Испытания асфальтобетонной диафрагмы подтвердили ее надежность

Асфальто-бетонная диафрагма расположена внутри каменно-набросной плотины. Сверху по определенной технологии уложены камни.

Асфальтобетонная диафрагма представляет собой вертикальную стенку из литого асфальтобетона, расположенную посредине поперечного сечения каменно-набросной плотины (КНП) Богучанской ГЭС. Ее толщина - от 1,2 метра в основании до 0,8 метра на гребне плотины. В местах примыкания - внизу к цементационной галерее и на бортах - диафрагма имеет треугольное расширение до 3 метров. Основная задача этого сооружения – не пропускать через тело каменно-набросной плотины воду из водохранилища в нижний бьеф станции.

Конструкцию этого сооружения разработали специалисты ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева (дочерняя структура «РусГидро»). Они занимаются изучением асфальтовых материалов и их применением в гидротехническом строительстве с 20-х годов прошлого века. Примерно 30 лет назад (в начале 80-х годов) эксперты института разработали асфальтовые диафрагмы грунтовых плотин. Первой гидроэлектростанцией с такой диафрагмой стала Ирганайская ГЭС в Дагестане – успешная эксплуатация ее 100-метровой плотины подтвердила правильность расчетов ученых.

Как говорят энергетики, выбор такой конструкции плотины был предопределен. Возводить бетонную перегородку вдоль всей Ангары (а это почти 3 километра) экономически неэффективно. Слишком дорого обошлось бы строительство. А это изобретение наших ученых помогло и добиться главной цели (удержать и не пропускать воду), и сократить издержки.

Ученые провели предварительные испытания. Опытный фрагмент плотины построили на полигоне в Братске. В итоге определили, какими должны быть оптимальная конструкция и используемые материалы. После исследований выбрали диафрагму из литого асфальтобетона. Пока Богучанская ГЭС строилась, эксперты ВНИИГ осуществляли научное сопровождение, корректировали исходные материалы и рецептуру асфальта, уточняли технологию и методы контроля качества. В частности, исследовали керны, выбуренные из асфальтобетона для проведения независимого контроля качества диафрагмы.

Главная цель экспертов - понять, как будет вести себя диафрагма при воздействии различных факторов. Особенно низких температур. К примеру, недавно были испытаны крупные образцы асфальтобетона на продавливание его в поры грунта, что особенно важно для литого материала.

Результаты обследований показали, что асфальтобетонная диафрагма Богучанской ГЭС при заполнении водохранилища ведет себя согласно прогнозам проектировщиков: верхняя часть диафрагмы на миллиметры временно смещается в сторону верхнего бьефа, а нижняя - в сторону нижнего бьефа. С учетом этой особенности проектом предусмотрены уплотнения в месте сопряжения асфальтобетонной диафрагмы и торца стенки бетонной плотины. Также в результате испытаний образцов было доказано, что литой асфальтобетон не может быть выдавлен в поры контактирующего с диафрагмой слоя грунта.

- Литая диафрагма Богучанской ГЭС – первая, возведенная в столь суровых климатических условиях, и особенности ее строительства и эксплуатации представляют большой научный интерес, - рассказывает старший научный сотрудник ВНИИГ Евгений Кузнецов. - При разработке прогнозов поведения диафрагмы следует иметь в виду, что асфальтобетон, особенно литой, с физической точки зрения крайне сложный материал. Во-первых, его можно рассматривать как единое физическое тело, обладающее свойствами упругого тела и неньютоновской жидкости, вязкость которой зависит от температуры и скорости приложения нагрузки. Во-вторых, его можно рассматривать как композицию, в которой каменные частицы плавают в асфальте.

В настоящее время, как пояснили в компании «РусГидро», эксперты ВНИИГ собирают результаты измерений с уже установленной в теле КНП контрольно-измерительной аппаратуры. Они постоянно ведут сбор и обработку поступающей информации. Затем специалисты дадут прогноз по тому, как в будущем будет себя вести диафрагма. Мониторить состояние диафрагмы будут и после запуска ГЭС на полную мощность.