Чиркейская гидроэлектростанция расположена на реке Сулак в Дагестане. Самая крупная ГЭС на Северном Кавказе, самая высокая арочная плотина в России. И, пожалуй, одна из самых красивых. Строительство ГЭС началось в 1964 году, закончилось в 1978. Самое основное сооружение комплекса — конечно же, плотина — красавица-арка высотой 232,5 м и длиной по гребню 338 м. Толщина плотины — от 6 (всего лишь ШЕСТЬ!) до 30 м. Но хватит скупых технических данных, сами прочтете в википедии. Давайте смотреть на это чудо инженерной мысли!

Общая высота конструкции — 232,5 м. На самом деле, высота арочной части двояковыпуклой кривизны — 185 метров. Она стоит на клинообразной бетонной пробке высотой 48 метров. Толщина арки плавно меняется от 30 метров снизу до 6 метров сверху.

Ширина Чиркейского ущелья в створе плотины — всего лишь 30 метров. Район строительства — очень сложный по геологическим условиям. Причем, многие проблемы вылезли только во время строительства.

Узость ущелья и отказ от подземного машинного зала привели к нестандартным компоновочным решениям всего гидроузла. Например, четыре главных трансформатора весом более 1000 тонн находятся на крыше машинного зала.

На фотографии слева вы видите административное здание, а справа — два железобетонных кармана (карманы играют роль дополнительной противопожарной защиты) для двух трансформаторов. 

Впервые в мировой практике применена двухрядная компоновка гидроагрегатов с двухъярусным расположением отсасывающих труб. На фотографии верхний бьеф — слева, а нижний — справа.

Мощность ГЭС — 1000 МВт, среднегодовая выработка — 2,47 млрд кВт·ч. В здании ГЭС установлено 4 радиально-осевых гидроагрегата мощностью по 250 МВт, работающих при расчётном напоре 170 м.

Спиральная камера одной из турбин. По сравнению с Зейской ГЭС, здесь размер камеры весьма скромен, но зато тут и напор 170 метров (против 80). 

Из-за узости ущелья отметка воды в нижнем бьефе может меняться на 15 метров. Поэтому, на самом деле, помещение машинного зала тут подводное. В момент наибольшего сброса воды видимой остается только его крыша с постройками. А спасательные круги появились после аварии на Саянах. Хотя толку от них...

Вода к агрегатам подводится по 4 турбинным водоводам диаметром 5,5 метра. Обычно они размещаются в теле плотины, но здесь впервые в СССР они были вынесены за грань арки. Это позволило облегчить ее напряженное состояние, сделать арку более тонкой и упростило возведение плотины. Но на самой плотине пришлось помучиться с водоприемником — это башня высотой почти с двадцатиэтажный дом в сейсмически опасном месте.

На фото gelio_nsk фигачит лук chistoprudovа.

Проект станции включал в себя огромный комплекс подземных выработок. Три шахты, различные штольни, водопропускные и автотранспортные тоннели.

Берега ущелья, в которых строилась ГЭС, были, как кирпичная кладка, только эти скальные кирпичики не были скреплены раствором. Поэтому воду они пропускали, как решето. Если с ними ничего не сделать, то и наполнить водохранилище не удастся — вся вода уйдет. Поэтому с обоих берегов проходились в пять ярусов цементационные штольни на длину 150-250 метров. А из них бурились скважины глубиной 50 метров, в которые накачивали раствор под большим давлением. Он заполнял все пустоты в скале и создавал практически водонепроницаемый барьер. С правым берегом было все хорошо, а вот левый подкачал.

Обратите внимание на фото. Внизу — огромная бетонная заплатка, а в склоне — 6 ярусов оранжевых пятен. Это последствия огромного вывала в несколько десятков тысяч кубометров.

Из скалы отвалился огромный кусок, который образовал грот. Верхняя часть скалы еще держалась каким-то чудом, но тоже могла сползти вниз. Тогда плотину как минимум пришлось бы перепроектировать и сделать такую изящную арку уже не удалось бы. А в худшем случае створ был бы загублен. Грот было довольно легко забетонировать, а вот что делать с висящей скалой? Было принято весьма опасное для строительства решение. В глубине левого берега, в здоровой скале, были пройдены на разных ярусах 6 штолен, расположенных вдоль реки. От них были пройдены поперечные выработки, уже к берегу. Их проходка осуществлялась как раз в этой чудом висящей скале. И работа требовала ювелирной точности и аккуратности, чтобы не спровоцировать новый обвал. В продольных штольнях и на берегу были забетонированы мощные железобетонные балки, которые потом были стянуты домкратами. Таким образом был укреплен левый берег.

Общий вид на машинный зал, трансформаторную подстанцию и ущелье. 

14 мая 1970 года строящаяся ГЭС оказалась в эпицентре 9-балльного Дагестанского землетрясения. Сооружения ГЭС не пострадали, однако строительство ГЭС было на некоторое время приостановлено. Дело в том, что сейсмическая волна наибольшей силы сработала не на отрыв, а на прижатие неустойчивого массива левого берега к скале. Вот он и остался на месте.

Для бетонирования плотины были установлены кабель-краны. По обоим берегам смонтированы две эстакады, по каждой из них передвигается по три тележки. От каждой тележки к своей паре на другом берегу перекинуты два троса, по которым ездит еще одна тележка. А вот из нее уже опускается трос вниз, на трехсотметровую глубину. Машинист крана не видит дна ущелья и все команды получает по рации от оператора. Но это еще полбеды.

Основная проблема была в конструкции самих кабель-кранов — она гибкая. Через ущелье были перекинуты четырехсотметровые тросы. А опуская груз вниз, на глубину триста метров, надо было учитывать не только раскачку от ветра всей конструкции, но и, самое трудное, опорожнение 25-тонной бадьи с бетоном. Ведь по сути такой кран — это натянутый лук, где тетива — это вот те самые натянутые под весом груза четырехсотметровые тросы через ущелье. И после мгновенного вываливания 25 тонн бетонной смеси в очередной блок бетонирования вся конструкция выстреливала в космос. Но машинисты и операторы научились и это компенсировать. 

Нижний бьеф и портал подъездного тоннеля. Его строительство тоже доставило много проблем: проходчики наткнулись на разлом, который из-за поворота тоннеля шел теперь вдоль него. Изменить трассировку тоннеля нельзя — просто некуда вывести портал. Пришлось менять технологию проходки: сначала проходили маленькую опережающую штольню, потом из нее разрабатывали кусочки большого и бетонировали сразу постоянную обделку. Скорость проходки упала многократно. 

ОРУ (открытое распределительное устройство) приютилось на правом берегу, и все пространство перед плотиной окутано проводами.

Хочу напомнить, что плотина — это не монолитный кусок бетона. Она строится «маленькими» кубиками. Длина секции вдоль плотины — 15 метров. Глубина блока принята равной толщине арки в этом месте. А вот высота — всего лишь 1,5 метра. Это обусловлено удобством работы, количеством выдаваемого бетона заводом и многими другими факторами, в том числе и охлаждением. 

По проекту в теле плотины через 1,5 метра находятся змеевики труб, по которым циркулировала речная вода — бетон при застывании нагревается и его надо охлаждать. На фотографии вы видите одну из штолен в теле плотины. Слева два шкафа — сейчас там находятся трубки для цементирования и различные датчики, а раньше была арматура для охлаждения. 

Одна из двух вертикальных шахт глубиной около 250 метров. В одной смонтирован лифт и кабельный канал, а эта никак не используется. Раньше через нее подавался бетон на различные уровни цементационных штолен. 

Дырка в АД или горка по-дагестански. :) Это эксплуатационный водосброс тоннельного типа. Он состоит из тоннельной части длиной 510 метров и высотой сечения 12,6 м, 144-метрового открытого лотка и концевого трамплина с боковым сливом длиной 77 метров. Скорость воды, вернее, водовоздушной смеси в подземном тоннеле достигает 55 метров в секунду. Это предъявляло жесточайшие требования к качеству и геометрии бетонной кладки в тоннеле.

Климат района створа Чиркейской ГЭС — засушливый. За всю историю эксплуатации Чиркейской ГЭС (1-ый гидроагрегат станции был пущен в эксплуатацию в 1974 году) воду сбрасывали вхолостую всего три раза.

Высота сработки водохранилища Чиркейской ГЭС с октября по апрель составляет 40 м. По центру плотины находится водоприемное устройство — та самая башня высотой 64 метра и шириной 20 м.

Нижний бьеф во всей красе. Справа — открытый лоток и начало бокового слива эксплуатационного водосброса. 

ОРУ.

Для того чтобы оценить весь масштаб и красоту плотины, надо забраться на горы поблизости. Оттуда открывается прекрасный вид.

Головокружительный вид с верхнего гребня.

К сожалению, фотография не может передать, что толщина плотины здесь — всего лишь ШЕСТЬ метров!

Но, поверьте, дух захватывает, когда ты видишь с одной стороны огромное водохранилище, а с другой — двухсотметровую пропасть.

Продольный профиль каскада ГЭС на реке Сулак.

Диспетчерская ГЭС.

Шпионский кадр очень секретной карты.

Первый агрегат был пущен в 1974 году с временным колесом. Теперь оно вот уже более 30 лет лежит на складе. 

В завершение краткого обзора ГЭС — несколько ночных кадров плотины.

Ночной вид еще более завораживает.

Огромное спасибо Дагестанскому филиалу РусГидро за приглашение и лично Патимат за организацию поездки.

Не менее огромное спасибо руководителю станции Ганипе Магомедову за встречу, экскурсию и прекрасный ужин. :) 

Бонусный кадр от Славы.

В подготовке поста использовал книгу «Свет. Записки гидротехника. Книга первая. Свет, соленый от пота и слез» В.Н. Двурекова.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.