периодического про- филя из Ст. 5, обеспечивающие 30—40% эко- номии арматуры с одновременным повышением трещиноустойчивости и как следствие водоне- проницаемости и долговечности конструкций. Как известно, арматура периодического про- филя как более экономичная сейчас почти повсеместно вытеснила гладкоцилиндрическую арматуру. В последние годы на основе изучения про- цессов микротрещинообразования была вскры- та физическая сущность различий в прочности бетона при растяжении, изгибе и внецентрен- ных нагрузках. Помимо принципиального тео- ретического значения, эти исследования имели большую практическую отдачу, так как впер- вые позволили установить величины масштаб- ных коэффициентов прочности. Основные из указанных исследований на- шли свое отражение при разработке измене- ний к ГОСТ на проектирование гидротехниче- ских бетонных и железо бетонных конструкций, использование которых обеспечит многомил- лионную экономию на строительствах. Большое внимание было уделено также соз- данию новых экономических типов сооружений и в первую очередь наиболее прогрессивных предварительно напряженных (обжатых) кон- струкций. Разработка гравитационного метода обжа- тия сооружений типа подпорных стен (приме- ненного впервые на В. Свирской и Усть-Каме- ногорской ГЭС) дала возможность получать значительную экономию бетона и арматуры. Обжатие бетона в днищах шлюзов наряду со значительной экономией объема бетона по- зволяет поднять отметку заложения сооруже- ний и этим значительно упростить и удешевить производство работ. Методы гравитационного обжатия, разработанные в институте, практи- чески применены в шлюзах Каховской, Ста- линградской и Новосибирской ГЭС. В отличие от заграничной практики, характерной приме- Рис. 5. Исследование модели Бухтарминской ГЭС новым методом тензометрической сетки. 280
нением громоздких механических устройств и специальных сверхмощных домкратов, при гравитационном методе обжатие бетона и на- тяжение арматуры осуществляются за счет собственного веса сооружения, а в некоторых случаях — давления воды и податливости сла- бых нескальных оснований (рис. 6). Еще в середине 30-х годов в институте бы- ли начаты работы по созданию совмещенных ГЭС, позднее нашедших широкое применение при проектировании ряда больших гидроузлов на равнинных реках с большими расходами. Был внесен и ряд других предложений, на- пример: конструкция непрерывно действующе- го отстойника, новая система гашения энергии воды при наполнении шлюзов (без забральной стенки), новый тип затвора с двойной обшив- кой и др. В части экономических обоснований при проектировании гидростанций и их гидросоору- жений следует отметить работы института в области энергоэкономических расчетов, кото- рые завершились выпуском в свет основных положений, рекомендованных МЭС для ис- пользования. Большие исследования были проведены в институте в области гидротехнических строи- тельных материалов. Была изучена целесообразность применения пуццолановых добавок с целью экономии це- мента и создания стойких гидротехнических бетонов. В послевоенный период разрабатывался ряд актуальных проблем по повышению каче- ства, долговечности и экономичности гидротех- нического бетона. Изучено и внедрено применение пластифи- цирующих и воздухововлекающих добавок, разработаны теоретические основы применения этих добавок к гидротехническому бетону. При- менение этих добавок на ряде гидрострон- тельств позволило сократить расход цемента на 7—10% при улучшении качества гидротехниче- ского бетона. Провод и л нс ь мн ого л етн и е иссл е до вания химической стойкости цементов и цементных растворов в условиях воздействия на них мине- рализованных вод, что позволило выявить агрессивность воды как среды для гидротехни- ческого бетона. Большие исследования проведены с целью повышения стойкости бетона в агрессивных средах. Разработан новый резонансный метод исследований коррозийной стойкости бетона. Для оценки стойкости бетонных образцов в агрессивных средах предложена новая числен- ная характеристика, позволяющая оценить не Рис. 6. Конструкция камеры судоходного шлюза с разрезным днищем — система А. 3. Басевича. только коррозийную стойкость бетонных образ- цов, но и стойкость бетона реального состава во времени, а также оценить влияние на стой- кость в данной агрессивной среде водоцемент- ного отношения. Изучена проблема укладки бетона в зимнее время и дан новый метод укладки бетона.в зимнее время при малых концентрациях хло- ристых солей и с применением воздухововле- кающих добавок. В этом весьма эффективном способе использован ряд мероприятий техно- логического характера, позволяющих обеспе- чить умеренный тепловой режим бетонной сме- си, выпускаемой бетонными заводами, и облег- чить производство зимних бетонных работ при возведении массивных гидротехнических со- оружений. Разработаны технические указания по при- менению местных мелких песков в гидротех- ническом бетоне, практически используемые на ряде строительств. Большая работа проведена в части обобще- ния передового опыта строительства и состав- ления впервые ГОСТ на гидротехнический бе- тон, что обеспечило внедрение ценных резуль- татов многолетних исследований института в области гидробетона. Исследования, посвященные разработке теоретических основ технологии гидротехниче- ского бетона, позволили выявить влияние структуры бетона на его основные технические свойства и предложить ряд действенных мер по регулированию его структурных свойств в нужном направлении, исходя из анализа усло- вий работы бетона в различных частях гидро- технических сооружений. На основе этого и опыта строительства были разработаны «Вре- менные инструктивные указания о предельных 281
нормах расхода цемента в различных зонах гидротехнических сооружений». Институт впервые ввел в практику проек- тирования инженерный расчет гидроизоляцион- ных конструкций из упруго-вязких материа- лов. Разработаны рабочая гипотеза и методика расчетов, на основе которых произведен расчет пластического компенсатора Дзорагетской пло- тины, гидроизоляции Гюмушской ГЭС, шарнир- ного уплотнения днища Свирепого шлюза, ас- фальтовых уплотнений галерей Мингечаурской ГЭС и асфальтовых уплотнений Братской и Бухтарминской плотин. Для исследования реологических свойств битумов и асфальтов созданы вискозиметры и реометры оригинальной конструкции. В институте разработаны также новые про- грессивные виды гидроизоляции: а) Асфальтовая штукатурная гидроизоля- ция, наносимая пневматическим аппаратом — асфальтометом ВНИИГ; она применена для гидроизоляции напорной грани Маткожнен- ской и Павловской ГЭС, при ремонте уравни- тельной башни Нижне-Ворзобской ГЭС, ги- дроизоляции Воркутинского водозабора и для гидроизоляции опускных колодцев в Ленин- граде. Гидроизоляция этого типа позволяет быстро получать гидроизоляционный покров высокой механической прочности, а стоимость ее примерно вдвое ниже оклеечной. б) Холодные асфальтовые штукатурки, из- готовляемые на основе битумных эмульсион- ных паст, позволяющие комплексно механизи- ровать гидроизоляционные работы, применяя обычное штукатурное оборудование. Они при- менены для заполнения швов сооружений Кай- рак-Кумской, Павловской, Сталинградской и Иркутской гидростанций, осуществлялись при гидроизоляции трибун стадиона имени В. И. Ленина и плавательных бассейнов Ле- нинграда. в) Пропиточные гидроизоляции сборных железобетонных элементов и штучных изделий из естественных камней, позволяющие полу- чить высокую механическую прочность гидро- изоляции и резко повысить строительные свой- ства исходного камня и, в частности, сделать возможным применения для гидротехнического строительства известняков, туфов и других по- ристых камней. г) Окрасочная гидроизоляция из эпоксид- ных смол для защиты сборных элементов и сооружений с повышенной эксплуатационной температурой, позволяющая получить водоне- проницаемый покров любой окраски. Кроме того, исследован и внедрен в прак- тику строительства ряд новых гидроизоляцион- ных материалов, таких, как, например, асфаль- 282 товые армированные маты для оклеечной гид- роизоляции, высокодисперсные битумные эмульсии для холодной битумизации водопро- ницаемых песчаных оснований с коэффициен- том фильтрации менее 25 м/сутки и окрасочной гидроизоляции бетона, асфальтовая безарма- турная гидроизоляция металлических труб, в том числе укладываемых методом продавлива- ния, и др. В области организации производства работ в институте разработаны следующие вопросы: а) Основные положения по организации строительства и способов возведения гидросо- оружений, имеющие целью регламентировать как обязанности и права строителей, так и основные правила производства работ. б) Инъекционный способ возведение бетон- ных гидросооружений путем нагнетания рас- твора в крупные заполнители в) Возведение гидросооружений безпере- мычечным способом. г) Применение цементно-глинистых раство- ров для создания противофильтрационных за- вес, позволяющее значительно удешевить и упростить цементационные работы не только скальных, но и песчано-гравелистых и песча- ных оснований гидросооружений. д) Разработано и издано много норматив- ных документов по строительству, в том числе «Технологические правила производства бе- тонных работ». В области эксплуатации ГЭС на основании натурного изучения работы деривационных ГЭС в институте получены выводы о рацио- нальных мерах борьбы с наносами, позволяю- щие уменьшить размеры дорогостоящих отстой- ников или даже отказаться от их устройства. Изучены условия, при которых происходит истирание лопастей турбин наносами, и наме- чены средства, позволяющие уменьшить эф- фект истирания. Разработаны мероприятия по защите сооружений от сора и торфа. Пр едл ожен а модер низиров анн а я конструк- ция затворов водопропускных отверстий, даю- щая уменьшение веса металла и тяговых уси- лий. Разработаны на основе анализа эксплуа- тации осуществленных ГЭС общие принципы проектирования гидроустановок. В области оснащения гидростанций гидро-* измерительной аппаратурой предложены новые методы измерения расходов воды, уровней, напоров и перепадов на решетках. Измеритель- ные схемы предусматривают использование как типовых приборов, изготовляемых на отече- ственных заводах, так и приборов, сконструи- рованных в институте. На основании изучения особенностей работы измерительного' оборудо-
Рис. 7. Гидравлические исследования Каховского гидроузла. (Пропуск водэ! через три отверстия плотины.) вания оказалось возможным предложить без- инструментальный способ тарирования и ме- тод наладки регуляторов поворотнолопастных турбин. Осложнения в эксплуатации гидростанций в осенне-зимний и весенний периоды обусло- вили необходимость широкого изучения вопро- сов и проблем, относящихся как к явлениям образования различных видов льда, так и к методам управления этими явлениями, влияю- щими на водный режим потока и непосред- ственно на гидротехнические сооружения гид- ростанций. Разработаны методы термических расчетов водоемов и водотоков, которые позволили обос- нованно составлять прогнозы ледовых явлений. Созданы новые расчетные приемы для опре- деления статического и динамического давле- ний льда на сооружения, разработаны методы борьбы с ледовыми осложнениями при про- пуске ледохода. Получены новые соотношения для расчета обогрева решеток. Предложен новый метод борьбы с шугой на деривацион- ных ГЭС путем шугоаккумулирования. Разработанные методы термических расче- тов успешно были использованы при проекти- ровании плотин и других сооружений в райо- нах вечной мерзлоты, ледо-грунтовых перемы- чек, котлованов строящихся ГЭС. При непо- средственном участии института осуществля- лись проектирование и строительство' плотины и водоводов в г. Норильске и одной крупной земляной плотины на Дальнем Востоке. Изучение термического режима сооружений в районах вечной мерзлоты оказалось возмож- ным проводить путем моделирования тепло- вых процессов. С этой целью создана теория теплового моделирования при изменении агре- гатного состояния материала. Все отмеченное далеко не исчерпывает ре- зультатов выполненных во ВНИИГ тематиче- ских научно-исследовательских работ и дает лишь представление об их общей направлен- ности. Обращаясь к производственным работам (хоздоговорным и по перспективному проекти- рованию), приведем лишь несколько характер- ных для этих работ примеров. 283
В последние роды по линии производствен- ных зданий институт работал совместно с Гид- роэнергопроектом, Гидропроектом и строите- лями над компоновками и отдельными соору- жениями Куйбышевского, Сталинградского, Каховского, Ангарского, Новосибирского, Мин- гечаурского, Бухтарминского, Горьковского, Каме кого, Ч ебокс арского и Кр ем е н чугског о гидроузлов. В (настоящее время институт работает над компоновкой Днепродзержинского, Братского, Красноярского и других гидроузлов. Многие из научно-исследовательских работ, предназначенных для обоснования проектиро- вания указанных гидроузлов, представляют со- бой крупные исследования, результаты которых непосредственно идут в производство; так, на- пример, широкие комплексные исследования были проведены для Каховской ГЭС. В институте на ряде моделей подверглись изучению компоновка Каховского гидроузла, гашение избыточной энергии потока в нем, образование размывов дна и берегов, работа турбинного блока ГЭС, фильтрация из Кахов- Рис. 8. Опытный кессон для исследования грунта осно- вания Каховской плотины и гидроэлектростанции. 284 ского водохранилища, устойчивость запроекти- рованных гидросооружений (с помощью спе- циально опущенного кессона, рис. 8), в толще основания которых на глубине 4—6 я зале- гает слой лиманных илов, возможность ис- пользования местного мелкого руслового пе- ска для намыва тела земляной плотины, но- вые методы раздельного бетонирования и новые типы гидросооружений и многие дру- гие. В результате этих исследований строите- ли смогли отказаться от выемки мощного слоя илов в основании Каховской плотины; были сокращены длины водосливного фронта ги- дроузла, противофильтрациокных завес и верхового шпунта, усовершенствована схема водобоя и рисбермы с отказом от устройства ковша, упрощена конструкция обратных фильтров, дана новая конструкция судоход- ного шлюза из обжатого бетона с разрезным днищем и т. п. Всем этим была обеспечена экономия на строительстве Каховской ГЭС порядка 250 млн. руб. В качестве второго примера рассмотрим гидроузел Днепродзержинской ГЭС, к строи- тельству и исследованиям которой недавно лишь приступили. Несмотря на это, в результате исследований уже получены крайне ценные ре- зультаты. Проведенные гидравлические исследования на аэродинамической и двух гидравлических моделях имели целью установить наиболее ра- циональное размещение сооружений в гидро- узле, их пропускную способность, размывы русла при различных типах гасителей в экс- плуатационный и строительный периоды и др. В результате этих исследований дана новая компоновка гидроузла, причем сокращено ко- личество водосливных пролетов плотины с 16 до 10 за счет увеличения расчетных удельных расходов на водобое с 66 до 85 я2/сек, пред- ложен новый вариант низового канала шлюза, причем длина канала сокращена с 3 000 до 1 000 м, установлены очертание водосливной поверхности плотины и бычков, отметки пону- ра и водобоя, при которых плотина обладает наибольшей пропускной способностью при ее наименьшей стоимости, определены типы и раз- меры гасителей энергии и самого водобоя, плановое очертание перемычки и строительно- го канала, а также размеры расчисток в верх- нем бьефе. В настоящее время гидравлические иссле- дования по Днепродзержинской ГЭС продол- жаются и одновременно проводятся исследо- вания суглинков и илов в основании намыв- ной плотины и воздействия динамических на- грузок на устойчивость откосов этой плотины.
Рис. 9. Исследование размыва дна при пропуске воды через водосброс Мингечаурской ГЭС. Кроме того, выполняются фильтрационные исследования узла сооружений. В дальнейшем будет приступлено и к остальным видам иссле- дований. Примеров, подобных приведенным, можно было привести очень много. Так, например, по Братской ГЭС в результате исследований института были даны уточненная компоновка гидроузла, методика определения устойчивости и собственных напряжений в сооружениях, со- став рекомендуемых бетонов и зональное рас- пределение бетонов разных марок по попереч- ному профилю плотины, способы уплотнения деформационных швов и гидроизоляции соору- жений, прогноз термического и ледового режи- мов в верхнем и нижнем бьефах гидроузла, методика охлаждения бетона в массивных бе- тонных сооружениях и пр. Такой же комплексный и широкий харак- тер имели исследования института по Минге- чаурской, Горьковской, Бухтарминской, Иркут- ской, Даховской и многим другим ГЭС. Ряд фотоснимков иллюстрирует исследова- ния, выполненные в институте (рис. 9, 10 и 11). Внедрение научно-исследовательских работ ВНИИГ, т. е. широкое использование резуль- татов этих работ на производстве — в проект- ных, строительных и эксплуатационных органи- зациях, достигается различными путями. Значительную часть своих творческих пред- ложений институт передает производству в процессе выполнения хоздоговорных и перспек- тивных научно-исследовательских работ, вы- полняемых по конкретным заданиям производ- ственных организаций. За истекший период (с 1931 г.) было выполнено 2 290 таких науч- но-исследовательских ♦ работ, в большинстве случаев полностью использованных производ- ственниками. Рекомендации института обеспечивают по- вышение технической надежности и снижение стоимости сооружений. По приблизительным подсчетам снижение стоимости гидростанций, достигнутое в резуль- 285
Рис. 10. Исследования пульсации давления воды в напорных водоводах Сталинградского шлюза. Рис. И. Гидравлические исследования на модели плотины и ГЭС Новосибирского гидроузла. 286
тате выполнения рекомендаций /ВНИИГ за пе- риод 1951 —1955 гг., составило около 800 млн. руб., а за 1956—1957 гг. — свыше 600 млн. руб. Много работ институт выполняет совместно с производственными организациями в порядке творческого содружества. За последние 5 лет проведены такие исследовательские работы свыше чем по 150 соцдоговорам. Со строитель- ствами (Каховской, Мингечаурской, Ангарской, Свирской, Днепровской, Дубоссарской и других ГЭС) велись исследования на основе 50 соц- договоров, с проектными организациями—на основе 69 соцдоговоров и с научными учреж- дениями— на основе 41 соцдоговора с доста- точно эффективными результатами. Большое значение приобрела в последнее время организация на местах, на производ- ственных площадках, экспериментальной ба- зы для вооружения производственников новы- ми методами исследований, главным образом методами ЭГДА, ОМИН, аэродинамическими исследованиями на воздушных напорных моде- лях и др. (в Гидроэнергопроекте, Гидропроек- те, Теплоэлектропроекте, на стройках и др.). С 1939 г. ведется интенсивная работа по составлению ГОСТ, ВНИТУ, ТУиН, ТУ, ин- струкций и других нормативных документов, обязательных для использования на производ- стве в проектных, строительных и эксплуата- ционных организациях. Всего с 1939 г. было составлено, утверждено МЭС и введено в дей- ствие свыше 70 нормативных документов об- щим объемом свыше 140 печатных листов. Широкая научно-техническая информация работ института осуществлялась изданием научного журнала ,«Известий ВНИИГ4» информационных брошюр, содержащих кон- кретные практические рекомендации, опубли- кованием статей сотрудников института в жур- налах «Г идротехническое строительство», «Гидротехника и мелиорация» и др., опублико- ванием монографий по отдельным вопросам. В настоящее время выпущено 57 томов. «Известий ВНИИГ», содержащих 720 статей общим объемом 1 240 печатных листов, 42тех- информационные брошюры общим объемом 103 печатных листа, издано свыше 100 моно- графий. По всем законченным важнейшим темати- ческим работам ежегодно публикуются анно- тации в сборниках Центрального1 института информации по строительству Госстроя СССР. Институт является активным участником во всех общесоюзных и других конференциях и совещаниях по гидротехническому и гидро- энергетическому строительству, проектирова- нию гидросооружений, эксплуатации ГЭС и др. В последние годы институт стал прини- мать участие также в международных конфе- ренциях и конгрессах, в частности в междуна- родной конференции по бетону, в пятом Меж- дународном конгрессе по высоким плотинам, в седьмом Международном конгрессе по гид- равлическим исследованиям и др. К деятельности лабораторий ВНИИГ про- являют значительный интерес как советские специалисты и организации, так и зарубеж- ные. Так, например, в 1956 г. институт посети- ли 36 зарубежных делегаций в количестве 186 чел. и около 1 000 наших специалистов. Внимание многих посетителей привлекает но- вая измерительная техника, развитию которой в институте способствовала плодотворная ра- бота его рацианализаторов и изобретателей.
ДЖИ МШЕЛЕЙШВИЛИ Г. А. Директор ТНИСГЭИ РАБОТА ТБИЛИССКОГО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА СООРУЖЕНИЙ И ГИДРОЭНЕРГЕТИКИ (ТНИСГЭИ) Датой начала деятельности института сле- дует считать 17/1 1929 г., когда он был орга- низован в качестве первого технического науч- но-исследовательского института Закавказья. В 1949 г. ТНИСГЭИ включен в список ведущих институтов Союза. Задачей института является ведение науч- но-исследовательской работы в области теории и практики гидроэнергетики, гидротехники, электротехники и эксплуатации ГЭС, а также по вопросам промышленного и гражданского строительства. Спецификой ТНИСГЭИ является то обстоя- тельство, что институт в основном занят раз- решением науч1но-и1оследовательаких вопросов прикладного характера для гидроэнергострои- тельства и эксплуатации действующих ГЭС на горных реках и в горных условиях (высокона- порные деривационные ГЭС, высокогорные ли- нии электропередачи, высокие плотины, борь- ба с наносами, шугой, ледовыми затруднения- ми и гололедом, гидротехнические туннели, оползни, просадочность грунтов и т. д.). Будучи в прямом ведении и подчинении Министерства электростанций, институт одно- временно является и крупнейшим специализи- рованным научно-исследовательским учрежде- нием (рис. 1) республики, обслуживая нужды Грузинской ССР, а также остальных респуб- лик Закавказья и Северного Кавказа. В соот- ветствии с этим работа института ведется в двух направлениях: 1) тематические, научно- теоретические исследования — в среднем око- ло 70% и 2) производственные договорные ра- боты — около 30 %. Общий объем финансирования института в течение последних 4—5 лет составляет около 2,6—3,6 млн. руб. в год. О снов н ым и стр уктур н ы м и (производств е н - ными) единицами института являются: 1) гид- 288 ротехническая лаборатория; 2) лаборатория гидроэнергетики и эксплуатации ГЭС; 3) элек- тротехническая лаборатория; 4) л аборатория гидротехнических сооружений и конструкций; 5) лаборатория индустриального гидротехни- ческого железобетона; 6) лаборатория бетона и строительных материалов; 7) лаборатория туннелей и производства работ; 8) лаборато- рия грунтов и оснований; 9) лаборатория инже- нерной геологии; 10) испытательная лаборато- рия. Ведущей лабораторией института является гидротехническая, которая может быть отне- сена к крупнейшим лабораториям Союза. При институте имеется аспирантура по сле- дующим специальностям: «инженерная гидрав- лика», «гидротехнические сооружения», «гидро- технические стройматериалы», «гидроэнергети- ка», «электр отех н ик а ». В течение последних лет выпущено 29 аспи- рантов, из которых 20 аспирантов успешно1 за- щитили кандидатские диссертации. Организовано издательство и налажен си- стематический выпуск печатного органа «Изве- стия ТНИСГЭИ» (за последние -5 лет издано 12 томов). За период своей деятельности институт из- дал свыше 80 работ по вопросам строительной механики, бетона, строительного дела и гидро- техники. За этот период сотрудниками инсти- тута опубликовано в республиканской и союз- ной печати свыше 300 научно-технических ста- тей. Общее количество' тематических и произ- водственных работ, выполненных институтом за время его деятельности, превышает 2 500. За последние годы сотрудниками института за- щищено 36 кандидатских и шесть докторских диссертаций.
Рис. 1. Новое здание ТНИСГЭИ в г. Тбилиси. Из обширного круга вопросов, затронутых институтом в его исследованиях, отметим не- которые наиболее значительные работы, во- шедшие в практику строительства: 1. Институт явился пионером в Союзе в де- ле научного обоснования, изготовления и ши- ре ко го в н едр ен и я центр ифу гиров а иного бето- на. Первая в Союзе лаборатория центробеж- ного бетона была организована в ТНИСГЭИ. На опорах, сконструированных и изготовлен- ных в этой лаборатории (цехе), были построе- ны в Грузии, впервые в СССР, линии электро- передачи на 6—10 кв протяжением около 300 км, а также изготовлены и испытаны опоры для линий электропередачи на 35 и 110 кв. На основе этих работ в последние годы в де- вяти республиках и областях СССР построены линии электропередачи на 10—35—110 кв об- щим протяжением свыше 3 500 км на опорах, изготовленных заводом в г. Грозном. Приме- нение этих опор вместо стальных для указан- ных линий электропередачи дает на 100 км ли- ний электропередачи экономию в стали 650— 950 т и удешевление на 1,5—4,0 млн. руб. В Москве, Грозном и Горьком по чертежам и при консультации ТНИСГЭИ построены заво- ды для изготовления таких опор. 2. В вопросах туннелестроения институт су- мел создать свой, особый профиль деятельно- 19—1051 сти. Впервые в Союзе все крупные туннели гидростанций Кавказа подверглись изучению как в процессе их возведения, так и в процессе эксплуатации; произведено изучение гор него давления, коэффициента упругого отпора, ме- тодов производства работ и т. д. По предло- жению инж. В. А. Словинского и А. Н. Гинди- на разработан новый оригинальный туннель- ный комбайн, использующий принцип обжатия облицовки, чем достигаются повышение проч- ности и плотности бетона и полная комплекс- ная механизация работ как по проходке, так и по бетонированию обделки, в результате чего получаются удешевление работ до 30—40% и возрастание скорости получения готового тун- неля до 5—8 м в сутки. Указанная машцна закончена изготовлением Ново-Краматорским заводом и осваивается при проходке строя- щегося туннеля (Сиони, рис. 2). Разработаны также новые экономические конструкции напорных туннелей: 1) овального очертания, полностью осуществленная на тун- нелях Храмгэс, что дало экономический эффект в 4,0 млн. руб., а по видам работ сэкономлено: туннельной проходки и железобетонной клад- ки— 11 000 ж3, цемента — 4 000 т, арматурной стали — 1 600 т, 2) круглого очертания с кон- сольным фундаментом на плоском основании; внедрением этой новой конструкции на туннеле 289
Сенгилеевокой ГЭС достигнута экономия свы- ше 4 000 ж3 железобетона. 3. В результате теоретических и широких экспериментальных исследований ТНИСГЭИ на всех ГЭС Кавказа, а также на Рыбинской и Днепровской ГЭС (18 ГЭС и 26 крупных гидрогенераторов) по несимметричным режи- мам работы гидрогенераторов институтом до- казана возможность широкого применения дли- тельной работы по двум фазам на линиях элек- тропередачи. Пофазная локализация коротких замыканий и пофазный ремонт элементов ма- гистральной передачи помогают избежать огромных убытков, имеющих место при пре- кращении энергоснабжения. В итоге исследо- ваний ТНИСГЭИ доказано' необоснованное занижение существующих норм допустимой несимметрии и установлены новые нормы, в которых допускаемая несимметрия повышена в 2 раза по сравнению с прежними нормами. 4. Институтом по-новому были решены во- просы конструирования и изготовления бетон- ных и железобетонных сооружений и конструк- ций. Первым шагом в этой области яви- лись вспарушенные конструкции, допускаю- щие сверхранее распалубливание. Эта кон- струкция— «плита-пболочка», которая значи- тельно улучшает статические условия рабо- ты железобетона, позволила по-новому подой- ти к проектированию перекрытий больших площадей. Широкое внедрение этого предло- жения, в особенности в последние годы, в про- мышленном, гражданском и гидротехническом строительстве (свыше 100 тыс. м2) дало су- щественную экономию (20—30%) в расходе металла, леса и бетона и доказало ценность и важность его. Разработанные институтом новые методы подбора состава бетона получили широкое распространение; при этом инструкции, выпу- щенные институтом, вошли в общесоюзные нормы и стандарты. Логически разбивая эти работы, ТНИСГЭИ обратил особое внимание на использование для бетона местных мате- риалов. Можно отметить крупную экономию (6,2 млн. руб.), которую дали исследования института по применению сланцевых песков для бетона сооружений Краснополянской (Со- чинской) ГЭС. Институт провел большие работы по внед- рению пуццолановых цементов на стройках Закавказья и, в частности, в гидротехническом строительстве, где они особенно целесообраз- ны. Эти исследования открыли широкие воз- Рис. 2. Монтаж агрегата для проходки туннелей. 290
можности для изготовления легких армобето- нов, нашедших широкое распространение в Грузии и Армении. В 1950—1952 гг. институт научно обосновал и доказал возможность при- менения литоидной пемзы (тяжелая разновид- ность) на строительстве обделки туннеля и дру- гих гидротехнических сооружений Гюмушской ГЭС, что дало большую экономию и явилось первым опытом в практике строительства тун- нелей. 5. Все строящиеся и вступившие в строй гидростанции Закавказья прошли в Гидротех- нической лаборатории института модельные исследования, проводимые в тесном контакте с проектными и строительными организация- ми. Испытаниям подвергались: головные узлы, водоприемники, гасители энергии, напорные камеры, быстротоки, водосбросы, отстойники, переходные уч астки, к а н а л ы. Специф ичность этих сооружений для горных гидростанций по- требовала разработки специальных приемов и методики моделирования, изучения в натуре движения наносов и шуги в горных реках, что привело к установлению закономерностей их движения и методики их расчетов, широко ис- пользуемых в проектной практике. Результатом теоретических и эксперимен- тальных исследований явились также новый метод напорного гашения энергии и внедрение на Севанской ГЭС новой конструкции напор- ного гасителя (рис. 3), в котором эффектив- ность гашения повысилась в 3 раза при зна- чительном сокращении рабочего объема гаси- теля в условиях скальных выработок. За до- стигнутую экономию в 1,0 млн. руб. гидролабо- ратория института была п р еми рована Ми нистер - ство м электр оста нци й СССР. Предложена и внедре- на новая конструкция ре- шетчатого гасителя избы- точной гидроэнергии для Верхне-Карабахского тун- неля, что дало резкое ул у чш ен ие гидр авл иче- ской картины гашения и экономию 40—50% объе- ма колодца (рис. 4). Одновременно с лабо- р а торными исследования- ми сооружений произво- дятся изучение их рабо- ты в натуре и обобщение опыта эксплуатации гор- ных ГЭС с получением ряда принципиальных вы- водов, положенных в ос- Рис. 3. Модель напорного гасителя Севанской ГЭС. иову решений Закавказских и Всесоюзных со- вещаний по эксплуатации и гидростроитель- ству и Технического совета МЭС. Про и зв едено дет ал ьное изучени е действ и- тельных величин коэффициента шероховатости туннелей ряда ГЭС, что дало возможность при- нятия в проектной практике более низких зна- чений коэффициента шероховатостей и этим увеличить пропускную способность туннелей. 6. Заслугой института являются установка Рис. 4. Работа решетчатого гасителя на модели. 19* 291
б) Рис. 5. Магнитные датчики ТНИСГЭИ. а — одноэлектродный индикатор магнитной анизотропии и его детали; б — двухэлектродный индикатор. и тарировка на всех турбинах Закавказских ГЭС специальных расходомеров воды, которые дают возможность р ацион ал ьно р а сходов ать воду. Это привело к тому, что, например, на Рионской ГЭС за один многоводный месяц ста- ло возможным дополнительно выр абатывать 1,6 млн. квт-ч энергии. 7. Работы института по неустановившемуся режиму в напорных системах ГЭС привели к широким обобщениям, разработке новых мето- дов расчета гидравлического удара, уравни- тельных башен, маховых масс и постановке задачи о параллельной работе ГЭС в энерго- системе. Итогом работы явились технические условия и нормы.на проектирование неустано- вившегося режима в силовых узлах ГЭС, утвержденные Техническим советом МЭС. 292 8. Значительное место в работах института с начала его деятельности заняли исследования вопросов теории сооружений и новейших мето- дов статических расчетов, а также вопросов сейсмостойкости сооружений, в результате ко- торых в 1955 г. институтом были представлены новые методы расчета и нормы по гидротехни- ческому строительству в сейсмических райо- нах, получившие положительную оценку. В области теории сооружений разработаны новые методы расчета плит, опертых по любо- му контуру, разработаны теория расчета со- оружений по заданным напряжениям, а также методы расчета и конструирования маломо- ментных сооружений, дающих наивыгодней- шее очертание конструкции. Разработаны кон- струкции бункеров, подпорных стен, резервуа- ров, малонапорных трубопроводов, плотин. Конструкции бункеров и подпорных стен уже получили свое распространение и широкое внедрение. 9. Разработан и испытан ряд новых рацио- нальных типов водоприемников и головных уз- лов для условий горных рек, которые успешно внедряются в практику строительства. 10. Создана и внедрена в практику новая электроизмерительная аппаратура для наблю- дения за гололедными явлениями, для измере- ния заземления, разработаны новый метод и новые приборы для измерения механических напряжений в арматуре железобетона и эле- ментах стальных конструкций. Этот метод, основанный на использовании магнитоупругого эффекта стали, позволяет ис- следовать не только прирост напряжений, но и их начальные значения, возникшие до уста- новки датчиков. Площадки измерения для датчиков обычно не превышают 2 см2. Для проведения измере- ния достаточно приложить датчик к исследуе- мой поверхности (рис. 5). Метод успешно внедряется производствен- ными и исследовательскими организациями. 11. Теоретические исследования по дина- мике сооружений, увязанные с эксперимен- тальными исследованиями в динамической ла- боратории, оснащенной новейшей аппаратурой, позволили по-новому подойти к решению за- дачи динамики стержневых систем. Основными р а бота м и явились ком пл ексн ые исслед ов ан и я дин а мцки фу нд а ментов под тур богенер а тор ы с целью уточнения расчета турбофундаментов на колебания и прочность. Исследования проводились как на фунда- ментах действующих электростанций, так и на моделях турбофундаментов. В результате ис- следований получен ряд ценных выводов, что
дало возможность разработать новую расчет- ную часть технических условий на проектиро- вание и возведение фундаментов под турбоге- нераторы, которая утверждена Техническим управлением МЭС и внедрена в практику про- ектирования. 12. Для проектирования и строительства всех ГЭС в Закавказье и на Северном Кавка- зе было произведено исследование местных ма- териалов для бетона, подобраны составы и марки по прочности, водонепроницаемости и морозостойкости, составлены рекомендации, ко- торые значительно’ облегчили условия произ- водства работ и удешевили строительство'. В ряде случаев (Краснополянская, Храмская, Сухумская, Гюмушская ГЭС и др.) была до- казана возможность применения нестандарт- ных материалов в качестве заполнителя бето- на, что привело к экономии, исчисляемой мил- лионами рублей. 13. Разработаны и внедрены новые методы обработки грунтов парафино-мазутными сме- сями, чем резко повышается устойчивость ка- налов. Как тематические работы, так и исследо- вания, выполненные по заданиям производ- ственных организаций, внедряются в практику гидр оэнергостроительств а, пр ичем только- з а период с 1946 по 1956 г. внедрено в производ- ство 24 крупных предложения института. Для характеристики деятельности основных лабораторий института, главным образом в по- следние годы, ниже приводятся краткие запис- ки по каждой лаборатории в отдельности. 1. Гидротехническая лаборатория В гидр о технической лаб ор а тор ин ведется н ауч но- последов а тел ьск а я р а бот а в об л а сти инженерной и экспериментальной гидравлики сооружений, рек и водохранилищ, производит- ся теоретическая и экспериментальная прора- ботка ряда проблемных вопросов гидравлики и гидротехники. В лаборатории подвергаются изучению и экс пе р и м е нт а л ьно й п р о в ер ке п роект ы о со бо сложных сооружений и узлов всех строящихся на Кавказе гидроэлектростанций. В некоторых случаях, когда сооружения запроектированы неудачно, в лаборатории приходится проводить теоретическую и экспериментальную работу по разработке новых вариантов или принципов работы этих сооружений, обеспечивающих бо- лее высокую эффективность их работы. В ре- зультате таких поисков в некоторых случаях возникают новые типы сооружений, до- того че- известн ые в пр актике гидроэнергетического строительства. Гидротехническая лаборатория ТНИСГЭИ является одной из крупнейших в Советском Союзе. Она состоит из закрытого помещения и открытых производственных площадок общей площадью свыше 3 000 ж1 2. Следует отметить обширные русловые мо- дельные исследования узлов головных соору- жений гидроэлектростанций Читахевской, Ортачальской, Белореченской, Варвар инокой, Самгори, Эзминской, Храмгэс II, Гуматской, Ладжанурской, Варцихской и др. На магистральном канале Верхне-Карабах- ской оросительной системы в Азербайджане построен оригинальный гаситель энергии по- тока, предложенный лабораторией. В лаборатории ведется большая работа по изучению весьма интересного явления, наблю- даемого на быстротоках — холостых сбросах ГЭС, где при определенных уклонах дна и глу- бинах течения имеет место периодическое об- разование катящихся вдоль быстротока волн, нарушающих обычное однообразное движение потока и вызывающих ряд эксплуатационных затруднений. На Ткибульеком быстротоке, построенном в 1955 г., в его концевой части осуществлен оригинальный и эффективный рассеивающий вираж, обеспечивающий интенсивное расшире- ние потока и уменьшающий его размывающую способность, конструкция и расчет которого усовершенствованы в гидротехнической лабо- ратории ТНИСГЭИ. В последние годы практика проектирования ГЭС выдвинула перед лабораторией к разре- шению вопросы, связанные с проблемой дви- жения и гашения энергии аэрированных пото- ков. Отсутствие теории движения так называе- мых двухфазных потоков и методов его расче- та, а также недостаточный опыт эксплуатации подобных сооружений не позволили проекти- ровщикам создать надежную схему сопрягаю- щих сооружений. Исследования запроектированных схем на моделях показали ряд весьма интересных осо- бенностей их работы, учет которых позволил преодолеть их существенные недостатки и предложить усовершенствование, обеспечиваю- щее надежную работу сопрягающих сооруже- ний. В лаборатории систематически ведутся тео- ретические и экспериментальные исследования по разработке новых оригинальных типов во- доприемников и головных узлов. Эти сооруже- ния, которые были внедрены, являются рацио- нальными для целей эксплуатации и в борьбе с завлечением наносов, а также экономичнее существующих типов сооружений. 293
В течение ряда лет лаборатория помотает гидростанциям в установке контрольно-измери- тельной аппаратуры, -в борьбе со всякими экс- плуатационными затруднениями и в налажи- вании работы гидромеханического оборудова- ния. Большой заслугой лаборатории являются установка, наладка и тарировка расходомеров воды на всех турбинах Закавказских ГЭС, чем удалось добиться резкого увеличения использо- вания воды и увеличения к. п. д. ГЭС. По проблеме изучения динамики русловых потоков и движения наносов в горных реках ведется систематическое изучение занесения и заиления существующих при гидростанциях горных водохранилищ. На основании этих ис- следований проработан ряд практических ме- роприятий и рекомендаций, обеспечивающих правильную их эксплуатацию, а также эффек- тивность гидравлической очистки их от скопив- шихся наносов. 2. Лаборатория гидроэнергетики и эксплуатации ГЭС Отметим некоторые работы, проведенные в течение последних лет. 1. Теоретические исследования по горным энергетическим водохранилищам. В работе проанализировано влияние природных факто- ров на эффективность горных энергетических водохранилищ и выведены критерии относи- тельной их эффективности, позволяющие на основе минимального объема изысканий дать предварительную оценку намечаемого к проек- тированию водохранилища. 2. Исследования по водохранилищу Храм- гэс. Восьмилетний период эксплуатации пер- вого крупного горного энергетического водо- хранилища в Грузии выявил величину и ха- рактер потерь на фильтрацию из него. Исследованием намечены возможные пути повышения эффективности водохранилища Храмгэс, и работа использована для проводи- мых исследовательских и проектных работ по мероприятиям, снижающим потери на филь- трацию. 3. Исследования отдельных эксплуатируе- мых ГЭС. Подвергнуты анализу условия и эффективность работы действующих ГЭС си- стемы Грузэнерго. Выявлен ряд дефектов и намечены пути их устранения. Работа по ис- следованию ГЭС в целом впервые организова- на в ТНИСГЭИ, и на основе опыта изучения других ГЭС будут разработаны общие меро- приятия по повышению эффективности экс- плуатации. 294 4. Анализ опыта эксплуатации водохрани- лищ Грузинской энергосистемы. Кроме уже имеющего достаточно длительный опыт экс- плуатации водохранилища Храмгэс, вводятся в строй новые водохранилища, также находя- щиеся в сложных природных условиях (кар- сит) (Шаоригэс, Ткибулигэс и др.). Учитывая большую роль этих водохранилищ в энергоси- стеме, производятся изучение условий их экс- плуатации и разработка мер по увеличению эффективности. 5. Исследования гидротурбинного оборудо- вания ГЭС. В области гидротурбинного обору- дования в ТНИСГЭИ проводились работы по исследованию износа гидротурбин от действия наносов и кавитации. В результате этих работ даны соответствующие рекомендации по борь- бе с износом турбин, а также составлены ру- ководящие указания, использованные Ленин- градским металлическим заводом. Были выполнены также работы по анализу дефектов и аварий гидротурбинного оборудо- вания ГЭС Кавказа, На ряде ГЭС были выполнены исследова- ния турбин с целью повышения их мощности. Была выполнена работа по исследованию при- чин вибраций напорных трубопроводов ГЭС. В результате этой работы определены действи- тельные причины вибраций трубопроводов ГЭС и даны рекомендации по их устранению. 3. Электротехническая лаборатория Основные работы ЭТЛ в области эксплуа- тации электростанций и систем ведутся по сле- дующим проблемам: 1. Повышение надежности энергоснабже- ния. 2. Разработка новой аппаратуры для изме- рения неэлектрических величин электрическими методами. ;На основе широко организованных опытов в энергосистемах Кавказа были изучены осо- бенности сооружения высокогорных линий, об у сл ов л е н н ы е п ов ыш е н н о й гр озопор а ж ае - мостью, сильным гололедообразованием и труд- ностью сооружения заземлений. В результате экспериментального и теоре- тического исследования этих вопросов были составлены нормативные указания по проек- тированию высокогорных линий электропере- дачи. К проблеме повышения надежности энерго- снабжения относятся также работы по иссле- дованию мер борьбы с потерей устойчивости асинхронных двигателей при коротких замыка- ниях в питающей сети, а также работы по ис-
следованию и сравнительной оценке машинных схем возбуждения крупных гидрогенераторов. В результате первой работы были рекомен- дованы параметры возбудителей, обеспечиваю- щие сохранение в работе асинхронных двигате- лей при коротких замыканиях в сети, что учте- но в ГОСТ на возбудители. Вторая работа позволила выявить наиболее рациональную из существующих машинных схем возбуждения крупных гидрогенераторов. Рекомендации, изложенные в ней, были учте- ны при обосновании выбора схемы возбужде- ния генераторов восстановленной Днепровской ГЭС. К проблеме повышения надежности энерго- снабжения относятся также исследования ЭТЛ по перенапряжениям, возникающим на холостой линии передачи при несимметричном коротком замыкании на ней (динамические перенапряжения). Экспериментальное исследо- вание динамических перенапряжений проводи- лось ранее лишь на моделях. ЭТЛ ТНИСГЭИ эти перенапряжения были впервые исследова- ны на действующей крупной электропередаче. Была экспериментально1 определена вели- чина этих перенапряжений, выявлены условия их проявления и проанализированы меры борь- бы с ними. В последние годы основной работой ЭТЛ по проблеме повышения надежности энерго- снабжения было экспериментальное и теорети- ческое исследование несимметричного' режима работы гидрогенераторов. Возможность длительной работы гидрогене- раторов с резкой несимметрией токов статора позволяет применять ряд режимов, повышаю- щих надежность энергоснабжения, и может быть использована также при наметившейся в последнее время тенденции к переводу элек- тротяги на переменный ток. Одним из препят- ствий на пути к этому переводу было суще- ствовавшее мнение о недопустимости работы гидрогенераторов в длительном несимметрич- ном режиме, создаваемом электротягой на пе- ременном токе. Теоретические исследования и широко орга- низованные опыты, поставленные на всех ти- пах гидрогенераторов, установленных на гидро- станциях СССР, в том числе опыты на наибо- лее крупных гидрогенераторах (Днепрогэс и ГЭС-14 Мосэнерго), проведенные ЭТЛ ТНИСГЭИ, позволили установить длительно допустимую несимметрию для гидрогенерато- ров. Она оказалась в несколько раз больше того предела несимметрии, который регламен- тировался электромашиностроительными за- водами. Когда этот результат был опубликован впервые, он вначале встретил возражения за- водов-изготовителей. В широкой дискуссии, развернувшейся по вопросу о допустимой не- симметрии для синхронных машин, на страни- цах журнала «Электричество» Техническое управление МЭС и ТНИСГЭИ считали воз- можной длительную работу гидрогенераторов с резкой несимметрией токов статора. Исследования позволили увеличить в 2 ра- за нормы несимметрии для гидрогенераторов, записанные в «Правилах технической эксплуа- тации». Теперь новые нормы признаются и электр о м аш и ностр о и т ел ьн ым и з аво д а м и. Результаты работ ЭТЛ ТНИСГЭИ по не- симметричным режимам гидрогенераторов бы- ли использованы при авариях в ряде энерго- систем. В одном из таких случаев, когда на Цимлянской ГЭС вышла из строя одна фаза трансформаторной группы, генератор мощ- ностью 50 000 ква не было отключен от сети, а продолжал работать в несимметричном ре- жиме в течение более 30 дней до выхода из ремонта поврежденной фазы. При этом несим- метрия на нем в 2,5 раза превышала старые нормы. В результате работы в длительном не- симметричном режиме аварийный недоотпуск электроэнергии только в приведенном случае был уменьшен на 20 млн. квт • ч. В последние годы основной работой элек- тротехнической лаборатории по проблеме «Раз- работка новой аппаратуры для измерения не- электрическпх величин электрическими мето- дами» являются разработка теоретических основ и осуществление практических схем и приборов для измерения механических напря- жений в стали новым магнитоупругим мето- дом. На основе теоретических разработок были сконструированы и изготовлены специальные магнитоупругие датчики для снятия карты ме- ханических напряжений, приборы для записи пульсации давления в напорных трубопрово- дах ГЭС, прибор для определения упругого отпора породы в гидротехнических туннелях. Все эти приборы уже нашли широкое приме- нение в лабораторной практике. С помощью магнитоупругих датчиков были проведены исследования напряженного состоя- ния трубопровода Храмгэс в связи с подвиж- ками его опор. Другие относительные методы измерений напряжений не могли дать в этом случае необходимых данных, так как для оцен- ки уровня механической напряженности трубо- провода необходимо было знание абсолютных значений напряжений, которые возникли в нем в связи с деформацией опор. Следует отметить также конструирование и изготовление малогабаритных астатических 295
вибродатчиков, заэкранированных от действия электромагнитных полей, а также разработку и осуществление портативного вибростенда для тарировки вибродатчиков. Проведена работа по исследованию и осу- ществлению неискажающего токосъема с вра- щающихся частей машин. Закончена также разработка термогидро- метра, позволяющего замерять скорость водя- ного потока в точке, исследовать пристенные и придонные скорости, а также изучать распре- деление скоростей в турбулентном потоке. 4. Лаборатория индустриального гидротехнического железобетона и лаборатория бетона и строительных материалов В течение'многих лет в институте существо- вала лаборатория бетона, железобетона и строительных материалов. Она разрабатывала основные вопросы теории гидротехнического железобетона, технологии бетона, долговечно- сти гидротехнических сооружений, использова- ния местных материалов, повышения эффек- тивности цемента в бетоне и т. д. С начала 1956 г. на основе упомянутой ла- боратории созданы две лаборатории: лабора- тория бетона и строительных материалов и лаборатория индустриального гидротехническо- го железобетона. Ниже коротко излагаются работы этих ла- бораторий. 1. Долговечность бетона и условия работы сооружений в агрессивных средах для гидро- технических строек Закавказья имеют весьма актуальное значение. Заслуживает особого внимания сульфатостойкость бетонов, так как значительная часть грунтов на территории За- кавказских республик насыщена сульфатны- ми солями. ТНИСГЭИ выполнил -исследования сульфа- тостойкости цементов местных заводов и раз- работал способы повышения сульфатостойко- сти бетонов на этих цементах путем примене- ния новых видов добавок к цементу. В резуль- тате лабораторных опытов была выявлена вы- сокая эффективность добавки аджаметского спонголита и кисатибского диатомита. Установ- лено оптимальное количество этих добавок, а также других, менее активных добавок (пем- за, туф) для разных степеней агрессивности среды. Работы лаборатории позволили снизить требования к воде-среде для гидротехнических бетонов, разработать новую, более прогрес- сивную методику оценки водонепроницаемости бетонов по коэффициенту фильтрации и зча- 293 чительно уточнить и облегчить требования по морозостойкости бетонов. На основании этих исследований составле- ны и представлены в МЭС предложения по п ере см о тру соотв е тству ю щ и х ГОСТ. 2. Большие объемы строительства гидро- технических сооружений, условия их работы в водной среде и под напором, их массивноегь, действие водных потоков со взвешенными на- носами и т. п. требовали разработки техноло- гии гидротехнического' бетона, которая могла бы обеспечить высокое качество бетона в со- оружении. В результате лабораторных опытов разра- ботаны новые приемы проектирования состава бетона с наибольшей плотностью и наиболь- шей прочностью на разрыв. 3. Большое внимание в работе лаборатории уделялось и уделяется разработке рациональ- ных способов расчета и проектирования гидро- технических бетонных и железобетонных кон- струкций. Обширные экспериментальные и теоретические исследования были проведены по изучению трещиноустойчивости железобе- тона. Получены выводы относительно необхо- димости коренного изменения способов расче- та гидротехнических железобетонных конструк- ций на трещиноустойчивость. Разработаны но- вые методы расчета и конструирования, кото- рые повышают использование арматурной ста- ли в несколько раз. Обоснована и предложена новая система классификации гидротехнических бетонных и железобетонных конструкций по степени опас- ности появления трещин, причем значительная часть этих конструкций в зависимости от от- ветственности, климатических условий и гра- диента напора воды освобождается от требо- вания недопущения трещин. Такие сооруже- ния предлагается рассчитывать по безопасно- му раскрытию трещин. При этом пределы без- опасности раскрытия трещин в 25—30 мк уста- новлены по специально организованным опы- там. По данной же проблеме обосновываются допустимость работы бетона на растяжение в напорных бетонных и железобетонных кон- струкциях и возможность значительного сни- жения коэффициентов запаса для случаев вне- центренного сжатия с малыми эксцентриси- тетами. Выполненные разработки оформлены в ви- де предложений по пересмотру ГОСТ 4286-48. 4. В течение ряда лет прорабатывались проблемы, связанные с изучением свойств лег- ких бетонов, изысканием новых видов местных легких естественных заполнителей, разработ-
кой теории расчета легкого железобетона при- менительно к гидротехническим сооружениям. В результате этих работ в Грузинской ССР найдены новые легкие заполнители легкого бе- тона —спонголит и ахалкалакский вулканиче- ский пепел, произведено подробное изучение свойств бетонов, составлены технические усло- вия по применению их в обычных и гидротех- нических бетонах. Имеют большое теоретическое и практиче- ское значение разработки ТНИСГЭИ по во- просам трещинообразования и жесткости кон- струкций из легкого железобетона. На основа- нии лабораторных исследований конструкций удалось установить возможность повышения расчетного сопротивления железа в конструк- циях из легкого железобетона на 20—25% про- тив рекомендованных СНиП. Одновременно разработаны новые требования по расчету лег- кого железобетона на появление трещин и жесткость, которые значительно лучше соответ- ствуют опытным данным, чем рекомендуемые СНиП, и дают возможность экономного проек- тирования. 5. Повышение эффективности использова- ния цемента в бетоне и сокращение расхода цемента привлекает в настоящее время всеоб- щее внимание. ТНИСГЭИ разработан новый, оригинальный способ повышения активности цемента путем предварительной перевибрации цементно-песчаного раствора. Способ, назван- ный впоследствии виброактивацией, получил лабораторную и полупроизводственную про- верки и обеспечивает повышение прочности бе- тона на 30—50%, а также улучшение других механо-технических свойств бетонов. В на- стоящее время проектируется производствен- ная установка для широкой проверки нового метода бетонирования в условиях заводского производства. К новым предложениям в области произ- водства строительных работ относится также виброгр агитационное бетонирование массив- ных сборных конструкций, которое представ- ляет собой новую разновидность раздельного бетонирования, особенно эффективно сочетаю- щегося с использованием раствора, изготовлен- ного виброактивацией. Совмещение виброакти- вации с виброгр агитационным уплотнением при изготовлении сборных конструкций в усло- виях завода должно оказаться весьма эффек- тивным. В данном случае заводы освобожда- ются от громоздких бетоносмесительных уста- новок, так как обработанный раствор запол- няет с помощью вибрации форму, наполненную крупным заполнителем. Не потребуется также дополнительного разжижения виброактивиро- ванного раствора, что также упрощает произ- водственный процесс. 6. В течение ряда лет ТНИСГЭИ разраба- тывает типы сборных опор ЛЭП из центрифуги- рованного железобетона, о чем уже было ука- зано выше. 7. За последние 2 года разработана новая технология изготовления сборных тонкостенных конструкций путем гнутого формования изде- лий. В условиях лаборатории и полупроизвод- ства доказана его технико-экономическая эф- фективность. Этот способ, заключающийся в том, что криволинейная поверхность тонко- стенной конструкции получается путем дефор- мирования свежеизготовленной бетонной мас- сы, может получить широкое применение при изготовлении сборных обделок каналов, тунне- лей и т. п. 8. В целях дальнейшей рационализации проектирования и строительства гидротехниче- ских сооружений важное значение имеют об- общение опыта строительства и изучение ра- боты гидросооружений в натуре. Лаборатория принимала и принимает участие в обследова- нии состояния бетонных работ на крупных стройках СССР (Каховская ГЭС, Иркутская ГЭС, Новосибирская ГЭС, Дубоссарская ГЭС, Храмская ГЭС, Мингечаурская ГЭС, Эзмин- ская ГЭС, Арзнигэс, Гюмушская ГЭС, Гумати- гэс, Ладжануригэс и др.) и разрабатывает предложения по его улучшению. Производится исследование качества бето- нов и сооружений в натуре. В настоящее вре- мя производится исследование качества соору- жений Рионской ГЭС, находящихся в эксплуа- тации около 30 лет. Кроме того, лаборатория производит непо- средственное обслуживание большого количе- ства строительных организаций путем заключе- ния хозяйственных договоров. 5. Лаборатория гидротехнических сооружений Работы, проводимые в лаборатории гидро- технических сооружений, касаются следующих проблем: 1) оптимальная форма конструкций; 2) высокие плотины; 3) фундирование гидротехнических соору- жений; 4) динамика конструкций и сейсмостой- кость гидротехнических сооружений. Проблема оптимальной формы конструк- ции возникла как метод борьбы с излишества- ми, допускаемыми в проектировании. В ТНИСГЭИ получены конкретные резуль- таты, открывающие значительные возможно- сти экономии строительных материалов. К со- 297
жалению, многие из этих результатов не внед- ряются в практику вследствие неправильного отношения к ним со стороны проектных орга- низаций. 1. Первым этапом по этой проблеме яви- лось начатое много лет назад исследование вспарушенных плит, предложенных взамен обычных плоских. Вспарушенные плиты явля- ются весьма пологими оболочками двоякой кривизны, обладающими всеми статическими преимуществами пространственной системы. Эти конструкции могут быть распалублены при низкой прочности бетона, что ускоряет темпы строительства. Одновременно дости- гается существенная экономия в расходе ле- са, бетона и арматуры. Эти конструкции успешно внедрялись в строительство Грузин- ской ССР в самых разнообразных условиях строительства, а с 1938 г., после опытного строительства проведенного в Химках (под Москвой) по рекомендации акад. Б. Е. Веде- неева, начали широко применяться и за пре- делами Грузии. В настоящее время разрабо- тан вариант сборных вспарушенных плит. Эти плиты приняты к широкому осуществлению на строительстве в Баку, где имеются доста- точно мощные монтажные средства. 2. В дальнейшем были разработаны кон- струкции емкостей, ограждающих сооружений и др. Но эти предложения до сих пор не реа- лизованы. Одной из существенных причин, тор- мозящих внедрение этих эффективных кон- струкций, является отсутствие полигона, на котором, проводя опытное строительство, мож- но было бы наглядно показать проектировщи- кам и строителям преимущества новых кон- струкций рациональной формы. 3. В 1948 г. в ТНИСГЭИ возникло предло- жение очерчивать напорные грани плотин, сконструированные в виде оболочек двойной кривизны, по равнопрочным силовым поверх- ностям, т. е. придавать напорному перекры- тию форму, которую приняла бы установлен- ная вместо него гибкая пленка под действием расчетного гидростатического давления. Был предложен ряд конструктивных схем плотин, основанных на указанном новом прин- ципе, доказана экономическая эффективность этого принципа, предложен метод расчета, да- ны расчетные таблицы. 4. В последние годы отечественное гидро- энергостроительство вступило в эпоху разворо- та проектирования больших плотин. Основной трудностью при возведении больших бетонных массивов является борьба с опасными послед- ствиями экзотермических явлений. Это при- дает большую актуальность выбору рацио- нальных и эффективных мер для прёдотвраще- 298 ния опасного трещинообразования в конкрет- ных условиях для каждого массивного соору- жения с учетом индивидуальных особенностей и местных условий. В ТНИСГЭИ проводится исследование тем- пературного состояния и трещиноватости на примере строящейся плотины Гуматигэс-1, где отмечено появление трещин в блоках. В ре- зультате исследований должны быть вырабо- таны конкретные мероприятия по предотвраще- нию фильтрации через тело плотины и обеспе- чению ее монолитности. 5. В течение ряда лет в ТНИСГЭИ прово- дятся теоретические и экспериментальные ис- следования анкерных креплений в скальных и нескальных грунтах. Целью исследований является получение данных для расчета заанкеренных конструк- ций, обычно для погашения вырывающих уси- лий в сооружениях, работающих на опрокиды- вание (подпорные стенки, плотины, опоры воз- душных линий электропередачи и пр.) Анкерные крепления до сих пор не имеют широкого применения и встречаются лишь в редких случаях. Причиной этому, по-видимо- му, является отсутствие достаточного теорети- ческого и практического обоснования работы анкера в грунте. Для решения важных вопросов, связанных с проектированием и устройством анкерных креплений, лабораторией были проведены экс- периментальные и теоретические исследования анкерных креплений, разработана простая кон- струкция прибора для разбуривания скважины и устройства анкера с нижним утолщенным концом, выведены удобные для практических расчетов формулы. В 1956 г. были начаты комплексные иссле- дования фундаментов опор высоковольтных ЛЭП, целью которых является получение дан- ных для выработки новых технических условий по проектированию фундаментов ЛЭП взамен старых, которые не отвечают современным тре- бованиям строительства. 6. Организована динамическая лаборато- рия, оснащенная новейшей аппаратурой для исследования конструкций и материалов. Теоретические исследования, увязанные с данными эксперимента, позволили по-новому подойти к решению задачи динамики стержне- вых систем. В течение ряда лет проводятся комплекс- ные исследования динамики фундаментов под турбогенераторы. Целью работы являлось уточнение расчета этих фундаментов на коле- бание и прочность. Исследования проводились как на фунда-
ментах действующих электростанций, так и на модели и позволили дать ряд ценных выводов. Как известно, динамические нагрузки, дей- ствующие на фундаменты под турбогенераторы, обычно определяются без учета упругих свойств вала и подшипников, что является допущением. Исследования, проводимые в лаборатории, в настоящее время ставят целью установить влияние этих факторов на величину динамиче- ских нагрузок. Развернуты экспериментальные исследования динамических воздействий на опоры ЛЭП 220 и 400 кв при обрыве проводов. Для более глубокого изучения исследования проводятся как в натурных условиях, так и на модельных опорах ЛЭП. 7. В настоящее время в ТНИСГЭИ возоб- новлены работы по исследованию вопросов сейсмостойкости строительства гидротехниче- ских сооружений, в результате которых под- готовлен проект новой редакции Положения по строительству в сейсмических районах, ко- торый получил одобрение. 6. Лаборатория туннелей Научная деятельность лаборатории тунне- лей проводилась по следующим основным на- правлениям: 1. Создание нового метода расчета гидро- технических туннелей на внешние нагрузки с учетом отпора породы. 2. Разработка контрольно-измерительной аппаратуры для определения горного давле- ния и упругого отпора в гидротехнических тун- нелях и проведение соответствующих испыта- ний. 3. Разработка индустриального способа со- оружения туннелей. Создание агрегата, позво- ляющего производить одновременно проходку и бетонирование гидротехнических туннелей. 4. Разработка предварительно напряжен- ных сборных железобетонных туннельных кон- струкций. По этой тематике лабораторией выполнено следующее: 1. Разработан новый метод статического расчета гидротехнических туннелей кругового, корытообразного и коробового очертаний на основные внешние нагрузки с учетом отпора породы. Разработан новый метод расчета круговых обделок на нагрузку от инъекционного раство- ра, нашедший применение при статических расчетах и проектировании гидротехнических туннелей. 2. По вопросам создания контрольно-изме- рительной аппаратуры и проведения опытов по измерению горного давления и коэффициен- та упругого отпора горной породы следует от- метить следующие работы: а) испытание горного давления в Самгор- ском туннеле и в туннеле Гюмушгэс; б) испытание опытного отсека туннеля Гю- мушгэс; в результате исследований разрабо- таны мероприятия по борьбе с утечками воды из туннеля; б) обобщение данных экспериментальных исследований коэффициента упругого отпора в слабых и крепких скальных горных породах, проведенных ТНИСГЭИ на строительствах Се- ванской ГЭС, Сионигэс, Гюмушгэс, Арзнигэс, Храмгэс, Читахевигэс и Сухумгэс В теоретической части работ даются зави- симости коэффициента отпора горной породы от давления на стенки туннельной выработки с учетом упруго-пластических деформаций массива породы. 3. В деле создания индустриального' мето- да и обеспечения комплексной механизации при сооружении гидротехнических туннелей выполнена работа большого масштаба. Как указывалось выше, создан опытный щит—агре- гат, позволяющий выполнять одновременно проходку и бетонировку туннеля. Этот агрегат общим весом около 200 т проходит производ- ственное испытание на строительстве Сионской плотины. 4. По проблеме предварительно напряжен- ных сборных железобетонных конструкций ла- бораторией была предложена конструкция сборной предварительно напряженной обдел- ки, состоящая из бетонных блоков, стягивае- мых кольцевой высокосортной круглой арма- турой, устанавливаемой по внешнему контуру обделки. Применение такой обделки позволА1т отказаться от устройства внутреннего кольца из монолитного бетона, причем толщина са- мой сборной обделки получается меньшей. Разработаны схема конструкции обделки и основные принципы ее расчета. Лабораторией завершено' составление ру- ководящих технических указаний по производ- ству инъекционных работ в гидротехнических туннелях и укладке железоторкрета. 7. Лаборатория инженерной геологии В условиях горно-равнинного рельефа За- кавказья, характеризующегося сильной пере- сеченностью и разнообразием литологии сла- гающих территорию пород, гидроэнергетиче- ское строительство развивается в основном на склонах ущелий, а также на равнинных пло- щадях, являющихся древними террасами рек. 299
В такой геоморфологической обстановке строительство ГЭС весьма часто происходит в условиях, способствующих проявлению ополз- невых смещений или же развитию просадоч- ных явлений. Оба указанных вида деформаций обнару- живаются уже в период строительства, особен- но активизируясь в период эксплуатации со- оружений. В соответствии с имеющейся инженерно- геологической обстановкой основными пробле- мами, диктующимися требованиями строитель- ства ГЭС, являются две: 1. Изучение оползневых явлений в гидро- техническом строительстве Закавказья и вы- работка мер противооползневой защиты гидро- сооружений. 2. Изучение просадочных грунтов Закав- казья и установление мер борьбы с просадоч- ностью. Помимо этого, актуальными для строитель- ства гидростанций являются вопросы плотино- строения с использованием в качестве мате- риала для земляных плотин местных грубооб- ломочных грунтов. В результате проведенных исследований по оползневой проблеме были составлены класси- фикация и карта распространения оползней в Закавказье, установлены принципы противо- оползневой борьбы, изучены способы защиты гидротехнических сооружений Закавказья от оползневых смещений с целью выбора наибо- лее эффективных из них. Помимо того, были установлены переход- ные коэффициенты снижения прочности глини- стых пород, слагающих откосы каналов под влиянием увлажнения и выветривания. Были разработаны метод высокоточных ин- струментальных наблюдений за устойчивостью сооружений и прилегающей территории на ко- согорных участках, а также способ контроля устойчивости трубопровода по смещениям его компенсаторов, позволившие производить кон- троль за ходом эксплуатации сооружений круп- ных ГЭС Закавказья, подвергшихся оползне- вым смещениям (Храмгэс, Сухумгэс, Самгори- гэс, Шаоригэс и др.). На основании этого контроля были осуще- ствлены эффективные мероприятия по обеспе- чению устойчивости сооружений ряда ГЭС, обеспечившие возможность нормальной их экс- плуатации. В результате исследований, проведенных лабораторией ПО' проблеме просадо-чносги, бы- ла выработана схема районирования террито- рии Закавказья по просадочности, произведена оценка и сделан выбор противопросадочных и ремонтно-восстановительных мероприятий и разработан способ защиты деривации, распо- ложенной на просадочных грунтах, от дефор- маций при их увлажнении путем поверхност- ного укр епления грунтов п ар афино-м азу гной смесью. Одновременно установлены закономерности процессов «скрытой» просадочности в грунтах различного генезиса и разнообразного харак- тера засоления.
МЕЛЬНИКОВ А. М. Директор института „Оргэнергострой“ РАБОТА ИНСТИТУТА ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ОРГАНИЗАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА «ОРГЭНЕРГОСТРОЙ» Строительство электростанций и линий электропередачи в шестой пятилетке получило особое значение и большой размах. С каждым годом увеличиваются выполняе- мые на энергетических объектах объемы строи- тельных и монтажных работ. Строители электростанций добились боль- ших успехов по вводу энергетических мощно- стей, однако в их работе имеются еще очень -сер ьезные недостатки, котор ы е п р ив од ят к удлинению сроков строительства и удорожа- нию его' стоимости. При наличии на строительных площадках большого количества механизмов значительная часть земляных работ (до 2,5% общего объ- ема) выполняется еще вручную. Выработка экскаваторов на 1 м3 емкости ковша на энергетических стройках не превы- шает 140 тыс. м3 в год, в то же время выработ- ка таких же экскаваторов на угольных разре- зах достигает 230 тыс. м\ а в некоторых слу- чаях доходит до 421 тыс. м3 в год. Годовая выработка продукции на одного рабочего на крупных карьерах и камнедро- бильных заводах Министерства электростанций меньше, чем на таких же предприятиях США, где эта выработка доходила в 1954 г. до 2 700 м3 в год. Очень велики еще затраты на возведение временных зданий и сооружений. Причиной этому является часто завышение проектной мощности производственных пред- приятий. Так, использование проектной мощности бетонных хозяйств за время строительства на Горьковской, Иркутской и Новосибирской ГЭС не превышало 50%, а на Куйбышевгидрострое производительность бетонных заводов достиг- ла 80% проектной только в один из дней пико- вой нагрузки. Стоимость бетонных и железобетонных ра- бот на стройках Министерства электростанций составляет в среднем 35% общей стоимости строительно-монтажных работ, а иногда до- ходит до 50—55%. Таким образом, решающим фактором сни- жения стоимости и сроков строительства ги- дротехнических сооружений является умень- шение стоимости бетонных ц железобетонных работ. На эти работы должно быть обращено особое внимание как проектировщиков, так и строителей. Эффективный способ укладки бетона в блок при помощи бетононасосов не нашел еще должного распространения на наших строй- ках. Так, если при помощи бетононасосов на Куйбышевской ГЭС было уложено 25%, а на Горьковской 11% общего объема бетона, то на других стройках такой способ почти не приме- нялся (Иркутская ГЭС — 0,04%, Сталинград- ская ГЭС —2%). Почти совершенно не применяется способ укладки бетона кабельными кранами, ставший на зарубежных стройках одним из основных благодаря его простоте и экономичности. Стоимость зимнего бетонирования значи- тельно выше, чем бетонирования в летних усло- виях. Несмотря на то, что укладка бетона в зимних условиях сейчас достигает 40% общего объема и будет в дальнейшем все время уве- личиваться в связи с разворотом гидротехни- ческого строительства в Восточной Сибири, прогресса в части улучшения способов зимне- го бетонирования мы не имеем. Основным ви- дом зимней укладки бетона является до, сих пор старый и дорогой метод термоса. Периферийный электропрогрев бетона, по- лучивший широкое распространение на Горь- ковской ГЭС, где он был основным способом, и положительно зарекомендовавший себя на 301
строительстве Куйбышевской ГЭС, где этим способом уложено свыше 40% зимнего бето- на, не находит еще широкого распространения на других стройках. Недостаточный обмен передовым опытом в области организации и механизации бетонных работ приводит к значительному удорожанию их и увеличению трудоемкости. Недостатки, имеющиеся на строительствах электростанций, говорят о недооценке роли организации производства работ на них. Во- просы организации работ не подняты еще у нас до уровня инженерной науки. Учитывая важность вопроса и в целях обеспечения разработки прогрессивных мето- дов организации строительства и монтажа гид- равлических и тепловых электростанций, элек- трических и' тепловых сетей и внедрения этих методов в энергетическое строительство, в кон- це 1955 г. в Куйбышеве создан Всесоюзный институт по проектированию организации энер- гетического строительства «Оргэнергострой» с научно-исследовательским сектором, с фи- лиалами в Москве, Ленинграде, Одессе и дру- гих городах, в районах крупного энергетиче- ского строительства. На институт «Оргэнергострой» возложено: разработка новых, прогрессивных методов производства работ, разработка типовых про- ектов производственных баз и подсобных предприятий и сооружений, разработка мето- дов добычи нерудных материалов, разработ- ка технологических правил и технических условий по производству работ, разработка за- даний на проектирование новых машин и обо- рудования для энергетического строительства, испытание опытных образцов в производствен- ных условиях, разработка вопросов экономики, сметных норм, проектирование автоматизации производственных процессов; техническая по- мощь строительствам в пуске и наладке ново- го строительного оборудования, подсобных предприятий и в освоении новых методов ра- бот, а также техническая информация по пе- редовому опыту энергетического строитель- ства. Институт и его филиалы приобрели спе- циализацию, в частности институт в Куйбыше- ве занимается вопросами организации гидро- энергетического строительства и комплексной механизации. Московский филиал института «Оргэнерго- строй» ведет работы главным образом в обла- сти строительства и монтажа тепловых стан- ций и линий электропередачи. Филиал ведет также исследовательские работы в области организации, ц производства гидротехнических и туннельных работ, ис- 302 пользования радиоактивных изотопов в строи- тельстве, гидравлики производства работ, гео- техники. Ленинградский филиал работает в основ- ном над вопросами монтажа гидравлического, теплового и электротехнического оборудования, разрабатывает новые строительные машины и установки по производству опор линий пере- дачи, труб, забивке свай, укладке бетона, при- способлений малой механизации Одесский филиал разрабатывает проекты типовых подсобных предприятий и различных передвижных установок. Все работы, выполняемые институтом «Орг- энергострой», доводятся до стадии, обеспечи- вающей реализацию их на строительствах электростанций, машиностроительных заводах или действующих электростанциях. Ряд работ института, выполненных за 4956—1957 гг. и заканчивающихся в настоя- щее время, дают большой технический и эко- номический эффект для строительных и про- ектных организаций. В настоящей статье приводятся краткие сведения по некоторым работам института. Работы в области гидроэнергетического строительства Армопанельные блоки для гид- ротехнического строительства. Возведение бетонных гидротехнических соору- жений с применением железобетонных плит- оболочек не позволяет освободить блок от большого количества арматурных ферм и па- кетов и не решает вопроса максимальной ме- ханизации укладки бетона в блоки. Армопанельные блоки, разработанные ин- ститутом «Гидропроект» совместно с Оргэнер- гостроем предусматривают включение рабочей арматуры в состав блока. Такое решение позволяет вместо применяе- мых в настоящее время армокаркасов, арма- турных ферм и армопакетов широко применять арматурные сетки, изготовленные механизиро- ванным путем. Применение армопанельных блоков весом до 40 т позволит значительно сократить сроки возведения гидротехнических сооружений, сни- зить расход арматуры и повысить качество и долговечность гидротехнических сооружений. Прогрессивные методы строи- тельства гидротехнических тун- нелей. Скорости проходки гидротехнических туннелей в настоящее время на многих строй- ках Министерства электростанций еще очень низки и не превышают 3- 4 м/сутки. Лишь некоторые стройки достигали в отдельные дни 6—9 м/сутки (Ладжануригэсстрой). В то же
время при строительстве Московского и Ле- нинградского метро были достигнуты скоро- сти до 10—12 м/сутки, а при строительстве зарубежных гидротехнических туннелей ско- рости 10—15 м/сути и являются обычными. Московским филиалом института рассмот- рены 43 примера проходки выработок в креп- ких породах в СССР и различных странах и на основании анализа примеров разработаны мероприятия и рекомендации по усовершен- ствованию организации строительства тунне- лей, производства буровзрывных и породоубо- рочных работ, а также по внедрению туннель- ных облицовок из сборных элементов. Разработанные мероприятия и рекоменда- ции позволят значительно ускорить проходку выработок и туннелей и соответственно снизить стоимость строительства туннелей. Щитовая опалубка массивных гидротехнических с о о> р у ж е н и й. Одним из трудоемких процессов при строитель- стве гидротехнических сооружений являются опалубочные работы. Несмотря на широкое применение плит-оболочек, объем деревянной опалубки, применяемой в настоящее время, еще очень велик. Так, только на Куйбышевгидро- строе было изготовлено1 деревянной опалубки (щитовой) 169,8 тыс. jw2. В то1 же время оборачиваемость деревянной опалубки очень низка, а стоимость ее весьма велика. Институтом разработано проектное задание конструкции многооборачиваемой деревянной щитовой опалубки. Новая конструкция опалубки проверена на опытном полигоне Оргэнергостроя в Горьком, одобрена Техническим советом Министерства электростанций и рекомендована для внедре- ния на опытном участке плотины Братской ГЭС. Проект конструкции пазов для затворов гидротехнических со- оружений из железобетонных плит. Ленинградским филиалом института «Оргэнергострой» разработана опытная пазо- вая конструкция, которая должна устранить недостатки существующих способов монтажа закладных частей металлоконструкций. Суть ее заключается в том, что закладные части соединены со специально изготовленны- ми железобетонными плитами, образуя жест- кую конструкцию. Пазовые конструкции пре- дусмотрено изготовлять секциями длиной 6 м. и устанавливать в блок бетонирования до на- чала укладки бетонной смеси. В настоящее время опытные образцы па- зовых конструкций применяются на строитель- стве Сталинградской ГЭС. Проектное задание улучшен- ного гидроагрегата. В процессе раз- работки требований Министерства электро- станций к турбинным и генераторным заводам Ленинградским филиалом Оргэнергостроя на основе изучения и обобщения отечественного и зарубежного опыта создания гидроагрегатов разработано 'конструктивное решение гидро- агрегата для напоров 15—30 м с рабочими ко- лесами диаметром 9,3 м, в котором устранены все основные недостатки существующих типов и применены наиболее прогрессивные решения, снижающие габариты и вес агрегата, упро- щающие его монтаж и позволяющие отказать- ся от сооружения закрытого машинного зала ГЭС. Подъемными механизмами являются коз- ловые краны, которые могут вводиться в ра- боту значительно ранее, чем мостовые краны зданий ГЭС. Освещение строительн о-м о н- тажных работ при строительстве гидроэлектростанций. Развитие гид- ротехнического строительства, необходимость производства работ в любое время суток, огромные территории строительных площадок, достигающие нескольких квадратных километ- ров, где одновременно производятся строитель- ные и монтажные работы, поставили перед проектировщиками и строителями новую проб- лему — проблему р ационального освещения строительных и монтажных работ. Институт разработал руководящие указа- ния, предусматривающие общее прожекторное освещение на инвентарных мачтах высотой 20—50 м. В руководящие указания включены разра- ботанные справочные данные и чертежи по ре- комендуемым методам освещения, конструкций осветительных установок, расчетные графики, типовые решения и другие материалы, необхо- димые для разработки проектов освещения. Применение фотограмметрии на строительстве. В связи с выполне- нием огромных земляных и скальных работ на крупных гидротехнических стройках и камен- ных карьерах вопросы контроля и учета этих работ приобретают большую важность. При- меняющиеся в настоящее время методы кон- троля с помощью теодолитной или нивелирной съемки очень громоздки и не позволяют бы- стро проконтролировать и учесть выполнен- ные работы. Институтом заканчивается в настоящее время работа, которая позволит с помощью фототеодолита и стереокомпаратора без состав- ления планов и профилей по наземным стерео- 303
снимкам быстро и точно определять объемы земляных и скальных выемок или насыпей. Новый способ уплотнения на- мывных земляных плотин. Институ- том совместно с трестом «Гидромеханизация» разработано предложение по новому способу уплотнения намывных песчаных грунтов ме- тодом гидропульсации. Технический совет Министерства электро- станций обсудил предварительные результаты лабораторных работ по предлагаемому спосо- бу уплотнения и предложил провести совме- стно с трестом «Гидромеханизация» опыты в производственных условиях. Работа в области строительства и монтажа тепловых электростанций Проекты организации работ при с т р о и т е л ь с тв е главных кор- пусов тепловых электростанций. Институтом разработан технический проект организации4 работ по строительству главного корпуса ГРЭС мощностью 600 тыс. квт и ТЭЦ мощностью 350 тыс. квт. Рассмотрены различные варианты разра- ботки котлована под здание ГРЭС, бетониро- вания монолитных бетонных и железобетонных конструкций (передвижными бетононасосными установками, башенными кранами ДКСМ-14П, автокранами с вибробадьей) и даны предложе- ния по методам монтажа сборных железобе- тонных элементов главных корпусов; разрабо- таны варианты монтажа с несколькими вида- ми грузоподъемных кранов. Для типовой электростанции 600 тыс. квт разработан стройгенплан, дающий наиболее це- лесообразное решение по организации строи- тельства. Проекты организации работ по монтажу новых мощных ко- тельных агрегатов. В 1956 г. был вы- полнен типовой технический ПОР по монтажу блочного котла производительностью 170— 230 т/ч. В проекте проработано конструктивное оформление блоков котла, исходя из требова- ний их монтажа, а также дана наиболее ра- циональная технология монтажа отдельных блоков. Работа выполнена на основании опыта монтажа блочных котлов на Ворошиловград- ской ГРЭС. Разработаны также проектные соображения по технологии монтажа котла ТП-90 Таганрог- ского' завода производительностью 540 т/ч, для вариантов котла с собственным каркасом и котла с каркасом, совмещенным ,со зданием котельной. 304 Разработана рациональная «схема последо- вательности монтажа блоков, а также кон- структивно проверены заводские и монтажные блоки с точки зрения возможности монтажа их, подъема заводки и т. д. Типовой проект крупноблочно- го монтажа станционных трубо- проводов тепловой электростан- ции. В выполненном институтом проекте имеется ряд новых прогрессивных технических и организационных решений, направленных на существенное ускорение и удешевление работ по сборке и монтажу станционных трубопрово- дов. Решение по единой технологии сборки паровых турбин крупной мощности на стенде завода и монтажной площадке. Разработка единой технологии сборки имеет целью достиг- нуть повторяемости результатов стендовой сборки и сборки при монтаже паровых турбин на электростанциях, объем которых составляет 12—45% общих трудозатрат на монтаж. В 1956 г. на Брянском машиностроитель- ном заводе была проведена экспериментальная проверка разработанных филиалом основных положений, определяющих возможность повто- рения результатов сборки турбин на стенде завода и монтаже. В результате этой проверки были выявлены основные причины, вызываю- щие подгоночные работы при монтаже. В текущем году проверка этого метода бы- ла проведена Оргэнергостроем на одной из московских ТЭЦ. Эта проверка подтвердила целеоообраз,ность применения предложенного способа. Основные положения по орга- низации производства строитель- но-монтажных работ на тепловых электростанциях. На основании опы- та работы строительно-монтажных организа- ций Оргэнергостроем разработаны основные положения по производству строительно-мон- тажных работ ПО' тепловым электростанциям, направленные на ускорение и удешевление строительства и монтажа. Руководящие указания помон- т а ж у тепломеханического обору- дования тепловых электростан- ций. Институтом разработан и выпущен ряд руководящих указаний по монтажу оборудова- ния, которые регламентируют работу монтаж- ных организаций в этой области и способ- ствуют внедрению прогрессивных методов организации и технологии монтажа: по мон- тажу паровых котлов и паровых турбин сверхвысоких параметров; по монтажу по- верхностей нагрева паровых котлов; по мон-
тажу вращающихся механизмов котельной; по сушке обмуровки при монтаже котлов и ряд Других. Институтом разработаны также технологи- ческие карты и монтажные формуляры по большому числу новых котлов и турбин, ре- гламентирующие технологию монтажа и тру- дозатраты и содержащие графики производ- ства работ. Работы в области строительства линий электропередачи и подстанций Институтом выполнен ряд работ по органи- зации и рационализации строительства линий электропередачи. К ним относятся: «Железобетонные подножники для анкерно- угловых опор ЛЭП 400 квт на угол 30°». Объем фундамента снижен в 9,5 раза, стои- мость сооружения — на 60%. Подножники внедряются на линии Бугульма — Златоуст. Подножники, разработанные и сооружен- ные на линии 220 кв Черепеть—Москва II, снизили количество бетона на трассе с 10 до 2,8 тыс. ж3. Сборность опор доведена до 94%. «Железобетонные одноцепные опоры ЛЭП 110 кв с треугольным расположением прово- дов». Предложенные проработки дают по срав- нению с опорами, применявшимися в строи- тельстве до 1957 г., уменьшение объемов зем- ляных работ до 40%, железобетона — до 50% , металла — до 12 %. На этих опорах осуществляются линии Бе- лев — Козельск, Зерновая — Веселый и др. Разрабатываются и уже внедряются на строительствах ЛЭП способы подъема метал- лических опор и монтажа проводов с приме- нением приспособлений малой механизации. Разработана с учетом зарубежного опыта новая конструкция металлической опоры 220 кв шарнирного типа на растяжках, которая была применена в 1956 г. на строительстве ЛЭП 220 кв Черепеть—Цементная. В результате применения этих опор экономия металла со- ставляет около 35 %, железобетона — 20 % и капитальных затрат—15%. Объем земляных работ на линии электропередачи сокращается на 40% и объем перевозимых грузов на 53%. Для изготовления этих опор требуются все- го два профиля угловой стали вместо 10— 15 профилей на прежних опорах. Ленинградским филиалом института скон- струирована машина для изготовления центри- фугированных напряженно армированных опор линий передачи напряжением 110 и 220 кв длиной 24 м. В настоящее время первый обра- зец такой машины изготавливается на Свир- ском механическом заводе. Проекты строительства подсобных предприятий Значительное количество работ выполнено по подсобным предприятиям и базам нерудных материалов. К ним относятся: «Передвижной бетоносмесительный завод непрерывного действия с автоматической дози- ровкой производительностью 60—120 м3/ч с работой в летних и зимних условиях». Внедрение этих заводов позволит снизить мощности стационарных заводов на крупных гидростроительствах, обычно плохо используе- мых из-за неравномерности графика бетонных работ. «Инвентарные автоматизированные бетон- ные заводы с бетономешалками по 425 л и це- ментные склады при них». «Проект автоматической поточной линии для сварки тяжелых арматурных пакетов». «Проектное задание на предприятия по обогащению песка и сортировке гравия произ- водительностью по 1 млн. ж3». (Утверждено Госстроем. Разрабатываются рабочие чер- тежи) . Выполняются проекты: «Установка и цех для изготовления напор- ных железобетонных труб диаметром 2,5 ж с предварительно напряженной арматурой». «Автоматизированные заводы железобетон- ных конструкций». Заканчивается работа по типовым решениям по строительству дорог на стройплощадках, включая сборное покрытие дорог. Выполнены проекты передвижных устано- вок: котельная на 4-осной платформе, водо- грейная котельная, бурозаправочные мастер- ские, передвижные насосные установки, ком- прессорная, передвижные бетоносмесительные и растворосмесительные установки, передвиж- ная кислородная установка, ацетиленовая стан- ция и др. Выполняется ряд работ по автоматизации подсобных предприятий. Работы по вопросам экономики Разработаны предложения о снижении стоимости сборных железобетонных изделий, изготовляемых промышленными и подсобными предприятиями МЭС. В результате выполнения настоящей темы освещены внутрихозяйственные резервы и раз- работаны рекомендации по снижению матери- альных трудовых затрат на обследованных 16 заводах и полигонах сборного железобетона МЭС. 20—1051 305
Разработаны предложения по снижению норм расхода цемента, металла, леса в энерге- тическом строительстве. В работе содержатся рекомендации по эко- номии основных строительных ‘материалов на строительстве гидравлических, тепловых элек- тростанций и линий электропередачи. «Развитие строительной индустрии и ее ра- циональное и территориальное размещение в Братском экономическом энергорайоне — круп- ного сосредоточенного строительства». В результате разработки темы рекомендует- ся наиболее рациональная структура размеще- ния крупных строительных организаций и про- изводственных баз в Братском районе. Тема принята и одобрена ВНИИС при Академии строительства- и архитектуры СССР. Техническая информация Для ознакомления широкого круга строи- телей, проектировщиков и работников научно- исследовательских институтов с прогрессивны- ми методами организации работ и другими техническими и экономическими достижениями передовых отечественных, а также зарубежных строек, Оргэнергострой издает сборник «Энер- гетическое строительство», информационные брошюры и письма. Кроме того, институт выпускает техниче- ские кинофильмы (например, перекрытие Вол- ги, Оби и Ангары, пропуск ледохода на строи- тельстве Новосибирской ГЭС, работа Сокскэго каменного карьера и др.), проводит совеща- ния и конференции по отдельным вопросам и организует постоянные и передвижные вы- ставки. Техническая помощь строительствам Главнейшей задачей института наряду с дальнейшей разработкой тематики является оказание строительствам технической помощи по освоению новых машин и новых прогрес- сивных методов работ, конструкций и мате- риалов. С этой целью институт организует специ- альные выездные бригады.
РАЗВИТИЕ ЭНЕРГООБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

ФЕРЕНЕЦ Л. М. Главный котельщик М, Ф. Институт „Оргэнергострой* РАЗВИТИЕ КОТЛОСТРОЕНИЯ Котельный агрегат является одним из основных элементов тепловой электростанции. Скорость сооружения станции, а также на- дежность ее работы и экономичность в боль- шой степени определяются качественными ха- рактеристиками котельного агрегата. Поэтому состояние отечественного котлостроения в на- шей стране оказывало и оказывает большое влияние на развитие и состояние энергетиче- ской базы нашей страны в целом. Совершенствуя конструкции котельных агрегатов и увеличивая их общую мощность, энергетики и котлостроители СССР обеспечи- вают непрерыв1ный рост энерговооруженности страны. Советский Союз получил в наследство от дореволюционной России слабо развитую про- мышленность и в том числе слабо развитое котлостроение. Паровые котлы изготовлялись большим ко- личеством неспециализированных общемашино- строительных заводов, которые, кроме котлов, выпускали большой ассортимент другого обо- рудования и машин. Многие из этих заводов принадлежали иностранцам или находились под влиянием многочисленных зарубежных фирм, и соответственно котельная продукция этих заводов отличалась большим разнообра- зием типов и модификаций. Однако всем этим типам и модификациям котлов было присуще одно общее свойство: все они, являясь очень металлоемкими и малоэко- номичными, имели небольшую паропроизводи- тельность и предназначались для получения пара низких с нынешней точки зрения пара- метров. Так, максимальная единичная паро- производительность котлов, выпускавшихся в дореволюционной Росси, не превышала 10— 20 т/ч, а давление и температура пара — со- ответственно 15 ата и 350° С. Общая мощность котлов, выпускавшихся в стране в течение года, была также небольшой: в 1913 г. напри- мер, суммарная поверхность изготовленных паровых котлов составила 19,1 тыс. м2. Значи- тельная доля потребности России в котлах покрывалась поэтому за счет импорта. Однако уже тогда отечественными инжене- рами был создан ряд передовых по тому вре- мени конструкций паровых котлов. Конструкция котлов, созданная, например, инженером, затем академиком В. Г. Шуховым в конце прошлого столетия, оказалась на- столько успешной, что выпускалась в дорево- люционной России, а затем в СССР номиналь- но до 1935 г., а по существу еще дольше; в несколько видоизмененной’ конструкции эти котлы выпускались вплоть до 1949 г. Первая мировая война 1914—1918 гг., не- смотря на вызванную ею увеличенную потреб- ность в энергетическом оборудовании, не изме- нила положения в котлостроении ни количе- ственно, ни качественно: общий ежегодный выпуск котлов остался приблизительно на уровне 1913 г., и конструктивное выполнение котлов осталось тем же. В последовавшие после Октябрьской рево- люции годы иностранной интервенции и граж- данской войны паровые котлы в нашей стране фактически не изготовлялись. Вновь изготов- лять паровые котлы отечественные заводы на- чали в восстановительный период, когда начался крутой рост производительности заво- дов. В 1925 г. был достигнут довоенный уро- вень производства паровых котлов, а в 1928 г. отечественная промышленность выпустила уже паровые котлы с суммарной поверхностью на- грева 87,9 тыс. м2. 309
Таким образом, 1926 г. может быть назван годом начала развития советского котлострое- ния: в этом году отечественные заводы начали выпускать котельной продукции больше, чем ежегодно выпускали заводы дореволюционной России. Однако периодом начала действительно мощного развития отечественного котлострое- ния является первая половина 30-х годов. В эти годы были созданы оригинальные отече- ственные конструкции мощных паровых котлов вплоть до производительности 200 т/ч на до- вольно высокие по тому времени параметры пара: 34 ата и 425° С. Было освоено серийное изготовление таких котлов. Импорт паровых котлов и вспомогательного котельного обору- дования в эти. годы был совершенно прекра- щен. Наконец, в эти годы был создан первый советский промышленный паровой котел на высокие параметры пара — прямоточный ко- тел системы Л. К. Рамзина (1933 г.) произво- дительностью 200 т/ч с параметрами пара 140 ата и 500° С, успешно' работающий до на- стоящего времени. Наряду с качественными сдвигами в отече- ственном котлостроении росла и мощность по- следнего: суммарная поверхность нагрева паро- вых котлов, изготовленных в 1932 г., состав- ляла уже 163,3 тыс. ж2, а в 1937 г.— 268,2 тыс. м2. Вторая половина 30-х годов и предвоенные годы вплоть до начала Великой Отечественной войны характеризуются наряду с дальнейшим ростом мощности промышленности улучшением качества отечественных конструкций паровых котлов. В эти годы создаются серийные одно- барабанные и прямоточные котлы со значи- тельно меньшим, чем прежде, удельным расхо- дом металла. Значительно повышается к. п. д., улучшаются гидродинамические и аэродинами- ческие характеристики котельных агрегатов. Заканчивается освоение и совершенствуется сжигание отечественных топлив, в том числе фрезерного торфа и антрацитового штыба, сжигание которого по существу не освоено ни в одной из других стран. Создаются унифици- рованные конструкции котельных агрегатов, пригодных после незначительных изменений для сжигания любого вида топлива. Предло- жена (проф. Э. И. Роммом) и внедрена, впер- вые в мире, новая схема организации водно- химического режима в котле — схема с ис- кусственным химическим перекосом, назван- ная схемой ступенчатого испарения, позже дополнительно усовершенствованная работни- ками ОРГРЭС с помощью применения так называемых выносных солевых отсеков. Внед- рение этой схемы принесло большую экономию 310 народному хозяйству, так как оно дало воз- можность применять для паровых котлов пита- тельную воду пониженного качества. Перечень улучшений, внедренных в практику советского котлостроения в течение этого периода, можно было бы продолжить. Наконец, в этот период был создан проект первого серийного барабанного котла высокого давления, который не был реализован в связи с наступлением войны. В период Великой Отечественной войны вы- пуск котлов отечественными заводами был по существу прекращен. Однако ряд новых кон- структивных решений, улучшающих характери- стику котлоагрегатов, был внедрен при уста- новке эвакуированного из западных районов страны котельного оборудования на Урале и в других районах СССР. Кроме того, силами строительно-монтажных площадок, в частности Красногорской ТЭЦ, был изготовлен ряд круп- ных прямоточных котлов среднего давления. Сразу же после окончания Великой Отече- ственной войны союзные котлостроигельные заводы приступили к созданию и широкому внедрению серийных котлов высокого дав- ления. Таганрогский котельный завод «Красный котельщик» (ТКЗ) разработал конструкцию и начал серийное изготовление двух типов бара- банных котлов высокого давления: котла типа ТП-230 паропроизводительностью 230 т/ч с параметрами пара (на выходе из котла) 100 ата и 510° С. (рис. 1), а также котла той же конструкции типа ТП-170 производитель- ностью 170 т/ч с теми же параметрами пара. Подольский машиностроительный завод имени Орджоникидзе (ЗИО) также разработал конструкцию и начал серийно изготовлять кот- лы высокого давления типа ПК-10 производи- тельностью 230 т/ч с давлением 100 ата и тем- пературой пара 510° С. Все эти типы котлов характерны широкой унификацией по топливу: для них пригодна широкая гамма отечественных топлив. Эти три типа котлов, а также разработан- ный ЗИО котел типа ПК-14, являющийся модификацией котла ПК-Ю, приспособленной для сжигания влажных топлив, в четвертой, а затем и пятой пятилетках получили очень широкое распространение и явились базой для перехода к новому этапу в советской энергети- ке, к сооружению тепловых электростанций вы- сокого давления. Кроме упомянутых типов котлов, в годы четвертой пятилетки ЗИО совместно с Бюро прямоточного котлостроения (ВПК) был соз- дан новый тип серийного прямоточного котла высокого давления — котел типа 67-СП паро-
Рис. 1. Серийный котел ТКЗ типа ТП-230-2, паропроизводительность 230 m/а, давление 100 ата, температура 510° С. 311
производительностью 230 т/ч с теми же пара- метрами пара, что и у серийных барабанных котлов высокого давления (рис. 2). Этот ко- тел, характеризующийся благоприятными ве- совыми и эксплуатационными показателями, находит все большее распространение. Он, кстати, явился первым отечественным прямо- точным котлом, оборудованным шахтными мельницами, а также первым прямоточным котлом, работающим на антрацитовом штыбе. В эти же годы в СССР была введена в строй первая полупромышленная котельная установка со сверхкритическими параметрами пара: на ТЭЦ Всесоюзного теплотехнического института (ВТИ) в 1949 г. был пущен спроек- тированный ВПК и ВТИ и изготовленный ЗИО прямоточный котел п аропроизводительностью 12 т/ч с давлением и температурой пара, рав- ными 300 ата и 600° С. Через 2 года после пуска этого котла на той же ТЭЦ ВТИ был пущен спроектирован- ный особым конструкторским бюро (ОКБ) Министерства электростанций и ВТИ и изго- товленный ЗИО полупромышленный барабан- ный котел на сверхвысокие параметры пара производительностью 20 т/ч с давлением 180— 200 ата и температурой пара 600° С. Опыт из- готовления и монтажа этих котлов явился первым этапом преодоления трудностей, свя- занных с внедрением сверхвысоких параметров пара, в первую очередь этапом освоения аусте- нитных сталей, обладающих рядом специфиче- ских свойств. Котлы эти успешно работают до настоящего времени; опыт их работы был использован для изучения эксплуатационных свойств новых марок сталей, в том числе аустенитных. Годы пятой пятилетки в котлостроении были годами дальнейшего увеличения выпуска паровых котлов. Росло также в эти годы число установок, а следовательно, и котлов высокого давления: мощность их за пятилетку увеличи- лась в 5,2 раза. К концу пятой пятилетки мощ- ность установок высокого давления составила уже 52,2% всей мощности тепловых электро- станций Министерства электростанций. Пятая пятилетка в котлостроении была так- же периодом дальнейшего совершенствования конструкций отечественных паровых котлов и начала внедрения промышленных котлов на сверхвысокие параметры пара. Таганрогский котельный завод совместно с Центральным котлотурбинным институтом (ЦКТИ) разработал конструкцию и в 1952 г. изготовил первый отечественный промышлен- ный барабанный котел типа ТП-240 производи- тельностью 240 т/ч при давлении 185 ата и температуре пара 550° С. Этот котел был пу- 312 щен на Черепетской ГРЭС — первой отече- ственной ГРЭС сверхвысоких параметров па- ра— в 1953 г. Позднее на этой ГРЭС был установлен еще ряд таких же агрегатов, успеш- но работающих и в настоящее время. Пуск этих котлов ознаменовал переход в отечественном котлостроении к новому эта- пу— этапу применения пара сверхвысоких параметров, при котором обеспечивается повы- шение термодинамической эффективности цик- ла такое же, как обеспечил переход со средних параметров (35 ата, 450° С) на высокие. Однако совершенствование паровых котлов в годы пятой пятилетки шло не только по ли- нии увеличения параметров пара. В эти годы энергетиками нашей страны были созданы, впервые в мире, новые типы паровых котлов — блочные котлы. Дело в том, что паровые котлы электро- станций до недавнего времени поставлялись заводами в виде отдельных мелких деталей, россыпью. Общее количество деталей мощного котла производительностью 230 т/ч доходит до 20—25 тыс. шт. Это приводило к тому, что на монтажной площадке большое количество деталей прихо- дилось перед установкой на фундамент котла предварительно собирать в крупные узлы-бло- ки, в связи с чем длительность сборки и мон- тажа котла очень затягивалась. Больше того, так как детали котлостроительными заводами отсылались не в сборе друг с другом и без предварительной контрольной сборки, некото- рая их часть имела иногда неправильные раз- меры и конфигурацию и на монтажной пло- щадке приходилось их. подгонять (обрезать, подгибать или перегибать, обрабатывать фаски на трубах и т. д.). Таким образом, на монтаж- ную площадку фактически переносилось до- изготовление деталей котлов. В некоторых случаях поставка деталей рос- сыпью была причиной потери деталей в пути, и такие детали приходилось на монтаже изго- тавливать вновь. Коллектив работников Министерства элек- тростанций предложил перейти на поставку котлов с заводов укрупненными узлами-бло- ками. Переход на поставку котлов с заводов бло- ками не только обеспечивает сокращение тру- доемкости и продолжительности работ на мон- тажной площадке, но одновременно также обеспечивает снижение общей трудоемкости работ по всему циклу «изготовление — сбор- ка — монтаж котла», так как один из этапов этого цикла — сборка — выполняется при этом не на монтаже, а на заводе, в условиях более высокой производительности труда, где сбор-
5 ка производится в более индустриальных усло- виях, специализированным персоналом, с боль- шим применением приспособлений, кондукто- ров и т. д., в закрытом помещении. На заводе больше возможностей организовать поток. Одновременно при этом улучшается и ка- чество сборки, а следовательно, и надежность работы электростанций. Подсчитано, что при переходе на блочную поставку котлов суммарные трудозатраты на 3ia
заводе и монтаже сокращаются на 15—25%. Кроме того, переход на изготовление котлов блоками позволяет государству значительно сократить расходы на строительство жилья и культурно-бытовых сооружений, так как их приходится строить для персонала, занятого сборкой, только 1 раз, на заводе, а не на каж- дой монтажной площадке электростанции. Таким образом, переход на блочную постав- ку мощных паровых котлов котлостроительны- ми заводами сулил народному хозяйству много- миллионную экономию при изготовлении и монтаже котлов и, что еще более важно, уско- рение ввода котлов в строй, а следовательно, и ускорение ввода новых энергетических мощ- ностей в стране. Однако существовавшие в то время кон- струкции мощных паровых котлов не давали возможности перейти на сборку узлов-блоков непосредственно на заводе. Поэтому упомяну- тым выше коллективом были созданы новые конструкции паровых котлов, блочных котлов, позволяющие изготавливать котел на заводе в виде небольшого количества (нескольких де- сятков) комплектных, законченных и испытан- ных узлов-блоков. Были разработаны конструк- ции двух блочных котлов: котла повышенного давления производительностью 90 т/ч и котла высокого давления производительностью 170 т/ч. Один из этих котлов — котел производи- тельностью 90 т/ч — был изготовлен в виде блоков на заводах Главпромэнергомонтажа Министерства электростанций. Блоки были пе- ревезены по железной дороге на Калининскую ТЭЦ-4. Котел был смонтирован за 24 рабочих дня и пущен в 1953 г. Позднее был изготовлен и пущен там же второй такой котел. Оба ’кот- ла успешно работают до сих пор. Практика изготовления, перевозки и монта- жа первого блочного котла подтвердила воз- можность создания конструкций блочных кот- лов и упомянутые выше преимущества блочной поставки котлов. В результате проведенной работы по блоч- ным котлам в 1954 г. было принято постанов- ление об организации на котлостроительных заводах страны с 1955 г. серийного производ- ства и поставки блочных котлов производи- тельностью 230, 170 и 75 т/ч. Согласно тому же постановлению Особым конструкторским бюро Министерства строи- тельства электростанций (ныне институт «Орг- энергострой») совместно с Таганрогским и Барнаульским котельными заводами в 1954 г. были разработаны конструкции блочных котлов указанных производительностей типов ТП-230Б, ТП-170Б и 75-39ФБ. 314 Барнаульский котельный завод в 1955 г. перешел на изготовление блочных котлов типа 75-39 ФБ производительностью 75 т/ч, и такие котлы смонтированы и работают на нескольких тепловых электростанциях. Практика изготов- ления и монтажа этих котлов еще раз подтвер- дила правильность предложения о переходе на блочную поставку котлов. В 1956 г. Таганрогский котельный завод также перешел на поставку блочных котлов типа ТП-230-Б производительностью 230 т/ч (рис. 3). Схема деления этого котла на завод- ские блоки показана на рис. 4, а на рис. 5—7 показаны некоторые заводские блоки этого котла в разные периоды изготовления и по- ставки. В конце 1955 г. институтом «Оргэнерго- строй» была разработана, в связи с переходом отечественного котл©строения на выпуск котлов высокого давления с повышенной (до 540° С вместо 510° С) температурой пара, с учетом полученного опыта, значительно улучшенная конструкция блочного котла производительно- стью 230 и 170 т/ч. На основе этого проекта Барнаульский котельный завод приступает к выпуску новых серийных блочных котлов этой паропроизводительности. Все разрабатываемые Таганрогским и Бар- наульским котельными заводами конструкции мощных и сверхмощных (см. ниже) паровых котлов проектируются теперь в виде блочных котлов. Прогресс в области котлостроения в годы пятой пятилетки не ограничивается началом применения сверхвысоких параметров пара и внедрением блочных котлов. Наряду с этим советские котлостроители и энергетики разра- батывают и внедряют ряд новых конструкций паровых котлов и их элементов. Так, в уже упомянутом котле типа ТП-230 Б, а также в разработанном на ЗИО барабанном котле типа ПК-19 применена не употреблявшаяся до сих пор для отечественных котлов высокого давления однобарабанная схе- ма котла, дающая значительную экономию металла, а также трудозатрат при изготовле- нии и монтаже котлов. Значительно снижается (до 120—150° С) температура газов, уходящих из паровых кот- лов, что наряду с достигнутыми успехами в области сжигания топлива приводит к повы- шению к. п. д. котлов. Коэффициент полезного действия ряда мощных котлов достигает 90% и более. В частности, при сжигании такого «трудного» топлива, как антрацитовый штыб, эксплуатационным персоналом ряда южных электростанций применено утепление воронок
Рис. 3. Котел типа ТП-230Б, паропроизводительностью 230 т/ч, давление 100 ата, температура 510е С.
Рис. 4. Схема деления котла на блоки. 1 — барабан котла; 2— крайние „блоки фронтового экрана; 3 — средние~блоки фронтового экрана; 4 —передние блоки бокового экрана; 5 — средние блоки бокового экрана; 6 — задние блоки бо- кового экрана; 7 — крайние блок'1 зад- него экрана; 9 — горелки; 10— блоки потолка и радиационного перегревателя; // — блоки I части конвективного пере- гревателя; 12 — блоки II части конвек- тивного перегревателя; 13 — пароохла- дители; 14— блоки 11 ступени экономай- зера; 15— блоки I ступени экономайзера; 16— блок воздухоподогревателя; 17 — блоки компенсаторов; 18— нижние пе- репускные короба; 19 — верхние пере- пускные короба; 20—газовый патрубок; 21 — блок питательной арматуры; 22 — боковые рамы портала топки; 23 — фрон- товая и задняя рамы портала топки; 24 — рама портала конвективной шахты; 25— главная потолочная балка; 26 — наклони й щит; 27 — боковые щиты;. 28 — задний шит; 29 — шит потолочного перекрытия; 30— помосты; 31—задние ко- лонны топки; 32— фронтовые_и угловые связи. Рис. 5. Блоки экранов в цеху завода. 316
Рис. 6. Блок бокового экрана в цеху завода. Рис 7. Блок экономайзера, прибывший на площадку электростанции. 317
в топках паровых котлов, что значительно сни- зило потери с недожогом и дало возможность довести к. п. д. котла при работе на этом топ- ливе до 90% и выше. Если вспомнить, что к. п. д. котлов на лучших сортах угля в доре- волюционной России не превышал 70%, стано- вится ясным, какое огромное количество топ- лива сэкономлено в народном хозяйстве нашей страны благодаря повышению экономичности работы паровых котлов. Улучшен в эти годы и ряд конструктивных элементов паровых котлов. У нескольких типов серийных котлов (ПК-19, ТП-230 Б), напри- мер, применена облегченная натрубная обму- ровка топки, внедрение которой сокращает рас- ход обмуровочных материалов для топок в 2— 2,5 раза и снижает стоимость обмуровки топки в 1,5—2 раза. Внедрение на ряде серийных кот- лов теплообменных элементов (экраны, эконо- майзеры, перегреватели, воздухоподогревате- ли, калориферы) из труб малого диаметра, существенно снизило расход металла на изго- товление котлов. Улучшены конструкции вну- трибарабанных устройств и внедрена промыв- ка пара питательной водой, что значительно повысило качество пара, вырабатываемого котлами. В эти же по сути годы началось внедрение в нашу энергетику новых высокоинтенсивных топочных устройств — циклонных топок как горизонтального типа, много лет назад предло- женного инж. Ковригиным (ЦКТИ), так и вер- тикального типа, разработанного работниками ВТИ. Внедрение этого способа сжигания топ- лива обеспечивает наряду с уменьшением габаритов топок паровых котлов повышение экономичности сжигания ряда топлив, а также большую степень улавливания золы в топке без выноса ее в последующие теплообменные элементы котла и атмосферу. В настоящее время изготовлен, монтирует- ся или пущен на электростанциях СССР ряд разных котлов с вертикальными и горизон- тальными циклонами, в том числе спроекти- рованный Всесоюзным теплотехническим ин- ститутом и институтом «Оргэнергострой» пер- вый в мире котел с циклонной топкой для антрацитового штыба. Производительность этого котла 230 т/ч, параметры пара 100 ата и 510° С. Оргэнергостроем и ВТИ разработана оригинальная конструкция котла производи- тельностью 270 т/ч с циклонной топкой, пред- назначенной для сжигания отходов каменных углей (рис. 8). Ряд таких котлов должен быть установлен на одной из тепловых электро- станций СССР. В этот же период был разработан и внедрен на электростанциях ряд новых эффективных 318 способов сжигания топлива, в частности спо- соб (ВТИ) ступенчатого сжигания тощих топ- лив, позволяющий улучшить экономичность и устойчивость процесса сжигания, а также спо- соб (ЦКТИ) сжигания по разомкнутому цик- лу очень влажных бурых углей. Последний способ дал возможность использовать в энер- гетике высоковлажные малокалорийные бурые угли, до того времени пропадавшие в виде от- ходов. Энергетиками нашей страны в это время был предложен и разработан ряд других меро- приятий, совершенствующих процессы, проис- ходящие в котле. К ним, например, относятся: применение подогрева воздуха паром в целях борьбы с коррозией воздухоподогревателей; предельно высокий подогрев воздуха и подача в топку топлива горячим воздухом для интен- сификации процесса горения; применение воз- духоподогревателей с промежуточным тепло- носителем газовых испарителей и др. Технология изготовления паровых котлов на заводах в эти годы также значительно улуч- шилась. В частности, работниками котлострои- тельных заводов совместно с работниками Института электросварки имени Патона был разработан способ электрошлаковой сварки, разрешивший трудную проблему изготовления барабанов большого диаметра для мощных котлов высокого давления. После освоения это- го метода котлостроительные заводы в состоя- нии изготавливать сравнительно просто бара- баны любых практически требующихся диа- метров для котлов на высокие и сверхвысокие параметры пара. Таким образом, годы пятой пятилетки отличаются значительным каче- ственным сдвигом в области развития отече- ственных конструкций паровых котлов. Годы текущей, шестой, пятилетки, в том числе прошедшие 1956 и 1957 гг., характери- зуются дальнейшим увеличением доли элек- тростанций высоких параметров, а следова- тельно, и паровых котлов этих параметров; в этом пятилетии более 90% всей вводимой мощности тепловых электростанций будет со- оружаться с котлами, работающими при вы- соких и сверхвысоких параметрах пара, т. е. при давлении 100—230 ата и температуре 540—610° С. Все же основным отличием текущих лет является, пожалуй, не расширение области установок с высокими параметрами пара и не дальнейшее совершенствование конструкций котлоагрегатов: этим отличались и годы пре- дыдущего пятилетия. Основной характерной чертой в отечественном котлостроении теку- щего времени является увеличение единичной мощности котельного агрегата.
23300 Рис. 8. Котел паропроизводительностью 270 т/ч, Принятое решение о строительстве в нашей стране мощных тепловых электростанций в ви- де блоков «котел—турбина» потребовало соз- дания конструкций котлов очень большой мощ- ности. Эту задачу советские котлостроители и энергетики начали решать уже с первых лет текущей пятилетки. давление 140 ата, температура 570° С с циклонной топкой. В 1956 г. конструкторы Таганрогского ко- тельного завода разработали проект барабан- ного парового котла производительностью 430 т/ч с параметрами пара 100 ата и 540° С. Котел этот изготовлен на ТКЗ в 1957 г. и в настоящее время работает на одной из оте- чественных электростанций. 319
42500 17000 Рис. 9. Котел паропроизводительностью 640 т/чт давление 140 ата, температура 570/570° С. 320
Рис. 10. Прямоточный котел паропроизводительностью 830 tn/ч при параметрах пара 315 ата и 655° С. 21—1051 3zl
В эти же годы советскими конструктора- ми — работниками ТКЗ, ЗИО, ЦКТИ и Орг- энергостроя разработан ряд проектов и других мощных котельных агрегатов, в том числе ба- рабанных котлов паропроизводительностью 540 и 640 т/ч, а также прямоточного котла паропроизводительностью 640 т/ч. В числе этих проектов институтом «Оргэнергострой» был разработан проект котла производительно- стью 540 д/Ч не имеющего несущего каркаса и подвешенного к несущим элементам здания котельной. Котлы этих мощностей должны изготавливаться отечественными котлострои- тельными заводами. Они будут вырабатывать пар с давлением и температурой, равными со- ответственно 140 ата и 570° С, а также будут оборудованы Промежуточными перегревате- лями, греющими пар до температуры также 570° С. Первые образцы этих котлов — прямоточ- ный котел паропроизводительностью 640 т/ч (ЗИО) и барабанный котел производительно- стью 540 т/ч уже изготовлены заводами. Один из новых котлов — барабанный котел произво- дительностью 540 т/ч, конструкция которого разработана ТКЗ и ЦКТИ — показан на рис. 9. Как видно из рисунка, котел имеет ориги- нальную, нигде до сих пор не применявшуюся Т-образную компоновку, обладающую рядом теплотехнических и конструктивных преиму- ществ. В конструкцию котла заложен также ряд других оригинальных решений, повышаю- щих надежность работы и прочие технико-эко- номические показатели котла. Упомянутые выше параметры пара (140 ата и 570° С) будут основными в отечественной теплоэнергетике в текущей пятилетке: наиболь- шее количество мощных котлов будет изготов- ляться именно на эти параметры пара. Однако будут строиться котлы и на большие пара- метры. Уже в 1956 г. Подольским машинострои- тельным заводом был изготовлен монтирую- щийся в настоящее время на одной из ураль- ских ТЭЦ прямоточный котел паропроизводи- тельностью 300 т/ч при параметрах пара 215 ата и 555° С. Московским отделением Центрального кот- лотурбинного института совместно с ЗИО раз- работан экскизный проект прямоточного ко- тельного агрегата паропроизводительностью 700 т/ч при давлении и температуре пара, рав- ных 315 ата и 655° С. Котел данной производи- тельности и данных параметров пара должен быть изготовлен в ближайшее время. В ближайшие же годы должен быть вве- ден в работу первый котел производительно- стью 830—850 т/ч при параметрах пара 315 ата и 655° С, а также ряд паровых котлов на параметры пара 250 ата и 585° С, произво- дительностью до 1 900 т/ч. Проекты этих котлов в настоящее время разрабатываются. В частности, институт «Оргэнергострой» и Всесоюзный теплотехни- ческий институт (совместно) разработали в первой стадии проекта принципиально но- вую конструкцию прямоточного котла паро- производительностью 830 т/ч с параметрами пара 315 ата и 655° С (рис. 10). Все это свидетельствует о том, что совет- ские энергетики — котельщики и котлострои- тели своевременно обеспечат создание сверх- мощных котельных агрегатов, необходимых для дальнейшего ускоренного развития энер- гетической базы нашей страны.
ЗИЛЬБЕРШТЕИН С. Л. Главный mурбанист ЛТ. Ф. института „Оргэнергострой* ПАРОТУРБОСТРОЕНИЕ От турбины 1 200 квт до агрегата 300 000 квт В дореволюционной России турбостроение находилось в самом зачаточном состоянии. Мощность самого крупного агрегата состав- ляла всего лишь 1 250 квт с начальными па- раметрами пара по давлению 12 ата и темпе- ратурой 300° С. Агрегат этот был (изготовлен в 1916 г. Петроградским металлическим заво- дом, тогда единственным заводом, который при весьма несовершенной технологии изго- товлял единичные стационарные паровые тур- бины небольшой мощности. К 40-летию Великой Октябрьской социали- стической революции паротурбостроение СССР получило широкое развитие. В 1952 г. на’Ленинградском металлическом заводе изготовлена и в 1953 г. на Черепетской ГРЭС введена в эксплуатацию турбина типа СВ К-150-1 мощностью 150 тыс. квт на началь- ные параметры пара 170 ата, 550° С с проме- жуточным перегревом на 520° С. Только спустя 2 года, в 1955 г., фирмой ВВЦ (Швейцария) была изготовлена и установлена на электро- станции Байсвайлер (ФРГ) первая по> мощно- сти в Западной Европе паровая турбина мощ- ностью 150 тыс. квт, но на параметры пара более низкие, а именно на начальное давление ПО ата и начальную температуру 535° С. В 1957 г. Ленинградский металлический за- вод к 100-летию со дня своего основания выпустил паровую турбину мощностью 200 тыс. квт, рассчитанную на начальные па- раметры пара 130 ата, 565° С с промежуточ- ным перегревом до 565° С. В Западной Европе агрегаты такой мощности и с такими парамет- рами еще не созданы, и лишь в США работа- ют станции с агрегатами по 200 тыс. квт. Советские турбиностроительные заводы обеспечили подавляющее количество' электро- станций СССР высококачественным отечествен- ным оборудованием. 21* В настоящее время в СССР создается тур- боагрегат мощностью 300 тыс. квт со сверхвы- сокими параметрами пара в соответствии с ди- рективами XX съезда КПСС. Довоенный этап Изготовление первой советской турбины на- чалось на Ленинградском металлическом заво- де в 1923 г. Этот первенец советского турбо- строения представлял собой агрегат мощностью 2 000 квт при 3 000 об/мин с начальными па- раметрами пара 11 ата и 300° С. В 1924 г. эта турбина была изготовлена и установлена с генератором завода «Электро- сила» на электростанции Карабашского завода. В 1924—1925 гг. ЛМЗ (единственный тогда в СССР завод, выпускавший стационарные па- ровые турбины для выработки электроэнергии) выпустил десять турбин общей мощностью 12,7 тыс. квт, а в 1925—1926 гг. было выпуще- но то же количество турбин, но на мощность 22,85 тыс. квт, в числе которых была первая турбина мощностью 10 тыс. квт, имевшая пол- ный подвод пара, одновенечную регулирую- щую ступень и пять активных ступеней дав- ления. В 1926—1927 гг. было уже выпущено 30 турбин суммарной мощностью 44 тыс. квт. Одновременно с повышением единичной мощности агрегата в период 1923—1927 гг. завод работал над повышением начальных па- раметров, и к 1927 г. давление пара перед стопорным клапаном турбины было доведено до 26 ата при температуре 375° С. В 1928 г., первом году пятилетки, на ЛМЗ было построено 27 турбин общей мощностью 100 тыс. квт, однако единичная мощность агре- гата все еще не превышала 10 тыс. квт. Быстрое развитие промышленности и необ- ходимость в связи с этим быстрого увеличения энергетической мощности настоятельно требо- 323
вали резкого увеличения единичной мощности агрегата. И вот в 1930 г. Ленинградский ме- таллический завод начал выпуск крупных по тому времени агрегатов мощностью 24 тыс. кет при 3 000 об/мин (типа ТН-165) на начальные параметры пара 26 ата, 375° С. В то время на основании работ ряда за- рубежных конструкторов, в частности глав- ного конструктора Брюннского завода (Чехо- словакия) Лезеля, считалось, что экономич- ность турбины- повышается при существенном снижении скорости пара, проходящего через проточную часть турбины, т. е. при значитель- ном снижении теплового перепада, приходя- щегося на одну ступень. Результатом этого было увлечение конструкциями турбин с боль- шим числом ступеней. Отражая эту тенденцию, многие турбострои- тельные фирмы (Брюннский завод, фирма Метрополитэн-Виккерс и др.) выпускали ак- тивные турбины с большим количеством сту- пеней. Выпущенная в 1930 г. Ленинградским ме- таллическим заводом турбина типа ТН-165 так- же отражала эту тенденцию и, будучи двух- цилиндровым агрегатом, имела 25 ступеней. В течение 1929—1930 гг. ЛМЗ довел свой выпуск до 43 агрегатов общей мощностью 210 тыс. кет, выпуская наряду с турбинами типа ТН-165 турбины меньшей мощности. В 1931 г. ЛМЗ выпустил крупнейший по тому времени турбоагрегат мощностью 50 тыс. кет при 1 500 об/мин (тип ТН-250) на начальные параметры пара 29 ата, 400° С. Конструкция этой турбины еще в большей ме- ре отражала упомянутую выше тенденцию и, будучи двухцилиндровым агрегатом, имела 40 ступеней: 24 ступени размещались в ци- линдре высокого давления и 16 ступеней — в цилиндре низкого давления. С выпуском турбин мощностью 24 тыс. кет при 3 000 об/мин и 50 тыс. кет при 1 500 об/мин ЛМЗ становится заводом крупно- го турбостроения. В этот же период (1930 — 1931 гг.) ЛМЗ начал самостоятельную разработку собствен- ных конструкций теплофикационных турбин, создавая тем самым базу развития теплофика- ции нашей страны. Как известно, комбинированная выработка тепла и электроэнергии приводит к существен- ному снижению расхода топлива. Давление пара, потребляемого промышленностью для технологических целей, а также пара, идущего на отопление и другие бытовые нужды, лежит в диапазоне 1,0—13,0 ата. Таким образом, этот пар с успехом может отбираться из соот- ветствующих ступеней турбины. Казалось бы, 324 это обстоятельство- настолько очевидно, что стремление к максимальной выработке элек- троэнергии на тепловом потреблении должно было бы стать повсеместным. Однако в капи- талистических странах, где потребление тепла обычно ограничивается потребностями пред- приятия, где установлена турбина, применение теплофикационных турбин и турбин с произ- водственным отбором не получило' широкого распространения. Советский Союз, используя преимущества плановой системы организации народного хозяйства, пошел собственным пу- тем. Состоявшийся в 1930 г. Всесоюзный съезд по теплофикации, а затем проходивший в июне 1931 г. пленум ЦК ВКП(б) принял ряд кон- кретных решений, направленных на максималь- ное развитие комбинированной выработки теп- ла и электроэнергии и по существу определив- ших судьбы развития теплофикации страны. Для выполнения этих решений потребова- лись совершенно новые типы машин, отличные от чисто конденсационных турбин. В решении этой проблемы большую и почетную роль сы- грал коллектив Ленинградского металлического завода, продолжавший к этому времени оста- ваться единственным в Союзе заводом, выпу- скающим стационарные паровые турбины. Начав свои конструктивные разработки теп- лофикационных агрегатов еще в конце 20-х го- дов, завод уже в 1931 г. выпустил первую тур- бину мощностью 12 тыс. кет на начальные параметры пара 26 ата и 375° С с производ- ственным отбором пара и противодавлением, а в 1933 г. — теплофикационную турбину типа АТ-25-1 мощностью 25 тыс. кет при 3 000 об/мин на начальные параметры 29 ата, 400° С с отбо- ром пара в количестве 100 т/ч при давлении 1,2—2,0 ата. Турбина типа АТ-25-1 явилась первой в мире теплофикационной турбиной мощностью 25 тыс. кет. Вплоть до Великой Отечествен- ной войны этот тип турбин был основным аг- регатом, решавшим большие задачи тепло- фикации страны. Вслед за турбиной АТ-25-1 ЛМЗ разрабо- тал конструкцию турбины с производственным отбором пара — турбину типа АП-25-1 мощ- ностью 25 тыс. кет при 3 000 об/мин и на на- чальные параметры пара 29 ата, 400° С. Коли- чество отбираемого пара 150 т/ч при давлении 7 ата. Поскольку ЛМЗ уже к 1931 г. стал заво- дом-изготовителем паровых турбин крупной мощности, к этому времени на заводе «Крас- ный путиловец», ныне Кировском, было орга- низовано изготовление стационарных паровых турбин мощностью 3 500, 4 000 и 12 000 кет. Турбины мощностью 3 500 кет при
Рис. 1. Колеса последних ступеней мощных советских турбин. <t>2905 3 000 об/мин, предназначенные для работы на начальных параметрах пара 10 ата и 350° С, представляли собой компактные, надежные аг- регаты. Турбины мощностью 4 000 квт изго- тавливались на начальные параметры пара 16 ата и 350° С. Это были турбины бесподваль- ного типа на 5 000 об/мин с редуктором, пони- жавшим число оборотов ротора генератора до 1 000 об!мин. В 1935 г. Кировский завод изго- товил первую бесподвальную теплофикацион- ную турбину мощностью 12 тыс. квт, а в 1938 г. он приступил к проектированию тур- бины мощностью 12 тыс. квт с двумя регули- руемыми отборами пара. Турбина эта начала изготовляться уже после окончания второй ми- ровой войны. Проектирование крупных конденсационных турбин мощностью 50 и 100 тыс. квт при 1 500 об/мин было начато в 1930 г. на Харь- ковском турбогенераторном заводе, который в 1934 г. вступил в строй действующих предприя- тий. Довоенные турбины ХТГЗ типов АК-50 и АК-100 при 1 500 об/мин работали с началь- ными параметрами пара 29 ата и 400° С. Регу- лирующая ступень выполнена в виде двухве- нечного колеса скорости. Парораспределение у этих турбин сопловое. Длина последней ло- патки составляет 782 мм при среднем диамет- ре 2 800 мм., Однако большого развития до войны стационарное паротурбостроение на ХТГЗ не получило, ввиду того что завод в те годы выпускал турбины других типов. В 1935 г. начал строить конденсационные турбины и турбины с отбором пара небольшой мощности Невский завод имени Ленина. Перед началом Великой Отечественной вой- ны вступил в строй Уральский турбинный за- вод. Наряду с этим коллектив Ленинградско- го металлического завода продолжал работы по изготовлению быстроходных паровых тур- бин крупной мощности. Как известно, основной трудностью выпол- нения такого рода машин является проблема создания надежной рабочей лопатки послед- ней ступени, могущей обеспечить большие объемные пропуски пара. Упомянутые работы коллектива конструкторов ЛМЗ обеспечили возможность окончательной отработки к 1937 г. рекордной по тому времени рабочей лопатки для 3 000 об/мин длиной 576 мм на среднем диаметре 1 756 мм. Эта рабочая ло- патка последней ступени позволила ЛМЗ в 1937 г. впервые осуществить одновальные агрегаты мощностью 100 и 50 тыс. квт на 3 000 об/мин. Это были выпущенные заводом в 1937— 1939 гг. турбины АК-100, АК-50 и АП-50 на начальные параметры пара 29 ата, 400° С и противодавление 0,04 ата. Все эти турбины являлись машинами предельной мощности. Турбина АК-ЮО-1 мощностью 100 тыс. квт выполнена в виде двухцилиндрового двухпо- точного агрегата с восьмью активными ступе- нями в цилиндре высокого давления и четырь- мя дублированными в каждом потоке ступеня- ми в цилиндре низкого давления. В результате того, что поток пара в ЦНД этой турбины раз- двоен, стало возможным для турбины мощно- стью 100 тыс. квт применить последние лопат- ки турбины мощностью 50 тыс. квт. Переход с 1 500 на 3 000 об/мин позволил заводу резко сократить удельный расход металла, приходя- щийся на 1 квт мощности. 325
Отечественное паротурбостроение после войны В период Великой Отечественной войны ле- нинградские турбостроительные заводы частич- но, а Харьковский турбогенераторный завод полностью эвакуированы были на восток, и естественно, разработка конструкций и выпуск новых машин были в значительной мере затор- можены. Тем не менее уже в эти тяжелые для стра- ны годы перед конструкторами паровых турбин была поставлена задача создания новых, более совершенных типов паровых турбин и в первую очередь турбин для высоких начальных пара- метров пара. Коллектив конструкторов ЛМЗ был эвакуи- рован в Н. Салду. Здесь в трудном 1942 г. началось проектирование серийных быстроход- ных паровых турбин крупной мощности на вы- сокие начальные параметры. Конструкторы и научно-исследовательские институты (ЦКТИ, ВТИ) уже к этому времени работали над соз- данием всесторонне обоснованных решений для принятия стандартных начальных параметров пара для электростанций. Проведенные в этой области исследования показали целесообраз- ность принятия начального давления равным 90 ата и начальной температуры 480—500° С. После окончания войны эти значения на- чальных параметров были утверждены в виде общесоюзного стандарта. Надо сказать, что ука- занные параметры, исходя из существовавшего в ту пору уровня металлургической базы, бы- ли максимальными для обеспечения изготовле- ния надежных серийных агрегатов. В то же время эти начальные параметры позволяли по- высить экономичность электростанций на 12— 15%' по сравнению с довоенными электростан- циями, строившимися на 29 ата и 400° С. В це- лях экономии легированных материалов, для турбин мощностью 12 тыс. квт и ниже обще- союзным стандартом предусматривались на- чальное давление 35 ата и начальная темпера- тура 435° С. В соответствии с общесоюзным стандартом коллектив ЛМЗ на основе вы- полненных еще во время войны работ, в пер- вые годы после войны осуществил изготовле- ние серии быстроходных паровых турбин высокого давления мощностью 25, 50 и 100 тыс. квт, которые сыграли важную роль в перевооружении нашей отечественной энер- гетики. ‘ Первый послевоенный пятилетний план (1946—1950 гг.) предусматривал невиданный размах энергетического строительства, энерго- машиностроения и как его составной части паротурбостроения. Намечая на пятилетие вы- пуск стационарных паровых турбин общей 326 мощностью свыше 9 млн. квт, пятилетний план 1946—1950 гг. предусматривал резкое увеличе- ние выпуска паровых турбин на высокие на- чальные параметры пара. В основном этими турбинами и должны были явиться турбины на начальные парамет- ры 90 ата и 500° С, а именно конденсационная турбина типа В К-100-2 мощностью 100 тыс. квт, конденсационная турбина типа ВК-50-1 мощ- ностью 50 тыс. квт, турбина с теплофикацион- ным отбором типа ВТ-25-4 мощностью 25 тыс. квт, турбина с производственным и теплофикационным отбором типа ВПТ-25-3 мощностью 25 тыс. квт и, наконец, конденса- ционная турбина типа ВК-25-1 мощностью 25 тыс. квт. В 1946 г. ЛМЗ выпустил первую в мире одновальную быстроходную турбину типа В К-100-2 мощностью 100 тыс. квт, ставшую базовым агрегатом в строительстве новых послевоенных и при расширении довоенных эл ектрост а н ци й. Вслед за этой турбиной была изготовлена турбина типа ВК-50-1 мощностью 50 тыс. квт. Как двухпоточыая двухцилиндровая турби- на типа В К-ЮО-2, так и одноцилиндровая одно- поточная машина типа ВК-50-1 являлись в то время турбинами предельной мощности для 3 000 об/мин и выполнение их в основном предопределялось созданием конструкторами ЛМЗ уникальной по тому времени рабочей ло- патки последней ступени. Лопатка эта имеет длину 665 мм при среднем диаметре рабочего колеса 2 000 мм. Далее, были созданы одноцилиндровые турбины с отбором пара' типов ВПТ-25-3 и ВТ-25-4 с отбором пара, ставшие после войны основными агрегатами при строительстве районных и промышленных ТЭЦ. Все турбины ЛМЗ из серии высокого дав- ления имеют роторы цельнокованые в части высокого давления; в них широко применены сварные конструкции, в том числе сварные диафрагмы. Следует отметить, что сварные диафрагмы ХТГЗ эффективно стал применять еще до войны, а ЛМЗ окончательно и с успе- хом перешел на применение сварных диафрагм в турбинах высокого давления. Цилиндр тур- бины ВК-50-1 в пределах средних и последних ступеней, а также цилиндр низкого давления турбины ВК-ЮО-2 выполнены сварными. Вы- хлопной патрубок во всех турбинах серии со- единяется с конденсатором с помощью сварки. Вскоре после окончания войны производ- ство стационарных паровых турбин, кроме ЛМЗ, возобновилось на ряде других заводов. Быстрыми темпами был восстановлен раз-
Рис. 2. Разрез турбины ЛМЗ типа В К-100-2 мощностью 100 000 квпг, 3 000 об / мин. рушенный фашистскими оккупантами Харьков- ский турбинный завод. Коллектив этого завода, накопивший до войны огромный опыт в конструировании и из- готовлении турбин специального назначения, сразу после окончания войны спроектировал и изготовил предвключенную турбину высокого давления типа ВР-25-1 мощностью 25 тыс. кет, назначением которой является надстройка станций средних параметров. Наряду с этим завод проделал огромную подготовительную работу к последующей раз- работке и изготовлению новых конструкций стационарных машин крупной мощности на высокие и сверхвысокие начальные пара- метры. В послевоенные годы значительное развитие получило' паротурбостроение на Уральском турбинном заводе, который пока выпускает турбины типа ВПТ-25 мощностью 25 тыс. кет по чертежам ЛМЗ, а в последнее время разра- ботал собственные конструкции турбин типов ВПТ-25-4, ВТ-25-5, ВК-25-2. Кроме того, кон- структоры завода после войны разработали новые проекты паровых турбин мощностью 12 тыс. кет. После войны вновь развернулось изготов- ление стационарных паровых турбин на Нев- ском машиностроительном заводе имени Лени- на. Кроме большой сетки чисто конденсацион- ных турбин и турбин с отбором пара мощ- ностью 1 500, 2 500, 4 000 и 6 000 кет для при- вода генераторов, завод возобновил изготовле- ние турбин для привода компрессоров мощ- ностью 4 000, 6 000, 9 000, 12 000, 14 000 и 18 000 кет. Следует отметить, что последняя турбина типа АКВ-18 по сравнению с анало- гичной турбиной американской фирмы Ингер- сол-Ренд имеет лучший к. п. д. Кировский завод после войны начал вы- пускать различные типы паровых турбин для сухогрузных и наливных судов. В настоящее время заводом выпускается паровая турбина для сухогрузного судна мощностью 19 000 л. с. Начатый строительством после войны Ка- лужский турбинный завод сейчас находится в строю действующих предприятий и выпу- скает весьма большую гамму (свыше 30 типо- размеров) паровых турбин различных типов и мощностей для нужд промышленной энерге- тики. Конструкции всех этих многочисленных типов турбин разработаны молодым способ- ным коллективом конструкторов завода. Наконец, в 1951 г. начато' изготовление па- ровых турбин на Брянском паровозостроитель- ном заводе, который наряду с турбиной типа АПТ-12 наладил изготовление турбин типа ВТ-25-4 мощностью 25 тыс. кет по чертежам ЛМЗ. Большой размах после войны получила деятельность многих научно-исследовательских проектных и учебных институтов и конструк- торских бюро, работы которых вместе с завод- скими бюро и лабораториями внесли немалый вклад в дальнейшее развитие отечественного турбостроения. В этом ряду находятся ЦКТИ, ВТИ, БПИ, ХПИ, МЭИ, ТЭП, ОКБ, Оргэнергострой, ОРГРЭС. Идя по пути дальнейшего повышения на- чальных параметров и единичной мощности, коллектив конструкторов ЛМЗ в 1951 г. под руководством проф. М. И. Гринберга скон- струировал новую уникальную турбину типа 327
Рис. 3. Разрез турбины ЛМЗ типа СВК-150 мощностью 150 000 квт, 3 000 об/мин. СВК-150-1 мощностью 150 тыс. квт на сверх- высокие начальные параметры 170 ата, 550° С. Турбина эта изготовлена заводом в 1952 г., и в настоящее время три таких агрегата нахо- дятся в нормальной эксплуатации на Черепет- ской ГРЭС. Турбина СВК-150-1—трехцилиндровый аг- регат с двухстенным цилиндром высокого дав- ления. Турбина СВК-150-1, как отмечалось выше, явилась первым в Европе агрегатом как по ве- личине мощности, так и по уровню начальных параметров пара. Значительная часть узлов этой турбины выполнена из стали аустенитного класса. Про- веденные испытания показали, что этот агре- гат экономичнее турбины В К-ЮО-2 на 11%. Далее, ЛМЗ, использовав опыт конструи- рования и изготовления турбины СВК-150-1, создал турбину типа СВР-50 мощностью 50 тыс. квт на начальные параметры 220 ата, 550° С с противодавлением 34 ата. Эта турби- на создана как предвключенный агрегат, с по- мощью которого можно надстраивать электро- станции среднего давления (29 ата, 400°С). Надстройка этой турбиной электростанции среднего давления повышает экономичность станции примерно на 20 %!. В соответствии с генеральным планом теп- лофикации ЛМЗ сделал следующий шаг в из- готовлении теплофикационных турбин и в 1956 г. выпустил турбину типа ВПТ-50-2 мощностью 50 тыс. квт с двумя регулируемы- ми отборами пара (производственным и отопи- тельным) на начальные параметры пара 90 ата, 536° С. 328 Паротурбостроение в шестом пятилетии Принятые в мае 1955 г. решения правитель- ства поставили перед отечественным паротур- бостроением крупнейшие задачи по созданию совершенно новых типов мощных турбин на сверхвысокие и сверхкритические параметры пара, а также по модернизации всех выпускае- мых ныне типов турбин высоких параметров., главным образом с целью повышения эконо- мичности этих агрегатов. В соответствии с этими решениями наши ведущие > турбостроительные заводы — ЛМЗ, ХТГЗ и УТЗ — совместно с научными и проектными институтами. выполнили огромную' работу по проектированию и подготовке к вы- пуску турбин новых образцов, которые па своим основным показателям представляют следующую ступень в развитии отечественно- го турбостроения. В результате этих работ уже в 4957 г. наши заводы в основном закончили выпуск двух новых типов турбин. В декабре 1957 г. ЛМЗ заканчивает изго- товление турбины типа ПВК-200 мощностью 200 тыс. квт на параметры пара 130 ата„ 565/565° С, а ХТГЗ —турбину типа ПВК-15О мощностью 150 тыс. квт на 130 ата, 565/565° С. Турбина ПВК-200 запроектирована без при- менения аустенитных сталей, что в значитель- ной мере удешевляет ее по сравнению с пер- выми образцами СВК-150-1, а также упрощает ее изготовление и эксплуатацию. Турбина ПВК-200, будучи, как и СВК-Ц трехцилиндровым агрегатом, короче СВК-150-1 примерно на 2 м и длина ее составляет 18,5 м- Цилиндр высокого давления турбины выпол-
Рис. 4. Разрез турбины ХТГЗ типа ПВК-150 мощностью 150 000 квту 3 000 об/мин. нен одностенным; цилиндр низкого давления является двухпоточным; каждый поток имеет полуторный выхлоп, который осуществлен с помощью последней лопатки длиной 765 мм при среднем диаметре 2 100 мм и двухъярус- ной предпоследней лопатки длиной 740 мм на среднем диаметре 2 090 мм. Новым в кон- струкции этой турбины наряду с другими эле- ментами является то, что в отличие от обычных конструкций ЛМЗ все роторы агрегата соеди- нены жесткими муфтами и один опорно-упор- ный подшипник размещен между цилиндрами высокого и среднего давления. Турбина ПВК-150 ХТГЗ в отличие от ПВ К-200 ЛМЗ осуществлена в двух цилиндрах и представляет собой рекордно короткий для данного класса турбин агрегат (14,3 м). Ци- линдр высокого давления осуществлен двух- стенным; цилиндр низкого давления выполнен двухпоточным. Каждый из двух потоков имеет один выхлоп, осуществленный с помощью по- следней лопатки длиной 780 мм при среднем диаметре 2 100 мм. Как и турбина ПВК-200 ЛМЗ, турбина ПВК-150 ХТГЗ выполняется целиком на базе сталей перлитного класса. Принятые в этих типах турбин конструк- тивные решения, а также предусмотренный промежуточный перегрев пара до начальной температуры и увеличение числа регенератив- ных отборов до семи-восьми ставят эти тур- бины по их конструктивно-расчетной схеме на уровень лучших зарубежных образцов сопо- ставимых параметров. Экономичность турбин типа ПВК-200 и ПВК-150 на 12—15% выше турбин ВК-ЮО-2. • В 1957 г. ХТГЗ изготовил для Придне- провской ГРЭС первые две турбины типа ВКТ-100 мощностью 100 тыс. квт на началь- ные параметры 90 ата, 535° С. В этих турбинах ХТГЗ осуществил совершенно новую, аэроди- намически отработанную проточную часть. До этого коллектив конструкторов ХТГЗ полностью модернизировал проточную часть выпускавшейся ранее заводом предвключенной турбины ВР-25 и, переработав ряд других узлов, по существу создал новую пердвклю- ченную машину ВРТ-25 мощностью 25 тыс. квт на начальные параметры 90 ата и 535° С. В течение последних 2 лет Ленинградским металлическим заводом выполнены проекты полной модернизации конденсационных турбин мощностью 100 и 50 тыс. квт (ВК-100-6 и В К-50-3), а также создан проект новой турби- ны типа ПВК-Ю0 мощностью 100 тыс. квт на начальные параметры пара 130 ата, 565° С с промежуточным перегревом до 565° С. В бли- жайшее время ЛМЗ начнет выпуск турбин с двумя регулируемыми отборами типа ВПТ-50-3 мощностью 50 тыс. квт на начальные параметры 130 ата и 565° С. В работе по модернизации всех выпускае- мых ныне турбин серии высокого давления зна- чительное место занимает Уральский турбин- ный завод, который в короткие сроки разрабо- тал проекты полной модернизации всей серии выпускаемых ныне турбин высокого давления мощностью 25 тыс. квт. Созданные этим заво- дом проекты новых турбин—ВПТ-25-4^ ВТ-25-5 и ВК-25-2 — разработаны с использо- ванием всех современных достижений аэроди- намики проточных частей и должны обладать 329
экономичностью на 4—6% выше по сравнению с ныне выпускаемыми турбинами типов ВПТ-25-3, ВТ-25-4 и ВК-25-1. Новым в конструкциях современных отечественных турбин, включая турбины 200 тыс. кет, является то, что они обеспечи- вают повышение поставочной блочности, рацио- нализацию и индустриализацию монтажа, соз- данные в результате работ, выполненных ин- ститутом «Оргэнергострой» и б. ОКБ МЭС со- вместно с заводами и монтажными организа- циями. Следует отметить тот факт, что ведущие турбостроительные заводы ЛМЗ и ХТГЗ уже работают над созданием проектов турбин мощностью 300 и 600 тыс. кет на сверхкрити- ческие параметры пара, с двумя промежуточ- ными перегревами. Уникальная турбина мощ- ностью 300 тыс. кет на начальные параметры пара 300 ата и 650°С должна быть построена уже в текущем пятилетии. Преддверием к этой турбине будет являться предв!ключен- ная турбина типа СКР-100 на начальные пара- метры пара 300 ата, 650° С с промежуточным перегревом до 565° С, проект которой разра- ботан коллективом ХТГЗ. В отечественном паротурбостроении достиг- нуты большие успехи. Тем не менее задачи, стоящие перед турбостроителями нашей стра- ны, исключительно велики. Дальнейшее повы- шение экономичности агрегатов, увеличение их единичной мощности, полная автоматиза- ция управления агрегатами, отработка вопро- сов, связанных с надежной работой блока «котел — турбина — генератор» — вот далеко не полный перечень проблем, требующих про- ведения больших научно-исследовательских, конструкторских и проектных работ и боль- шого напряжения творческих сил всех наших турбостроителей. И нет сомнений в том, что многочисленный отряд советских турбостоои- телей, воспитанных Коммунистической пар- тией, успешно справится с этимц задачами и даст новые вклады в технический прогресс нашей энергетики.
БЕРКОВСКИЙ А. М. Групповой инженер ОТ И „Тепло проекта* ГРИНШПУН П. к. Начальник отдела Управления комплектования оборудования МЭС ОСВОЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Значительная часть электростанций цар- ской России принадлежала иностранным кон- цессионерам. Они не были заинтересованы в развитии русской электропромышленности и необходимое оборудование вплоть до электро- установочных изделий завозили из-за границы. Обстановка первой мировой войны вынуди- ла русских промышленников приступить к соз- данию нескольких предприятий по производ- ству простейших электрических машин и аппаратов. Фактически перспективы создания и разви- тия электропромышленности, находящиеся в тесной связи с развитием энергетического хо- зяйства, возникли в нашей стране лишь после Великой Октябрьской социалистической рево- люции и особенно с принятием плана ГОЭЛРО. Осуществление возникших задач было сложно, однако трудности были преодолены, и своя отечественная электропромышленность была создана. Синхронные генераторы и компенсаторы После Октябрьской революции первые крупные по тому времени турбогенератор 500 кет и гидрогенераторы 4 000 и 7 000 квт были изготовлены соответственно в 1924 и 1926 гг., в конце восстановительного периода народного хозяйства страны. За прошедшее после этого время электромашиностроение ги- гантски выросло. В 1957' г. выпуск турбогене- раторов планировался в 4 165 тыс. кет и гидрогенераторов — 1 570 тыс. кет. В настоя- щее время генераторостроением занимаются ряд заводов: «Электросила», Харьковский электротепловозный (ХЭТЗ), Новосибирский турбогенераторный (НТГЗ), «Уралэлектроап- парат» (Свердловск), Лысьвенский турбогене- раторный (ЛТГЗ). Для лучшего использова- ния производственных мощностей и увеличе- ния производства синхронных генераторов и компенсаторов заводы профилированы. Непрерывный рост производства и потреб- ления электроэнергии в стране предъявлял все возраставшие требования по выпуску синхрон- ных генераторов и компенсаторов как по сум- марной мощности, так и по укрупнению еди- ничных мощностей машин. Прогресс в строительстве турбогенераторов и гидрогенераторов предельной мощности за указанный период характеризуется данными табл. 1. Таблица 1 Турбогенераторы 3 000 об!мин Гидрогенераторы Год выпуска Предельная мощность, тыс. квт Год выпуска Предельная мощ- ность, тыс. квт 1924 0,5 1926 4,0 и 7,0 1927 5,0 1932 24,0 1928 10,0 1936 62,0 1930 24,0 1940 55,0/62,5 об/мин 1931 50,0 1954 105,0/68,2 об/мин 1938 100,0 1952 150,0 1958 200,0 В настоящее время проектируются и подле- жат выпуску до 1960 г. турбогенераторы мощ- ностью 300 тыс. кет и гидрогенераторы 200 тыс. квт. Синхронные компенсаторы 37,5 и 75 тыс. квар стали типовыми для установки в крупных энергохозяйствах. Рост единичных мощностей турбогенерато- ров мог быть осуществлен только за счет про- гресса в конструкциях машин, улучшения каче- ства применяемых активных и изоляционных материалов, а также системы охлаждения ма- шин. Значительную роль сыграло внедрение в 1946 г. (турбогенератор 100 тыс. квт для Сталиногорской ГРЭС) водородного охлажде- ния машин, что повысило к. п. д. турбогенера- торов примерно на 1%, позволило снизить удельный расход активных материалов 331
(кг/квт) на 25—30% и увеличить предельную мощность турбогенераторов до 200—300 тыс. квт и выше. В настоящее время, как правило, все турбо- генераторы мощностью 25 тыс. квт и выше, а синхронные компенсаторы 37,5 тыс. квар и выше, выпускаются только с водородным охлаждением. Ведутся работы по- переводу ряда действую- щих на электростанциях турбогенераторов с водородным охлаждением на повышенное давление (0,5 ати) и проектируются новые с давлением до 2—3 ати. При повышенном давлении водород обла- дает лучшими термодинамическими свойства- ми, что значительно улучшает охлаждение ма- шины и дает возможность повысить использо- вание активных материалов на 14—20%. Особое значение в повышении предельной мощности турбогенераторов имеет внедрение непосредственного охлаждения меди обмоток ротора струей водорода, а статора — струей водорода или жидкости (вода или масло), про- пускаемых через внутренние каналы в меди стержней. При этом давление водорода в кор- пусе турбогенератора повышается до 2—3 ати. Такое охлаждение будет применено в проектируемых заводами «Электросила» и ХЭТЗ турбогенераторах 200 и 300 тыс. квт. Конструкция турбогенератора завода «Элек- тросила» предусматривает для машины 200 тыс. квт многоструйную систему забора ротором водорода из межстального промежут- ка и выброса в него нагретого водорода, с обычным водородным охлаждением статора. Конструкция завода ХЭТЗ основана на нагне- тании водорода высоконапорным вентилято- ром в стержни обмоток с торцом и выбросе его в середину межстального промежутка. Для ох- лаждения обмоток статора проектируется продувание обмоток из торца в торец водоро- дом или циркуляцией воды. Для накопления опыта производства и экс- плуатации на 2-й Ленгэс установлен и рабо- тает опытный турбогенератор завода «Электро- сила» 30 тыс. квт с внутренним охлаждением меди обмоток ротора и изготовляется опытный турбогенератор такой же мощности с внутрен- ним охлаждением обмоток ротора водородом и меди обмоток статора — водой. По сравнению с обычным водородным охлаждением внутренее охлаждение меди об- моток дает возможность увеличить почти вдвое мощность машины при той же затрате актив- ных материалов и тех же габаритах машины. Применение внутреннего охлаждения обмо- ток турбогенератора требует значительного повышения тока возбуждения (почти в 2— 332 2,5 раза), следовательно и мощности возбуж- дения. Для машин предельной мощности при 3 000 об/мин уже не представляется возмож- ным использование машин постоянного тока в качестве возбудителя. Поэтому на валу про- ектируемых турбогенераторов 200—300 тыс. квт будут устанавливаться генераторы пере- менного тока 500 периодов в секунду, имею- щие стальной ротор без обмоток, ток кото- рого после выпрямления в отдельно стоящем сухом выпрямителе подводится к кольцам об- мотки возбуждения машины. С ростом единичных мощностей турбогене- раторов повышается и генераторное напряже- ния машин. Турбогенераторы до 50 тыс. квт выполняются на 10,5 кв, 100 тыс. квт—на 13,8 кв, 150 тыс. квт — на 18 кв. Проектируе- мые машины 200 тыс. квт выполняются заво- дом «Электросила» на 11 кв, а заводом ХЭТЗ — на 15,75 кв, в то время как машины 300 тыс. квт проектируются на 18 кв. По решениям XIX и XX съездов КПСС удельный вес гидроэлектрических станций в общей энергетике страны должен непрерывно повышаться, что накладывает на электромаши- ностроение большую ответственность по вы- пуску мощных гидрогенераторов. Так как большинство гидростанций нашей страны — низконапорные, для них произво- дятся главным образом тихоходные гидро- агрегаты с вертикальным валом, имеющие очень большие габариты. Это требует наличия на заводах специальных уникально крупных станков для обработки крупных деталей и мощных грузоподъемных средств в цехах. Как указывалось выше, еще в 1938 г. заводом «Электросила» был выпущен крупнейший в мире гидрогенератор, установленный на Щербаковской ГЭС, мощностью 55 тыс. квт (68,75 тыс. ква), весом около 1 200 т, с на- ружным диаметром около 14 м и давлением на подпятник 2 100 т. Практика гидрогенера- торостроения за границей лишь в последние годы подошла к строительству тихоходных агре- гатов с параметрами, близкими к указанным. Дальнейшее развитие строительства гидро- станций требует изготовления еще более круп- ных агрегатов. Для удовлетворения этих неотложных тре- бований электромашиностроение в содружестве с научно-исследовательскими институтами страны, на основе обобщения опыта эксплуата- ции крупных гидрогенераторов в энергосисте- мах, решает новые научно-технические задачи для повышения надежности и экономичности работы гидрогенераторов. К этим задачам от- носятся: рациональная компоновка агрегата
для снижения ©do габаритов по высоте, повы- шение использования активных материалов, повышение статической и динамической устой- чивости при работе на длинные линии электро- передачи, совершенствование подпятников и системы вентиляции, а также системы возбуж- дения. Основной наиболее экономичной кон- струкцией тихоходных гидрогенераторов яв- ляется зонтичный тип с его модификациями, с подпятником, расположенным на крышке гидротурбины, и направляющим подшипником в верхней крестовине генератора. В таком кон- структивном решении выполнен крупнейший в мире гидрогенератор Куйбышевской ГЭС 105 тыс. квт (123,5 тыс. ква), 68,2 об/мин. За последние годы проведены большие экспериментальные исследования крупнейших в стране гидрогенераторов (ДнепроГЭС, Щер- баковская ГЭС, Верхне-Свирская ГЭС, Фар- хадская ГЭС, Цимлянская ГЭС), которые позволили наметить пути улучшения вентиля- ции проектируемых гидрогенераторов с исполь- зованием напорного действия полюсов рото- ра в дополнение к основной вентиляции, что в совокупности улучшает распределение пото- ков воздуха по ветвям пропорционально вы- деляющимся потерям. Так как гидростанции обычно располагают- ся вдали от мест потребления энергии и поэто- му связаны с ними длинными линиями электро- передачи, то в этих условиях гидрогенераторы и их поведение играют существенную роль в обеспечении статической и динамической устойчивости энергосистем. В связи с этим такие гидрогенераторы должны иметь пони- женную величину реактивных сопротивлений и быстроотзывчивую систему возбуждения с повышенными потолком и скоростью нара- стания возбуждения. Этими свойствами и обладают гидрогене- раторы Куйбышевской ГЭС. Возбудительная система первых десяти гидрогенераторов этой станции сверх основного возбуждения на !/2— 7з потолочного напряжения снабжена последо- вательно включенным быстроходным вольто- добавочным агрегатом с быстродействующими автоматическими регуляторами с усилителями. Последующие агрегаты Куйбышевской ГЭС впервые в мире снабжаются ионным возбуж- дением при помощи ртутных выпрямителей с сеточным управлением. Система ионного возбуждения в 1953 г. прошла успешно испытания в эксплуатацион- ных условиях на одном из генераторов Щер- баковской ГЭС и показала ценные качества, превышающие возможности любой электро- машинной системы в части максимальных форсировочных способностей. Это, например, для Куйбышевской ГЭС дает увеличение ди- намической устойчивости не менее чем на 4-5%. Кроме того, по данным треста «Электро- привод» ионное возбуждение дает экономию на каждом гидрогенераторе Куйбышевской ГЭС около 800 тыс. руб. за счет устранения дорогостоящей системы машинного возбужде- ния прежнего типа. Оно же дает значительное снижение расхода цветных и черных метал- лов, упрощение и повышение надежности в эксплуатации системы возбуждения. В настоящее время все синхронные компен- саторы 75 тыс. квар, устанавливаемые на приемных концах мощных линий передачи 520 кв, должны также снабжаться ионным возбуждением для повышения устойчивости системы. Силовые трансформаторы Началом советского специализированного трансформаторостроения следует считать 1928 г. — год вступления в строй действующих предприятий электропромышленности Москов- ского трансформаторного завода (МТЗ). До 1928 г. трансформаторы в небольших количествах производились на заводах «Элек- тросила», «Динамо» и ХЭМЗ. Это были мел- кие трансформаторы с высшим напряжением до 10 кв. В 1926 г. максимальная мощность трансформаторов, выпущенных на этих заво- дах, составляла 7,5 тыс. квт с высшим напря- жением 35 кв. Каждый из заводов выпускал трансформаторы своих конструкций. Унифика- ции типов и серий не было. Технический уро- вень трансформаторов был невысоким. С вступлением в строй МТЗ трансформа- торостроение в СССР становится на путь спе- циализированного производства. Создаются кадры специалистов — конструкторов и про- изводственников; неуклонно совершенствуются конструкции трансформаторов и отдельных узлов; разрабатываются новые типы и серии трансформаторов в возрастающих классах мощностей и напряжений; соответственно с требованиями энергетического хозяйства раз- рабатываются и внедряются стандарты на трансформаторы. В ходе совершенствования конструкций трансформаторов стандарты под- вергаются пересмотру. В результате всех разработок и производ- ственных мероприятий уже в предвоенные го- ды был достигнут относительно высокий техни- ческий уровень трансформаторостроения, обес- печивавший надежную эксплуатацию отече- ственных трансформаторов. В годы Великой Отечественной войны в свя- зи с рядом трудностей в обеспечении производ- 333'
ства трансформаторостроители были постав- лены перед необходимостью вынужденных ре- шений, упрощающих конструкции. Некоторые из этих решений после войны были отменены, часть их оказалось целесообразмым сохранить и после войны, как обеспечивающих более эко- номичные конструкции без ущерба для экс- плуатационной надежности. Развитие трансформаторостроения в до- военный и военный периоды с точки зрения освоения шкалы мощностей и напряжений ха- рактеризуется данными табл. 2 и 3. Таблица 2 Развитие трансформаторостроения (по шкале напряжений) Год выпуска Номинальное напряжение, кв Заводы-изготовители 1920 1926 До 10 35 ) „Электросила* > „Динамо* J хэмз 1931 1933—1934 ПО 154—220 | мтз Таблица 3 Развитие трансформаторостроения на Московском трансформаторном заводе (по шкале мощностей Год Мощность, ква Высшее напря- жение, кв Одно- или трехфаз- ный 1928 640 6—10 Трехфазный 1929 1 600 6—10 1930 5 600 6—10 и 35 1931 2 500 НО Однофазный 1 Q49 10 000 6—10 и 35 Трехфазный 1 С/ 20 000 НО Однофазный 1933 20 000 35 Трехфазны й 20 000 220 Однофазный 1934 10 500 154 1 О'} с; 31 500 35 и НО Трехфазный 1У Ои 40 000 220 Однофазный 1936 15 000 154 Трехфазный 1 OQ7 45 000 110 1 Уо/ 26 000 154 Однофазный 1938 40 000 НО п Таким образом, максимальная мощность трансформаторов, выпущенных за период до окончания войны, составляла 40,5 тыс. ква в трехфазном исполнении и 120,0 тыс. ква в группе из однофазных трансформаторов при высшем напряжении 220 кв. В этот же период была освоена аппаратура регулирования . напряжения трансформаторов под нагрузкой. Из специальных машин, применяемых в энергохозяйстве, были освоены вольтодоба- вочные агрегаты с проходной мощностью до 60 тыс. ква, масляные реакторы 35—НО кв, испытательные трансформаторы и заземляю- щие катушки. После войны трансформаторостроение де- лает значительный скачок. Рост энергострои- тельства вызывает резкое количественное уве- личение потребности; появляется потребность в укрупнении мощностей трансформаторов в связи с укрупнением мощностей генерато- ров; возникает необходимость в трансформато- рах разных типов с высшим напряжением 420 кв в связи с сооружением Куйбышевской и Сталинградской ГЭС и кольца подстанций на 400 кв. Для этих же работ появляется потреб- ность в крупнейших вольтодобавочных агрега- тах и мощных дросселях для ЛЭП 400 кв Куй- бышев—Москва. В связи с этим сооружается второй гигант трансформаторостроения—Запорожский транс- форматорный и электроаппаратный завод (ЗТЗ). Начав с выпуска трансформаторов II—III габаритов, завод в короткий срок осваи- вает трансформаторы IV, а затем и V габари- тов вплоть до автотрансформаторов на 400 кв мощностью 500 тыс. ква в группе. С 1956 г. приступает к выпуску трансфор- маторов IV габарита мощностью до 60 тыс. ква в трехфазном исполнении Уральский электро- аппаратный завод (УЭА), ранее выпускавший лишь мелкие трансформаторы I—II габаритов (до 560 ква). В связи с громадным ростом потребности в трансформаторах I—II габаритов органи- зуется производство этих трансформаторов на Бакинском и Ереванском заводах. Наличие ряда трансформаторостроительных заводов дает возможность профилировать каж- дый завод и тем самым увеличить производ- ство каждого. В 1957 г. было намечено дове- сти выпуск трансформаторов по мощности до 26,5 млн. ква против 6—6,5 млн. ква в пред- военный год. Развитие трансформаторостроения в после- военные годы (по настоящее время) характе- ризуется данными табл. 4. Советское трансформаторостроение нахо- дится на пороге новых количественных и каче- ственных сдвигов. Из ближайших перспектив можно указать на следующие: 1. Выпуск в 1958 г. первого трансформа- тора 120,0 тыс. ква, на ПО кв в трехфазном исполнении. 2. Разработка конструкций трансформато- 334
Таблица 4 Год выпуска Мощность, ква Высшее на- пряжение, кв Одно- или тре кфазный Тип трансфор- матора Завод-изго- товитель 1948 60 000 НО Трехфазный Нормальный мтз 1953 60 000 220 Однофазный 65 000 154 Трехфазный зтз 1954 40 500 35 л мтз 50 000 110 Однофазный 180 000* — Трехфазный Вольтодоба- вочный » 1955 30 000 154 Однофазный Нормальный я 70 000 НО Трехфазный п 82 500 220 Однофазный зтз 50 000 400 л Дроссель мтз 1956 80 000 220 » Автотрансфор- 247 500* — Трехфазный М а 1 U р Вольтодоба- вочный я 370 000* — л 82 500 400 Однофазный Нормальный зтз 123 500 400 1957 138 000 220 Автотрансфор- матор мтз 167 000 400 » зтз 167 000* — » Вольтодоба- вочный мтз * Проходная мощность — к группе трансформаторов или автотрансформаторов соответствующей мощности. ров на ПО—220 кв мощностью 180,0 тыс. ква и выше в трехфазной единице. 3. Разработка конструкций трансформато- ров на 220 кв небольших мощностей, порядка 15—20 тыс. ква, имеющих спрос в энергетике. В разрабатываемых новых сериях транс- форматоров намечается достигнуть: а) снижения потерь примерно на 30%' за счет широкого применения холоднокатаной стали; б) уменьшения весов трансформаторов: на 13—21,5% для двухобмоточных и 16—34%'для трехобмоточных трансформаторов. При этом предполагается, что вес стали будет снижен на 8—10%' для двухобмоточных и на 5—19% для трехобмоточных трансформаторов, а вес выемных частей — соответственно на 5—8 и 5,5-17%'. Для улучшения условий эксплуатации на- мечается конструктивное изменение системы охлаждения, а для улучшения монтажа рас- сматривается вопрос возможности разъема бака у днища. Электродвигатели Определяющей в освоении новых типов эко- номичных электродвигателей явилась потреб- ность электропривода для механизмов промыш- ленных предприятий черной и цветной метал- лургии, химии, угольной промышленности и других отраслей промышленности. Особенно велика роль в развитии электропривода заво- дов «Электросила», ХЭМЗ и «Динамо». Основной тенденцией на электростанциях за указанный период явилось непрерывное вы- теснение асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями всех других видов электро- двигателей. Если в начале развития энергети- ки на электростанциях для привода механиз- мов с постоянным моментом на валу использо- вались асинхронные двигатели с фазным рото- ром, то в настоящее время эти двигатели уже нигде не применяются. Вместо них успешно применяются асинхронные двигатели с глубо- ким пазом и двойной беличьей обмоткой. По условиям загрязнения воздуха и температур- ным широко используются двигатели обдувае- мые и —реже — закрытые. В связи с укрупнением котельных агрега- тов и повышением их рабочего давления (на- пример, на Черепетской ГРЭС — до 180 ата) для привода питательных насосов потребова- лись турбодвигатели значительных мощностей (до 3 000 квт), а для привода дымососов и других механизмов—двухскоростные двигатели. Эти двигатели разработаны и поставляются электропромышленностью. Ртутные выпрямители В энергетике с давних пор в ряде случаев применяются стеклянные ртутные выпрямите- ли для зарядки небольших аккумуляторных батарей. В послевоенное время началось более интенсивное внедрение ртутных вентилей. Для электрификации подъездных путей топливопо- дачи электростанций начинают применяться мощные металлические ртутные выпрямители. На Куйбышевской ГЭС для ионного возбужде- ния применены металлические ртутные выпря- мители с сеточным управлением производства завода «Уралэлектроаппарат», которые будут использованы в будущем на Сталинградской, Братской и Красноярской ГЭС. Особую роль ртутные выпрямители будут играть в проектируемой передаче постоянным током мощности от Сталинградской ГЭС в Донбасс и таких предполагаемых к сооруже- нию передач, как Сибирь—Урал и др. ВЭИ выполнены опытные экземпляры са- мых мощных в мире однофазных одноанодных вентилей типа ВР-9 для амплитудного напря- жения 130 кв, выпрямленного тока 900 а и среднего тока 300 а, проходящих испытания на стенде Московского отделения НИИПТ. 335
Вентили предназначены для работы в 8-мо- стовых схемах преобразовательных подстан- ций Сталинградской ГЭС и Михайловской подстанции в Донбассе. Каждая преобразова- тельная установка в связи с возможностью реверсивной работы передачи постоянного тока может работать в выпрямительном и инвертор- ном режимах. Силовые выключатели Развитие советского электроаппаратострое- ния шло более трудными путями, чем разви- тие генераторе- и трансформаторостроения. Множество типов и видов электроаппарату- ры, быстрое моральное старение их в связи с ростом мощностей и объединением энерго- систем, предъявляли к аппаратостроителям требования постоянного совершенствования освоенных и создания новых типов высоко- вольтной аппаратуры. Вместе с тем до войны в системе электро- промышленности был лишь один завод по про- изводству электроаппаратуры высокого напря- жения — ленинградский завод «Электроаппа- рат». Правда, в последние предвоенные годы начал производство аппаратуры и уральский завод «Уралэлектроаппарат», но оно не шло далее одного типа выключателя (типа ВМГ) и разъединителей на 6—10 кв с током не выше 1 000 а, так что роль этого завода в общем балансе производства аппаратуры была весь- ма незначительной. Завод «Электроаппарат» начал производ- ство силовых выключателей 6—10 кв с масля- ных бакового типа: ВМ-5 (после модерниза- ции— ВМ-6), ВМ-14 (после модернизации — ВМ-16), ВМ-22 и ВМ-23 на разрывные мощно- сти 15—250 тыс. ква. В предвоенные годы было освоено и нала- жено производство маломасляных выключате- лей горшкового типа-/МГГ-223 и МГГ-229 — для 10 о и МГГ-529 — для 20 кв — все на ток 2—4 тыс. а с разрывной мощностью 1,5 млн. ква. Эти выключатели с заменой типа МГГ-223 более целесообразным МГГ-10, будучи вполне надежными, имеют широкое применение и в на- стоящее время. Для напряжения 35 кв завод выпустил пер- воначально выключатель типа ВМ-25 с раз- рывной мощностью 200 тыс. ква, позднее улучшенный (при содействии энергетиков) внедрением камеры с деионной решеткой и до- веденный по мощности отключения до 300 тыс. ква-, вслед за этой модернизацией по- следовал серийный выключатель ВМ-35 на 400 тыс. ква, успешно применяемый и поныне. 336 В последние годы перед войной завод освоил в серийном производстве выключатель типа МКП-76 с разрывной мощностью 1 млн. ква. Этот же модернизированный выключатель (с уменьшенным количеством масла и увели- ченным номинальным током) под маркой МКП-35 в настоящее время выпускает «Урал- электроаппарат». Первой конструкцией выключателя на 110 кв является выключатель типа ВМ-125 с мощностью отключения 500 тыс. ква. Для такой мощности он зарекомендовал себя не- плохо, и до сих пор находится в эксплуатации в маломощных энергосистемах. С ростом энер- госистем потребовались выключатели больших разрывных мощностей, и еще до войны завод последовательно освоил выпуск выключателей типов: МКП-140— на 1 млн. ква, МКП-153 — на 1,5 млн. ква и МКП-160— на 2,5 млн. ква. Одновременно на эту же мощность был вы- пущен выключатель МКП-180 для рабочего напряжения 154 кв. На это же напряжение была выпущена пробная серия экспансионных выключателей для Днепроэнерго — серия, не оправдавшая себя и снятая с производства. Для напряжения 220 кв завод выпускал масляные выключатели МКП-274, также на 2,5 млн. ква, замененные в настоящее время более эффективной конструкцией — МКП-220 на 4 млн. ква. Таким образом, до войны выключателе- строение базировалось на масляных выключа- телях бакового типа. Предельные напряжения и мощности отключения были 220 кв и 2,5 млн. ква. Работа над созданием серии маломасляных выключателей на 35 и ПО кв (МО-35 и МО-НО) не была доведена до серийного про- изводства. В связи с блокадой Ленинграда производ- ство' выключателей (и другой высоковольтной аппаратуры) во время войны было перенесе- но на Уральский завод, который первоначаль- но повторял ленинградские конструкции. Однако после войны завод приступил к вы- пуску самостоятельных конструкций, отвечаю- щих возросшим требованиям энергосистем: МКП-35 — на 1 млн. ква, до 1 000 а включи- тельно; МКП-110 — на 2,5 и 3,5 млн. ква, до 800 а-, МКП-220 — на 4 млн. ква. Отсутствие в шкале выключателя средней мощности (меж- ду сериями ВМГ-133 и МГГ-229) восполнено созданием выключателя МГГ-10 на базе сдвоенного ВМГ-133. С 1956 г. завод выпускает также воздуш- ные выключатели ВВ-400 на 10 млн. ква.
В ближайшее время намечено провести мо- дернизацию выключателей, и мощность отклю- чения будет доведена: для 110 кв — до 5 и 7 млн. ква, для 220 кв — до 7 и 10 млн. ква, для воздушного 400—500 кв — до 15 млн. ква. Создается также выключатель МКП-400 на 400—500 кв с разрывной мощностью 15 млн. ква. Необходимость сохранения производства и совершенствования масляных баковых выклю- чателей объясняется тем, что климатические условия ряда районов СССР исключают воз- можность надежной эксплуатации воздушных выключателей. Вместе с тем воздушные вы- ключатели имеют значительные преимущества перед масляными, так как они позволяют зна- чительно повысить быстродействие отключения, кроме того, они безопасны в пожарном отно- шении. Поскольку в условиях СССР имелась не- обходимость в развитии всех трех типов вы- ключателей, выпуск малообъемных и воздуш- ных выключателей был сосредоточен на ленин- градском заводе «Электроаппарат». Из малообъемных выключателей завод освоил производство выключателей типа МГ-110 на 2,5 млн. ква, которые вполне оправ- дали себя. Завод предполагает выпускать вы- ключатели этого типа на 35, 154 и 220 кв. В настоящее время изготовлен опытный обра- зец выключателя на 220 кв на базе сдвоенного выключателя МГ-110. По воздушным выключателям завод вы- пускает типы ВВ-15, ВВ-35, ВВ-110, ВВ-154, ВВ-220. Первые выключатели 400 кв ВВ-400 также были выпущены на этом заводе. Ведутся работы по повышению мощности отключения выключателей ВВ-110 и ВВ-154 с 4 до 5 млн. ква и ВВ-220 с 5 до 10 млн. кв; с 1957 г. освоено производство вы- ключателей ВВ-220 на 7 млн. ква. Завод выпускает также малообъемные горшковые выключатели генераторного типа МГТ-20 на 20 кв до 6 000 а. Развитие выключателёстроения* шло> не только в тесном содружестве с энергетиками, но и при прямом содействии последних. Так как промышленность не всегда поспевала за бурным ростом энергохозяйства, энергетики внесли ряд предложений по усовершенствова- нию гасительных устройств выключателей для получения необходимых разрывных мощностей и обеспечивали испытание новых типов выклю- чателей. На Славянском, а затем Полтавском заводах Министерства электростанций впервые в СССР был выпущен воздушный выключатель на 110 кв на 2,5 и 4 млн. ква. Полтавский за- вод и поныне обеспечивает удовлетворение примерно !/3 потребности энергосистем в этих выключателях. Необходимо отметить, что в настоящее вре- мя производство выключателей полностью обеспечивает потребность в них энергетическо- го хозяйства. Высоковольтная аппаратура Основной тенденцией по высоковольтной аппаратуре в довоенный период была замена бакелитовой изоляции фарфоровой и — с раз- витием энергосистем — последовательное освое- ние аппаратуры на напряжение 35—ПО— 220 кв. В послевоенный период эта аппаратура со- вершенствуется. Применяются линейные контакты в разъ- единителях, рубящие разъединители с пово- ротными ножами безударного действия, надеж- но ломающие ледообразования в контакте; одноколонковые разъединители; баковые мно- гом асляные трансформаторы напряжения и тока НО кв и выше заменяются на маломасля- ные в фарфоровых покрышках (НКФ и ТФН). Внедрены каскадные схемы трансформаторов напряжения. Изготовляется аппаратура до 20 кв на большие номинальные токи (до 6 000 а). В последние годы изготовляются и эксплуа- тируются новые оригинальные типы аппарату- ры на напряжение 400 кв. По требованию энергосистем изготовляются разъединители ПО кв и выше с заземляющими ножами со стороны как неподвижного, так и подвижного контакта, а также разъединители с электро- двигательными приводами. Значительно повышается надежность экс- плуатационных операций с разъединителями, снижается аварийность и повышается безо- пасность персонала в связи с возможностью отказа от переносных закороток и заземлите- лей. Внедрены высоковольтные предохранители с кварцевым заполнением большой разрывной мощности до Юке и силовые предохранители на 35 кв. Начинают внедряться силовые предо- хранители на ПО кв, а также отъединители и короткозамыкатели 110—220 кв. Эта аппарату- ра широко применяется на сетевых подстан- циях без выключателей на высокой стороне, что должно значительно упростить и удеше- вить их сооружение. В настоящее время производство высоко- вольтной аппаратуры сосредоточено на заводах «Электроаппарат», «Уралэлектроаппарат», ЗТЗ. а отдельные типы трансформаторов тока до 10 кв и 600 а — на ряде других заводов. 22—10'4 337
Комплектные распределительные устройства и комплектные подстанции Бурный рост энергетического строительства вызывал необходимость в резком сокращении сроков строительства и монтажа электростан- ций и подстанций. Одной из наиболее трудо- емких работ при монтаже электрической части станций, а также подстанций является мон- таж закрытых распределительных устройств 3—10 кв. Особенно это относится к распре- делительным устройствам собственных нужд станций, которые по условиям месторасполо- жения должны быть максимально компакт- ными. Упрощение строительных работ и ускоре- ние монтажа могли быть достигнуты лишь на путях индустриального производства комплект- ных распределительных устройств (КРУ). Такие распределительные устройства впер- вые в Союзе освоил завод «Электрощит» Ми- нистерства электростанций в Сетуни (под Москвой). Его КРУ комплектуются из набора шкафов (ячеек) разных типов со встроенными в них аппаратами, приборами измерения и за- щиты и вспомогательными устройствами, по- зволяющими собрать требуемую схему распре- делительного устройства. КРУ завода «Элек- трощит» изготовляются для напряжения 3 — 6 кв. Так как пересмотр схем распределитель- ных устройств в целях отказа от излишеств привел проектировщиков к отказу от второй системы шин в РУ 3—10 кв, — удалось полу- чить компактный шкаф, рассчитанный на одну систему шин с возможностью ее секциониро- вания. Разъединитель в шкафу заменен втыч- ными контактами, и разъединение осуществ- ляется выдвижением из корпуса шкафа те- лежки с аппаратурой, на которой расположе- на подвижная часть разъединяющих кон- тактов. Такая конструкция очень удобна для произ- водства ревизии, ремонта и замены переме- щающейся части шкафа. В 1957 г. завод освоил шкафы с выключа- телями МГГ-10, что позволяет собрать любую схему 3—6 кв. Вслед за московским заводом, Министер- ство электростанций организовало производ- ство КРУ этого типа также на Чирчикском и Троицком заводах. В последние 2—3 года КРУ стали широко применяться и на подстанциях. Комплектные распределительные устройства для рабочего напряжения 10 кв выпускает Запорожский электроаппаратный завод, однако потребность в них он еще полностью не обеспечивает. Внедрение КРУ сыграло положительную 338 роль в энергостроительстве и внесло большой вклад в дело ускорения 'ввода энергетических мощностей. В деле оснащения электроснабжения строи- тельных площадок большую роль сыграло освоение производства комплектных инвентар- ных подстанций с трансформаторами III габа- рита для напряжения 35 кв, а также комплект- ных трансформаторных киосков. Такие под- станции и киоски дают возможность обеспечить электроэнергией строительные и монтажные площадки с самого начала работ, в то время как ранее на организацию электроснабжения затрачивалось много сил и времени. Такие подстанции изготовляются на заводе «Электрощит», а комплектные трансформатор- ные киоски — на Чирчикском и Подпорожском заводах. Все эти заводы полностью обеспе- чивают потребность всех строительно-монтаж- ных площадок министерства. В настоящее время завод «Электрощит» за- канчивает освоение передвижной подстанции для напряжения- НО кв, что явится дальней- шим шагом в деле электроснабжения строй- площадок и вместе с выпускаемыми подстан- циями и киосками позволит обеспечить все без исключения площадки. Аппаратура релейной защиты и телемеханизации По окончании восстановительного периода народного хозяйства энергетика могла ориенти- роваться только на грубую несовершенную1 релейную аппаратуру самых примитивных ти- пов' (РММ, РМЗ, РВ и др.). Это ни в коем случае не могло удовлетворить потребности растущей энергетики. В связи с этим электро- промышленностью в последующие годы разра- батывались новые типы реле серии ЭТ, ЭНГ ЭП, ЭВ и другие, которые, все время совер- шенствуясь, применяются и поныне. Внедря- лись также реактансные, импедансные и вы- сокочастотные защиты. В послевоенные годы аппаратура релейной защиты стала быстро совершенствоваться с одновременным улучшением схем защиты. В настоящее время широко применяются: дифференциальные защиты трансформаторов с быстронасыщающимися трансформаторами тока и реле с тормозными катушками; ком- плектные панели дистанционных защит линий передачи с глухо заземленной и изолированной нейтралью в системе; высокочастотные диф- фазные защиты линий передачи; специально разработанные реле дифференциальной защиты мощных трансформаторов и защиты шин рас- пределительных устройств 400—520 кв; ком- плекты реле автоматического повторного вклю-
чения (АПВ) линий передачи с проверкой синхронизма и без нее и др. Промышленность стала удовлетворять требования энергетики к релейной аппаратуре по ее быстродействию для сохранения устойчивости и надежности контактной системы, созданием многоконтакт- ных промежуточных реле и различных модифи- каций реле времени. Заводы электропромыш- ленности (Чебоксарский, Ульяновский, Киев- ский) в настоящее время полностью удовле- творяют потребность страны в релейной аппа- ратуре. Еще до Великой Отечественной войны энергосистемами разрабатывалась и внедря- лась аппаратура телемеханики для нужд дис- петчерских пунктов крупных систем. Заводом «Электропульт» разработана аппаратура те- лемеханики ближнего и дальнего действия (управления, сигнализации и измерения), кото- рая устанавливается на поставляемых им комплектных щитах станций и подстанций. Эта же аппаратура используется для связи энерго- объектов с центральными и районными диспетчерскими пунктами систем. В настоящее время производится массовая телемеханизация действующих подстанций и гидростанций. Проектируемые объекты, как правило, оснащаются специальными панелями телемеханики. Низковольтная аппаратура Электростанции и подстанции используют большое количество самой разнообразной низковольтной аппаратуры. В предвоенный и военный периоды произ- водство низковольтной аппаратуры находилось на невысоком уровне. Эту аппаратуру в основ- ном производил только Харьковский электро- механический завод (ХЭМЗ), который, однако, не обеспечивал потребности во всех необходи- мых изделиях, а по объему производства не обеспечивал потребностей страны. После войны производство низковольтной аппаратуры было значительно расширено и организовано б. Министерством электропро- мышленности на ряде заводов. К производству этой аппаратуры привлечены также заводы других министерств. В связи с этим выпуск низковольтной аппа- ратуры возрос в несколько' раз по сравнению с довоенным, значительно расширены номен- клатура и сетка производства низковольтной аппаратуры. Однако потребность в низковольт- ной аппаратуре все еще полностью не удовле- творяется. Явно недостаточен выпуск воздуш- ных и установочных автоматов, некоторых ти- пов контакторов, магнитных пускателей IV—V величин, всех реверсивных пускателей, пакет- ных выключателей, универсальных переключа- телей и некоторых других изделий. Щиты управления и защиты, силовые щиты Оборудование щитов электростанций и под- станций представляет собой весьма 'трудоемкую монтажную работу. Обилие самой разнообраз- ной аппаратуры, размещаемой на щитах, край- не осложняло комплектование их аппаратурой в индивидуальном порядке. Кроме того, кустар- ное изготовление щитов на каждом объекте не обеспечивало1 требуемого' качества и техниче- ской культуры. Сооружение щитов обычно за- тягивалось и удлиняло сроки монтажа и ввода объектов в эксплуатацию. За несколько лет до войны Главэнерго НКТП организовало производство щитов и щитовой коммутационной аппаратуры на заво- де «Электропульт» в Ленинграде. Хотя это не были комплектные в полном смысле слова щиты, а скорее всего основной полуфабрикат с демонтажом его на местах установок, внед- рение этих щитов сыграло положительную роль в ускорении монтажа. После решения правительства о комплект- ной поставке, в том числе щитов, завод «Элек- тропульт» и другие заводы и мастерские, на которых Министерство электростанций органи- зовало производство щитов («Электрощит», Чирчикский, ЦЭТМ Севтеплоэлектромонтажа и др.) стали поставлять полностью комплект- ные щиты, включая аппаратуру производства сторонних заводов, со всей коммутацией. В настоящее время все электростанции и подстанции получают комплектные щиты инду- стриального производства и освобождены от больших трудозатрат. Общий же баланс завод- ских трудозатрат значительно' ниже тех, кото- рые имели место при индивидуальном изготов- лении. Подводя итоги освоения электрооборудова- ния для энергетического хозяйства СССР, мож- но сказать, что советская электропромышлен- ность прошла большой и сложный путь своего развития. Ее успехи неоспоримы: наша элек- тропромышленность является одной из мощней- ших в мире и в состоянии решать самые слож- ные задачи. Несмотря на отдельные трудно- сти, она уверенно идет вперед и успешно удовлетворяет нужды страны и энергетическо- го хозяйства, обогнавшего все страны мира и уступающего пока только хозяйству США. 22

опыт ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И ВОПРОСЫ ЭКОНОМИКИ

РАЗИН И. В. Главный инженер Куйбышевгидростроя КУЙБЫШЕВСКАЯ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ В шестОхМ пятилетии наиболее крупные ра- боты по строительству гидроэлектростанций сосредоточны в бассейне Волги. Длина Волги равна 3 688 км, площадь водосбора — 1 380 км2, годовой сток воды в Каспийское море — около 260 км3 и наиболь- ший наблюдавшийся расход воды в створе Куйбышевской ГЭС — 63 800 м3/сек. Потенциальные запасы водной энергии рек бассейна Волги оцениваются мощностью по- рядка 15—16 млн. квт и выработкой электро- энергии до 75 млрд, квт • ч в год. Из этих запа- сов на основные реки — Волгу и Каму — при- ходится около 75%. Проектом Волжско-Кам- ского каскада гидроэлектростанций предусмат- ривается осуществление девяти гидроэлектро- станций на Волге и четырех на Каме. По проектным материалам Гидропроекта в табл. 1 приведены данные по каскаду. В .настоящее время составляется проект Таблица 1 Наименование гидроузлов нпг, м Среднегодо- вой объем бытового стока (створ плотины), КМ3" Стати- ческий напор, м Емкость водохранилища Установлен- ная мощ- ность, тыс. квт Выработка электроэнер- гии средняя, млрд, квт-ч полная полезная Кама Соликамский 125 27 17 11,7 6,7 200 0,9 Камский 108 52 19 10,7 8,4 504 1,75 Воткинский 89 54 17 9,7 2,0 540* 1,99 Нижне-Камский 72 117 19 45,6 26,1 1 400 4,47 Всего по камской вет- ви каскада .... — — 72 77,7 43,2 3 074 9,11 Волга Иваньковский 124 10 11 1,2 0,9 30 0,12 Угличский 113 14 11 1,3 0,6 НО 0,21 Щербаковский Горьковский 102 36 18 25,4 11,7 330 1,00 84 54 13 10,5 3,1 400 1,60 Чебоксарский 71 112 18 24,8 15,6 840* 3,80 Куйбышевский 53 240 24 56,0 15,8 2 100 10,52 Саратовский 29 246 14 15,4 — 1 000 6,00 Сталинградский 15 250 23 32,2 — 2310 10,86 Астраханский —7 250 16 34,5 — 1 218 7,20 Всего по волжской ветви каскада . . . — — 148 201,3 47,7 8 338 41,29 Всего по Волжско- Камскому каскаду — — — 279,0 90,9 11 412 50,4 *• Параметры Воткинской и Чебоксарской ГЭС были в дальнейшем пересмотрены в сторону увеличения. 343
Рис. 1. Общий вид Куйбышевского гидроузла (по проекту). переброски части стока рр. Печоры и Вычегды, что позволит получить дополни- тельно на ГЭС Волжско-Камского каскада около 10 млрд, квт - ч электроэнергии в год. Куйбышевская гидроэлектростанция распо- ложена ниже впадения самого крупного при- тока —р. Камы, где водный поток Волги в основном сформирован и составляет 240 км3 в год — более 90% общего стока Волги в Каспийское море. Водохранилище Куйбышев- ской ГЭС плошадью 6 500 км2 и объемом 58 км3 является наиболее крупным среди осу- ществленных искусственных водоемов, что вид- но из данных табл. 2. Таблица 2 Водохранилище Река Площадь зеркала, км2 Объем, км3 Куйбышевское (СССР) .... Волга 6 500 58 Рыбинское (СССР) Волга 4 700 25 Цимлянское (СССР) Дон 2 600 24 Боулдер-Дэм (США) Колорада 600 37,5 Гаррисон (США) Миссури 1 600 28,4 Форт-Пек (США) — 24,0 „Рузвельт" (Грэнд-Кули, США) Колумбия 900 11,7 Кентукки (США) Теннеси1 1 000 7,5 Куйбышевская гидроэлектростанция зани- мает центральное место в Каскаде Волжско- Камских ГЭС и является одной из важнейших электростанций европейской части СССР. Куйбышевский гидроузел является ключом в разрешении грандиозной водноэнергетиче- ской проблемы «Большой Волги» и обладает высокими качествами комплексного использо- вания стока Волги. Куйбышевское водохрани- лище разрешает вопросы регулирования стока Волги и обеспечивает высокую степень исполь- зования стока в энергетических целях непо- средственно на Куйбышевской ГЭС, на ниже- расположенных Саратовской, Сталинградской, Астраханской ГЭС; создает глубоководный судоходный путь вверх по Волге на протяже- нии 600 км и существенно улучшает условия судоходства по Волге вниз от сооружений за счет регулирования стока и, таким образом, имеет большое транспортное значение; при наличии дешевой электроэнергии оно откры- вает большие возможности для осуществления мероприятий по обводнению и орошению пло- дородных, но засушливых земель, что будет способствовать интенсификации сельского хо- зяйства Поволжья; создает большие возможно- сти для организации промыслового рыбовод- ства. Огромное энергетическое значение Куйбы- 344
шевской гидроэлектростанции характеризуется следующими показателями; Установленная мощность ГЭС . . 2 100 тыс. квт Среднегодовая выработка электро- энергии ........................11,4 млрд, квт-ч Сеоестоимость 1 квт-ч на ГЭС . . 1,28 коп. Срок окупаемости произведенных затрат по строительству гидро- узла ........................... 8,5 лет Ежегодная экономия угля в услов- ном топливе . . . . •........... 5,5 млн. т Экономия затрат труда по добыче . и транспорту топлива на эквива- лентное количество энергии ... 33 тыс. чел. Приведенные данные свидетельствуют о вы- сокой экономической и общей народнохозяй- ственной эффективности строительства Куйбы- шевского гидроузла. В состав сооружений Куйбышевского гидро- узла входят: гидроэлектростанция, земляная плотина, бетонная водосливная плотина, судо- ходные шлюзы, каналы, берегозащитные дам- бы и порт. Здание гидроэлектростанции с монтажной площадкой общей длиной около 700 м располо- жено на правом берегу и представляет собой крупнейшее напорное гидротехническое соору- жение. В здании ГЭС размещены 20 гидроагре- гатов и донные водосбросы. Общая водопро- пускная способность турбин и донных отвер- стий ГЭС 29 000 м3/сек. По мощности и годовой выработке электро- энергии Куйбышевская ГЭС является в настоя- щее время крупнейшей среди действующих гидроэлектростанций мира, что видно из дан- ных табл. 3. На Куйбышевской ГЭС установлены наи- более крупные турбины поворотнолопастного типа с диаметром рабочего колеса 9,3 м. Мощ- ность турбин при расчетном напоре 19 м 108,5 тыс. квт, а при напорах более 22 м •— 126 тыс. квт. Генераторы — зонтичного типа с опиранием пяты на крышку турбины. ЗданиеГЗС Щитовое хозяйство нижнего бьефа „ЯПГ 0,00 -22$ р Пинии ГВБ-7,50 Сороудврживающве сооружение Макс ГН6-1К80 Рис. 2. Разрез по Куйбышевской гидроэлектростанции. Щитовое хозяйство верхнего Mi Мин. v -30,0 Таблица 3 Г идроэлектростанция Река Установлен- ная мощ- ность, тыс. квт Годовая вы- работка энер- гии, млрд. квт-ч Куйбышевская (СССР) . . Волга 2 100 11,4 Грэнд-Кули (США) .... Колумбия 1 974 11,0 Боулдер-Дэм (США) . . . Колорада 1 350 4,1 Адам-Бек (Канада) .... Ниагара 1 300 — Мак-Нери (США) Колумбия 980 — Шипшоу (Канада) .... Сегеней 895 — Супхун (Корея) Алуцзян 700 — Днепрогэс и лени В. И. Ле- нина (СССР) Днепр 648 3,0 От Куйбышевской ГЭС отходят: ЛЭП 400 кв на Москву протяжением около' 900 км, на Урал напряжением 500 кв и протяжением более 1 000 км и ЛЭП 220 кв к промышленным центрам Поволжья. По напряжению и длине ЛЭП Куйбышевская ГЭС — Москва является также наиболее крупной ив построенных в ми- ре. Земляная плотина перекрывает русло и левобережную пойму Волги; ее длина по греб- ню— около 3 км, высота в русле — до 45 м; плотина объемом 30 млн. м3 намыта способом гидромеханизации из местных песков. Напор- ный откос укреплен железобетонными плитами толщиной 0,5 м. Бетонная плотина длиной 1 км имеет 38 водопропускных отверстий, перекрываемых ме- таллическими затворами и рассчитанных на пропуск вод весенних половодий с интенсивно- стью до 55 тыс. м3!сек. Для гашения энергии сбрасываемого потока на водобое устроены два ряда бычков-растекателей и две сплошные во- добойные стенки высотой 3,5 м. В конце рис- бермы устроен ковш, заглубленный на 20 м п загруженный камнем слоем более 4 м. Гидротехнические сооружения Куйбышев- ского гидроузла, расположенные на глинистых и песчаных грунтах, проверены на пропуск ве- сенних половодий до 85 тыс. м3!сек (обеспечен- ностью 1 раз в 10 000 лет). В практике гидро- 345
технического строительства имеются примеры постройки ГЭС Бонневиль на р. Колумбия в США, где паводковый расчетный расход дости- гал 45 тыс. м?!сек, на нескальных грунтах ГЭС Гарриссон на р. Миссури, где расход во- ды — 30 тыс. я?/сек, а также Каховской ГЭС на р. Днепр с расходом воды 25 тыс. м^/сек. Куйбышевская гидроэлектростанция являет- ся новым этапом в развитии крупного гидро- технического строительства на нескальных ос- нованиях. Объем строительно-монтажных работ по Куйбышевгидрострою составляет: земляных работ— 1,85 млн. м?, бетона и железобетона — 7 S00 тыс. ж3, металлического шпунта — 45 тыс. г, фильтров, дренажей и каменных креплений — 3 600 тыс. ж3 и монтаж металло- конструкций и механизмов— 100 тыс. т. Строительство Куйбышевской ГЭС было на- чато в 1950 г.; в первый год было выполнено строительно-монтажных работ всего лишь на 0,6% общего объема, в 1951 г.— 4%, а в 1952 г. — до 8%. Только в 1953 г. годовая ин- тенсивность работ достигла 13% общего объ- ема работ. Таким образом, подготовительный период затянулся. За 1950—1953 гг. было по- строено: жилых помещений—более 500 тыс. ж2, железнодорожных линий — 480 км, автомо- бильных дорог — 300 км, линий электропере- дачи— 800 км и телефонных линий — 470 км. Силовое хозяйство строительства имело установленную мощность всех двигателей около 700 тыс. квт, в том числе электродвигателей— 210 тыс. квт. Основные электрические мощно- сти в 1955 г. были сконцентрированы: на зем- снарядах— 64 тыс. квт, экскаваторах и кра- нах— 25 тыс. квт, бетонном хозяйстве — 40 тыс. квт и водоотливе—около 10 тыс. квт. Потребление электроэнергии за 1955 г. превы- сило 400 млн. квт • ч, или 6—7 квт • за 1 ч работы одного рабочего на строительно-мон- тажных работах, что .близкое энерговооружен- ности рабочих промышленных предприятий. На строительных площадках правого бере- га, где сооружено здание гидроэлектростанции, и левого берега, где строились остальные со- оружения гидроузла, были созданы крупные понур Железобетонные плиты^ Наиель нпг 0,00 Песок Рис. 3. Разрез по .бетонной плотине Куйбышевской ГЭС. Водослиднал плотина Макс ГНБ ~ 11, 80 Водобои -25,0 Металлический шпунт 'г.25 Железобетонная плита Металлический шпунт-'-'' производственные предприятия, вступавшие в эксплуатацию с конца 1952 г. по середину 1954 г. (табл. 4). Таблица 4 Наименование предприятий Правый берег Левый берег Всего Камнедробильные заводы, тыс. м3! мес 240 160 400 Бетонные заводы, тыс. мЗ)мес Арматурно-сварочные заводы, 212,5* 212,5 425 тыс. т/мес ... .... Заводы железобетонных изделий, 12,0 12,0 24,0 тыс. мз/мес .... ... 4,4 3,0 7,4 Склады заполнителей, тыс. ж3 — — 360 Склады цемента, тыс. т . . . . Деревообрабатывающие заводы, 27,3 33,2 60,5 тыс. м3 100 160 260 =* Включая опытный завод непрерывного действия. Обеспеченность строительства средствами механизации работ можно охарактеризовать данными табл. 5 о списочном составе главней- ших строительных механизмов по состоянию на 1956 г. Таблиц а Наименование механизмов Коли- чество Е мкость Экскаваторы................. Земснаряды ................. Землечерпалки .............. Скреперы и бульдозеры . . . . Автосамосвалы ....... Самоопрокидывающиеся вагоны Паровозы и мотовозы......... Краны...................... . Бетононасосы..............\ Сварочные машины............ Глубинные насосы............ 128 20 4 450 2 446 467 167 322 64 147 1 168 194 м? 12 000 мз/ч 1 500 мз/ч 10 820 m 23 350 m 3 200 m 2 000 мз/ч 23 мЗ[сек Уровень механизации трудоемких работ на Куйбышевгидрострое за 1955 г. составлял: на земляных работах — 98,4%, на добыче и дроб- лении камня, приготовлении бетона и забивке 346
Рис. 4. Куйбышевская гидроэлектростанция в процессе строительства. Рис. 5. Вид с нижнего бьефа на бетонную плотину Куйбышевской ГЭС.
Рис. 6. Автомобильная дорога Жигулевск — Куйбышев. шпунта—100% и на погрузочно-разгрузочных работах — 87,5%. Производство главнейших видов работ, как-то: добыча и дробление камня, приготов- ление бетона, арматурно-сварочные работы, из- готовление железобетонных изделий, земляные работы, водоотлив, монтажные и .другие ра- боты, осуществлялось специализированными подразделениями; общестроительные рабо- ты — с объединением технического и органи- зационного руководства всем комплексом ра- бот по берегам и сооружениям (шлюзы, водо- сливная плотина, земляная плотина, ГЭС и др.). Требование непрерывного круглогодичного производства работ по возведению гидротех- нических сооружений определило целесообраз- ность возведения перемычек, не затопляемых весенними половодьями. В условиях больших рек такие перемычки представляют собой круп- ные напорные сооружения. На Куйбышевгидрострое было построено 13,2 км земляных перемычек с объемом земля- ных работ 9,2 млн.'л?, камня и фильтров — 0,1 млн. ж3 и металлического шпунта — 11,5 тыс. т. Глубинный водоотлив осуществлялся 800 насосами, преимущественно типа АТН-10. Понижение уровня грунтовых вод достигало в котловане ГЭС 40 м и в котловане левого берега 15—25 м. Устойчивая работа насосов позволила обеспечивать уровень воды в со- 348 стоянии, исключившем выпор или разжижение грунтов в котловане. Строительство перемычек на Куйбышев- гидрострое было начато в 1951 г. и закончено в 1953 г., т. е. продолжалось более 2 летщто недопустимо долго. Наиболее трудными были работы по забивке металлического шпунта пра- вобережной перемычки, выполнявшиеся с воды. В 1953 и 1954 гг. интенсивно производились земляные работы по выемке котлованов гид- роэлектростанции и водосливной плотины. Наиболее сложной была выемка в глинистых грунтах котлована гидроэлектростанции глу- биной до 50 ж. Выемка производилась экска- ваторами СЭ-3 ярусами высотой по 6—10 м с отвозкой грунта в отвал на расстояние 2— 3 км автосамосвалами ЯЗ-210Е и МАЗ-205. Большое внимание уделялось устройству экскаваторных ходов, подъездов и земляных дорог. Для передвижения экскаваторов по мокрой глинистой подошве забоя применялись металлические щиты, перемещаемые самим экскаватором по мере его продвижения. Грунтовозные магистральные дороги устраи- вались из монолитных бетонных плит, а съез- ды в забои экскаваторов — из сборных желе- зобетонных плит. Интенсивность выемки в котловане ГЭС достигала 730 тыс. м3 в месяц, а грузонапря-
женность движения — до 7 000 автомашин за су гни. Выемка котлованов лево- бережных 'Сооружений в пес- чаных грунтах произведена в основном земснарядами с последующей зачисткой экс- каваторами Э-1003 и буль- дозерами. Здесь наиболее трудными были глубокие выемки ковша рисбермы плотины, выполнявшиеся пе- ред паводком 1956 г. в зим- них условиях при неполном осушении места работ. В ыр аботка экскаваторов в год в среднем на 1 м3 ем- кости ковша составила 110 тыс. м3 в 1952 г. и 152 тыс. м3 в 1955 г. Отдельные эки- пажи экскаваторов СЭ-3 до- стигали выработки на 1 м3 емкости ковша при погрузке на автотранспорт 200 м3, а при работе в отвал—250 тыс., м3 в год. Г и др о м ех а низ аци я б ы л а широко применена на Куй- бышевгидрострое; этому спо- собствовало наличие мест- ных песчаных грунтов, при- годных для возведения ка- чественных насыпей, нали- чие современных высокопро- из во дител ь н ых з ем сн ар я до в, применение нового безэста- кадного способа намыва и механизация вспомогатель- ных работ по монтажу пуль- поводов, обваливание на картах намыва и другие ме- роприятия, способствовав- шие повышению производи- тельности труда. Хорошие результаты дали применение приборов, учитывающих со- держание песка в пульпе, действующих на основе радиоактивных изотопов, и ряд внесен- ных улучшений по автоматическому управле- нию работой земснарядов. В результате на работах гидромеханизации за годы строитель- ства наблюдался непрерывный рост произво- дительности труда. С 1953 г. было начато возведение железо- бетонных сооружений шлюзов, ГЭС и водо- сливной плотины. Рис. 7. Сокский камнедробильный завод. Рис. 8. Бетонный завод. Для приготовления бетона, устройства фильтров, дренажей, каменных креплений и набросок на Куйбышевгидрострое потребова- лось 13 млн. м3 каменных материалов. Свое- временное и внимательное отношение к этому важнейшему делу Гидропроекта, Геологиче- ского института Академии наук СССР, б. Ми- нистерства геологии и строительства позволило найти экономичное решение для использования местных известняков и доломитов Жигулев- ских и Сокских гор. Здесь были построены 349
Четыре мощных камнедробильных завода про- изводительностью в год более 4,0 млн. м3 сор- тового камня и щебня. Камнедробильные заводы правого берега были соединены со складами бетонного хозяй- ства ГЭС и водосливной плотины канатными дорогами. Общее протяжение канатных дорог 11,5 км. Кроме того, из Яблоневого оврага до 1956 г. действовала железнодорожная ветка. Из Сокских карьеров камень и щебень на ле- вый берег перевозился железнодорожным транспортом в саморазгружающихся вагонах. Камнедробильными заводами в 1955 г. бы- ли достигнуты следующие показатели: выра- ботка на одного рабочего в год — 2 650 ж3, затраты электроэнергии—1,&8 квт-ч на 1 себестоимость камня— 10 р. 90 к. за 1 ж3, се- бестоимость щебня— 15 р. 50 к. за 1 ж3. В лучшие месяцы выработка камня и щеб- ня по Сокским заводам достигала 18 ж3 на 1 чел/день, что соответствует годовой выработ- ке 5 500 ж3. Приготовление бетона осуществлялось на двух больших заводах, состоявших каждый из четырех секций, оборудованных четырьмя бе- тономешалками емкостью 2 400 л, малом одно- секционном заводе у нижних шлюзов и опыт- ном заводе непрерывного действия. Подача цемента на завод осуществляется пневматиче- ским способом. На Куйбышевгидрострое на выгрузке це- мента были применены пневморазгрузочные машины С-347 и организована перевозка це- мента в саморазгружающихся вагонах. Склады цемента силосного типа на Куйбышевгидро- строе имели емкость 60,5 тыс. т. Склады за- полнителей траншейного типа имели общую емкость 360 тыс. ж3. Опыт приготовления бетона на Куйбышев- гидрострое показывает, что при улучшении технологии приготовления ' бетона, укрупнении бетономешалок и более полном использовании установленной мощности и оборудования име- ется возможность значительно увеличить про- изводительность труда и снизить затраты на строительство и эксплуатацию бетонного хо- зяйства. Возведение крупных гидроэлектростанций, особенно в условиях равнинных рек, связано с выполнением больших объемов не только бе- тонных, но и арматурных работ. На строитель- стве Куйбышевской ГЭС объем арматурно- сварочных работ достигает 420 тыс. т. Хорошие результаты получены при рабо- те сварочных контактно-стыковых машин МСГА-300 и МСГ-500 и на автоматической сварке плоских фегм для плит-обоЛочек маши- нами МТМФ 2X150. 350 Проведены производственные опыты по сварке плоских пакетов и соток из крупносор- товой арматуры диаметрами 32—80 жж на кон- тактной многоточечной сварочной машине МТМС 15X450 производительностью 300 сва- рок в час. Применение новых сварочных машин наря- ду с новыми способами электросварки (элек- тродуговой, ванной сварки и электрошлаковой ванной сварки) позволили обеспечить выполне- ние больших объемов электросварочных работ. На опыте Куйбышевгидростроя определяет- ся, что для дальнейшего улучшения арматур- ных работ необходимо: улучшить оборудование арматурно-сварочных заводов и добиться более полного использования установленного оборудования; ускорить выпуск сварочных ма- шин, удобных для работы на сборке арматур- ных ферм и сварке арматуры в блоках соору- жений; коренным образом пересмотреть про- ектирование арматурных конструкций в на- правлении всемерной типизации арматурных ферм и пакетов, сократив до минимума не только число разных ферм и пакетов, но и число разных по размерам стержней, образую- щих арматурные фермы; конструкции арма- турных ферм должны отвечать условиям мон- тажа их при минимуме объема сварки в бло- ках сооружений, иаилучшему использованию грузоподъемности кранов и немедленному ос- вобождению кранов после установки фермы на место; на сварке горизонтальных стержней крупносортной арматуры большой эффект дает применение ванной и электро11пла1ковой сварки. Трудоемкими являются работы по подготов- ке блоков, включающие установку опалубки, оборудование блоков (подвод электроэнергии, воздуха, воды и пара), устройство рабочих под- мостей, трапов, очистку арматуры и бетонных поверхностей и удаление из блока мусора и грязи. Затраты труда на подготовку к бетониро- ванию в железобетонных сооружениях соста- вили в среднем по Куйбышевгидрострою до 40% общих затрат на 1 ж3 железобетона. При этом непосредственно на установку и крепление опалубки или плит-оболочек затрачивается в среднем около 10% общих затрат труда. Вопросам разработки специального обору- дования и приспособлений для работ по под- готовке блоков надо уделить самое серьезное внимание. Большой эффект даст применение взамен деревянной опалубки тонких железо- бетонных плит и металлической сетки, позво- ляющих организовать поточное бетонирование смежных блоков, не теряя времени на набор прочности и распалубки.
Таблица 6 Наименование строительств Годы Объем, тыс. м3 Интенсивности укладки, тыс. м3 в год | в месяц | в сутки Днепрострой (СССР) 1927—1932 1 115 500 НО 5,270-. Волгострой (СССР) 1937—1941 1 996 801 117,6 8,700. Грэнд-Кули (США) 1935—1941 8 100 1 600 377 15,700, Шаста (США) 1938—1949 4 969 1 560 152 — Волгодонстрой (СССР) 1948—1952 2918 1 959 247 12,5004 В том числе Цимлянский гидроузел (СССР) 1948—1952 1 908 1 280 150 8,975. Мак-Нери (США) 1947—1954 1 420 — 191 — Куйбышевгидрострой (СССР) 1953—1956 7 300 3 134 389 19.05Q Перекрытия отсасывающих труб и спираль- ных камер ГЭС, водопроводных галерей шлю- зов, потерны ГЭС и плотины применялись с использованием сборного железобетона, ча- стично' с напряженной арматурой. Опыт применения на Куйбышевгидрострое железобетонных плит в сочетании с несущими арматурными фермами, железобетонных балок взамен лесов и подмостей указывает на воз- можности значительно более широкого приме- нения сборного железобетона в гидротехниче- ском строительстве. Развитие темпов укладки бетона на круп- ных гидротехнических стройках характеризует- ся данными табл. 6. На укладке бетонной смеси в блоки соору- жений применялись следующие механизмы и машины: автосамосвалы, подающие бетонную смесь непосредственно в блоки; бадьи или специальные бункера, установленные на же- лезнодорожных платформах, из которых смесь выгружается в блоки через виброхоботы; бе- тонов асос ы, уст ан а влив аем ые в о т де л ьн ы х помещениях, имеющих сквозной проезд для автосамосвалов, подающих бетонную смесь, или передвижные бетононасосы, оборудован- ные скиповыми подъемниками; ленточные транспортеры, вибролотки и бадьи емкостью 1,6 и 3 ж3, снимаемые с платформ кранами, или плоские бадьи, принимающие бетонную смесь из автосамосвалов и перемещаемые пре- имущественно гусеничными кранами. Распределение бетонной смеси для основ- ных сооружений с начала строительства до 1/1 1957 г. было следующим: автотранспор- том — 70,0%, мотовозами — 30,0 %. Распреде- ление смеси ПО' способам подачи ее в блоки за то же время было следующим: автосамосва- лами — 30,5%, бетононасосами — 19,3-%, гусе- ничными и портальными кранами — 26,2%, виброхоботами — 16,8 %, транспортерами — 7,2%. Необходимо' отметить большой удельный вес бетононасосов в общей работе по укладке бетона. В 1955 г. ими было уложено 629 тыс. м3. Необходимо изыскать более совершенную механизацию проработки бетонной смеси в блоке, чем ручные вибраторы типов И-50 и И-87, обратив внимание на применение мощ: ных вибраторов, управляемых с кранов. На Куйбышевгидрострое в 1955 г. находи- лось в действии на бетонных и железобетон- ных работах 170 кранов. Общая грузоподъем- ность кранов составила 1 250 т, или на 100 тыс. м3 железобетона — 16,7 т. Портально- стреловыми кранами на бетоновозных эстака- дах ГЭС и плотины за 1955 г. подано было: бетона — 500 тыс. т, арматуры — 130 тыс. т, плит-оболочек—190 тыс. г, а всех видов гру- зов — 1 200 тыс. т. Опыт использования кранов со всей остро-, той определяет необходимость предусматривать в проектах стандартные конструкции, соответ-, ствующие грузоподъемности кранов. На Куйбышевгидрострое в зиму 1954/55 г. за 5 мес. было уложено бетона и железобетона 980 тыс. м3, а в зиму 1955/56 г.—860 тыс. м3, что определяет большие возможности для про-’ изводства укладки бетона в зимнее время вы- сокими темпами. Однако неприспособленность всех видов механизмов, включая и автосамо- свалы, к работе в суровые зимы при темпера- турах— (30т-40°) создает большие затрудне- ния. Необходимо усовершенствовать отопле- ние рабочих мест на механизмах и обеспечить надежную работу в морозы устройств по обо- греву заполнителей бетона, затворов бадей, бункеров и виброхоботов. При наличии элек- троэнергии предохранение бетона от замора- живания в раннем возрасте можно осущест- вить, применяя электропрогрев. Строительство железобетонных сооружений производилось с таким расчетом, чтобы как можно скорее осуществить перекрытие реки и приступить к наполнению водохранилища, осуществить ввод первых гидроагрегатов 351
в 1955 г. и обеспечить беспрепятственный про- пуск весеннего паводка 1956 г. и в 1957 г. на- полнить водохранилище до проектных отметок и ввести ГЭС на полную мощность. В соответствии с этим планом работ осу- ществлялись и намыв земляной плотины, стро- ительство' нижних судоходных шлюзов и об- ходного временного канала для пропуска су- дов во время перекрытия реки. Перекрытие реки состояло из следующих основных этапов: подготовка русла путем отсыпки рваного камня на дно реки слоем 1,0—1,5 м на шири- не 100 м в объеме ИЗ тыс. м3 произведена была в навигацию 1954 г.; отсыпка камня про- изводилась с барж бульдозерами с интенсив- ностью до 3,6 тыс. м3! сутки-, на опаде весеннего паводка в июне 1955 г. была перекрыта левая половина русла реки, вначале отсыпкой с барж камня в верховой и низовой банкеты, ограничивающие земляную плотину, а затем в образованном тиховоде была намыта земляная плотина; было отсы- пано 283,7 тыс. м3 рваного камня и намыто 6,9 млн. м3 песчаного грунта; перекрытие оставшейся части реки шириной 325 м было произведено путем сбрасывания камня вначале с барж, а затем с наплавного моста. Наплавной мост с шириной проезжей части 20 м был составлен из металлических барж грузоподъемностью по 150 т. 22 октября 1955 г. он был наведен в створе каменного банкета. 23 октября котлован гидроэлектро- станции был затоплен, а к 30 октября произ- ведена была частичная разборка перемычек. В это время в реке был расход воды 3 800 м3/секу из которых через донные отвер- стия гидроэлектростанции проходило 700 мР/сек. С утра 30 октября была произведена отсыпка камня в объеме 7,8 тыс. м3 с целью выравни- вания дна реки до отметок с глубинами 3— 3,5 м и уменьшения расхода воды в месте перекрытия до 2 500 м3!сек за счет увеличения расхода воды через ГЭС. С 11 час. утра 30 октября было начато сбрасывание бетонных пирамид весом по 10 т и бетонных кубов весом по 2,5 г, и таким спо- собом к 6 час. 45 мин. 31 октября Волга была перекрыта. Всего было сброшено 1 765 пирамид, 750 кубов и 62,6 т • м3 рваного камня. Наи- больший перепад на каменном банкете был 1,93 м, а скорость течения — 5,5 м/сек. После перекрытия реки мост был отведен и семь земснарядов типа 1000-80 и один типа 500-60 в осенне-зимних условиях«при темпе- ратурах воздуха до 25° С к 5 декабря намыли 352 в земляную плотину 4,5 млн. м3 грунта, обра- зовав насыпь достаточной высоты для приема в водохранилище весеннего паводка 1956 г. Наполнение водохранилища производилось по мере намыва насыпи до отметок, обеспечив- ших ввод в действие первого гидроагрегата 29 декабря 1955 г; В 1955 г. строительство достигло наиболь- шего разворота. За этот год наряду с реше- нием сложных инженерных задач были выпол- нены огромные объемы строительно-мотажных работ: земляных — 49 млн. ж3, из них гидро- механизацией — 30 млн. ж3. Интенсивность земляных работ достигала в сентябре 7,6 млн. ж3 (гидромеханизацией — 4,9млн.ж3), а в сутки — 420 тыс. ж3 (гидромеханизацией— 300 тыс. ж3). Бетона и железобетона уложено 3 133 тыс. ж3, смонтировано арматуры 176 тыс. т, плит-оболочек 488,4 тыс. ж3, забито металлического шпунта 10,4 тыс. т и смонти- ровано металлоконструкций и механизмов 40 тыс. т. Интенсивность укладки бетона до- стигла в августе 390 тыс. ж3, а в сутки — 19 050 ж3. Интенсивность монтажа арматуры достигла в августе 21,6 тыс. т. И все же на предпаводковый период 1956 г. оставалось выполнить огромные объемы работ в суровых зимних условиях и во время весен- ней распутицы. За 4 мес. 1956 г. было выпол- нено земляных работ 7,8 млн. ж3, из них гид- ромеханизацией — 5,2 млн. ж3. Характерным является непрерывное произ- водство работ ПО' гидромеханизации, несмотря на морозы с температурами воздуха —30° С, а в отдельные месяцы (январь и февраль) гидромеханизацией выполнялось по 880 тыс. ж3 земляных работ. За 4 мес. 1956 г. было уложено 723 тыс. ж3 бетона и железобетона, преимущественно в верхние ярусы блоков ГЭС, плотины и шлю- зов. За это время исключительно! большие рабо- ты были выполнены монтажниками, выполнив- шими за 4 мес. монтаж 17,5 тыс. т металло- конструкций и механизмов. Смонтированы 38 металлических затворов водосливной пло- тины весом по 80 т, два козловых 200-тонных крана, металлический мост длиной 1 000 ж для прохода кранов вдоль верхнего бьефа пло- тины. На верхних судоходных шлюзах за это' вре- мя были смонтированы 4 компл. рабочих во- рот, 2 компл. ремонтных ворот, затворы и механизмы водопроводных галерей. Благодаря успешному ходу выполнения предпаводковых работ сооружения своевре- менно подготовлены были к пропуску паводко- вых вод. 24 апреля была разобрана низовая
перемычка водосливной плотины, а 26 апре- ля— и верховая перемычка, открывшая путь весенним водам через отверстия водосливной плотины. 1 мая произведено было затопление под- хода к верхним шлюзам со стороны водохра- нилища, 3 мая наполнен был промежуточный бьеф между шлюзами протяжением около 5 км и объемом воды около 10 млн. ж3, а с 4 мая было открыто транзитное судоходство. 1955 г. на Куйбышевгидрострое был годом наибольших работ, а годом наибольшего ввода мощностей был 1956 г. После пропуска весеннего половодия 1956 г. основное внимание строителей и монтажников было сосредоточено' на работах, связанных с вводом в действие гидроагрегатов. Агрегат № 2 был введен в эксплуатацию 3 февраля 1956 г., а агрегат № 3—только 8 июня. Пла- ном работ предусматривался ввод за 1956 г. девяти гидроагрегатов. Следовательно, во вто- рой половине 1956 г. образовался пик монтаж- ных работ. В связи с этим была (пересмотрена вся технология строительных и монтажных ра- бот. По строительным работам была принята поточная схема производства работ параллель- но на двух группах гидроагрегатов. Первая группа включала гидроагрегаты с № 4 по № 10 и вторая — с № И по № 14. С некото- рым отставанием велись работы по агрега- там № 9 и 11, осушение которых было задер- жано' из-за недостатка комплектов ремонтных затворов нижнего бьефа. На остальных гидро- агрегатах такой фронт одновременного осуше- ния агрегатов был достигнут благодаря при- менению временных металлических загражде- ний, поставленных в горловине отсасывающих труб и восьми железобетонных затворов, уста- новленных на агрегатах № 13 и 14. Вторым условием для успешного хода мон- тажа было совмещение строительных и мон- тажных работ. Вначале при возведении под- водной части гидроагрегатов, включая шахту турбины, параллельно со строительными ра- ботами производился монтаж металлических облицовок отсасывающих труб, спиральных камер, шахт турбин, а затем статоров тур- бины. В этот период в каждом агрегате монти- ровалось свыше 600 т турбинного оборудова- ния, включая металлические облицовки. Ра- боты по монтажу этого оборудования произво- дились с помощью строительных 10-тонных портальных кранов, при возможности их спа- ренной работы. Совмещение строительных и монтажных работ продолжалось в период опу- скания рабочего колеса турбины и до пуска агрегата под нагрузку. В это время произво- .23—1051 Рис. 9. Установка поворотно-лопастной турбины в шахту. дились строительные работы по шахтам гене- раторов, бетонированию пола и стен машин- ного зала и укладке штрабного бетона. Боль- шое значение в ускорении работ этого периода имел раздельный крупноблочный монтаж по- точным методом одновременно до восьми агре- гатов. Организации этих работ способствовало наличие закрытой внешней сборочной площад- ки размерами L60X22 ж, обслуживаемой по- стоянными эксплуатационными кранами: дву- мя — по 450 т и двумя — по 50 т. Внешняя сборочная площадка была введена в эксплуа- тацию в июне 1955 г. На монтажной и внеш- ней сборочной площадках производилось укрупнение рабочего колеса, узла крышки турбин, статора и ротора генераторов, верх- ней крестовины, подпятника, системы возбуж- дения и пр. Цикл сборки рабочего колеса тур- бины весом 427 т был сокращен до 30 дней^ 353
Рис. 10. Подача статора к месту установки. Статор генератора весо.м 400 т целиком, включая воздухоохладители и лестницы, соби- рался на внешней сборочной площадке. Ротор генератора весом 730 т устанавливался также в собранном виде. В результате слаженной работы строителей и монтажников в 1956 г. был обеспечен ввод И гидроагрегатов. Первый агрегат был вве- ден 29 декабря 1955 г., а 12-й 28 декабря 1956 г., таким образом за 1 год было, введено' 12 гидро агрегатов общей мощностью 1 260 тыс. квт. За этот год было выдано промышленности более 2 млрд, квт • ч электроэнергии. Такого темпа монтажа еще не достигалось ни на одной гидроэлектростанции в мире. В 1956 г. одновременно с монтажом гидроагрегатов бы- ло выполнено: земляных работ — 25,2 млн. ж3, бетона и железобетона— 1 430 тыс. филь- тров, дренажей и камня — 1 160 тыс. м3, и все же сооружения не были готовы к приему пол- ного напора. На зиму и весну 1957 г. остава- лось уложить 160 тыс. м3 бетона и выполнить более 1 млн. м3 земляных работ. На водосливной плотине под защитой ме- таллических затворов до наступления весен- него половодия 1957 г. было закончено воз- ведение бычков и бетонирование оголовков водослива, что позволило своевременно пере- ставить затворы со строительного порога в эксплуатационное положение. 354 На судоходных шлюзах были наращены пороги верхних голов и смонтированы метал- лические ремонтные откатные заграждения, передвигающиеся по этим порогам. По гидроэлектростанции к весеннему па- водку были закончены работы по осушению восьмой, девятой и десятой штрабленных сек- ций, где с верхнего и нижнего бьефов были очищены пороги и установлены металлические затворы, позволившие продолжать работы по бетонированию при напоре до- 44 м. Здесь по- требовалось забетонировать подводным спо- собом два раздельных бычка между секциями и уложить бетон в элементы конструкции, определяющих общую прочность здания ГЭС в условиях полного осушения при проектной стметке верхнего бьефа. Весеннее половодье 1957 г. было высоким. Приток воды в водохранилище достигал 43 тыс. м?/сек, а величины сбросных расходов воды — 41 тыс. м31сек, из них через 36 откры- тых пролетов водосливной плотины — 30 тыс. м?1сек и через донные водосбросы ГЭС — до 7 тыс. м?1сек. Турбины ГЭС в период пропуска половодья работали при напоре 14—15 м. Водохранилище во время паводка было напол- нено до* проектной отметки, 'соответствующей объему 58 млрд, м3, а сооружения приняли расчетный напор. В настоящее время турбины Куйбышевской ГЭС развивают мощность в среднем 120—
Таблица 7 Показатели За период строитель- ства В том числе по годам 1953 1954 1955 1956 Земляные работы, млн. л/3 185 29,1 41,0 48,8 25,2 В том числе гидро- механизация, млн. м3 106 16,3 27,1 29,6 14,8 Бетон и железобетон, тыс. м3 7 270 501 1 933 3 133 1 430 Фильтры, дренажи и камень, тыс. м3 . . Металлический шпунт, тыс. m . . 4 000 296 818 1 НО 1 160 44,7 5,3 16,9 10,4 2,1 Металлоконструкции и механизмы, тыс. ш 135 7,7 22,0 29,6 4,27 Ввод гидроагрегатов, шт 20 — 1 11 Объем строительно- монтажных работ, млн. руб 7 000 898 1 731 2 079 1 114 125 тыс. квт, а отдельные — до 135 тыс. квт, что превышает их (паспортную .мощность. К первому января 1958 г. Куйбышевская ГЭС выдала более 9 млрд, квт • ч электроэнер- гии промышленности Москвы и Поволжья. Судоходные сооружения находятся в эксплуа- тации с 1955 г.; они работают бесперебойно, обеспечивая транзитное судоходство и пропуск леса -в плотах. После пропуска паводка 1957 г. основные силы строителей и монтажников 'были направ- лены на окончание работ по вводу в действие восьми гидроагрегатов; ив них: двух — во II квартале, двух — в III и последнего, 20-го — к 40-й годовщине Великого Октября в соответ- ствии с социалистическим обязательством, при- нятым коллективом Куйбышевгидростроя. Основные показатели по объемам выпол- ненных Куйбышевгидростроем работ приведе- ны в табл. 7. Опыт строительства Куйбышевской гидро- электростанции, пущенной на полную мощ- ность в октябре 1957 г., открывает широкие перспективы интенсивного строительства круп- ных гидроэлектростанции высокими темпами на базе применения новейшей техники, новых материалов и усовершенствования технологии строительных и монтажных работ. 23*
код и. д. Главный инженер треста „Дон6ассэнергострой“ СТРОИТЕЛЬСТВО ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ДОНБАССА Донецкие энергетики пришли к 40-й годов- щине Октября с большими достижениями. Ди- рективы партии об опережающем развитии энергетики и создании резервов мощности электростанций успешно выполняются. За период 1940—1957 гг., включающий во- енные годы, когда все электростанции Дон- басса были разрушены немецкими фашистами, мощность ГРЭС выросла в несколько раз. Удельный расход условного топлива на 1 кет- ч снизился в 1957 г. до- 448 г/квт-ч против 552 г/квт-ч в 1940 г., т. е. на 20%, главным образом за счет ввода новых агрегатов высо- кого давления. В результате роста единичных мощностей турбогенераторов и котлов, совер- шенствования оборудования и автоматизации управления ими количество эксплуатационного персонала на 1 000 квт установленной мощно- сти из года в год снижалось' и в 1956 г. со- ставило' 3,5 чел., или на 36% меньше против 1940 г. Улучшаются жилищно-бытовые условия работников электростанций. За период с 1’950 по 1957 г. жилой фонд системы Донбассэнерго возрос со 108 тыс. м2 до 263 тыс. ж2, т. е. поч- ти в 2,5 раза. При всех новых ГРЭС построены благо- устроенные поселки. Во- исполнение постановления Правитель- ства с 1950 г. началось строительство крупных ГРЭС мощностью 500, 1 000 тыс. квт и выше. Общие данные по объемам физических работ для таких станций приведены в табл. 1. Одновременно' в 1952 г. в системе Дн ©про- энерго, входящей в Объединенную энергоси- стему Юга, было пр иступлено к строительству Приднепровской ГРЭС. В течение последних 7 лет было начато строительство- тепловых электростанций с ко- нечной мощностью свыше 800 тыс. квт. К на- стоящему времени четыре электростанции об- щей мощностью 1 700 тыс. квт введены в экс- плуатацию. На этих электростанциях установлены турбогенераторы мощностью по 100 тыс. квт типа В К-100-2 и котлоагрегаты паропроизво- дительностью 230 т/ч, работающие на антра- цитовом штыбе. Главный корпус этих ГРЭС (рис. 1) при- нят по типовому проекту 1949 г., сомкнутая компоновка с внутренним размещением бун- керного помещения рядом с деаэраторным. Соответственно темпам ввода мощностей растут объемы строительно-монтажных работ (табл. 2). Успешному выполнению работ спо- Та б л и ц а 1 Наименование ГРЭС Стоимость строительно-мон- тажных работ, млн. руб. Физические объемы работы (по проекту) Земляные работы, млн. м3 Бетон и же- лезобетон, тыс. м3 Сборный же- лезобетон, тыс. м3 Стеновое за- полнение, тыс. м3 Строитель- ные металли- ческие конст- рукции, тыс. пг Технологиче- ское оборудо- вание, тыс. m Мироновская 361,7 6,2 131,5 7,8 153,0 14,1 43,0 Славянская 314,7 4,4 151,0 10,0 102,0 14,51 43,7 Ворошиловградская . . 338,0 5,4 173,9 11,0 102,4 15,6 61,6 Старо-Бешевская . . . 521,0 4,8 238,2 58,7 186,3 15,4 106,0 Змиевская (первая оче- редь) , 316,0 5,3 96,4 95,0 127,0 4,9 43,0 356
Рис. 1. Компоновка главного корпуса по типовому проекту 1949 г. Таблица 2 Годы строи- тельства Выполнено строитель- но-монтажных работ за год Физические объемы работ Бетон и железобетон Сборный железо- бетон Монтаж металличе- ских конструкций Кладка всех видов млн. руб. % тыс. м3 % тыс. м3 % тыс. т % тыс. м3 % 1950 87,5 100 42 100 0,8 3,9 100 68,5 100 1951 111,7 128 55 130 1,6 — 6,0 154 82,8 121 1952 181,2 207 88 208 2,9 — 8,1 208 143,5 209 1953 203,0 232 101 240 5,2 100 10,3 264 167,7 245 1954 230,4 263 118 278 6,4 123 11,8 303 140,6 205 1955 235,6 269 114 270 14,3 275 8,4 215 137,5 201 1956 262,3 300 129 305 31,3 603 8,1 208 122,8 179 1957 — — — — 50,0 962 — — — Таблица 3 Годы строительства Продукция в денеж- ном выражении Объем прсдукции псдсобных и промышленных производств Металлоконструкции Сборный железобе- тон В том числе армо- пенобетон Кирпич и шлакоблоки в условных кирпичах млн. руб. % т % м3 % м3 % тыс. шт. % 1950 34,3 100 2 881 100 1 122 . . 7 380 100 1951 48,0 140 4 269 148 2 001 — — — 10 361 143. 1952 66,4 194 7 022 244 3 329 — —. — 13 113 178 1953 81,4 237 9 220 320 6 434 100 — — 19 988 163 1954 83,0 242 7 380 256 7 959 124 — — 14 755 202 1955 91,5 267 7 448 224 18 172 283 2 700 100 28 961 393 1956 99,4 290 6 391 222 46 303 720 5 564 206 33 872 461 1957 (план) 118,0 345 5 700 198 60 000 935 10 000 370 3 700 502’ собствовало значительное развитие подсобных производств (табл. 3). Как следует из табл. 3, начиная с 1954 г., заметно сказываются рост производства сбор- ного железобетона и падение выпуска метал- лических конструкций. В табл. 4 приведены данные о производ- стве металлических конструкций и сборного железобетона на 1 млн. руб. строительно-мон- тажных работ. В 1956 г. удельный вес сборного железо- бетона в общем количестве бетона и железо- бетона составил 2'5% против 2% в 1950 г. С истем атически увел ич ив али сь капит ал о- вложения для создания производственной ба- зы треста. За период 1950—1957 гг. собствен- 357
Таблица 4 Наименование продукции 1950 г. 1951 г. 1952 г. 1953 г. 1954 г. 1955 г. 1956 г. 1957 г. (план) Производство строительных ме- таллоконструкций в тоннах на 1 млн. руб. выполненных строительно-мон- тажных работ 33 38,3 38,8 45,5 32,2 28,8 24,4 22,2 Производство сборных железобе- тонных конструкций в куб. метрах на 1 млн. руб. выполненных строи- тельно-монтажных работ 12,9 17,9 18,4 32,5 34,5 77,0 177 234 ные .капитальные вложения треста на создание производственной базы составили (не считая стоимости подсобных производственных соору- жений, строящихся за счет третьих частей ге- неральных смет электростанций) 108 млн. руб., или 7% от выполненного объема строительно- монтажных работ за этот период. К 1957 г. трест располагал следующими основными постоянными промышленными предприятиями: 1. Кураховокий котельно-механический за- вод производственной мощностью 6 000 т ме- таллических конструкций в год, имеющий в своем составе хорошо оснащенные стале- и чугунолитейный цех, электродный цех и цех для ремонта строительных машин и механо- сборочный цех. 2. Кураховский комбинат строительных ма- териалов в составе: цеха сборного- железобетона (включая по- лигон) производительностью 25 000 м3/год с арматурным цехом производительностью 5 000 т!год\ цеха крупных шлакоблоков производитель- ностью 25 000 м?!год\ цеха армопенобетона производительностью 15 000 м31год\ цеха нормальных шлакоблоков производи- тельностью 25 млн. условного кирпича в год. 3. Мироновский, Старо-Бешевский и Воро- шил овградский полигоны сборного железобе- тона производительностью 35 т • м3!год, обору- дованные портальными кранами грузоподъем- ностью 15 т и пролетом 36 м. 4. Мироновский завод центрифугированных опор производительностью 10 000 м3, который выпускает железобетонные опоры для линий передачи 110 кв длиною 22 м. 5. Заканчиваемый строительством Миро- новский завод железобетонных изделий про- изводительностью 45 000 м31год с цехом напря- женно-армированных струнобетонных изде- лий. 6. Мироновский центральный деревообделоч- ный комбинат производительностью 18 000 м2 столярных изделий в год. 7. Артемовский завод красного кирпича производительностью 15 млн. шт. в год. 8. Шлаковатная установка производитель- ностью 5 000 т/год на базе раздува огненно- жидких доменных шлаков. На протяжении 1950—1956 гг. неизменно возрастал удельный вес специализированных субподрядных организаций в выполнении об- щего объема строительно-монтажных работ. Наряду со специализированными органи- зациями по монтажу тепломеханического обо- рудования «Донбассэнергомонтаж» и электро- технического оборудования — «Донбассэлек- тромонтаж» с 1948 г. функционирует Монтаж- ное управление «Металломонтаж», которое выполняет монтаж строительных металлокон- струкций, сборных железобетонных конструк- ций и комплекс внутренних и наружных сан- технических работ. С 1953 г. создано Управле- ние по производству механизированных зем- ляных и дорожных работ. Оно. осуществляет строительство, автомобильных и железных до- рог и производит все земляные работы по про- мышленным, жилищным и гидротехническим сооружениям. В 1956 г. специализированные организации выполнили 48,2% ст всего объема строительно-монтажных работ. Такая организация работ себя оправдала и необходимо, осуществлять дальнейшее раз- витие специализированных организаций с тем, чтобы подрядчику была отведена роль по ко- ординации работ и по техническому обеспече- нию строительства. Необходимо отметить большое значение организованного перебазирования на новое строительство уже сложившихся коллективов, завершающих работы на других площадках. В результате проведенных мероприятий по индустриализации строительств за период с 1950 по 1956 г. достигнут рост выработки на одного рабочего в размере 80%. Мироновская, Славянская и Ворошилов- градская ГРЭС сооружались по одному про- екту с некоторыми небольшими индивидуаль- ными особенностями. 358
Рис. 2. Сравнение выполненных объемов работ и процент готовности по Мироновской, Славянской и Ворошиловградской ГРЭС. На рис. 2 показан рост выполненных объ- емов строительно-монтажных работ и процента готовности ГРЭС (процентное отношение вы- полненных строительно-монтажных работ к сметным) по годам, начиная от начала строительства. На графике флажками показа- ны сроки ввода турбогенераторов. Степень готовности ГРЭС к моменту пуска первого турбогенератора оказалась наиболее низкой у Мироновской ГРЭС — 50%; здесь первый агрегат вошел в работу на 42-й мес. от начала строительства; на Славянской ГРЭС, введен- ной в эксплуатацию на 40-м мес., степень го- товности оказалась выше—53%; на Вороши- ловградской, где первый 'блок вошел на 45-м мес., степень готовности оказалась наиболее высокой — 63% • Первые четыре турбогенератора Миронов- ской ГРЭС были введены в эксплуатацию на протяжении 1,5 лет. На Славянской ГРЭС первые четыре турбогенератора введены в экс- плуатацию на протяжении одного года. Ввод турбоагрегатов на электростанциях иллюстри- руется графиком рис. 3. Интерес представляют темпы ввода жилья. В первый год строительства на Мироновской и Славянской ГРЭС было введено соответ- ственно 6,8 и 8,1 тыс. ;и2, между тем как на Ворошиловградской ГРЭС эта цифра в резуль- тате применения сборных конструкций была почти вдвое выше — 14,3 тыс. м3. Такое опе- Ворошилодградская ГРЗС as Мироновская ГРЗС Згода ^годо Годы строительства 5лет Рис. 3. График ввода турбогенераторов по ЛАиронов- ской, Славянской и Ворошиловоградской ГРЭС. 359
режение ввода жилья, сохраняемое в течение первых 3 лет строительства, создало на Воро- шиловградской ГРЭС более благоприятные условия для скорейшего создания строитель- ного коллектива. Максимальное количество рабочих на строительстве Ворошиловгр адской ГРЭС со- ставило всего 64% от (максимума, имевшего место на строительстве Мироновской ГРЭС. Такое уменьшение числа рабочих явилось результатом механизации и индустриализации строительных и монтажных работ, а также перевода строительства на максимальное при- менение готовых сборных конструкций завод- ской поставки и, в частности, сборных железо- бетонных конструкций. Это стало возможным в результате создания мощной производствен- ной базы, о которой говорилось выше. Стройгенплан П р антика строител ьств а э л ектроста нци й показала, что при проектировании стройген- плана современной мощной ГРЭС целесооб- разно исходить из того, что все основные строительные конструкции, как-то: элементы каркасов зданий (металлические конструкции или сборные железобетонные), междуэтажные и кровельные плиты перекрытии, стеновое за- полнение в виде крупных панелей либо круп- ных шлакоблоков, а также все котельно-вспо- могательное оборудование и трубопроводы низкого давления, поставляются производ- ственными предприятиями и заводами. При этом объем временных подсобных предприя- тий может быть сведен к минимуму. Стройген- план должен включать следующие основные элементы: 1. Хорошо механизированные сборочно- складские площадки для строительных кон- струкций и технологического оборудования с соответствующими вспомогательными ма- стерскими. 2. Центральное складское хозяйство для хранения материалов и мелкого оборудования. 3. Механизированный склад лесоматериа- лов и готовых столярных изделий и неболь- шой деревообделочный цех при них. 4. Автотранспортное хозяйство и вспомога- тельные механические мастерские для теку- щего и среднего ремонта строительных меха- низмов, и сантехнических работ. 5. Бетонно-растворный завод с механизиро- ванным складом заполнителей и полигоном’ сборных железобетонных конструкций для из- готовления крупногабаритных изделий. Рис. 4. Монтаж гаража строительства Змиевской ГРЭС из сборных железобетонных конструкций с армопенобетонными стеновыми панелями и плитами КАП. 360
6. Особое внимание должно быть уделено проектированию железнодорожных путей, свя- зывающих сборочно-складские площадки с объектами монтажа, обеспечивающие бес- препятственную подачу порожняка и груже- ных платформ; эти пути не должны выходить на основную стрелочную улицу, а местные железнодорожные платформы, как правило, не должны встречаться с вагонами МПС. Сборочно-складская площадка для строи- тельных конструкций должна быть оборудова- на соответствующими стеллажами для склади- рования и укрупнения монтажных блоков и обслуживаться двумя портальными кранами грузоподъемностью 30 т, со скоростями пере- движения крана не менее 40 м!мин. Обо роч но-скл а д ск а я площа д ка технологи - ческого оборудования должна иметь три пор- тальных крана 'грузоподъемностью 30 т. Сов- мещенная сборочно-складская площадка тех- нологического оборудования, выполненная на строительстве Ворошиловградской ГРЭС, дли- ной в 715 м оказалась удачной. Конструкция временных производственных и складских зданий на строительствах Воро- шил овир адской и Старо-Бешевской ГРЭС впервые в практике строительства тепловых электростанций все подсобные здания — гараж (рис. 4), 'механические мастерские, деревооб- делочная, арматурная, объединенные тепло- и электромонтажные мастерские и центральные склады материалов и оборудования—соору- жены по единой конструктивной схеме, про- летом 12 м из типовых деталей заводского изготовления (колонны, фермы, прогоны, сто- лярные изделия), одинаковых для всех зданий. На строительствах некоторых станций эти здания выполнены из сборных железобетонных конструкций с армопенобетонными стеновыми панелями и кровельными пенобетонными пли- тами размером 6X1,5 м типа КАП. Как недостаток надо отметить обилие в проектах типоразмеров и усложнение кон- струкций ради легкой разборности их. Бетонный завод Впервые в практике строительства тепло- вых электростанций инвентарны й бетонный (двухсекционный) завод был построен на строительстве Мироновской ГРЭС. Затем были построены: трехсекционный бетонный завод на строительстве Славянской ГРЭС, трехсекцион- ный на строительстве Ворошиловградской ГРЭС и четырехсекционный бетонный завод на строительстве Старо-Бешевской ГРЭС. Каж- дый последующий бетонный завод на основе опыта работы предыдущего подвергался ре- конструкции и усовершенствованию. Подача заполнителей на Ворошиловградском бетонном заводе в отличие от Мироновского и Славян- ского, где она была осуществлена скиповым подъемником, выполнена наклонным транспор- тером. Склады заполнителей выполнены в ви- де прирельсовых окладов эстакадно-ямного- типа и расходного склада с траншейно-транс- портерной подачей щебня в смесительное отде- ление. Старо-Бешевский бетонный завод выполнен четырехсекционным с четырьмя бетономешал- ками .по 425 л. В условиях этой ГРЭС, где объемы (бетона существенно возросли и где ежедневно' требуется укладывать бетон 3— 4 марок, такое решение оказалось правильным и рациональным. В 1955 г. впервые был по- строен склад заполнителей, оборудованный грейферным краном на Кураховском заводе железобетонных изделий. Основываясь на этом опыте, на строительстве Старо-Бешевской ГРЭС построен аналогичный большой склад заполнителей (рис. 5). Он представляет собой забетонированную площадку размером 156 X Х40 ж, перекрытую грейферным краном, с грейфером емкостью 3 ж3. Сортированный щебень доставляется на склад по преимуще- ству со щебеночного завода, находящегося на расстоянии 15 кж, автосамосвалами. Так же доставляется и песок. Часть щебня поступает по железной дороге; для приема этого щебня под грейферным краном расположена разгру- зочная эстакада высотой 3,5 ж с обетониро- ванной ямой емкостью 500 ж3. Щебень штабе- лируется таким грейферным краном. Под все- ми штабелями сооружена траншея из сборного железобетона, в которой расположен горизон- тальный транспортер. Последний доставляет щебень на наклонный транспортер который подает его в смесительное отделение бетон- ного завода. Для работы зимой предусмотре- ны бункера подогрева для песка. Цементный склад выполнен из 20 стотон- ных банок, расположенных в два ряда. Разгрузка цемента производится при по- мощи пневморазгрузчика. На этом же складе располагается также штабель растворного песка, под которым имеется траншея с самостоятельным Tpancnoip- тером, подающим песок в растворный узел. Растворный узел выполнен по вертикальной схеме с двумя растворомешалками по 750 л. Растворомешалки должны быть емкостью не менее 750 л. В табл. 5 приведены технико-эко- номические показатели четырех работающих бетонных заводов. На строительствах тепло- вых электростанций Донбасса, как видно, 361
b*---------------------------------WOOD------------------------------------------ Рис. 5. Склад заполнителей, оборудованный грейферным кранол, бетонного хозяйства Старо-Бешевской ГРЭС . Таблиц 5 Бетонные заводы Показатели Мироновский двухсекцион- ный Славянский трехсекцион- ный Ворошиловградский трехсекционный Старо-Бешевский бетонорастворный завод; четыре бето- номешалки по 425 л: две растворомешал- ки по 750 л Производительность за- вода, м2/сутки . проектная достигнутая максималь- 200 300 300 4004-200 ная 195 305 348 410 средняя (фактическая) Капитальные затраты, ПО 150 238 300 тыс. руб.—всего . . . В том числе: 1 203 1 851 2 688 4 469 оборудование 430 472 736 1 321 строймонтажные работы Стоимость приготовле- ния 1 мг бетона, руб. 773 1 380 1 952 3 148 — всего Из них: 41,14 44,55 28,59 18,87 зарплата . . . 15,37 15,90 6,32 4,51 амортизация Среднее количество рабочих в сутки (вклю- чая раб оты по разгруз- ке заполнителей и це- 6,97 8,13 9,06 10,40 мента), чел Средние трудозатра- ты на 1 ж3 бетона, чел-дней: на проектную произ- 97 120 45 52 водительность . . на фактическую сред- 0,49 0,4 0,20 0,14 нюю производительность 362 0,85 0,8 0,30 0,20 наилучшие показатели имеет Старо-Бешев- ский завод. Однако стоит он дорого — 4,5 млн. руб. и строительство его требует длительного времени. Как уже отмечалось, на строительстве Во- рошиловтрадской ГРЭС и Старо-Бешевской ГРЭС сооружены полигоны сборного железо- бетона. На полигонах наиболее целесообразно изготовлять негабаритные сборные железобе- тонные конструкции. Во всех случаях поли- гоны целесообразно размещать рядом с бе- тонными заводами. Главный корпус ГРЭС Опыт довоенного строительства электро- станций показал, что сооружение подземного хозяйства главного здания ГРЭС, представ- ляющего весьма сложный комплекс фундамен- тов корпуса, основного и вспомогательного оборудования, густо переплетенных множест- вом кабельных туннелей, каналов и приямков, расположенных на различных отметках, путем последовательного выполнения отдельных фундаментов, оказывается чрезвычайно трудо- емким и длительным. Поэтому при сооружении Мироновской ГРЭС было решено' выполнить подземное хо- зяйство главного' здания сразу на всю мощ- ность ГРЭС с открытием общего котлована для всего здания. Этот метод сооружения подземного хозяй- ства ГРЭС вполне себя оправдал и нашел всеобщее признание на строительстве всех по-
-следующих ГРЭС. В зону этого котлована надо включать не только сам главный корпус, но также (Прилегающий к нему район дымо- сосной со' скрубберами и (пристанционный узел технического водоснабжения. Открытие котлована выполнялось под про- ектные отметки с вывозкой всего грунта из котлована. Опыт показал, что оставление даже небольших количеств грунта для после- дующей обратной засыпки приводит к много- численным переброскам его, к большим трудо- затратам ручного труда и задержкам в работе. Фундаменты подземного хозяйства на Сла- вянской и Мироновской ГРЭС были запроек- тированы в монолитном бетоне; сборный же- лезобетон в подземном хозяйстве и то в не- большом объеме нашел применение лишь на Ворошиловградской ГРЭС. В новых проектах ГРЭС следует резко уве- личить удельный вес сборных железобетонных конструкций в подземном хозяйстве. Схема сооружения такого подземного хозяйства воз- можна 'Следующая. Башенный кран грузоподъ- емностью 40—50 т, передвигаясь от постоян- ного торца к временному, ставит впереди себя фундаменты — подколенники главного корпу- са, на которые укладывает инвентарные под- крановые балки: двигаясь по ним, кран мон- тирует все подземное хозяйство из сборных желез об етонны х ко нструкци й. Накопленный опыт по сооружению 18 фун- даментов под турбогенераторы мощностью 100 тыс. квт позволяет сделать следующие вы- воды. Армокаркас надземной части фундамен- та турбогенератора, запроектированный ТЭП в виде 65 основных блоков и отдельных эле- На Славянской и Ворошиловградской ГРЭС конструкции подземного хозяйства главного корпуса были успешно забетониро- ваны при помощи передвижного моста—бе- тоноукладчика. На рис. 6 изображен мост, примененный на строительстве Ворошилов- градской ГРЭС, снабженный для установки арматурно-опалубочных блоков укороченным краном типа БКСМ-4, передвигающимся по верху моста. Мост передвигается по инвентар- ным подкрановым балкам, уложенным на под- коленниках, забетонированных ранее гусенич- ным краном. На строительстве Старо-Бешевской ГРЭС монтаж сборных железобетонных конструкций подземного хозяйства главного корпуса (ка- бельные туннели, небольшие фундаменты и т. д. в количестве 2 000 л^3) был успешно вы- полнен реконструированным краном типа СКБ-1, передвигавшемся по ин- вентарным подкрановым балкам, уло- женным по подколенникам рядов Б и В (рис. 6). ментов, оказался очень трудоемким и много- дельным. На строительстве Ворошиловград- ской ГРЭС весь армокаркас был сведен в че- тыре блока весом от 10 до 19 т, заранее заго- товляемых на укрупнительной площадке и монтируемых или мостовым краном машин- ного зала, или краном БК-405. Такое укрупне- ние армоблоков дало снижение трудозатрат на монтаже каркаса фундамента в 3 раза, снизило расход металла и сократило сроки его монтажа в 2,5 раза. Еще большие преимуще- ства даст сборка на укрупнительной площадке, как это было сделано на строительстве Воро- шиловградской ГРЭС, опалуб но-арматурных блоков, что дает дополнительную экономию трудозатрат. Бетонирование фундамента турбогенерато- ра производилось в основном двумя способа- помощи мостового крана и бетонона- сосом. Оба способа достаточно экономичны и надежны и приме- няются в зависимости от местных ловий. Мо нта ж м ета л л о констр у кци й Мироновской и Славянской ГРЭС выполнялся башен- ным краном БК-25-48 гру- зоподъемностью 25 т с вы- летом стрелы 30 м. Мон- таж колонн ряда А машинного зала, ввиду ми: при У' на Укороченный крон^^ < СБК-1 в-2,5-5тп 10000 — 15000-------* -----20000 ---- Опорной рама ^0,00 ------24000--------- -UL 7500 9500 Б 6 Г 27000 Рис. 6. Передвижной мост—бетоноукладчик с башенным краном. 363
Рис. 7. Кран для монтажа сборных железобетонных конструкций подземного хозяйства Старо-Бешевской ГРЭС. недостаточности вылета башенного крана, при- шлось выполнить гусеничным краном грузо>- подъемностью 15 т. Подъем блоков ферм ма- шинного зала производился двумя кранами — башенным и гусеничным. На строительстве Во- рошиловгр адской ГРЭС монтаж металлокон- струкций был выполнен башенным краном БК-405 грузоподъемностью 40 г, с вылетом стрелы 36,0 ж, оборудованным вспомогатель- ным гуськом грузоподъемностью 5 т, что позво- лило выполнить монтаж всех металлических конструкций одним краном. Башенный кран передвигался по инвентар- ным подкрановым балкам, уложенным по под- колонникам рядов В и Г. Это сделало передви- жение крана независимым от состояния за- сыпки подземного хозяйства главного корпуса и освободило от неприятностей эксплуатации путей крана, уложенных на насыпном грунте, как это имело место на Мироновской и Сла- вянской ГРЭС. При монтаже металлических конструкций Ворошилов гр адской ГРЭС впервые в укруп- ненный монтажный блок ферм были включе- ны, кроме металлических конструкций, также кровельные железобетонные плиты, а в блок фасадной стены армопенобетонные стеновые панели. Этот метод надо всемерно распространять, рассматривая монтаж несущих конструкций здания, стеновых заполнений и междуэтажных 364 и кровельных перекрытий как единый техно- логический процесс. Для монтажа междуэтажных и кровельных железобетонных плит деаэраторной и бункер- ной, а также стеновых панелей ряда В на Старо-Бешевской ГРЭС использован полупор- талыный кран на крыше бункерной, предназ- наченный в основном для монтажа технологи- ческого оборудования. Крышевые краны, примененные на Воро- шил овгр адской ГРЭС, себя не оправдали и на Старо-Бешевской они не устанавливаются. Стеновые ограждения главного здания Вороши л овгр адской ГРЭС были впервые в СССР выполнены из крупноразмерных армо- пенобетонных панелей 6X1,5 м, офактуренные с наружной стороны 30-.юи слоем бетона мар- ки 110 (рис. 8). Толщина плит в машинном зале 300 мм, в котельной — 200 мм. Панели подвергаются термической обработке в авто- клавах. За период 1955—1957 гг. Кураховским за- водом строительных материалов произведено 10 000 м* этих плит. На Старо-Бешевской ГРЭС армопенобе- тоиными плитами заполняются каркасы всех наружных стен главного корпуса, химводо- очистки, объединенного корпуса, эстакад топ- ливоподачи. Монтаж стеновых панелей (будет производиться одновременно с металлическими конструкциями основным башенным краном.
Рис. 8. Стена ^главного корпуса Ворошиловградской ГРЭС, выполненная из армопенобетонных панелей. Монтаж армопенобетонных панелей на строительстве Ворошиловградакой ГРЭС вы- полнялся: а) вспомогательным гуськом основного ба- шенного крана одновременно с металлически- ми конструкциями; б) мостовыми кранами котельной и машин- ного зала при посредстве специальных траверс, когда монтаж панелей производился с отста- ванием от монтажа металлических конструк- ций. Способ крепления отдельно .изготовленных бетонных архитектурных деталей к а р молено- бетонным панелям на растворе оказался край- не трудоемким. Сейчас армопенобетонные плиты выпускаются заводом заодно с архитек- турными деталями. Трудозатраты на монтаж 1 м2 стены на Ворошиловградской ГРЭС составили 0,13 чел- дней, что в 5 раз ниже, чем при кирпичной кладке. Стоимость стен из армопенобетона уже сейчас несколько' ниже, чем кирпичных стен в фахверковом исполнении. Трестом «Дон- бассэнергострой» ведутся работы по уменьше- нию расхода арматуры, сокращению толщин панелей и другие меры по упрощению конст- рукций армопенобетонных панелей. Наряду с широко примененными кровель- ными крупнопанельными железобетонными ребристыми плитами размером 6,5X2,2 м впервые на Ворошиловградской ГРЭС были применены крупноразмерные кровельные армо- пенобетонные плиты КАП размером 6,5Х1,5.и, которые представляют собой несущие кон- струкции с утепляющим слоем, полностью го- товые к наклейке ковра. Трудоемкие операции по укладке утепляющего слоя и выполнению стяжки отпадают. Вес кровельного покрытия при выполнении его плитами КАП составляет 200 кг/м2. Существенным недостатком плит КАП яв- л я етс я н изки й коэффициент испол ьзов а н и я автоклавов. Поэтому ведутся работы по освое- нию изготовления этих плит без автоклавной обработки по методу ЦНИПС. Впервые на Ворошиловградской ГРЭС кровельные плиты над котельной выполнены без утепляющего слоя, что дает значительную экономию трудозатрат. Опыт эксплуатации Ворошиловградской ГРЭС следует распро- странить на все электрические станции ана- логичных климатических условий. Сборные плиты междуэтажных перекрытий бункерной и деаэраторной этажерок, а также плиты бункеров были изготовлены на полигоне строительства. Монтаж плит перекрытий осу- ществлялся как мостовыми кранами при по- 365
Рис. 9. Монтаж циркуляционного отводного канала из сборных железооетонных звеньев. мощи консольных траверс, так равно и полу- портальным кровельным краном бункерной. Закрытые отводящие циркуляционные каналы Закрытые двухрядные отводящие циркуля- ционные каналы Ворошиловградской ГРЭС суммарной протяженностью 930 ж, сечением 3X3 м впервые в практике строительства элек- трических станций СССР были выполнены в сборном железобетоне (рис. 9). Сборное звено представляет собой отрезок канала длиной в 1 м. Толщина стенок звена 250 мм, вес около 9 т. Изготовление 930 звеньев объемом 3 080 м3 сборного железобетона было организовано на полигоне строительства. Успеху их изготовле- ния способствовала удачная конструкция ме- таллической опалубки (предложение инж. Рез- ника). В сутки изготовлялось до 10 звеньев. В результате применения сборной конструк- ции канала получена экономия лесоматериа- лов в количестве 682 м3, в 3 раза снижены трудозатраты и резко сокращены сроки соору- жения сбросных каналов. Перевозка звеньев к месту укладки произ- водилась на 7-т автомашине со снятым кузо- вом. Монтаж звеньев осуществлялся гусенич- ным 15-т краном. Звенья по торцам имели выпуски арматуры в виде петель высотой 14 см, которые заходили при установке соседних звеньев друг за друга и армировались стержнями диаметром 20 мм с последующим за мои сличив ан ием. Внутрен- няя поверхность каналов торкретировалась. Перед засыпкой каналы подвергались гид- равлическому испытанию. На строительстве Старо-Бешевской ГРЭС, аналогичные каналы по размерам 4X4 м так- же выполняются в сборном железобетоне. На основе накопленного опыта как Дюн- баосэнер1гостроя, так и других строительно- монтажных и проектных организаций Мини- стерства электростанций вырисовываются сле- дующие основные направления дальнейшего р азвития строительств а электр ост а н ций. Строительная площадка мощной электро- станции должна быть в первую очередь хоро- шо м ех ан ив ированн о й у круп н и тел ь но -сбор оч - ной площадкой с удобными и разветвленными железнодорожными путями и автодорогами, оборудованной большепролетными мощными кранами. Все конструктивные элементы как временных подсобных зданий, так и постоян- ных промышленных, гидротехнических и жи- лищных сооружений должны комплектно по- ставляться заводами с максимальной степенью готовности. Все технологическое оборудование, включая трубопроводы, должно поступать на стройплощадку в блочном виде, готовое' к укрупнительной сборке. Сборные жел езо бетонные конструкции должны в максимальной степени вытеснить монолитный бетон и железобетон и металли- ческие конструкции. Стеновое заполнение про- мышленных зданий должно выполняться из крупноразмерных панелей из легких бетонов и крупных шлакоблоков. Количество временных подсобных пред- приятий на стройплощадке должно быть ми- нимальным, и они должны быть преимуще- ственно инвентарными. Строительно-монтажные р а боты должны выполняться специализированными организа- циями, оснащенными современными монтаж- н ым и средства м и. Управлени е стро иге л ь ства должно координировать их работу и обеспечи- вать общее техническое руководство и техни- ческое обеспечение работ. Переход на такую систему организации строительства обеспечит дальнейшее ускоре- ние, удешевление и улучшение качества строи- тельства электростанций. Условия для этого- в настоящее время в Донбассе в значительной степени созданы.
ВОРОНКО Е. Л. Главный инженер института „Оргэнергострой* СТРОИТЕЛЬСТВО ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА УРАЛЕ Урал и прилегающие к нему обширные, далеко простирающиеся на север, юг и восток районы—богатейшая часть территории СССР, в недрах которых залегают огромные запасы руды, черных и цветных металлов, угля, драго- ценных ископаемых. До Великой Октябрьской социалистической революции все эти богатства использовались крайне слабо и при этом хищ- нически. Для связи с Европейской частью России служила только р. Кама и две одно- колейные железнодорожные линии. Имевшие- ся в то время даже небольшие промышленные предприятия не могли работать на полную мощность из-за недостатка сырья, топлива и ограниченности транспортных средств. В 1917 г. на Урале было добыто угля всего лишь 97,5 млн. пудов, или 5% от общей добы- чи в стране. Особенно на низком уровне развития нахо- дилась энергетика. В 1913 г. установленная мощность всех электростанций составляла всего лишь 8 000 квт. Самая крупная станция при Надеждинском -заводе имела мощность 3 000 квт. С установлением Советской власти Урал, как и все другие районы страны, полу- чил безграничную возможность своего эконо- мического развития. С -принятием плана ГОЭЛРО началом крупной электрификации Урала было увеличение мощности Кушвинской электростанции до 10 тыс. квт (для электри- фикации шахт железнорудного месторождения горы Благодать и приисков Верхне-Туринского и Баратинского районов) и до 40 тыс. квт Кизеловской электростанции (для электрифи- кации Кизеловского угольного -бассейна и Луньевской железнодорожной ветки). Строи- тельство велось в трудных условиях, испыты- вались перебои в материальном снабжении; работы в суровых климатических условиях выполнялись преимущественно вручную. Пер- вая очередь Кизеловской ГРЭС мощностью в 6 тыс. квт, начатая сооружением в 1921 г., пущена в эксплуатацию в 1924 г., т. е. только на четвертом году строительства. Страна из года в год накапливала силы,, крепла ее экономическая мощь. В сентябре 1930 г. была пущена в действие первая оче- редь Челябинской ГРЭС, строились новые крупные по тому времени Березниковская ТЭЦ и Средне-Уральская ГРЭС. Мощность Кисе- левской ГРЭС в 1931 г. было доведена до 26 тыс. квт. Получали электроэнергию по ли- ниям ПО кв. Свердловск, Магнитогорск, где велось большое строительство и многие дру- гие районы. В 1935 г. началось сооружение Челябинской ТЭЦ, а позднее Красногорской ТЭЦ и ряда других электростанций. Урал вое больше и больше принимал облик крупного промышленного центра страны. Строились но- вые угольные шахты, машиностроительные за- воды, огромными темпами развивалась метал- лургическая промышленность, транспорт. Резкое изменение в развитии Урала на- ступило в 1941 г. в связи с перестройкой про- мышленности Советского Союза, вызванной варварским нападением фашистской Германии на нашу страну. Огромное количество промышленных пред- приятий из западных и особенно из южных районов страны решением Партии и Прави- тельства было переведено на Восток и боль- шая часть их расположилась на Урале. Необ- ходимость обеспечения быстрейшего ввода их в действие и бесперебойной работы поставила перед энергетиками Урала задачу — произве- сти в кратчайшие сроки расширение действую- щих и постройку ряда новых электростанций. Вторая половина 1941 г. и весь 1942 г. харак- терны весьма напряженным состоянием для Уральской энергосистемы. Работы по вводу новых мощностей ослож- нялись тем, что приходилось монтировать обо- рудование, вывезенное в порядке демонтажа из других районов. Оно требовало выполнения 367
большого объема восстановительных работ. Производство нового технологического обору- дования было резко сокращено. В 1941—1943 гг. почти на всех строитель- ных площадках Урала наряду с восстановле- нием оборудования изготавливалось новое не- достающее для комплектования. На некоторых стройках налаживалось производство отдель- ных видов основного оборудования; организо- ванные для этой цели мастерские постепенно превращались в котельно-механические заво- ды. Такие заводы, в частности, были созданы при строительстве Средне-Уральской ГРЭС, Красногорской и Челябинской ТЭЦ. Только системой Главэнергостроя было из- готовлено оборудования в 1941 г.— 2 330 т, в 1942 г. — 3 220 г, а в 1943 г. — 5 630 т, в том числе прямоточные котлы, трубчатые воздухо- подогреватели, пылевые циклоны, питатели пыли и другие виды оборудования. Передовым в этом отношении являлось строительство Красногорской ТЭЦ, коллектив которого не только' изготавливал оборудова- ние, но и проектировал его. В целях быстрей- шего выполнения монтажа оборудования уже в первые месяцы после начала войны на строительстве Красногорской ТЭЦ возникла и начала осуществляться идея крупноблочного монтажа оборудования — котлов. На строи- тельстве Челябинской ТЭЦ эта идея получила дальнейшее развитие не только в применении к монтажу технологического оборудования, но и в строительных конструкциях. Так, напри- мер, на этой стройке впервые было применено блочное изготовление опалубки и арматуры фундаментов турбогенераторов мощностью 25, 50 и 100 тыс. квт: временная торцовая сте- на котельной (за седьмым котлом), состоящая из металлического каркаса и обшивки из вол- нистого железа, целиком была собрана на монтажной площадке, после чего была уста- новлена портальным краном на место. Передовой опыт, более высокопроизводи- тельные методы работ переносились с одного объекта на другие и это способствовало обще- му повышению темпов’ строительства и ввода новых мощностей. Поставленная перед коллективом Челяб- ТЭЦстроя задача ввести в эксплуатацию в 1943 г. три котла потребовала разработки новых приемов организации работ. Так, было принято решение о переходе от неподвижных подъемно-транспортных механизмов к пере- движным и в соответствии с этим был приме- нен портальный кран грузоподъемностью в 70 т с высотой подъема груза на 34,5 м. 368 Этот кран расширял возможности укрупнения блоков котлов и, несмотря на ряд выявив- шихся позднее недостатков, сыграл в строи- тельстве Челябинской ТЭЦ важную роль. По мере укрупнения блоков росла и общая грузоподъемность такелажных средств. Если при монтаже первых двух котлов типа ТКП-3 она составляла 40 т, то при мон- таже третьего котла KO-VI-200 — 55 г, при монтаже четвертого котла того же типа 95 т, а при монтаже пятого секционного котла ЛМЗ — 125 т. Предварительная сборка отдельных эле- ментов котлов в блоки способствовала сокра- щению трудозатрат, повышала качество работ, сокращалась продолжительность монтажа, что видно из табл. 1. Метод предварительной сборки элементов оборудования в блоки применялся также в монтаже механизмов и турбоагрегатов. Если ранее турбогенератор мощностью в 25 тыс. квт монтировался за 2 и более месяцев, то в 1942 г. такой агрегат монтировался уже за 45 дней; на Кизеловской ГРЭС турбина мощ- ностью 12 тыс. квт была смонтирована за 22 дня. Напряженный творческий труд энерге- тиков Урала дал свои, плоды. За 1941 — 1943 гг. задача создания необходимой энерге- тической базы в основном была решена. В последующие годы развитие Уральской энергосистемы продолжалось с нарастающими темпами. Расширяется Челябинская ТЭЦ, со- оружаются мощные Нижне-Туринская ГРЭС, Камская ГЭС и ряд других крупных станций. Благодаря накопленному опыту первые агрегаты на Нижне-Туринской ГРЭС были введены через 26 мес. после фактического на- чала строительно-монтажных работ. Это было крупное достижение. XIX съезд КПСС на 1951 —1955 гг. поставил новые задачи по развитию энергетики в целом и, в частности, по Уралу—обеспечить высокие темпы наращивания мощностей электростан- ций, увеличить резервы в энергетических систе- мах, ввести в действие Камскую ГЭС. Осуще- ствляя эти требования, энергетики Урала за период пятой пятилетки построили и ввели
в действие Южно-Уральскую, Серовокую, Верх1не-Та1гилыс1кую и другие ГРЭС и крупней- шую на Урале 'Гидроэлектростанцию — Кам- скую ГЭС. Росла мощность не только отдельных агре- гатов, но и электростанций в целом. Если в 1928 г. максимальная мощность ГРЭС по Уралу составляла 10 тыс. квт, то в 1955 г. имелись электростанции с установленной мощ- ностью, достигающей 600 тыс. квт. В настоя- щее время сооружаются электростанции на мощность свыше 1 млн. квт с турбинными агрегатами в 150 и 200 тыс. квт для работы на высоких параметрах пара. Развитие энергетического строительства на Урале характеризуется данными по выполне- нию работ трестом «Уралэнергострой». Этим трестом за пятую пятилетку выполнено строи- тельно-монтажных работ на 96% больше, чем за четвертую пятилетку, а в 1956 г. на 40% больше, чем в 1955 г. Совершенно очевидно, что осуществление таких темпов строительства было бы крайне трудным без опыта, без совершенствования производственной -технологии, без средств ме- ханизации. Рост оснащения строительных организаций треста «Уралэнергострой» механизмами и транспортом виден из показателей табл. 2. Таблица 2 Годы Стоимость, млн. руб. Стоимость работ на 1 руб. сюимо- сти механиз- мов, руб. строитель- ных меха- низмов транспорт- ных средств вс его На одного рабочего, руб. 1940 .1,6 1,7 3,3 1 160 1945 7,6 5,6 13,2 1 760 — 1950 36,2 32,1. 68,3 4 830 2,18 1955 55,0 38,4 93,4 6 600 2,89 1956 64,5 39,5 104,0 6 250 3,60 В настоящее время стройки располагают мощными экскаваторами, скреперами, бульдо- зерами, автос а мосв а л а м и, бе тон он ас ос а м и, кранами — мостовыми, козловыми, башенны- ми — и многими другими видами строительно- го оборудования. По мере роста механовооруженности и освоения машин и механизмов повышался и уровень механизации работ, динамика которо- го по основным видам работ представляется данными табл. 3. Освоение строительной техники неуклонно повышает эффективность ее использования. Так, например, если годовая выработка на один кубометр емкости ковша экскаватора по «Уралстроймеханизации» составляла в 1950 г. 24—1051 Таблица 3 Виды работ Уровень механизации, % 1950 г. 1955 г. 1956 г. Земляные работы В то 4 числе комплексная ме- 73,5 93,5 92,3 ханизация — — 89,0 Добыча камня В том числе комплексная ме- 87,6 96,0 98,5 ханизация — 68,6 93,7 Бетонные работы 82,5 99,0 99,0 Штукатурные работы .... 10,4 49,5 57,7 Малярные работы Погрузочно-разгрузочные ра- 41,0 52,7 61,0 боты — 82,9 98,5 30,8 тыс. м3, то в 1955 г. она достигла 108,4 тыс. м3, а в 1956 г. при разбросанности земляных работ—114 тыс. м3; в 1950 г. на одну списочную автомашину приходилось по перевозке 2 700 т груза, а в 1956 г. уже 6 150 г и это не предел использования механизмов. Строители-энергетики Урала достигли зна- чительных успехов в части индустриализации строительства и в первую очередь на основе внедрения сборных железобетонных конструк- ций и деталей. Этот вид строительных изделий широко применяется в промышленном, граж- данском и дорожном строительстве, при про- кладке кабельных и водосбросных каналов и в ограждениях. Объем внедрения сборного железобетона на 1 млн. руб. строительно-мон- тажных работ в 1956 г. составил: по ЧелябТЭЦстрою 215 м3, по ЮжУралГРЭС- строю 200 м3, по Березовскому стройуправле- нию 170 м3, а по тресту «Уралэнергострой» в целом 114 м3. На одной из крупных электростанций Ура- ла впервые было осуществлено сооружение главного корпуса с ограждающими стенами Из крупных железобетонных панелей с утепляю- щей минераловатной прослойкой. Конструктив- ная характеристика панелей (рис 1) следую- щая: толщина ограждающего слоя панели, включая фактурный слой, 3,5 см\ общая тол- щина блока, включая утепляющий слой, 30 см, длина 6,5 м, ширина 1,5 м, вес 1 м2 блока 300 кг. Детали архитектурного оформления зда- ний— обрамления, тяги, карнизы, пьедестал и другие элементы — выполнялись также из сборного железобетона. Опыт применения сборного железобетона в стеновом заполнении показал, что фактиче- ские трудозатраты в этом случае на один при- веченный квадратный метр стены составлял 0,5—0,6 чел.-дня, включая транспортные опе- рации в рабочей зоне, или более чем в 3 раза 369
План Рис. 1. Блок для наружной Разрез по 2-2 Металлические прокладка стены главного здания. меньше, чем при обычном кирпичном запол- нении (в 2,5 кирпича). При этом расход це- мента не увеличивается, а стоимость фактиче- ски равна стоимости кирпичной кладки в два кирпича. На строительстве Верхне-Тагильской ГРЭС в трудных геологических условиях (высокий уровень грунтовых вод) из сборного железо- бетона было осуществлено сооружение сброс- ных каналов циркуляционной воды. На первой очереди испытывались большие затруднения, но они послужили хорошей школой. Вторая очередь канала, где применялись блоки весом в 15 т, была построена в 4 раза быстрее, чем первая, при высоком качестве работ. Блоки из- готавливались на полигоне в непосредственной близости к главному корпусу. Стыки между блоками торкретировались. Оправдал себя также опыт строительства дорог с покрытием из сборных железобетонных плит размерами 3X1,5 м. За период с 1948 по 1956 г. на Урале по- строено 220 сооружений из крупных ограж- дающих панелей, в том числе — жилые дома общей площадью 30 тыс. м2. В настоящее время на Урале сооружаются четыре электростанции, где используются круп- ные панели; запроектированы к строительству крупные электростанции, где главные здания 370 будут выполняться в сборном железобетонном каркасе. Для монтажа тяжелых металлических и железобетонных конструкций используются ба- шенные краны грузоподъемностью в 40 т, а для легких — краны типа СБК-1 грузоподъем- ностью 5 т (рис. 2). В последние годы существенные изменения произошли в организации работ. С 1954 г. ста- ли внедряться поточно-скоростные методы монтажа технологического оборудования. Та- ким способом на Южно-Уральской ГРЭС смонтировано в 1954 г. четыре крупных котель- ных агрегата, в 1955 г. — четыре агрегата на Верхне-Тагильской ГРЭС. В блоки собираются все поверхности нагрева, каркасы, потолочные перекрытия котлов, холодные воронки с обму- ровкой, газовоздухопроводы и пр. Большую роль в увеличении блочности кот- лоагрегатов (до 83%) сыграло применение в котельных двух мостовых кранов грузоподъ- емностью по 30 т каждый. Они позволили со- бирать блоки В'есом свыше 50 т. На ряде строек осуществлен крупноблоч- ный монтаж электрической части станций, в том числе и выводов генераторов. Все желе- зобетонные конструкции выводов исключены и монтируется, по существу, только блок ком- плексного распределительного устройства с
t Q О 6 А Рис. 2. Схема установки кранов при монтаже металлических конструкций и стеновых блоков на главном здании. шинным мостом. Блок полностью изготавли- вается на сборочной монтажной площадке. В дальнейшем изготовление его необходимо перенести в заводские условия. Эти совершен- ствования технологии монтажа позволили за- метно сократить продолжительность работ. Так, например, турбины на Нижне-Тагильской ГРЭС были смонтированы за 62 дня, на Се- ровской ГРЭС за 63 дня и на Южно-Ураль- ской ГРЭС за 58 дней вместо 90 и более дней, как это имело место ранее. Механизация работ, индустриализация стр о ител ьств а, с овершенств ов ан и е пр оизвод- ственной технологии способствовали росту про- изводительности труда, что видно из данных табл. 4. Рост производительности труда позволял увеличивать выполнение работ. Так, например, среднегодовая численность рабочих по тресту «Уралэнергострой» с 1950 по 1955 г. возросла на 0,2%, а выполнение объемов работ на 81%. В 1956 г. при увеличении численности рабо- чих на 18% выполненный объем строительно- Таблица 4 Годы Производительность труда, % к 1950 г. всех рабочих, занятых на строительстве рабочих, заня- тых на строи- тельно-монта- жных работах 1952 134 139 1954 154 164 1955 180,1 187 1956 216 209 монтажных работ увеличился более чем в 1,5 раза по сравнению с 1951 г. Количество рабочих, необходимых для вы- полнения строительно-монтажных работ в объ- еме 1 млн. руб., по годам изменялось по табл. 5. Как видно, численность рабочих в 1956 г. по сравнению с 1950 г., необходимая для вы- полнения одного и того же объема работ, со- кратилась более чем в 2 раза. 24* 371
Таблица 5 Годы строи- тельства Всего рабочих В гом числе занятых на строительно- монтажных работах на вспомогатель- ных работах 1950 95 57 38 1955 52 31 21 1956 38 21 17 В настоящее время энергетика Урала в своем развитии стоит на новом пути техни- ческого прогресса. На расширяемых и вновь сооружаемых электростанциях уже в текущей пятилетке будут устанавливаться турбины мощностью по 200 тыс. квт и котлы паропро- изводительностью в 640 т/ч, работающие на высоких и сверхвысоких параметрах по давле- нию до 230 ата и по температуре до 610° С. Задачей энергетиков является освоение технологии монтажа нового оборудования, дальнейшее совершенствование организации работ, быстрейший ввод новых мощностей, обеспечение выполнения Директив XX съезда КПСС по развитию энергетики в целом и по Уралу в частности. Накопленный опыт, наличие строительной техники, творческий труд — являются залогом тому, что поставленные Партией и Правитель- ством задачи будут с честью выполнены.
АЧКАСОВ Д. И. Начальник Главэлектросетьстроя ГРИГОРЬЕВ Ю. Е. Главный инженер треста „Армсетъ* СТРОИТЕЛЬСТВО ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 400 кв КУЙБЫШЕВСКАЯ ГЭС — МОСКВА Директивами XX съезда КПСС по шестому пятилетнему плану развития 'Народного хозяй- ства предусмотрено: «Создать единую энерге- тическую систему Европейской части СССР пу- тем объединения Куйбышевской и Сталинград- ской гидроэлектростанций с Центральной, Юж- ной и Уральской энергосистемами, построив для этой цели линии электропередачи напря- жением 400 кв». Включенная в эксплуатацию в 1956 г. ли- ния электропередачи 400 кв Куйбышевская ГЭС — Москва является первым звеном еди- ной высоковольтной сети Советского Союза. Куйбышевская ГЭС при полной мощности 2 100 тыс. квт имеет выработку электроэнергии свыше 11 млрд, квт • ч в средний по водности год. Из этого количества было решено1 переда- вать в Центральную энергетическую систему свыше 6 млрд, квт • ч в год по двум линиям электропередачи 400 кв протяженностью око- ло 900 км. Задача передачи такой большой мощности на такое расстояние потребовала от советских энергетиков решения ряда сложных научных проблем. Можно смело считать, что сооружение ли- нии 400 кв Куйбышевская ГЭС—Москва зна- менует собой новую, более высокую ступень советской электротехники. Среди линии такого класса первой вступила в эксплуатацию (1952 г.) одноцепная линия 380 кв в Швеции протяженностью 954 км, вто- рой — линия Куйбышев—Москва. В ряде других стран построены линии элек- тропередачи напряжением 380 кв, однако ли- нии эксплуатируются при напряжении 220 кв. Перевод их на напряжение 380—400 кв пред- полагается во Франции и Западной Германии в 1957 г. и в Финляндии’—в 1958 г. В Англии высоковольтная сеть, сооружаемая для напря- жения 275 кв, будет иметь пасть, подлежащую переводу в дальнейшем на 380 кв. В Соеди- ненных Штатах Америки в 1956 г. включена линия длиной 282 км, предназначенная для работы при наивысшем напряжении в стране 345 кв. В комплекс сооружений электропередачи Куйбышевская ГЭС—Москва входят две цепи линии (южная длиной 815 км и северная дли- ной 891 кв) с тремя переключательными пунк- тами, на одном из которых предусмотрена установка емкостной компенсации мощностью 480 тыс. ква. Каждый переключательный пункт может быть расширен в приемную подстанцию 400 кв. Обе цепи линии начинаются от порталов повысительной подстанции Куйбышевской ГЭС и заканчиваются близ Москвы —одна на Во- сточной—приемной подстанции (г. Ногинск) у другая на Северной подстанции (Бескуднико- во). Подстанции связаны между собой участ- ком линии 400 кв будущего московского коль- ца длиной 78 км. Таким образом, общая длина по трассе ли- ний электропередачи 400 кв составляет 1 783 км. На каждой из приемных подстанций уста- новлено по две группы трансформаторов 400/110/11 кв, 270 тыс. ква, по две группы трансформаторов 220/110/11 кв, 180 тыс. ква и предусмотрена установка четырех синхронных компенсаторов по 75 000 ква каждый. Для улучшения условий регулирования на- пряжения трансформаторные группы 400 и 220 кв имеют вольтдобавочные трансформато- ры с регулированием напряжения под нагруз- кой. Подстанции связаны с Московской энерго- системой на напряжениях ПО и 220 кв. 37а
Рис. 1. Промежуточная опора линии 400 кв Куйбышев- ская ГЭС—Москва. Трасса линии проходит и по гористой ме- стности (район Жигулевских гор), затем хол- мистой и в западной своей части — по равнине. На подходе к Москве встречаются болотистые водонасыщенные грунты. Около половины (48%) своей длины трасса проходит в лесных просеках, пересекая свыше 200 различных сооружений — железных и авто- мобильных дорог, линий' электропередачи и связи. Пересечение линии р. Оки и Усинского водохранилища Куйбышевского моря потребо- вали сооружения крупных переходов. Для сооружения двух цепей и подстанции потребовалось выполнить следующие основные объемы работ: вынуть земли.............. 3 400 000 ж3 уложить бетона ............. 320 000 м3 установить опор........... 4 365 шт. установить металлических конструкций................ 62 700 т подвесить проводов и тросов 32 500 т В процессе строительства была сооружена линия связи длиной 883 км, жилпооелки при подстанциях и переключательных пунктах с клубами, школами, детскими яслями, ремонт- ные базы для обслуживания линий — всего 374 около 34 0.00 м2 жилой площади, различные временные сооружения, склады, около 100 км временных дорог и подъездных путей и т. д. Первый фундамент опоры южной цепи был заложен 30 апреля 1952 г. Последняя опора северной цепи была установлена 20 октября 1956 г. Сравнительно хорошие темпы строительства были достигнуты в результате принятых инду- стриальных методов строительства с обеспече- нием трудоемких работ мощной современной техникой. К индустриализации строительства надо от- нести: поставку крупных секций опор, сварен- ных на заводе с последующей сборкой этих элементов на пикете, строительство домов в по- селках из готовых деталей, применение инвен- тарных приспособлений и такелажа при уста- новке опор и т. д. Трудоемкие работы по линии были почти полностью механизированы. Механизмами вы- полнено более 90% земляных работ, все ра- боты по установке опор и приготовлению бе- тона. Сроки строительства определили необхо- димость одновременного начала работ в не- скольких точках, что обычно для строительства больших линий. Так, участок линии 380 кв в Финляндии длиной 380 км начат строитель- ством одновременно в четырех точках. Для линии КуГЭС—Москва было создано при начале строительства девять строительных управлений или монтажных участков. Основной особенностью строительства яви- лась новизна почти всех ее элементов. Вес и размеры опор существенно отличались от при- менявшихся ранее. Типовая промежуточная П-образная опора линии 400 кв (рис. 1) весит 7,3 т и имеет высоту до траверсы 27 м. Вес анкерно-угловых опор (рис. 2) новой АП-об- р аз ной стержневой конструкции составляет в зависимости от угла поворота линии от 19 до 29 т. Впервые по данной линии нашло примене- ние расщепление фазы, что снизило' индуктив- ное сопротивление линии на 35—39%. Каждая фаза состоит из трех проводов марки АСО-480/60, освоенной промышленностью спе- циально’ для электропередачи Куйбышевская ГЭС—Москва. Такие важные элементы, как выпускающие подвесные зажимы и распорки, устанавливаемые между проводами, испытыва- лись ВО' время строительства. Опыт эксплуатации указал на необходи- мость изменения ранее принятой схемы их рас- становки, в силу чего потребовалось переста- вить около 70 тыс. распорок в уже смонтиро- ванных пролетах.
Трестом «Армсеть» специально для линии 400 кв разработано белее 150 типов арматуры, включая новые изоляторы типов П-8,5 и П-11. Все оборудование 400 кв для подстанций было заново разработано электропромышлен- ностью. Трансформаторы, воздушные выключа- тели, синхронные компенсаторы, разъедините- ли, защитные устройства осваивались в произ- водстве одновременно со строительством линии и подстанций. Новизна основных элементов потребовала новых приемов работы, иногда значительно отличающихся от применяющихся при строи- тельстве линий более низкого напряжения. Для промежуточных опор проектом был предусмотрен монолитный фундамент с объе- мом бетона около 60 м3 и земляных работ (с отрывом двух 'котлованов и обратной засып- кой) около 300 ж3. Для сооружения их требо- вался существенный расход дерева на опа- лубку. В процессе строительства монолитные осно- вания были заменены на малообъемные набив- ные фундаменты, значительно более простые и экономичные. Как видно из рис. 3, промежуточная опора устанавливается на восьми отдельных фунда- ментах, каждый из которых в нижней части имеет конусное расширение. Расход бетона при фундаментах такого ти- па снизился до 15,5 ж3 на опору. Так как бе- тон укладывался (набивался) в отверстие, вы- сверленное в земле машиной, потребность в опалубке исчезла. Работа бетона с грунтом ненарушенной структуры позволила повысить удельные нагрузки на грунт. Фундаменты то- го же типа выполнялись и для анкерно-угло- вых опор. Харьковский завод «Сетьмаш» в очень ко- роткие сроки разработал и передал на строи- тельство буровую машину типа Б-8, позволяю- щую почти полностью механизировать земля- ные работы при сооружении набивных фунда- ментов. Как монолитные, так и набивные фунда- менты требовали приготовления бетона на трассе. Опыт показал, что создание отдельных участковых бетонных узлов, выдающих бетон для фундаментов определенного участка трас- сы, является более экономичным и производи- тельным, чем так называемое «попикетное бе- тонирование». Узлы комплектовались из двух-трех бетоно- мешалок с емкостью барабана 250 л, смонти- рованных на автомашинах. Для удобства по- грузки готовой бетонной смеси автобетономе- шалки устанавливались на эстакаду, узлу при- давалась передвижная электростанция, траве- Рис. 2. Анкерная опора стержневой конструкции. -портеры для погрузки инертных и т. д. Для подвоза воды впервые в линейной практике ис- пользовались автоцистерны типа АСМ-2 емко- стью 2 ж3. Простая конструкция этих машин, позволяющая производить заполнение цистер- ны при помощи вакуума основного двигателя, Рис. 3. Фундамент промежуточной опоры линии 400 кв. 375
позволила применить автоцистерны для откач- ки грунтовой воды из котлованов. Радиус действия бетонного узла опреде- ляется наличием и состоянием дорог. Один из наиболее длительно работавших узлов обслу- живал 16 км трассы и (Выдал около 3 тыс. м3 бетона. Автобетономешалки, применявшиеся для бетонирования на пикете по предложениям ра- ботников, снабжались различными устройства- ми. Часть их была оборудована «раздатчика- ми» бетона, позволяющими передать замес в любую точку котлована в радиусе 5 м от агре- гата. Такой раздатчик заменял труд 4—5 чел. На ряде машин были установлены дополни- тельно электрогенераторы мощностью 1,5 квт, позволяющие снабжать энергией электровибра- торы и вести работу в вечернее время. Много внимания было уделено вопросам зимнего бетонирования. Применялись различ- ные методы обогрева котлована и уложенного бетона —электричеством, печками и т. д. Наиболее удачным был опыт прогрева ци- линдрических котлованов для набивных фун- даментов электропечью. Создавались пере- движные установки для подогрева инертных и воды. Были попытки применять для этой цели паровозы узкой колеи. Однако общий итог показал, что зимнее бетонирование фундаментов относительно не- большого объема является явно неэкономич- ным и не гарантирующим необходимого каче- ства. Такой вывод привел к решению о полном отказе от производства бетонных работ на трассе в зимнее время. Из общего количества опор 52% установ- лено на фундаментах набивного типа и 12% Рис. 4. Сборка анкерно-угловой опоры линии 400 кв. 376 на металлических подножниках с железобетон- ными плитами основания. Последние применя- лись на мокрых и болотистых участках трассы. Земляные работы выполнялись при помо- щи экскаваторов, преимущественно с емкостью ковша 0,25 м? типов Э-257 и Э-258 и буровы- ми машинами. Применение для линейных ра- бот экскаваторов с емкостью ковша 0,5 ж3 и выше не рационально, так как производитель- ность их на трассе была равна двум-трем опо- рам в день (из-за неудобств по его перестанов- ке с пикета на пикет), т. е. такая же, как и легких экскаваторов с ковшом 0,25 ж3. Металлоконструкции опор, поставляемые рядом заводов сваренными секциями длиной 9 ж, принимались на прирельсовые базы и по- сле комплектовки вывозились на пикет. Сбор- ка их выполнялась при помощи автокрана бригадой в 5—6 чел. Дополнительная окраска и правка секций и раскосов, погнутых при транспортировке, вы- полнялась на пикете при сборке. Опоры окра- шивались суриком на натуральной олифе. Установка промежуточных опор выполня- лась при помощи сцепа двух тракторов С-80 без анкеров для закрепления такелажа. На ряде участков применяется метод, когда при достижении определенного угла подъема опо- ры один трактор переходил на тормозную от- тяжку. Весь такелаж, применяемый для установки опор, был инвентарный, т. е. имел постоянные приспособления для захвата за опору, заде- ланные соединения и не требовал подгонки на месте. В последний период строительства в кон- струкцию опоры для ускорения крепления тро- сов подъема были введены постоянные-косын- ки с проушинами. Подъем тяжелых анкерно-угловых опор вы- полнялся двумя-тремя тракторами на подъеме и двумя тракторами на тормозных оттяжках. До подъема при сборке опоры усиливались распорками между концами ног в плоскости линии и крестовыми растяжками, создающими жесткость поперек линии. Растяжки снимались после установки и закрепления пятой ноги опоры. Момент оборки АУ-опоры показан на рис. 4. Приемка опор производилась с повышен- ными требованиями. Отклонение вершины 27-метровой опоры допускалось не более 80 мм, искривление уголков опор между узла- ми обрешетки не более 5 мм, искривление ‘раскосов могло быть не более 1 : 400 длины. Особые трудности возникли при сооруже- нии перехода линии через Усинское водохра- нилище Куйбышевского моря.
'Переход каждой цепи осуществлен на че- тырех анкерных опорах, из которых две край- ние имеют высоту 20 м и вес 100 т каждая и две (стоящие на берегах водохранилища) — высоту 70 м и вес по 320 т. Пролет над водой между высокими опорами составляет 1 140 м. На переходе подвешены сталебронзовые про- вода (по два в фазе) марки СБ-500 и прозо- защитные тросы сечением 134 мм2. Сооружение фундаментов под высокие пе- реходные опоры явилось сложной инженерной задачей. Для одного фундамента, площадь основания которого составляла 27 X 23 ж, по- требовалось вынуть более 13 тыс. ж3 земли, смонтировать 183 т металлоарматуры и за- кладных частей. Бетон со специально смонти- рованного' временного бетонного завода по- давался в нижнюю часть фундамента вагонет- ками. Учитывая большой вес и высоту переход- ных опор, для них был принят метод верти- кальной сборки. Монтаж выполнялся специализированной организацией с применением различных основ- ных механизмов. Первые ярусы опоры устанавливались кра- ном на базе однокубового экскаватора Э-1004. Следующий ярус опоры после укрупнительной сборки элементов на земле монтировался при помощи монтажной стрелы длиной 30 ж, по- следовательно перестанавливаемой по высоте опоры. Для подъема полностью собранной на зем- ле траверсы длиной 34 ж и весом более 40 т были применены две качающиеся стрелы, за- крепленные в специальных консолях на вер- шинах стоек опоры. Подъем траверсы производился тракторами С-80, по два трактора на каждый ходовой ко- нец семитонного полиспаста. Гористые усло- вия ограничивали ход тракторов. После про- движения их на 150—200 ж надо было стопо- рить тросы, возвращать тракторы и снова кре- пить их к ходовому концу. Монтаж стоек опоры на болтах был закон- чен за 2,5 мес., подготовка к подъему травер- сы заняла около месяца, рассверловка и клеп- ка 180 узлов уже установленной опоры заняла еще 1,5 мес. Работы велись в крайне трудных метеорологических условиях. Линии Куйбышев—Москва являлись пер- вой линией с фазой, состоящей из трех отдель- ных проводов и с длиной анкерного пролета 5—7—10 км. Опыта монтажа проводов при таких условиях не было. Поэтому до начала работы был выбран и позднее практически проверен ряд приспособлений и устройств, по- Рис. 5. Раскаточная тележка. зволяющих более быстро и с лучшим каче- ством вести монтажные работы по проводу. Для монтажных работ были изготовлены балансирные раскаточные ролики на шарико- подшипниках с откидной щекой; арматура для подвески трех таких роликов (по числу про- водов в фазе) к траверсе опоры; монтажные тросовые блоки для подъема провода на опо- ру; устройство для выравнивания тяжения в трех проводах одной фазы при монтаже. На специальном стенде велись испытания различ- ных типов распорок союзного и зарубежного изготовления для выбора наилучшей конструк- ции. О сложности монтажа провода дает пред- ставление следующая цифра: одна бригада в месяц монтировала провода на длине не боль- ше 10—15 км линии. Для вывозки и раскатки проводов по трас- се строители получили кабельные транспорте- ры и позднее изготовили сами трехбарабан- ные раскаточные тележки. Применение этих устройств устранило необходимость протяги- вать провод по земле, что угрожало повреж- дением верхних жил провода и тем самым по- вышению потерь на корону и уровня радио- помех. Раскаточная тележка представляет собой платформу, смонтированную на гусеничном ходу или на санях. На платформе размещают- ся три барабана (рис. 5). Замена любого из них не требует перемещения остальных. Загрузка барабанов производится тракто- ром при помощи приспособления в форме вил- ки. Упираясь концами вилки в ось, вставлен- ную в барабан, трактор закатывает барабан на тележку. Тележка позволяет раскатать до 18 барабанов (9 км одной фазы) в день. Соеди н е н ие про в одов про из в од ил о сь при помощи опрессовочного агрегата, смонтирован- ного на автоприцепе (рис. 6). Агрегат приво- дится в действие бензиновым двигателем, что ускорило и облегчило выполнение более 377
Рис. 6. Опрессовочный аппарат для соединения прово- дов. 20 000 линейных соединений и натяжных за- жимов. Для проверки положения стальной ча- сти в опрессованном зажиме ОРГРЭС был предложен простой и надежный прибор. Подвергалась пересмотру и упрощению одна из основных операций .монтажа—отмет- ка на проводе места установки натяжных за- жимов. Каждая опора линии Куйбышев—Москва несет девять проводов — по три провода в фа- зе. Обычно эту отметку производят на каждом проводе с траверсы анкерной опоры. По пред- ложению рационализаторов строительства на данном строительстве начали поднимать к тра- версе и отмечать наверху только один провод. Затем полученная отметка переносилась на землю и восемь остальных проводов отмеря- лись по этой отметке без подъема к траверсе. Это мероприятие облегчило труд монтажников и повысило сохранность проводов. Также на земле выполнялась перекладка провода после регулировки из раскаточных ро- ликов в поддерживающий зажим. Такой поря- док был выбран, учитывая большой вес за- жима (77 кг), большое количество' гаек, нуж- ных для закрепления каждого из проводов в двух лодочках, а также возможностью уста- новки с земли распорок в двух соседних про- летах. Назначением распорок является сохранение заданного расстояния между проводами одной фазы (40'0 мм) и устранение ударения прово- дов друг о друга при раскачивании. Для ли- нии Куйбышев — Москва принята конструк- ция шарнирной распорки (рис. 7), выпадаю- щей при обрыве одного провода. Распорки устанавливаются группами, через 30—60 м. Во время строительства было установлено, что монтаж распорок во избежание перекосов 378 рациональнее производить на уже поднятых проводах. Эта работа выполнялась с телеско- пических вышек типа ВИ-23. Специально изготовленная для установки распорок подвесная кабина распространения не получила. Сборку поддерживающих гирлянд, состоя- щих ив 22 изоляторов и имеющих общую дли- ну более 5 ж, рекомендовалось производить методом постепенного наращивания их снизу, при одновременном подъеме уже собранной части (рис. 8). При сборке наблюдали за тем, чтобы входные отверстия замков изоляторов были обращены к стойке, что явилось одним из требований, предъявленных эксплуатацион- ным персоналом. Так как вес гирлянды с тремя проводами в одном пролете составляет более 3 т, обыч- ные хомуты для подъема гирлянд, захватываю- щие под фарфор изолятора, оказались неудов- летворительными. На строительстве применя- лись хомуты с винтовой стяжкой, захватываю- щие за шапку изолятора (рис. 9). Таким же методом постепенного наращива- ния собирались и трехцепные натяжные гир- лянды, имеющие длину более 7 м и вес около 1 200 кг. Рис. 7. Шар- нирная распор- ка линии 400 кв.
Требовалась особая тщательность, чтобы выдер-жать во всех пролетах равномерную ре- гулировку проводов в фазе с допуском, не пре- вышающим заданную. Строительно-монтажные работы предъяв- лялись приемной комиссии по анкерным про- летам после обязательного осмотра их глав- ным инженером участка или треста. Включение линии производилось участками с подачей напряжения 400 кв от Москвы. 'Одновременно проверялась работа оборудова- ния подстанций и переключательных пунктов. Приемные подстанции. Непосредственное строительство Восточной подстанции началось в марте 1953 г. и закончилось в объеме пер- вой очереди в ноябре 1955 г., т. е. продолжа- лось в течение 2 лет и 7 мес. До указанного срока выполнялись подгото- вительные работы, сооружались подсобные по- мещения, жилье для рабочих, подъездная авто- дорога. В состав подстанции, размещенной на пло- щадке 10,8 тыс. ж2, входят открытые распре- делительные устройства 400, 220 и 110 кв, здания главного щита управления, двух бло- ков синхронных компенсаторов и блока транс- форматорной мастерской, масляного' хозяй- ства и лабораторий. Для перевозки трансформаторов, имевших в собранном виде вес 320 т, и синхронных ком- пенсаторов вдоль всей подстанции был соору- жен специальный рельсовый путь на железо- бетонном основании. При сооружении подстанции потребовалось изготовить 3,5 тыс. различных фундаментов с общим объемом более 38 тыс. ж3 бетона; смонтировать 2 700 т металлоконструкций, из- готовить 920 м проходных кабельных туннелей и 4 100 м кабельных каналов, выполнить 450 тыс. ж3 земляных работ. Выполнение таких объемов в относительно небольшой срок потребовало соблюдения стро- гой последовательности работ. В первую оче- редь сооружались подземные магистральные трубопроводы и фундаменты под здания и тех- нологическое оборудование и постоянные до- роги. Земляные работы под многочисленные фун- даменты велись экскаваторами с образованием общего котлована. Это дало возможность под- чистку дна производить бульдозерами и облег- чило откачку высоких грунтовых вод. Плани- ровочные работы производились с точным уче- том перемещаемого грунта. На подготовленные фундаменты устанав- ливались ' металлоконструкции открытых рас- пределительных устройств, после чего по сов- Рис. 8. Сборка поддерживающих гирлянд, мещенному графику выполнялся монтаж обо- рудования. Наиболее сложной монтажной работой бы- ла сборка фаз трансформаторов 400 кв. По- ставка их с завода отдельными частями пре- дельного веса или габарита привела к тому, что на площадке подстанции оказалось необ- ходимым выполнять операции заводского ха- рактера. На подстанции велась сварка секций рабочего бака, приварка ребер жесткости, испытание бака на герметичность, окраска его и т. д. Сер деч н ик тр а нсфо р м атор а (с обр а н ны й магнитопровод с посаженными обмотками) ве- сом 150 т поставлялся заводом в транспортном баке. На месте он проходил вакуумную сушку, пропитку и сборку. Для обеспечения этих работ на Восточной подстанции была сооружена трансформаторная мастерская с краном грузоподъемностью 200 т и специальным вакуум-сушильным шкафом. Учитывая большую стоимость этого соору- жения на Северной подстанции отказались от вакуум-сушильного шкафа и сушку сердечника Рис. 9. Хомуты с винтовой стяжкой. 379
Рис. 10. Восточная подстанция. производили ,в рабочем баке трансформатора со специальной обмоткой. Для монтажа синхронных компенсаторов мощностью 75 000 ква открытой установки был принят бескрановый -метод монтажа. Отдель- ные части компенсатора подавались к фунда- менту по железнодорожному пути на специаль- ном транспорте, состоящем из несущей плат- формы и ходовых тележек. Платформа, загру- женная статором или ротором компенсатора, сдвигалась с тележек (поперек пути), попада- ла на монтажную площадку фундамента, при- чем верхняя отметка последнего точно совпа- дала по высоте с направляющими платформы. Таким образом, тяжеловесная деталь после по- грузки на транспортер перемещалась (вплоть до закрепления на фундаменте) только в гори- зонтальной плоскости. Монтаж первых экземпляров выключателей и разъединителей 400 кв явился не простым делом. Чтобы судить о трудоемкости монтажных работ, достаточно указать, что разъединитель 400 кв имеет вес одного полюса 6 т при вы- соте 5,2 м и длине ножа 5 м. Воздушный вы- ключатель типа ВВ-400 (рис. 12) имеет вы- соту 11,8 м, длину 9 м и вес одного полюса 17 т. Опробование и наладка этих аппаратов велись совместно с работниками заводов-изго- товителей и научно-исследовательских инсти- тутов. Используя опыт строительства первой под- станции и выполняя указания XX съезда КПСС о максимальном внедрении сборного железобетона, строители смогли построить и смонтировать Северную подстанцию за 23 мес. — на 8 мес. скорее, чем Восточную. Для производства земляных работ под кот- лованы фундаментов применялись буровая ма- шина БИ-7, фундаменты исполнялись набив- ными (без опалубки) или из сборного железо- бетона; изменена конструкция железнодорож- ного пути для перевозки трансформаторов, что значительно сократило сроки его строитель- ства. Строительством разработан и внедрен сборный железобетонный кабельный туннель, найдена возможность сокращения размеров кабельных каналов, уменьшен вес металлокон- струкций и т. д. 30 апреля 1956 г. началась постоянная пе- редача энергии Куйбышевской ГЭС в Москву по Южной цепи. Энергия была принята Во- сточной подстанцией (рис. 10). 30 декабря 1956 г. была включена Север- ная цепь линии, Северная подстанция и часть московского кольца 400 кв. Советские энергетики одержали новую по- беду. Волжская энергия бесперебойно пере- дается в Москву по линии электропередачи на- пряжением 400 кв. Накопленный опыт по сооружению электро- передачи КуГЭС — Москва позволил строите- лям и монтажникам принять сооружения элек- тропередачи 500 кв в тех же габаритах—«Куй- бышевская ГЭС—Златоуст» с подстанциями в Бугульме и Златоусте длиной по трассе в 757 км со сроком строительства в 1,5 года. Ра- боты по строительству этой линии развернуты на всех участках шестью строительно-монтаж- ными трестами и идут в графике. Широко развернуты строительные и мон- тажные работы по сооружению двух цепей электропередачи 500 тыс. в Сталинград—Мо- сква, на 500 тыс. в — Златоуст — Свердловск и ведется строительство электропередачи 400 тыс. в Ново-Троицкая ГРЭС — Сарбай. Таким образом, строительство электропере- дачи Куйбышев — Москва явилось началом строительства больших линий единой высоко- вольтной сети Европейской части Советского Союза, контуры которой видны теперь не толь- ко на географических картах и проектах, но и в натуре на трассах этих линий.
РОЗАНОВ К. А. Начальник отдела строительства ГЭС Технического управления МЭС ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В 'соответствии с общим развитием инду- стриализации и ростом машинной мощи нашей страны как неотъемлемое следствие этого про- цесса -непрерывно развивались индустриаль- ные методы работ и механизация энергетиче- ского строительства, росла и совершенствова- лась тыловая база — производственные пред- приятия, обеспечивающие нужды энергетиче- ского строительства в материалах, конструк- циях, строительных машинах, механизмах и оборудовании. Строительства первенцев нашей энергети- ки — Каширской ГРЭС, Волховской, Земо- Авчальской, Боз-Суйской и других гидроэлек- тростанций — были слабо механизированы. По свидетельству одного из руководителей Волховстроя Б. Е. Веденеева: «... работы при- ходилось развертывать при отсутствии необхо- димого оборудования, при ограниченном коли- честве механизмов, без предварительного пла- на работ. Только на третий год строительства удалось выработать план механизации и окончания ра- бот, было получено необходимое оборудова- ние». Каменные карьеры строительства были организованы на валунных скоплениях, распо- ложенных в 25—70 км от места работ, однако сборка и плинтовка камня производились вручную, для чего были привлечены специали- сты — олонецкие и тверские камнебои. Разработка гравийных карьеров на р. Свирь и песчаных на р. Волхов также про- изводилась вручную. Однако дальнейшее развитие энергострои- тельства, и особенно гидроэнергостроительства, показало, что высокие темпы и огромные объемы работ уже невозможно обеспечить прежними полукустарными методами. Вести основные работы без прочной, высокомехани- зированной базы в виде ряда подсобных пред- приятий стало невозможным. С началом работ по сооружению Днепров- ской гидроэлектростанции перед советской тех- никой встала задача необычного даже для вы- сокоразвитых стран Европы масштаба; лишь в США некоторые установки доходили до по- добных размеров. Выполнение строительства такой гидро- электростанции в предписанный короткий срок возможно было только при наиболее полной механизации работ и создании прочности ты- ловой базы вспомогательных предприятий. С момента организации строительства на Днепрострое уделялось большое внимание ра- циональному размещению, строительству и ос- нащению своих производственных баз. Днепрострой имел в своем составе лесоза- готовительное предприятие и деревообрабаты- вающий завод на две двухэтажные пилорамы, механизированный карьер для добычи песка в Евпатории, каменный карьер с камнедро- бильными заводами, временную электростан- цию установленной мощностью 13 тыс. квт, центральные механические мастерские в соста- ве: механического цеха объемом 29 тыс. м\ электромеханического 5,1 тыс. м\ литейной 4 тыс. Л13, кузнечного 3,8 тыс. л3, котельного цеха 18 тыс. и ряд мелких цехов и кладовых объемом около 8 тыс. В мастерских было занято 700 рабочих. Подсобно-вспомогательные предприятия Днепростроя по своей планировке и оснащен- ности стояли на уровне передовой зарубежной техники. Центральные механические мастерские Днепростроя почти в своем первоначальном виде существуют и работают в настоящее вре- мя под названием «Днепровский механический завод», являясь одним из наиболее оснащен- 381
ны.х и производительных предприятий, обесле- чивающих строительство электростанций. Огромное значение Волховстроя и Днепро- строя для последующего развития строитель- ства электростанций состоит в том, что если «Волховстрой создал кадры строителей и мон- тажников, которые сыграли огромную роль в работах иа Днепрострое» (Б. Е. Веденеев), то «Днепрострой создал целую школу нового механизированного строительства. Эта часть нашей работы не менее важна и не менее по- четна, чем видимая всем работа на основных сооружениях» (А. В. Винтер). Даже американская газета «Нью-Йорк Ивнинг пост» отмечала: «... нет сомнения, что сооружение Днепровской станции является триумфом техники, которым могла бы гор- диться любая страна». Организация и оснащение производствен- ных предприятий Днепростроя на долгие по- следующие годы оставались примером хорошо продуманной и своевременно осуществленной тыловой базы строительства, обеспечившей быстрый ввод в действие Днепровской гидро- электростанции. Без базы подсобно-вспомогательных пред- приятий не могло развиваться и строительство Нижне-Свирской гидроэлектростанции. Особое внимание строительству этой гидроэлектростан- ции пришлось уделить лесозаготовительному и деревообрабатывающему предприятиям, чах как расположение стройки в лесном районе экономически в то время оправдывало исполь- зование деревянных конструкций и даже дроз в качестве топлива на производстве вплоть до экскаваторов. Лесозаготовительное предприятие строи- тельства Нижне-Свирской гидроэлектростан- ции получило широкое развитие и, постепенно развиваясь, сохранилось и, до сих пор в каче- стве одного из мощных лесозаготовительных предприятий Министерства. На Свирыстрое были также созданы цен- тральные ремонтно-механические мастерские, которые существуют до настоящего времени в виде районной базы Главэлектросетьстроя. Крупным подсобным предприятием Свирь- строя было гравиесортировочное хозяйство производительностью 250—300 тыс. м3 промы- того и отсортированного гравия в год. Опыт Днепростроя и Свирьстроя показал, что успешное развитие строительства находит- ся в прямой зависимости от своевременного, опережающего ввода в действие подсобно-вспо- могательных предприятий стройки. Особенно большого развития строительство тыловых баз энергостроительства достигло в 382 послевоенные годы, когда вопросы дальнейшей индустриализации и сокращения сроков строи- тельства встали перед строителями электро- станций в еще большем объеме, когда темпы энергетического строительства резко возросли, а потребность строительства в материалах, конструкциях и деталях не могла быть полно- стью удовлетворена восстанавливавшейся про- мышленностью. Основным работам по строительству элек- тростанций стало предшествовать предвари- тельное выполнение крупных подготовительных работ по созданию таких баз: лесозаготови- тельных и деревообделочных заводов, кирпич- ных заводов, мощных механизированных карье- ров по добыче и переработке заполнителей"бе- тона, ремонтно-механических заводов, авто- ремонтных заводов, заводов железобетонных изделий, шлакоблоков, металлоконструкций и т. д. Многие из таких предприятий в последую- щем строительстве уже с начала их постройки предусматривались как предприятия районно- го и трестовского значения, а не только одной данной стройки. Одним из первых крупных гидротехниче- ских сооружений послевоенного периода было сооружение Волго-Донского судоходного ка- нала имени Ленина, начатое в 1948 г. Строи- тельство Волго-Донского канала потребовало сооружения ряда подсобно-вспомогательных предприятий; были построены ремонтно-меха- нические заводы, деревообделочные комбина- ты, камнедробильные и гравиесортировочные заводы, арматурные заводы, заводы плит-обо-’ лочек и железобетонных конструкций. Всего было- построено 390 производствен- ных зданий общей кубатурой 545 тыс. ж3. Для обеспечения строительства камнем,, щебнем, гравием и песком были построены три камне-щебеночных завода и гравиесортировоч- ная фабрика. Все эти заводы были оборудо- ваны новейшими машинами и автоматикой, надежно обеспечившими бесперебойную рабо- ту заводов и резко снизившими затраты труда по обслуживанию. В одном лишь 1951 г. на этих предприятиях было заготовлено около 6 млн. м3 нерудных материалов, в том числе 1,5 млн. ж3 камня, 3 млн. м3 щебня и гравия, 700 тыс. м3 крошки и 550 тыс. м3 песка для фильтров. Для доставки нерудных материалов с за- водов на места потребления ежедневно требо- валось 18—20 железнодорожных составов. На Волгодонстрое нашли широкое приме- нение -плиты-оболочки, изготовленные на спе- циально сооруженных трех заводах плит-обо- лрчек.
Высокие темпы кладки бетона и арматур- ных работ были обеспечены внедрением инду- стриальных методов арматурных работ. На Цимлянском гидроузле в отдельные дни изго- товлялось на специальном арматурном заводе до 400 т арматурных конструкций. Для обеспечения ремонта экскаваторов, тракторов и другого строительного оборудова- ния были построены центральный ремонтный завод в г. Калаче, ремонтно-механический за- вод в п. Ново-Соленовском, там же трактор о- и авторемонтный заводы, а также четыре районных ремонтных завода и три ремонтных мастерских на трассе канала. Многие производственные предприятия Вол- годонстроя — Жирновский, Гулькевичский и Репнинский карьеры, Новосоленовские ре- монтные заводы — в последующем приобрели значение районных общеминистерских пред- приятий, которые до сего времени обслужи- вают строительства электростанций. К началу 1956 г. быв. Министерство строи- тельства электростанций имело 14 машино- строительных заводов, 8 котельно-механиче- ских заводов, 13 ремонтно-механических заво- дов, 10 заводов металлоконструкций, завод ар- матуры линий электропередачи, 6 крупных заводов железобетонных изделий, 5 заводов стеновых материалов, 12 комбинатов строи- тельных материалов, 10 деревообрабатываю- щих заводов, 6 леспромхозов, 11 крупных камнещебеночных и гравийно-песчаных район- ных карьеров. В 1956 г. промышленными предприятиями добыто, переработано и изготовлено: Песка более..................... 3,4^млн. м3 Гравия и щебня более.......... 11,0 млн. м3 Пиломатериалов около......... 1 000 тыс. м3 Камня бутового более.......... 2,5 млн. м3 Товарного бетона около .... 5,5 млн. м3 Искусственных стеновых блоков около......................... 40 млн. шт. услов- ного кирпича ; Сборных железобетонных конст- рукций ......................... 560 тыс. м3 Металлоконструкций.............. 200 тыс. tn Ремонтно-механическими, котельно-механи- ческими и машиностроительными заводами изготавливались краны мостовые, козловые и башенные, лесопильные рамы, комплектные бетонные заводы с цементными силосными складами, трейлеры', котлы отопительные, ком- плектные передвижные котельные, запасные части к строительным машинам, тракторам и автомобилям, сверлильные станки, пресс-нож- ницы, лебедки, трубогибочные и труборезные станки и много другого оборудования, машин я деталей. Валовая продукция промышленных пред- приятий Министерства только за одну пятилет- ку 1950—1955 гг. увеличилась почти в 2,5 раза, численность рабочих промышленных пред- приятий достигла 33,3 тыс. чел., а объем вы- пущенной ими продукции достиг в 1956 г. 3,6 млрд. руб. В 1956 г. из общего расхода материалов и конструкций, потребных для выполнения строи- тельно-монтажных работ, до 65% было изго- товлено на производственных предприятиях строек и трестов. Резко возросла роль крупных производ- ственных баз, переведенных на промышленный баланс как самостоятельных предприятий, так в 1956 г. из общего выпуска продукции всеми производственными предприятиями на долю промышленных предприятий приходилось 42% вместо 28% в 1955 г. Рост доли промышленных предприятий в общей добыче и производстве отдельных ви- дов стройматериалов и изделий (в %) за по- следние 3 года характеризуется следующей таблицей: Продукция промышленных предприятий 1954 г. 1955 г. 1956 г, Песок 1,5 11,0 37,0 Щебень и гравий 9,4 28,0 44,0 Камень 11,1 26,4 47,0 Пиломатериалы Сборные железобетонные кон- 37,1 39,0 41,0 струкции 24,1 28,5 39,0 В выпуске металлоконструкций удельный вес промпредприятий в 1956 г. достиг 60%. Промышленные предприятия Министерства по оснащению и планировке являются совре- менными предприятиями, стоящими на уровне достаточно высокой техники, способными вы- полнять поставленные перед ними задачи с соблюдением передовой технологии. Одним из примеров удачного решения соз- дания производственной базы может служить строительство Горьковской гидроэлектростан- ции. Р е м о н т н о-м еханический завод Г о р ь к о в г э с с т р о я. Основное назначение завода —ремонт строймашин строительства, изготовление некоторых нестандартных дета- лей, металлоконструкций, закладных частей и крепежных материалов для удовлетворения по- требности строительства. Завод расположен на площадке строитель- ства, имеет железнодорожную подъездную вет- ку нормальной колеи. В переводе на валовую продукцию проект- ная мощность завода определена в 9,6 млн. 383
руб. в под. Фактически за 1956 г. завод выпу- стил продукции на 14,8 млн. руб. Завод занимает территорию в 11,8 га, пло- щадь застройки зданиями 14,9 тыс. ж2 и общая производственная площадь 12,2 тыс. ж2. На заводе занято 560—700 чел. промышленно- производственного персонала. Завод состоит из: главного корпуса с ре- монтным, механическим, электроремонтным цехами и инструментальным отделением; куз- нечно-котельного цеха; литейного цеха с тер- мическим отделением, электродной мастер- ской и общезаводской лабораторией; дерево- обделочного цеха; кислородной станции; ко- тельной; трансформаторных подстанций; под- собных цехов и прочих помещений. Всего на заводе установлено: станков металлорежущих . . 83 единицы кузнечно-прессового оборудо- вания ................ 16 единиц литейного ............... 14 единиц Все здания завода — капитальные. По типу РМЗ Горьковгэсстроя построены в последующем РМЗ Новосибирскгэсстроя, Ан- гарагэсстроя. В кооперации с РМЗ работает авторемонт- ный завод Горьковгэсстроя мощностью 400— 500 капитальных ремонтов в год. Авторемонтный завод имеет общую полез- ную площадь 4 780 ж2, в том числе: основной корпус.......... 3 060 м2 здание горячих цехов ...... 305 ж2 здание малярного отделения . . 100 м2 кузница.................... 90 м2 компрессорная............... 35 м2 В авторемонтных мастерских установлено 46 металлообрабатывающих станков. Лесокомбинат Горьковгэс- стро я. Лесокомбинат предназначен для обес- печения строительства круглым строительным лесом, пиломатериалами, столярными изде- лиями, деревянными сбор но-шитовыми кон- струкциями и опалубочными щитами. Лесокомбинат расположен на правом бере- гу Волги. Сырье поступает с реки, вывоз про- дукции на объекты строительства осуществ- ляется по железной дороге и автотранспортом. Межцеховой транспорт осуществляется на ва- гонетках узкой колеи. В состав лесокомбината входят: два параллельных утепленных бассейна с комплектами амбарных бревнотасок; два па- раллельных цеха лесопиления; цех стройдета- лей и сушильный цех; цех щитовых конструк- ций; котельная, склады и т. д. Вся переработка древесины — механизиро- вана. Производительность комбината —до 50 тыс. ж3 леса в год. 384 Плесский гравийно-песчаный карьер. Для обеспечения Горьковгэсстроя заполнителями для бетона и материалом для отсыпок, фильтров и т. п. в 220 км выше по Волге был создан Плесский карьер. Для Горьковгэсстроя предусматривалось получение с Плесского карьера: гравия 2 200 тыс. л3, булыжника 284 тыс. ж3 и песка (2—6 мм) 675 тыс. А Получаемая в карьере гравиемасса требует специального обогащения и промывки, которое производится на обогатительной установке. Технологическая схема карьера состоит из: собственно карьера, приемных бункеров, гра- виесортировочной и промывочной установки, складов гравия и песка и погрузочных при- чалов. 3 а в од железобетонных п л и т- оболочек. Завод плит-оболочек обеспечивал строительство Горьковской ГЭС железобетон- ными изделиями для плотины, шлюзов, здания ГЭС, гражданского строительства. Производи- тельность завода 12 тыс. м3 в год. Завод расположен в пределах строительной площадки на территории бетонного комбината, имеет два тупиковых ввода железнодорожного пути нормальной колеи. Общая территория площадки завода около 2 га. В состав завода входят: цех приготовления бетона; цех формовки и вибрации; пропароч- ный цех; цех очистки; цех контроля и выдерж- ки; опалубочный и арматурный цехи; бетоно- смесительная установка, открытый кассетный склад, склад цемента, открытые склады те- менного хранения готовых изделий, склад арматурного железа, склад щебня и т. п. Все цехи завода, за исключением арматур- ного и складов, объединены в один блок обще- го поточного производства. В качестве районных предприятий строи- лись предприятия трестов Грузгидроэнерго- строя, Донбассэнергостроя, Мосэнергостроя, Севэнергостроя, Уралэнергострой, Средазгидро- энергостроя и других трестов Министерства. Р е м онтн о-м еханический завод треста Г рузгидроэнергострой. Рас- положен в г. Тбилиси, имеет железнодорожную ветку широкой колеи. Проектная мощность за- вода 15 млн. руб. по валовой продукции, фак- тически в 1956 г. выполнено 11,9 млн. руб. Производственный профиль завода —ре- монт строительных машин, изготовление зап- частей, металле конструкций, нестандартного оборудования и некоторых новых строитель- ных машин. Общая производственная площадь завода 7 781 тыс. м2. Численность промышленно-произ- водственного персонала 350—400 чел.
В состав завода входят: главный корпус с механическим, литейным, кузнечным цехами, цехами ремонта строймеха- низмов и металлоконструкций; сборочный цех; кислородная станция; прочие складские и под- собные здания. Все здания — капитального типа. Всего на заводе установлено: станков металлорежущих . . 76 единиц кузнечно-прессового оборудо- вания ..................... 7 единиц деревообрабатывающего ... 6 единиц лигеиного................... 10 единиц прочего оборудования .... 23 единицы Ташкентский ремонтн о-м ехани- 41 ее кий завод треста Средазгидро- энергострой. Расположен на ст. Чирчик- Горный Ташкентской железной дороги, имеет собственную подъездную железнодорожную ветку. Проектная мощность завода по валовой продукции 16 млн. руб., фактически за 1956 г. выполнено 15,9 млн. руб. Производственный профиль завода: ремонт строительных машин, изготовление запчастей, металлоконструкций, нестандартного оборудо- вания. Общая производственная площадь 10,9 тыс. м\ численность промышленно-произ- водственного персонала 500—600 чел. В составе завода имеются: механосбороч- ный и литейный цехи, инструментальный цех, цех металлоконструкций, отделы ремонта трак- торов и экскаваторов, кузнечно-компрессорный цех, авторемонтный цех. Всего на заводе уста- новлено: / станков металлорежущих . . 123 единицы кузнечно-пресссового обору- дования .................. 19 единиц литейного оборудования ... 13 единиц прочего......................72 единицы Днепровский механический за- вод. Этот завод один из самых крупных и мощных механических заводов Министерства. Как уже отмечалось, он возник на базе цен- тральных механических мастерских Днепро- строя. Завод расположен на правом берегу Днепра, занимает площадь 130 тыс. ж2, в том числе производственных цехов 6 300 м2 и от- крытых монтажных площадок 3 200 м2. К тер- ритории завода подходят два подъездных же- лезнодорожных пути нормальной колеи. В состав завода входят: механический цех; цех металлоконструкций, цехи—литейный, куз- нечный, электроремонтный, кислородный, ин- струментальный; ремонтно-механический цех огм. Механический цех расположен в двух корпусах — механическое отделение про- 25—1051 изводствснной площадью 2 280 м2 и сборочное отделение 1 670 м2. Цех оснащен 70 единицами отечественного и импортного оборудования. От выпуска простых механизмов (лебедок, транспортеров, вагонеток) цех постепенно пе- решел к освоению и выпуску таких механиз- мов, как мостовые электрические краны грузо- подъемностью 100/20 т, 30/5 т, железнодорож- ные дизельэлектрические грузоподъемностью 25 т, портальные и башенные краны разной грузоподъемности, комплектные бетонные за- воды с силосными складами цемента и др. Цех металлоконструкций зани- мает одно из главных мест в объеме выпускае- мой заводом продукции. Например, за 1953 г. цех изготовил 7 345 т различных металлоконструкций и в том числе Каховской ГЭС 3 170 т, линии электропередач Куйбышев — Москва — 2 500 г и т. д. Цех расположен в двухпролетном здании общей площадью 7 200 м\ оснащенном во- семью мостовыми кранами и необходимым тех- нологическим оборудованием. Кроме того, цех располагает открытыми монтажными площад- ками для сборки и сварки металлоконструкций общей площадью 4 тыс. м\ оснащенными че- тырьмя козловыми кранами грузоподъемностью 20 т. Литейный цех оснащен электропла- вильной печью емкостью 1—5 т и вагранкой производительностью 1—5 т, бегунами, меха- ническими рыхлителями и т. д. Все основные процессы работы механизи- рованы, формовочное отделение оснащено дву- мя мостовыми кранами, в шихтовом отделении установлены две кран-балки, для разгрузки стальных отливок с вагонетки отжигательной печи установлена кран-укосина грузоподъем- ностью 3 г. Кузнечный цех оснащен малыми куз- нечными горнами, пламенными нагревательны- ми печами, эксцентриковыми и фрикционными прессами. Кузнечный цех выполняет поковки весом до 100 кг. Кислородный цех имеет кислородную установку производительностью 50 м3, обеспе- чивающую потребность завода. *г *!• ❖ В качестве примера одного из каменных карьеров, созданных Министерством, опишем Запорожский карьер. Запорожский каменн о-щ е б е н о ч- н ы й карьер. Карьер был организован для строительства Каховской ГЭС на месте бывшего карьера Днепростроя. Однако учи- тывая потребность других строек электростан- ций на Днепре и тепловых электростанций на 385
юге Украины, карьер и дробильно-сортировоч- ный завод были осуществлены в несколько расширенном объеме. В настоящее время карьер существует в качестве районного пред- приятия. Его производственная мощность 240 тыс. м3 камня и 700 тыс. м3 щебня в год. •Карьер гранита и камнедробильно-сортиро- вочный завод расположены на правом берегу Днепра. Разработка забоев производится одним уступом при средней высоте 13 м. Взрывные работы производятся путем глубокого бурения. Вскрыша производится двумя экскаваторами «Шкода Э-23» с отвозкой в отвал автомоби- лями МАЗ-205 на расстояние до 1 км. Разработка и погрузка взорванной породы в транспортные средства производятся экска- ваторами СЭ-3. Перевозка камня на дробиль- ный завод производится по железной дороге в думпкарах емкостью 23 м3 на расстояние до 2 км. Всего в карьере оборачивается 5 соста- вов из 5 вагонов каждый с паровозом 9п, при списочном парке 38 думпкаров и 6 паровозов. Камнедробильно-сортировочный завод со- стоит из цехов первичного и вторичного дробле- ния, первичной и вторичной сортировки и скла- дов готовой продукции. В цехе первичного дробления установлены две щековые дробилки: одна УЗТМ-М-2 и дру- гая завода имени Тельмана с загрузочным зе- вом 1 500 X1 200 мм. Передробленная горная масса поступает в цех вторичного дробления на конусные дро- билки типа УЗТМ (диаметром 2 100 и 1 650 мм). Щебень после конусных дробилок транс- портируется в цех первичной сортировки на два грохота ВГД-2, где производится отбор фракции более 80 мм (возвращаемой на конус- ные дробилки для повторного дробления), фракция 40—80 мм транспортируется на склад, а фракция 0—40 мм поступает в цех вторичной сортировки на два грохота типа ГУП-1. На грохотах ГУП-1 щебень сортируется на фрак- ции 0—5, 5—20 и 20—40 мм и транспортирует- ся на склад готовой продукции. Погрузка щебня и отсева в вагоны и на баржи осуществляется транспортерами. По- грузка камня производится 10-тонным грейфе- ром. Значительно .большего масштаба по мощ- ности и оснащенности созданы производствен- ные предприятия на строительствах Куйбышев- ской и Сталинградской гидроэлектростанций. Куйбышевгидрострой на своих производ- ственных предприятиях в 1956 г. выполнил ва- ловой продукции на сумму более 238 млн. руб. и за 1957 г. на сумму около 245 млн. руб. 386 В том числе: щебень...........................более 2 млн. м3 камень.............................. 334 тыс. м3 сборный железобетон.................88,5 тыс. м3 пиломатериалы.......................165,0 тыс. м3 капитальный ремонт тракторов .... 504 шт. капитальный ремонт автомобилей . . . 2 420 шт. отопительные котлы..................29,4 тыс. м2 электроды.........•............... 4 тыс. tn кирпич..............................11,4 млн. шт. металлоконструкции.................. 5,3 тыс. tn запчасти более...................... 2,6 млн. руб. Куйбышевгидрострой имеет в своем со- ставе: Ремонтно-механический завод № 4 производительностью по валовой продукции ......................... 40 млн. руб. Сокский, Жигулевский, Березовский в год и Яблонеовражский карьеры с кам- недробильно-сортировочными за- водами производительностью более 2,5 млн м3 в год Правобережный авторемонтный завод 1500 капиталь- ных ремонтов в год Левобережный авторемонтный завод 800 капиталь- ных ремонтов в год Правобережный завод железобетон- ных изделий, то же левобережный, то же завод СК, два полигона железобетонных изделий . . . . до 100 тыс. м3 в год Деревообрабатывающие комбинаты: Коптевский, Федоровский, Морква- шинский, Балаковский ........... 150 тыс. м3 в год Кирпичные заводы в Тимофеевке и в Балаково....................... 12 млн. ,шт. в год 'Сталинградгидрострой на своих производ- ственных предприятиях в 1’956 г выполнил ва- ловой продукции на сумму 237 млн. руб. и за 1957 г. на сумму 306 млн. руб., в том числе: Пиломатериалы. ...... 160 тыс. м3 Железобетонные детали и кон- струкции .................86 тыс. м3 Арматура .................58,7 тыс. т Песок......................1,8 млн. м3 Камень.....................310 тыс. м3 Гравий.................... 880 тыс. м3 Щебень.....................2,2 млн. м3 Сталинградгидрострой имеет в своем со- ставе: 1) деревообделочный завод имени Куйбышева мощ ностыо до 40 млн. руб. валовой продукции в год; 2) центральный ремонтно-механический завод мощ- ностью 30—35 млн. руб. валовой продукции в год, в то'м числе: металлоконструкции 2 тыс. г, запчасти 1,3 млн. руб., ремонт строймеханизмов 10 млн. руб.; 3) завод плит-оболочек и железобетонных изделий валовой продукции до 30 млн. руб. в год; 4) арматурный завод до' 70 млн. руб. в год; 5) авторемонтный завод — до 2—2,5 тыс. капремон- тов в год и до 1 млн. запчастей; 6) ' Жирновский карьер—1,5 млн. м3 щебня в год; 7) Репнянский карьер — 300 тыс. м3 камня и 500 тыс. м3 щебня; 8) Гульке в ичский карьер1—900 тыс. м3 гравия, 200 тыс. м3 песка; 9) керамзитовый завод — 40 тыс. м3 в год.
Все эти предприятия состоят из здании ка- питального типа и будут .работать как район- ные базы и после завершения строительства ГЭС. Большие объемы работ и специфические условия географического расположения строи- тельства Братской гидроэлектростанции вызва- ли необходимость огромного развития в райо- не строительства Братской ГЭС предприятий строительной индустрии. В этом районе предположено постройгь: 1) завод по производству керамзита и изделий и? керамзитобетона производительностью 120 тыс. м3 в год; 2) завод ячеистых бетонов — 120 тыс. м3 в год, 3) два завода железобетонных конструкций и де- талей с полигонами 40 тыс. м3 в год каждый; 4) завод крупных облицовочных железобетонных блоков и конструкций для гидротехнических сооруже ний — 40—50 тыс. м3 в год; 5) два завода железобетоных конструкций — по 20 тыс м3 в год каждый; 6) известковый завод с цехом помола извести — 20—30 тыс. т в год. 7) гипсовый завод—15 тыс. т в год; 8) заводы инертных материалов с карьерами в со- ставе: а) камнедробильно-сортировочного завода с цехом помола песка — 800 тыс. м3 в год; б) камнедробильно-сортировочного завода с цехом помола песка 1 100 тыс. м3 в год; в) два дробильно-сортировочных завода по 250 тыс. м3 в год каждый; г) гравиесортировочный завод — 2 200 тыс. м3 в год; 9) два арматурных завода — 100 и 50 т в смену; 10) ценртальный ремонтно-механический завод — 43 млн. руб. продукции в Год; 11) авторемонтный завод с цехами по ремонту бен- зиновых и дизельных автомобилей — 3 000 капитальных ремонтов в год; 12) два кислородных завода по 150 м3 в час; 13) два лесокомбината с цехами стандартного до- мостроения по 260 тыс. м3 в год каждый. Все эти промышленные предприятия строят- ся как районные с учетом потребности в изде- лиях других строек и предприятий за счет III пасти сводной сметы на строительство Братской ГЭС. За последние годы в строительстве электро- станций значительно расширилось применение сборного железобетона; так, в 1954 г. сбор- ных железобетонных конструкций было внедрено 169 тыс. л^3, в 1955 г. 316 тыс. ж3 и в 1956 г. 560 тыс. м3. Расширенное применение сборного железо- бетона потребовало от организаций Министер- ства срочного расширения базы производства сборного железобетона. К концу 1956 г. Ми- нистерство имело 22 завода и 37 полигонов по производству сборных железобетонных кон- струкций общей мощностью 412 тыс. ж3 в год. Кроме того, в строительстве находилось 8 за- водов и 21 полигон и намечалось дальнейшее развертывание строительства заводов и поли- гонов. -С 1957 г. начато строительство' стендов для предварительного и последующего натя- жения на многих комбинатах, заводах и поли- гонах. На стройках Министерства применяются разнообразные виды конструкций и деталей сборного железобетона, изготовленные на за- водах и полигонах: в жилищно-гражданском строительстве — фундаментные и стеновые блоки, стеновые па- нели, панели и плиты перекрытий, фермы, ко- лонны, ригели, лестничные марши, площадки, ступени, перемычки и др.; в промышленном строительстве и строи- тельстве электростанций — панели и плиты междуэтажных и кровельных перекрытий, бал- ки, ригели, колонны, элементы и детали оград, плиты дорожных перекрытий, элементы кана- лов и труб для подземного хозяйства; в сетевом строительстве—подножники, па- сынки, свайные фундаменты, фундаменты под оборудование, элементы кабельных каналов, начато применение опор из центрифугирован- ных железобетонных труб; в гидростроительстве —плиты и блоки обо- лочки, плиты для крепления откосов и рис- берм, плиты дорожных покрытий, пролетные строения мостов, дренажные блоки, ежи-кар- касы, тетраэдры, элементы эстакад, забральные стенки и шандоры, обделки и тюбинги тунне- лей и др. Наиболее крупными районными производ- ственными предприятиями, изготавливающими детали конструкций сборного железобетона, являются: Кураховский комбинат строи- тельных материалов треста «Донбасс- энергострой», в состав которого входят: цех ячеистого бетона на 7,5 тыс. ж3, расширяемый до 15 тыс. ж3, завод шлакобетонных камней производительностью 26 млн. шт. условного кирпича, цех железобетонных изделий на 10 тыс. м3. Комбинат обеспечивает стройки электростанций Украины всеми видами желе- зобетонных конструкций и деталей. Мироновский производствен- ный комбинат треста «Донбассэнерго- строй» в составе: завода железобетонных конструкций производительностью 30 тыс. м3 в год, полигона 10 тыс. ж3, завода центрифуги- рованных железобетонных опор — 10 тыс. м3 и завода крупных стеновых блоков 25 млн. шт. условного кирпича. Комбинат обеспечивает стройки Донбасса и Юга крупноразмерными жел езоб етонн ыми констру кци ям и, кру п ны м и 25* 387
стеновыми блоками и панелями, опорами для линий электропередачи. Комбинат производственных предприятий треста «М осэнерго- строй» (г. Москва) в составе цеха железо- бетонных изделий 18 тыс. м3, цеха крупных сте- новых блоков 4 млн. шт. условного кирпича и деревообделочного 26 тыс. м2 столярных из- делий. Этот .комбинат обслуживает стройки Министерства в Москве, Московской и ряде примыкающих областей. Дубровский производственный комбинат треста «Севэнерго- строй» в составе цеха сборных железобетон- ных изделий мощностью до 20 тыс. ж3, цеха крупных стеновых блоков на 2 млн. шт. услов- ного кирпича, цеха армопенобетонных изделий на 2 тыс. ж3, цеха минеральной ваты на 3 тыс. г, деревообрабатывающего, столярного и ремонтного цехов. Комбинат обеспечивает из- делиями стройки Министерства в районах За- пада, Северо-Запада и частично Центра. Березовский завод строитель- ных конструкций треста «Уралэнерго- строй» — в настоящее время действует старый завод, выпускающий до 20 тыс. м3 всевозмож- ных железобетонных конструкций и изделий в год. Строится и частично действует новый завод в составе основного цеха на 25 тыс. ж3, цеха армопенобетонных изделий, железобетонных труб и цеха центрифугированных железобетон- ных опор для линий электропередачи на 10 тыс. ж3. Этот завод обеспечивает всеми видами сборного железобетона энергетическое строи- тельство на Урале и частично в прилегающих областях Башкирии и Западной Сибири. Куйбышевская производствен- ная база треста «С редневолго- э н е р г о с т р о й» строится и пока действует в составе цехов: сборного железобетона на 15 тыс. ж3, лесопильного, деревообделочного, авторемонтного на 100 автомашин, ремонтно- механического на 100 ремонтов строймеханиз- мов и др. Эта база обеспечивает всеми видами услуг строительства электростанций в районах Сред- ней Волги. Том ь-У синский районный про- мышленный комбинат треста «Сиб- э н е р г о с т р о й» —одно из наиболее круп- ных производственных предприятий в системе Министерства. В состав комбината входят: ле- сопильный цех на 80 тыс. ж3 пиломатериалов, блок деревообрабатывающих цехов, зазод сборного железобетона на 15 тыс. ж3, завод ячеистого бетона на 15 тыс. ж3, завод шлакобе- тонных блоков на 40 тыс. ж3 (20 млн. пп. услов- ного кирпича), кирпичный завод на 17,5 млн. шт., ремонгно-механический цех. Комбинат предназначен для обеспечения основными строительными материалами и кон- струкциями новостроек Сибири. Аналогичные производственные базы имеют тресты «Сибэнергострой» в Новосибирске и «Дальэнергострой» в Хабаровске. Приведенные примеры показывают, что раз- витие производственной базы Министерства уже достигло значительного размера; по суще- ству подсобные предприятия строек электро- станций переросли в мощные механизирован- ные предприятия, вышли из разряда «подсоб- ных» предприятий и являются одним из основ- ных звеньев энергетического строительства, определяющим успех выполнения плана строи- тельно-монтажных работ. К настоящему времени многие вспомога- тельные предприятия закончившихся строек превратились в самостоятельные предприятия, непосредственно подчиненные Министерству и обслуживающие ряд строек в пределах эконо- мической целесообразности. К таким хозяйствам относятся предприятия Волгодонстроя, Свирьстроя, Днепровский ме- ханический завод, Сталиногорский котельно- механический завод, Ленинградский и Сталин- градский мачто-пропиточные заводы, Запорож- ский карьер Днепростроя, Сосновецкий энерго- леспромхоз и многие другие предприятия. Опыт эксплуатации производственных пред- приятий строек показал, что укрупнение пред- приятий и перевод их на промышленный ба- ланс создают предпосылки для улучшения их использования и снижения стоимости продук- ции. В связи с перестройкой управления про- мышленностью и строительством ряд этих пред- приятий передан, так же как и значительное количество энергетических строек, в ведение совнархозов экономических административных районов.
МАЛЯКОВСКИЙ В. т. Главный эксперт Госстроя СССР НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ экономики ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР Как было 'показано в предыдущих статьях, развитие энергетики СССР было связано с не- обходимостью выполнения громадных объемов работ по строительству энергетических пред- приятий, а следовательно, и с большими затра- тами трудовых, машинных и материальных ре- сурсов и денежных средств. В этих условиях исключительно большое значение приобрели вопросы экономики энергетического строитель- ства, т. е. вопросы поисков наивыгоднейших вариантов проектных решений и вопросы обес- печения такой организации производства строи- тельных и монтажных работ, которая благо- приятствовала бы постройке технически совер- шенных предприятий в возможно более корот- кие сроки при наименьших затратах матери- альных, машинных и трудовых ресурсов и при неуклонном улучшении условий труда. Главным направлением борьбы советских энергостроителей за повышение экономичности энергетического строительства являлась борь- ба за всемерное повышение производительно- сти труда в строительстве, которое, как писал В. И. Ленин, «составляет одну из коренных задач, ибо без этого окончательный переход к коммунизму невозможен» Г Повышение производительности труда — это уменьшение живого труда, затрачиваемого на выработку единицы продукции, при одно- временнОхМ уменьшении затрат труда, овеще- ствленного в средствах производства. В росте производительности общественного труда — главный источник снижения себестоимости про- дукции. Поэтому борьба за повышение произ- водительности труда в строительстве являлась борьбой также за удешевление строительства, а следовательно, и за снижение себестоимости последующей продукции строящихся пред- приятий. 1 В. И. Л е н и н, Соч., т. 29, стр. 93. Чтобы представить себе показатели разви- тия за истекшие 40 лет отечественного энерге- тического строительства, необходимо вспом- нить, что накануне Великой Октябрьской со- циалистической революции в царской России эта отрасль производства характеризовалась преимущественно крестьянским сезонным отхо- жим промыслом с ручным трудом, конной «энергетикой» и крайне неразвитой техноло- гией строительного производства. В настоящее время наше энергетическое строительство представляет собой одну из наиболее мощных отраслей советской строи- тельной индустрии. Теперь процессы построй- ки современной электростанции по методам их осуществления все больше и больше прибли- жаются к процессам сборки материалоемких конструкций отдельных сооружений из деталей и полуфабрикатов, изготовленных на специали- зированных предприятиях — мощных карьерах и заводах и доставленных в зону укладки этих деталей и полуфабрикатов в дело. Около трех четвертей общей сметной стоимости строитель- ных работ по сооружению электростанций формируются в заготовительных производствах и в хозяйствах внутрипостроечного транспорта и только одна четверть сметных затрат форми- руется в зоне производства монтажно-укладоч- ных работ. Так, например, одна из самых массовых и комплексно-механизированных разновидностей строительных работ — укладка бетона в основ- ные железобетонные сооружения * гидростан- ций, стоимость которой в общей стоимости строительства электростанций составляла 20% по Каховской ГЭС, 23% по Цимлянской ГЭС, 35% по Куйбышевской ГЭС и 38% по Сталин- градской ГЭС, характеризуется следующей структурой ее сметной стоимости (табл. 1). Как видим, в общей сметной стоимости рассматриваемых работ доля затрат по заго- 389
Таблица 1 Структура сметной стоимости 1 м3 монолитного железобетона в основных сооружениях ГЭС (в °/о) Наименование стадий бетоноукла- дочного потока Всего затрат Из ни х на зара- ботную плату на покуп- ныемате- риалы и энергию I. Заготовка сырья и франко- 33,0 стройплощадка 70,0 21,7 В том числе: нерудные . . . 25,0 11,4 2,5 цемент 21,3 0,9 18,6 сталь 9,5 0,4 9,0 пиломатериалы 2,1 0,6 1,3 накладные расходы .... II. Изготовление элементов 12,1 8,4 1,6 железобетона 8,5 3,8 1,3 В том числе: бетонной смеси 5,0 2,1 1,0 армоконструкций 0,5 0,2 0,1 опалубки . . . 1,5 0,4 0,1 накладные расходы .... III. Транспорт элементов до 1,5 1,1 0,1 блока 6,2 4,1 1,0 В том числе: бетонной смеси 5,0 3,5 0,7 армоконструкций 0,3 0,1 0,1 опалубки 0,3 0,1 0,1 накладные расходы .... IV. Подача в блок, укладка 0,6 0,4 0,1 (монтаж) 15,3 7,2 4,8 В том числе: бетонной смеси 9,5 4,3 3,6 армоконструкций . . • . . 1,1 0,4 0,4 опалубки 1,8 0,5 0,6 накладные расходы .... 2,9 2,9 0,2 Всего 100,0 36,8 40,1 товительным и транспортным производствам с учетом накладных расходов достигает 84,7%, а на долю собственно монтажно-укладочных работ приходится всего лишь 15,3% общей сметной стоимости этих работ. Примечательно также и то, что в общей сметной стоимости рассматриваемых работ доля стоимости при- обретаемых у сторонних предприятий-изгото- вителей строительных материалов франко- вагон (баржа) станция (пристань) назначе- ния, а также покупной электроэнергии состав- ляет всего лишь 40%, а остальные 60% смет- ных затрат предназначаются на выплату за- работной платы и другие денежные расходы по ведению строительного хозяйства. Такая структура сметной стоимости рассма- триваемых работ свидетельствует о наличии в современном энергетическом строительстве широкой сферы приложения инициативы строи- тельных коллективов к делу повышения эконо- мической эффективности капиталовложений, а также о том, что уровень затрат на единицу энергетического эффекта определяется не толь- ко удельными объемами работ, но и правиль- ностью выбора типа энергетического предприя- тия для данного .района страны, степенью ра- циональности способов организации .строитель- 390 ного хозяйства, методов выполнения строитель- но-монтажных работ и общей продолжитель- ностью строительства рассматриваемого пред- приятия. Так, если, например, производитель- ность труда на укладке бетонной смеси гусе- ничными кранами с бадьей 1,6 м3 составляет 14 м3 на 1 чел-день, а себестоимость укладки 1 м3 бетона 16,36 руб., то- при укладке, напри- мер, виброхоботами производительность тру- да возрастает до 26 м3 на человеко-день, или в 1,8 раза, а себестоимость укладки снижается до 4,97 руб., или в 3,3 раза. Эконо м и ку э нер г ет ического строи тел ьств а следует рассматривать поэтому раздельно по вопросам экономики проектирования объектов энергетического строительства, по вопросам экономики заготовительных и транспортных производств и по вопросам экономики строи- тельного производства. ,В области экономики проектирования со- ветские энергетики и энергостроители считали основной своей задачей изыскание таких на- правлений развития энергетики, которые обес- печивали бы возможно меньшую величину и наибольшую эффективность затрат на установ- ленный киловатт мощности электростанций и на киловатт-час вырабатываемой электроэнер- гии. -В связи с этим рассматриваемый период характеризовался неустанными поисками, во- первых, наиболее целесообр азных способов увеличения мощности электростанций, во-вто- рых, путей снижения удельных объемов капи- тальных работ на 1 квт и на 1 квт - ч (эконом- ные конструктивные схемы и отдельные кон- структивные решения), в-третьих, оптимальных показателей удельных затрат материальных, машинных, трудовых и денежных ресурсов. В области улучшения экономики заготови- тельных и транспортных производств борьба проектных и строительных коллективов на- правлялась по' линии: во-первых, повышения степени индустриальности строительства, т. е. экономически оправданного переноса возмож- но большей части строительных процессов со строительной площадки в заводские условия и превращения стройплощадки лишь в зону про- изводства монтажно-сборочных работ, во-вто- рых, усиления типизации в строительстве как главного условия массовости производства на заводах типизированных и стандартизирован- ных изделий, в-третьих, установления такой экономичности изделий, которая бы отражала и удачную технологию их изготовления на за- воде, и удобство последующего их монтажа на стройплощадке, и, в-четвертых, установления такого состава основных производственных средств, который способствовал бы наилучше- му использованию мощности последних.
Усилия в области экономики строительно- монтажного производства сосредоточивались главным образом на изыскании способов уско- рения строительства за счет возможно более комплексной его механизации. Отсюда — за- бота об оснащении строительно-монтажных организаций мощным парном высокопроизво- дительных строительных и транспортных ма- шин, об обеспечении высоких коэффициентов использования этих машин и о соблюдении при этом технических требований к качеству стр ои тел ьно -м о нтажных р аб от. Опираясь на созданную мощную отечест- венную машиностроительную промышленность, Советское правительство' из года в год обеспе- чивало повышение оснащенности энергострои- тельных организаций все более и более совер- шенными строительными и транспорными ма- шинами и механизированными предприятиями по изготовлению строительных материалов, де- талей и конструкций. Как это показано в табл. 2, оснащенность рабочих энергостроителей совре- менными машинами возросла в 1956 г. в сравне- нии с 1940 г. в гидроэнергетическом строитель- стве в 6,3 раза и в теплоэнергетическом строи- тельстве в 5,4 раза. Машиновооруженность ра- бочих электросетевого строительства в 1956 г. в сравнении с 1950 г. возросла в 1,7 раза. Таблица 2 Рост оснащенности рабочих орудиями труда Наименование показателей Оснащенность рабочих оруди- ями труда по годам, тыс. руб. на 1 рабочего в ценах текущих лет По стройкам гидроэлек- тростанций Всего производственных основных средств .... В том числе машин . . . По стройкам теплоэлек- тростанций Всего производственных основных средств .... В том числе машин . . . По стройкам линий элек- тропередачи Всего производственных основных средств .... В том числе машин . . . 13,0 3,0 13,0 2,9 24,0 9,9 26,4 18,2 27,5 18,9 2,1 1,5 4,7 1,9 6,6 5,4 12,1 8,1 9,3 6,7 15,3 10,0 Вторым фактором, способствовавшим повы- шению производительности труда рабочих- энергостроителей, явилась систематическая за- бота о повышении их культурно-технического уровня и профессионального мастерства путем пополнения их молодыми рабочими со средним и среднетехническим образованием и обучения все возрастающего числа рабочих на курсах подготовки и переподготовки, на курсах повы- вышения квалификации, в школах передового опыта и т. п. Третьим средством косвенного благоприят- ствования высокопроизводительному труду ра- бочих-строителей являлось неуклонное из года в год улучшение жилищно-бытовых условий строителей. Так, только за годы пятой пятилет- ки обеспеченность рабочих энергостроителей жилой площадью возросла в среднем на 22%. Кроме того, достигнуты положительные сдвиги в улучшении самих типов жилых домов. Если, например, в довоенном 1940 -г. в общежитиях коечного типа проживало 14% всех рабочих- гидростроителей и 38%' всех рабочих-тепло- электростроителей, то в 1956 г. доля общежи- тий коечного типа в общем жилом фонде на- ших строек снизилась до 9% по гидроэнерго- строительству и до 15% по теплоэнергострои- тельству. Четвертым важным средством стимулирова- ния роста производительности труда энерго- строителей являлось систематическое повыше- ние их реальной заработной платы. Это повы- шение реальной заработной платы производи- лось как в форме семикратного (за послевоен- ный период) снижения государственных роз- ничных цен на продукты личного потребления, так и в форме повышения тарифных ставок. Как это показано в табл. 3, денежные зара- ботки рабочих-энергостроителей возросли в 1956 г. в сравнении с уровнем их заработков в довоенном 1940 г. в 2,7 раза по гидроэнерге- тическому строительству и в 2,3 раза по тепло- энергетическому строительству. По электросе- тевому строительству денежные заработки ра- бочих возросли в 1956 г. против их денежных заработков в 1950 г. на 21%'. Таблица 3 Рост заработной платы рабочих-энергостроителей 13,3 8,3 17,2 11,2 Наименование отраслей энергостроительства Рост годовых заработков рабочих в рублях за годы послевоенного периода 1940 г. 1945 г.| 1950 г.| 1955 г. 1956 г. Г идроэнергострои- 3 800 тельство 3 700 7 280 9 950 10 250 Теплоэнергострои- 4 200 тельство .... 4 850 7 270 7 810 9 490 Электросетевое стро- ительство .... — — 7 740 8 740 9 380 Существенное влияние на улучшение каче- ства, ускорение и удешевление энергетического строительства оказало также то обстоятель- ство, что уже к началу пятой послевоенной пя- тилетки значительная часть объемов строи- тельных и монтажных работ выполнялась спе- 391
диализированными трестами (трест «Гидроме- ханизация» — по производству земляных работ способом гидромеханизации, трест «Гидро- спецстрой» — по консолидации грунтов и по производству водопонизительных работ, трест «Гидромонтаж» — по производству монтажа гидротехнических металлоконструкций, целый ряд трестов по монтажу теплосилового и гид- росилового оборудования, по производству электромонтажных работ и по сооружению ли- ний электропередачи и линейных подстанций), а внутри общестроительных трестов —специа- лизированными управлениями по производству .комплексно-механизированных сухопутных зем- ляных работ, отделочных и других работ. Опыт многолетней работы этих специализированных подразделений показал, что производитель- ность труда в этих условиях оказывается на 25—40% выше уровня производительности труда в неспециализированных строительно- монтажных подразделениях. В условиях бурного роста энергетического строительства и спроса с его стороны на не- рудные и другие строительные материалы, де- ' тали, конструкции и полуфабрикаты оказалось необходимым покрывать подавляющую часть потребности энергетических строек в местных стройматериалах и конструкциях путем созда- ния собственных подсобных предприятий строительных организаций. Так, если, напри- мер, в довоенном 1940 г. на каждого рабочего, занятого в строительно-монтажном производ- стве, приходилось 0,9 рабочих, занятых в тер- риториально и хозрасчетно-обособленных соб- ственных промышленных и транспортных пред- приятиях гидростроительных организаций, то уже в 1955 г. это число увеличилось до 1,2 ра- бочих. Если в 1940 г. стоимость продукции соб- ственных подсобных предприятий по отноше- нию к стоимости всех материалов, употреблен- ных в строительно-монтажном производстве, составляла 54% в гидроэнёргостроительсгве и 53% в теплоэнергостроительстве, то в 1955 г. доля этой продукции возросла соответственно до 88 и 60%. Практика такой организации показала не- сомненные преимущества индустриализации строительства. Эти преимущества наглядно явствуют из изучения себестоимости продукции этих подсобных предприятий, организованных в своем большинстве по принципу поточного производства (арматурные заводы, бетонные заводы, заводы сборных железобетонных плит- оболочек). Эта себестоимость оказалась на 20—40% ниже действующих оптовых цен на аналогичную продукцию, вырабатываемую предприятиями государственной промышлен- ности в средних условиях нашей страны. Так, 392 например, при оптовой цене 1 м3 щебня фран- ко-карьер, установленной для карьеров Куйбы- шевской области в размере 25 р. 65 к., факти- ческая себестоимость 1 м3 фракционированно- го щебня на карьерах Куйбышевгидростроя со- ставила в 1956 г. 14 р. 86 к. по Сокскому карье- ру, 14 р. 38 к. по Жигулевскому карьеру и 13 р. 56 к. по Яблоневскому карьеру. Значительным достижением советских энер- гостроителей явилось также то, что они доби- лись такого положения, когда при возрастании стоимости основных производственных средств наших гидростроительных организаций за 1940—1956 гг. в 3,3 раза объем работ возрос за этот период в 4 раза, т. е. с опережением на 20%. В самой структуре основных средств на- ших строительно-монтажных организаций про- изошли за рассматриваемый период сдвиги, свидетельствующие о все возрастающей рацио- нализации строительного хозяйства. Так, если в 1940 г. из общей стоимости основных средств стоимость непроизводственных основных средств составляла 32%, то в 1956 г. доля не- производственных основных средств снизилась до 19%. Если в 1940 г. в общей стоимости ос- новных непроизводственных средств стоимость зданий и сооружений составляла 35%, то в 1956 г. ее доля снизилась до 14% за счет рез- кого возрастания доли самой активной части основных средств — строительных и транспорт- ных машин. Развитие всех отраслей строительного хо- зяйства происходило под знаком техническо- го прогресса. Это нашло свое выражение в ро- сте средней мощности электростанций и в сни- жении удельных капиталовложений. Так, по данным утвержденной за' 1951 — 1956 гг. про- ектно-сметной документации на строитель- ство 22 гидроэлектростанций и 109 теплоэлек- тростанций рост средней мощности этих стан- ций и снижение удельных капиталовложений на единицу их мощности характеризуется сле- дующими показателями (табл. 4); Таблица 4 Динамика мощности и удельных капиталовложений Годы утверждения проектов Средняя мощ- ность электро- станции, квт Удельные капи- таловложения в рублях на 1 квт мощности электростанций ГЭС | ТЭС ГЭС ТЭС 1951 877 100 2 760 926 1956 1 807 259 1060 820 Коэффициенты роста мощ- ности и снижения удель- ных капиталовложений против 1951 г 2,06 2,59 0,38 0,89
Зависимость удельных капитальных затрат в строительство основных сооружений электро- станций от их единичной мощности особенно наглядна из следующих проектных данных: По ГЭС при мощности стан- ции, тыс. квт . . до 100 уровень удельных ка- питаловложений 1,00 По ГРЭС при мощности тур- бины, тыс. квт . . 20 уровень удельных ка- питаловложений 1,00 101—200 201—1000 свыше 1000 0,84 0,80 0,64 50 100 150 0,83 0,64 0,56 Соответственно возросшей /мощности элек- тростанций и увеличению дальности передачи энергии возрастало количество линий электро- передачи напряжением 220 и 400 кв. Это видно из следующих данных о структуре введенных в 1956 г. в эксплуатацию линий электропере- дачи: ЛЭП, кв..............400 введено в эксплуата- цию, км.............1 657 удельный вес, % . . . 27 220—154 НО 35 852 3 364 351 14 54 5 Происшедшие за последние годы положи- тельные сдвиги в экономике электросетевого строительства довольно показательны на при- мере сооружения ЛЭП 220 кв «Черепеть — За- падная» длиной 223 км, первая цепь которой была построена в 1952 г., а вторая в 1956 г. (табл. 5). Таблица 5 Рост экономичности строительства ЛЭП „Черепеть — Западная" за 1952—1956 гг. Наименование показателей Первая цепь 1952 г. Вторая цепь 1956 г. Эффективность новых меро- приятий Сборность оснований по объему, % 6,8 43,0 Увеличилась То же по стоимости, °/0 18,8 74,0 в 6, 4 раза Увеличилась Трудоемкость работ, тыс. чел-дней .... 140,4 71,1 в 4 раза Уменьшилась Продолжительность ра- бот, мес 15 8 в 1,9 раза Ускорение в Стоимость строитель- ства, млн. руб. . . . 30,3 25,1 1,9 раза Снижение на 17% Практическое осуществление ’мероприятий по оснащению наших строительств высокопро- изводительными машинами, по улучшению тех- нологии и организации энергетического строи- тельства, по улучшению жилищно-бытовых условий рабочих и повышению их реальной заработной платы, а также по повышению культурного и технического уровня рабочих и инженерно-технического персонала и по уси- лению социалистического соревнования и дви- жения новаторов производства способствовало росту производительности труда в энергетиче- ском строительстве. Выработка на одного ра- бочего возросла в 1956 г. в сравнении с выра- боткой в довоенном 1940 г. по гидроэнергети- ческому строительству на 82% и по тепло- энергетическому строительству на 46%. Выра- ботка рабочих электросетевого строительства возросла только за годы пятой пятилетки на 37%. Однако эти показатели роста производи- тельности труда в энергетическом строитель- стве пока не могут нас удовлетворять. От со- ветских энергостроителей требуется такое даль- нейшее улучшение качественных показателей работы, которое бы сделало возможным до- гнать и перегнать передовые капиталистические страны по уровню производительности труда уже в ближайшие годы. Наряду с несомненными достижениями в области энергетического строительства у нас все еще много непреодоленных недостатков в работе. В числе таких недостатков следует отметить прежде всего допускавшиеся значительные не- соответствия фактических годовых ассигнова- ний бюджетных средств на строительство элек- тростанций, в особенности гидростанций, за- проектированным календарным срокам развер- тывания строительства. Так, например, по трем крупнейшим гидроэнергетическим стройкам пя- той пятилетки — Куйбышевской, Сталинград- ской и Каховской гидроэлектростанциям—от- ставание фактических погодовых ассигнований за первые 5 лет сооружения этих станций от запроектированных графиков финансирования их постройки достигало 15—50% (табл. 6). Такой разрыв между запроектированными и фактическими условиями развертывания строи- Таблица 6 Характеристика отставаний в выделении бюджетных средств на строительство Куйбышевской и Сталинградской ГЭС Наименование строек Куйбышевская ГЭС . Сталинградская ГЭС . Каховская ГЭС . . . Обеспеченность погодовыми ассиг- нованиями в % от запроектирован- ных погодовых объемов капиталь- ных работ 1950 г. 1951 г. 1952 г. 1953 г. 1954 г. Всего на 1/1 1955 г. 100 56 77 88 97 85 100 94 34 33 43 43 — 100 93 75 74 80 393
тельства вызвал затяжку в создании матери- ально-сырьевой -и машинно-технической баз у к а^ а ни ы х стро е к, зам е дл е иное нар ащив а н ие интенсивности бетонных и других работ, недо- и сп о л ь з ов а н ие пас порта ы х мощносте й по - строенных промышленных и транспортных предприятий, а 'Следовательно, и существенные удорожания строительства. Так, например, на строительстве Каховской ГЭС при приготов- лении бетонной смеси на двухсекционном бе- тонном’ заводе в объеме 90 000 ж3 в год расхо- ды по приготовлению смеси составляли 16,34 руб. на 1 м3, а полная себестоимость смеси 192,34 руб. При снижении же годовой выработки завода до 15 000 ж3 расходы по при- готовлению смеси возрастали в 3,12 раза, а полная ее себестоимость — в 1,3 раза. Тако£ удорожание строительства создавало разрыв между темпами расходования этих ассигнова- ний и приростом технической готовности воз- водимых сооружений. Вследствие таких обстоятельств строитель- ство гидростанций настолько затягивалось, что возникающие из-за этого дополнительные из- держки народного хозяйства по выработке не- доданной в срок электроэнергии, по заморажи- ванию значительных ресурсов в незаконченном строительстве, по содержанию излишнего строительного персонала, а также по увеличе- нию доли стоимости средств производства, пе- реносимой на стоимость строительства ГЭС и на себестоимость гидроэлектроэнергии, резко ухудшали показатели экономической эффектив- ности гид роэ ле ктростан ци й. Следует, однако, заметить, что такие пере- бои в финансировании и материалоснабжении строительства крупных гидростанций страны допускались отнюдь не в силу каких-либо внутренних причин или природы гидроэнергети- ческого строительства, а в силу обстоятельств, так сказать, субъективного происхождения. К таким обстоятельствам следует отнести прежде всего слабые стороны действующего до настоящего времени порядка нормирования сметной стоимости и финансирования гидро- энергетического строительства. Нормирование накладных расходов по производству строи- тельных работ только- в процентах от прямых затрат (в том числе от сметной стоимости ма- териалов), включение в единичные расценки бетонной смеси и карьерных материалов не по действующим оптовым ценам, а по их себестои- мости, оплата учреждениями Промышленного банка выполненных строительных работ, как правило, по единичным расценкам, соответ- ствующим фактическим способам производства строительных работ, учет выполнения государ- ственных строительных планов по данным 394 оплаченных Промышленным банком счетов за выполненные работы и, наконец, широко при- менявшаяся практика автоматических перечис- лений достигнутых строительными коллектива- ми сверхплановых прибылей 1в доход госбюд- жета создали обстановку объективной заинте- ресованности строительных организаций не столько в выявлении и использовании возмож- ностей снижения себестоимости строительства, сколько в изыскании возможностей повышения уровня сметных цен на материалы и единичных расценок. Вторым обстоятельством, оказавшим отри- цательное влияние на результаты усилий ряда передовых коллективов гидростроителей по по- вышению экономической эффективности' строи- тельства, явилась довольно- широкая распро- страненность до последнего времени среди строительной общественности «теория» о том, что так как хозяйство- у нас социалистическое и бюджет — «карман один», то де мол нет существенной разницы в том, строить данный отдельный объект за счет специальных целе- вых ассигнований либо за счет ассигнований на развитие энергетики. Под воздействием этой «теории» значительная часть бюджетных ассиг- нований на строительство гидроэлектростанций практически использовалась в соответствии с утвержденными сметами на финансирование объектов, не находящихся, по существу, в свя- зи ни со строительством ГЭС, ни с последую- щей ее эксплуатацией. В табл. 7 показана сравнительная структу- ра в % капиталовложений в строительство наиболее мощных из числа строящихся в ше- стой пятилетке трех гидравлических и двух тепловых электростанций. Из этой таблицы видно, что стоимость строительства электростанций значительно за- вышается. За счет включения в сводные сметы строительства значительных сумм на построй- ку объектов, которые не имеют отношения к энергетике, как, например, большая часть жи- лищно-коммунального строительства (постоян- ного типа), судоходные и ирригационные со- оружения, рыбоподъемники, карьеры и заводы строительных материалов, ремонтно-механиче- ские и авторемонтные заводы и т. п., которые передаются после окончания строительства для дальнейшей эксплуатации другим ведомствам и которые обслуживают другие отрасли на- родного хозяйства. В особенности, как видно из таблицы, это касается гидростанций. Имея в виду повышенную капиталоемкость строительства ГЭС и известное «заморажива- ние» капиталовложений в неоконченном гидро- энергетическом строительстве при его- затяги- вании, некоторые инженеры и экономисты вме-
Таблица 7 Структура затрат по строительству электростанций, % (стоимость основных сооружений принята за 100) Наименование объектов ГЭС ТЭС Братская Сталинградская Горьковская Назаровская Беловская Основные сооружения 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Подготовка водохранилища 55,5 28,0 48,5 0,0 0,0 Прочие постоянные объекты 7,4 8,7 5,9 17,0 17,9 Затраты общеплощадочного значения . . . 37,2 16,7 15,6 14,0 14,6 Особые работы 1,0 34,1 0,0 1,0 0,6 Технадзор и подготовка кадров эксплуа- тации 0,9 0,3 0,8 0,7 0,6 Поселки для строителей 17,9 20,3 14,2 15,7 8,7 Парк строительных машин 8,3 9,8 13,6 3,5 2,6 Временные производства 21,8 19,3 20,3 12,4 5,7 В том числе заводы стройматериалов . . 3,5 5,3 6,1 1,9 0,7 Ремонтно-механические заводы 3,3 1,8 2,0 0,3 0,2 Транспортные сооружения, склады . . . 6,7 4,9 3,7 4,5 2,9 Прочие временные сооружения .... 8,3 7,3 8,5 5,7 1,9 Всего затрат . . 250,0 1 273,2 | 218,9 I 164,3 I 150,7 сто изыскания практических возможностей снижения удельных капиталовложений в строительство ГЭС и повышения экономиче- ской эффективности этих капиталовложений за счет, например, ускорения строительства стали на путь пропаганды целесообразности отказа от строительства ГЭС в пользу строи- тельства более дешевых ТЭС. Ошибочность таких взглядов заключается в том, что их носитель, во-первых, не понимает, что нельзя противопоставлять один вид стан- ций другим, ибо оптимальное решение полу- чается только при совместной работе тепловых и гидравлических станций в системе, и, во-вто- рых, не учитывают того, что гидроэлектростан- ции строятся как комплексные сооружения, ре- шающие не только энергетические задачи, но и транспортные, ирригационные, рыбохозяйствен- ные и другие проблемы прилегающих экономи- ческих районов. Положительное влияние гидроэнергетиче- ского строительства на попутное решение весь- ма актуальных для прилегающих экономиче- ских районов и для всего народного хозяйства страны в целом задач реконструкции водного транспорта, орошения и обводнения сельско- хозяйственных и пастбищных угодий настолько значительно, что' в ряде случаев получаемая при строительстве ГЭС экономия от решения воднотранспортных и воднохозяйственных во- просов оказывается равной всем издержкам, связанным с выработкой гидроэнергии. Все эти стороны экономической эффектив- ности строительства современных ГЭС указы- вают на необходимость изыскания и использо- вания всех возможностей сокращения сроков и удешевления строительства ГЭС, а не огуль- ного опорочивания последних по мотивам пре- ходящих конъюнктурных условий. Следующим недостатком нашей работы яв- лялось неудовлетворительное использование имеющегося в распоряжении строителей боль- шого высокопроизводительного' парка строи- тельных машин. Неудовлетворительные показа- тели использования строительных и транспорт- ных машин обусловливаются тем, что комплек- тование основных средств строительно-монтаж- ных организаций производится соответственно запроектированной наивысшей интенсивности работ, а между тем, как это явствует из дан- ных табл. 8, наивысшая интенсивность произ- водства, например, бетоноукладочных работ обеспечивается в соответствии с проектом лишь в течение 10—15% общей продолжительности строительства электростанции. Такой разрыв между наивысшей и среднемноголетней ннтен- ’ Таблица 8 Динамика интенсивности бетоноукладочных работ по строительству крупных гидроэлектростанций Наименование строек Динамика бетоноукладочных работ в % от общего их объема по годам укладки 1-й 2-й 3-й 4-й 5-й 6-й год год год год год год Куйбышевская ГЭС 7 166 5,4 26,0 43,2 18,8 6,3 0,3 Сталинградская ГЭС Каховская ГЭС . 6 1 342 426 0,8 13,7 4,2 47,1 15,5 27,8 31,5 11,4 Цимлянская ГЭС 1 533 6,4 71,6 32,0 — — — 395
сивностью работ приводит к тому, что паспорт- ные мощности имеющихся машин, подсобных предприятий и транспортного хозяйства за весь период строительства практически использу- ются в очень малой степени, а себестоимость •продукции, вырабатываемой при помощи этих слабо используемых основных средств, суще- ственно повышается. Такое положение привело к тому, что если, например, в теплоэнергетическом строительстве в 1940 г. на -1 руб. сметной стоимости выпол- ненных строительно-монтажных работ содер- жалось основных производственных средств стоимостью в 0,17 руб., то в 1956 г. последние возросли до 0,35 руб., т. е. в 2 раза. Если в подсобных предприятиях гидростроительных организаций на 1 руб. стоимости продукции содержалось в .1950 г. основных производствен- ных средств стоимостью в 0,31 руб., то в 1956 г. последние возросли до 0,47 руб.,т. е. в 1,5 раза. К сожалению, со стороны наших проектных организаций не проявляется должной активно- сти к изысканию реальных возможностей упо- лаживания кривой хода строительства, а так- же таких типов инвентарных предприятий, наличие которых позволяло бы строителям приводить в ходе строительства мощности предприятий в соответствие с изменяющимися потребностями в их продукции. Первым прак- тическим сдвигом в этом вопросе пока являют- ся только разработанные институтом «Орг- энергострой» проекты инвентарных и пере- движных бетонных заводов и некоторых дру- гих установок. Все эти недочеты в организации нашего строительства тормозят снижение общей тру- доемкости и все еще весьма высокой доли заработной платы в сметной стоимости строи- тельно-монтажных работ (45%). Наконец, заслуживает быть отмеченной не- упорядоченность хозрасчетных взаимоотноше- ний между ведущими энергостроительными организациями и их субподрядчиками. Специа- лизированные субподрядные организации, пользуясь ими же разрабатываемыми и в ряде случаев существенно завышенными сметными нормами, а также тем, что показатели выпол- нения программы субподрядных работ вклю- чаются в показатели выполнения программы в целом генподряда, работают далеко не на пре- деле своих реальных возможностей и поль- зуются все еще очень высокими единичными расценками. Нельзя, например, считать удов- летворительной сметную стоимость земляных работ, выполняемых современными мощными плавучими земснарядами по 3—5 руб. за 1 м3, а также работ по консолидации грунтов, водо- 396 понижению, монтажу оборудования и ряду других работ. Все еще очень высокой является также се- бестоимость заготовок, обогащения и доставки до бетонных заводов заполнителей для бетона. Нельзя считать удовлетворительной фактиче- скую себестоимость 1 м3 щебня франко-карьер, сложившуюся в карьерах подавляющего боль- шинства наших строительных организаций на уровне 25—30 руб., в то время как фактиче- ская себестоимость заготовок щебня на карье- рах Куйбышевгидростроя даже в условиях су- щественного недоиспользования паспортных мощностей карьеров составила в среднем 14 руб. Нельзя также считать нормальным, когда даже в условиях строительства Куйбы- шевской ГЭС, потребность которого в неруд- ных строительных материалах удовлетворялась продукцией собственных карьеров и дробиль- ных заводов, расположенных в непосредствен- ной близости от створа гидроузла, сметные це- ны франко-склад бетонного завода возрастали против сметных цен франко-бункер дробильно- обогатительного завода по камню с 11,27 руб. за 1 м3 до 82,59 руб., по щебню с 15,10 до 37,99 руб., по каменной крошке с 18,80 до 56,57 руб. и по песку с 4,00 до 27,38 руб. Такое положение обусловливается главным образом высокой себестоимостью перевозочной работы собственного железнодорожного, реч- ного и автомобильного транспорта энерго- строительных организаций, достигающей 0,90— 1,00 руб. за 1 т/км работы автопарка, 0,80— 1,20 руб. железнодорожного транспорта и 0,15—0,25 руб. средств водного транспорта. Столь высокая стоимость перевозок соб- ственным транспортом обусловлена, конечно, рядом его особенностей (короткие пробеги гру- зов, малый тоннаж средств водного транспор- та и т. п.). Но вместе с этим следует подчерк- нуть, что уровень себестоимости рассматривае- мых перевозок является очень высоким глав- ным образом потому, что на большинстве энер- гетических строек весьма низки коэффициенты использования подвижного состава. Так, на- пример, в 1956 г. 688 собственных локомотивов перевезли по внутрипостроечным железнодо- рожным путям всего 27,3 млн. т грузов на среднее расстояние 1,3 км, т. е. с выработкой, равной всего лишь 109 т на одни локомотиво- сутки, 226 собственных самоходных речных су- дов суммарной мощностью 27 тыс. л. с. пере- везли 3,5 млн. т грузов на среднее расстояние 37 км, т. е. с выработкой, равной всего лишь 64 т на 1 судо-сутки, а 23 169 грузовых авто- м аши н сумм арной о д н о вр е м ен но й груз оно дъ- емностью 93 138 т перевезли за этот же год 6,9 млн. т грузов на среднее расстояние
10,5 км, т. е. с выработкой, равной всего лишь 0,25 т груза на 1 т грузоподъемности в сутки. Крупным недостатком практики хозяйствен- ного руководства энергетическим строитель- ством явилось также то, что в своем глубоко правильном стремлении к возможно большему упрощению планирования, учета, калькулиро- вания и сметного дела в строительстве мы эти инструменты экономического анализа и кон- троля за рачитостью своего хозяйствования упростили в ряде случаев до такой степени, что они, по существу, перестали быть необхо- димыми инструментами. Сложившаяся к на- стоящему времени полная несопоставимость действующей системы сметного нормирования и калькулирования в строительстве с дей- ствующей системой учета и отчетности привела к тому, что строительно-монтажные организа- ции в своем большинстве не в состоянии свое- временно устанавливать фактическую себестои- мость работ, например, 1 ж3 уложенного в дело бетона, одного кубометра земляных работ, од- ной машино-смены работы строительной или транспортной машины и т. д. А это приводит к тому, что борьба строительных коллективов за повышение экономичности своей работы является борьбой не столько за предотвраще- ние недостатков и ошибок, сколько за ликви- дацию уже совершенных недостатков и ошибок. Интересы более полного использования преимуществ социалистической системы хозяй- ства и реальных возможностей неуклонного роста материального производства СССР на основе современных достижений науки, техни- ки и технологии вызвали к жизни переход к более совершенным формам организации управления промышленностью и строитель- ством на основе творческого развития ленин- ских принципов демократического централизма в руководстве хозяйственным строительством. Разработанные ЦК КПСС и Советом Мини- стров СССР и принятые Верховным Советом СССР решения о создании совнархозов, об укреплении централизованного государствен- ного руководства хозяйством в сочетании с расширением прав, повышением ответственно- сти и развертыванием инициативы республи- канских и местных органов и с вовлечением самых широких масс трудящихся в управление производством положили начало новому этапу развития социалистической экономики. Практическое выполнение указанной глав- ной задачи должно и может быть обеспечено посредством следующих частных мероприя- тий. Прежде всего необходимо скорее пере- смотреть действующие сметные нормы на строительные и монтажные работы, специфиче- ские для строительства энергетических пред- приятий в смысле приведения этих норм в со- ответствие с уровнем современной техники, технологии и организации энергетического строительства. Новые сметные нормы должны быть установлены как для монтажно-укладоч- ных работ, так и для всех основных заготови- тельных производств (добыча нерудных строительных материалов, приготовление бе- тона и т. п.), а также для внутрипостроечно- го транспорта. В порядке учета действия в нашем народном хозяйстве закона стоимости эти нормы должны отражать не индивидуаль- ные затраты каждого отдельного строитель- ства и входящего в его состав предприятия, а общественно-необходимые затраты, склады- вающиеся в средних условиях той или иной отрасли материального производства. Только при такой ориентации сметных норм они дол- жны и могут явиться прочной основой реаль- ности проектных решений, повышения органи- зующей роли сметной документации, укрепле- ния хозяйственного расчета в энергетическом строительстве, упорядочения текущего его планирования, контроля за правильностью исполнения государственных строительных планов и оздоровления в целом экономики рассматриваемой отрасли нашей строитель- ной индустрии. Следующим условием повышения экономи- ческой эффективности капиталовложений в развитие советской энергетики является пере- смотр действующей системы определения сметной стоимости строительства электростан- ций и высоковольтных сетей электропередачи. В сметы на строительство этих предприятий не должны включаться затраты на строитель- ство объектов, не относящихся, по существу, к электростанции или к линии электропере- дачи. На основе таких реальных и доброкачест- венных сметных документов должны строиться твердые единые государственные планы строи- тельства энергетических предприятий, обяза- тельные как для проектировщиков и строите- лей, так и для органов, призванных обеспечи- вать финансирование и материалоснабжение капитального строительства. Необходимо добиться такого положения, при котором постройка основных сооружений могла бы начинаться лишь после создания на местах необходимых для этого материально- сырьевых и поселковых баз. Наконец, необходимо разработать и про- вести в жизнь меры, поощряющие инициати- ву строительных организаций в деле соблю- 397
дения социалистического принципа режима экономии. Необходимо форсировать изыска- ние методов измерения роста производитель- ности труда в строительстве на основе не только стоимостных, но и натруальных пока- зателей (например, показатель расхода чело- веко-дней всех категорий рабочих в строи- тельстве на тонну строительного груза, пере- рабатываемого собственным транспортом строительства). Необходимо также вырабо- тать такую систему построения сметных до- кументов, производственных планов и теку- щей отчетности, которая бы обеспечивала со- поставимость показателей сметы, плана и от- чета и могла быть использована в качестве инструмента своевременной сигнализации и быстрого предотвращения непроизводитель- ных расходов и других нарушений и усло- вий утвержденной сметы. Реализация только перечисленных назрев- ших задач позволит снизить удельные капита- ловложения на единицу мощности энергети- ческих предприятий и открыть широкую доро- гу строительству таких предприятий, какие оказываются действительно наиболее эконо- мичными как для условий конкретных эконо- мических административных районов страны, так и для нашего социалистического народно- го хозяйства в целом. Строители энергетической базы Советского Союза, устраняя недостатки своей работы, уве- рены, что под руководством Коммунистической партии и при поддержке всего советского на- рода, в условиях нового этапа борьбы за раз- витие производительных сил нашей страны, с честью справятся с поставленными перед ними задачами.
СОДЕРЖАНИЕ Логинов Ф. Г. Энергетическое строительство СССР — важнейшая база коммунистического строительства ............................... Некрасов А. М., Лошак Б. О. и Стек- лов В. Ю. 40 лет советской электроэнерге- тики ........................................ Строительство гидроэлектростанций Под общей редакцией НОСОВА Р. П, I. Исторический обзор гидроэнергостроитель- ства (Носов Р. 77.)....................... II. Развитие гидротехнической науки (Эрн- стов В. С.)................................ III. Компоновка и конструкции гидроэнергетиче- ских сооружений (Соколов В. С.).............. IV. Производство массовых и специальных работ на строительстве гидроэлектростанций (Бо- дунов С. H,t Иродов Д. И,, Мещеря- ков А. Н.) . . .............................. V. Подземные работы на строительстве гидро- электростанций (Мазур А. М.)............... VI. Гидромеханизация в гидроэнергетическом строительстве (Фогельсон С. Б.).............. VII. Затворостроение от Волховстроя до наших дней (Ликин В. В.)........................... VIII. Развитие методов монтажа гидросилового оборудования (Барковский М. Л.).............. Строительство теплоэлектростанций и теплофикация Свердлов П. М. Строительные конструкции тепловых электростанций...................... Граник Г. Б. Развитие методов производства работ на строительстве тепловых электростан- ций ......................................... Винницкий Д. Я. Монтаж оборудования на тепловых электростанциях..................... Захаренко С. Е. Развитие теплофикации . . . Строительство линий электропередачи Равин Б. И. Развитие основных конструкций линий электропередачи ....................... 3 7 37 64 71 89 125 130 143 152 159 166 176 195 Гульденбальк В. В. Развитие технологии се- тевого строительства ................... 205 Работы проектных и научно-исследовательских институтов Вознесенский А. Н. Работа института „Гид- роэнергопроект" .............................219 Иванищенко Ф. Д. Работа института „Тепло- электропроект" ..............................254 Руссо Г. А. Работа института „Гидропроект" имени С. Я. Жук..............................266 Кравцов В. И. и Пичужкин А. А. Всесо- юзный научно-исследовательский институт гидротехники (ВНИИГ) имени Б. Е. Веденеева 272 Джимшелейшвили Г. А. Работа Тбилис- ского научно-исследовательского института со- оружений и гидроэнергетики (ТНИСГЭИ) . . 288 Мельников А. М. Работа института по про- ектированию организации энергетического строительства „Оргэнергострой"..................301 Развитие энергооборудования тепловых электростанций Ференец Л. М. Развитие котлостроения .... 309 Зильберштейн С. Л. Паротурбостроение . . 323 Берковский А. М. и Гриншпун П. К. Освоение производства электрооборудования 331 Опыт энергетического строительства и вопросы экономики Разин Н. В. Куйбышевская гидроэлектростан- ция .......................................343 К о ц И. Д. Строительство электростанций Дон- басса .....................................356 Воронко Е. А. Строительство электростанций на Урале...................................367 Ачкасов Д. И. и Григорьев Ю. Е. Строи- тельство электропередачи 400 кв Куйбышев- ская ГЭС — Москва .........................373 Розанов К. А. Производственные предприятия на строительстве электростанций .......... 381 Маляковский В. Т. Некоторые вопросы эко- номики энергетического строительства СССР 389
ОПЕЧАТКИ И ИСПРАВЛЕНИЯ Страница Колонка, строка Напечатано Должно быть 91 Таблица 2 5 колонка 1828 128 91 Правая, 20 снизу 700 000 квт 100 000 квт 162 Таблица 1 3 колонка 24 ВПТ-25 2 ВПТ-25 253 Правая, 14 сверху доклады и схемы исполь- зования по доклады, схемы использования и предва* рительные соображения по 384 Правая, 2 снизу 7 781 тыс. м2 7 781 jh2 392 Таблица 4 2 колонка квт тыс. квт ^Энергетическое строительство СССР за 40 лет {1917—1957 гг.)", Госэнергоиздат, 1958.