Пермский шлюз

Камский бассейн. Пермский судоходный шлюз (шлюз Камской ГЭС) ⎼ шестикамерный, двухниточный, приплотинный, с бетонными головами и стенками камер из металлического шпунта. Расположен у левого берега реки Кама в г. Пермь. Введен во временную эксплуатацию 01.05.1954 г., постоянную ⎼ 21.12.1965 г. Входит в состав Камского гидроузла, который является первым, возведенным на р. Каме.

Собственник: Федеральное агентство морского и речного транспорта.

Эксплуатирующая организация : ФБУ «Администрация «Камводпуть».

В состав Пермского шлюза входят: судоходный шлюз с причальными сооружениями (палы верхней и нижней голов) на подходах к нему, напорные ограждающие дамбы ⎼ восточная и западная.

Сооружения шлюза предназначены для поддержания напорного фронта Камского водохранилища совместно с Камской ГЭС, пропуска судов и плотов через Пермский шлюз посредством шлюзования. В пропуске паводков шлюз не участвует.

Гидротехнические сооружения Пермского шлюза, входящие в состав напорного фронта Камского гидроузла, образующего Камское водохранилище, относятся к I классу сооружений.

Строительство шлюза осуществлено в период с 1949 по 1954 годы строительной организацией "Камгэсстрой" по проекту Куйбышевского филиала Всесоюзного университета "Гидроэнергопроект" Министерства электростанции СССР. Проектирование механического оборудования шлюза выполнено СПКТБ "Ленгидросталь".

С вводом в постоянную эксплуатацию в 1965 г. (приказ Госстроя СССР от 20.10.1965 г. №186) шлюз был передан на баланс Министерства речного флота РСФСР.

В состав Пермского шлюза входят: судоходный шлюз с причальными сооружениями (палы верхней и нижней голов) на подходах к нему, напорные ограждающие дамбы ⎼ восточная и западная.

Общая длина шлюза между наружными гранями устоев составляет 1556,7 м. Полезная длина каждой камеры 229,6 м, минимальная ширина 29,7 м. Глубины на верхних порогах 7,6 м при нижнем подпорном уровне Камского водохранилища, на нижних ⎼ 4,92 м при проектном уровне Воткинского водохранилища. Максимальная глубина на пороге при минимальном навигационном уровне: верхняя голова ⎼ 4 м, нижняя голова ⎼ 3,92 м.

К шлюзу ведут подходные каналы, верхний из которых имеет длину 700 м и ширину 80 м, а нижний ⎼ длину 550 м и ширину 80 м. Длина причальных линий в верхнем подходном канале: слева 250 м, справа 423 м, в нижнем подходном канале по 250 м. Максимальный расчетный напор на сооружение 21,8 м.

Высотный габарит судов ограничивают мосты и 5 линий электропередач. Надводный габарит судов, шлюзуемых без ограничения, 11,0 м, пропускаемых по специальной технологии ⎼ 13,5 м.

Восточная и западная нитки шлюза имеют различное назначение: восточная ⎼ для проводки судов и составов, западная ⎼ для проводки плотов. Изначально для проводки плотов через шесть камер применялась электрическая тяга ⎼ электровозы, которые перемещались по железнодорожным путям с нормальной колеей, уложенной вдоль стенок камер шлюза (по аналогии со шлюзами Панамского канала). Общая протяженность путей составляет 14,5 км. В настоящее время электровозы не используются.

Верхние головы (№1) обеих ниток шлюза докового типа, представляют собой сплошную железобетонную плиту (неразрезную) с двумя устоями. Отметка площадок устоев верхней головы ⎼ 110,35 м. К внешним устоям голов примыкают бетонные массивы с нишами (шкафами) для уборки в них откатных аварийных и рабочих (основных) ворот. Каждая голова оборудована двумя воротами: аварийными и рабочими. Рабочие ворота расположены на 16,93 м ниже (по течению) аварийных. Шкафы аварийных и рабочих ворот размещаются на общей фундаментной плите, отрезанной вертикальным швом от устоя головы. Промежуточные головы №№ 2, 3, 4, 5, 6 имеют такую же конструкцию, как и верхние (№1), с той лишь разницей, что на них размещаются только одни откатные рабочие ворота. Нижние головы (№7) обеих ниток, также, как и вышележащие, представляют собой массивную доковую конструкцию с той лишь разницей, что на них, кроме рабочих откатных ворот, установлены ремонтные откатные ворота, которые могут обслуживать обе нитки шлюза.

Стены камер образованы из металлического корытообразного и зетобразного шпунта. Шпунт забит в грунт основания на глубину от 5 до 17 м. Днище камер водонепроницаемое и состоит из железобетонных распорных балок. Ячейки между балками заполнены каменной наброской, уложенной на 3-х слойном обратном фильтре.

Система питания камер шлюза ⎼ головная, через шесть клинкетных отверстий, расположенных в нижней части каждых плоских откатных ворот. Клинкетные отверстия перекрываются сегментыми затворами. Опорожнение камер также производится через клинкетные отверстия.

Всего в состав основного и вспомогательного механического оборудования Пермского шлюза входят:
- 14 основных (рабочих) плоских откатных одностворчатых ворот (по 7 ворот на обеих нитках шлюза);
- 2 аварийно-ремонтных ворот откатных одностворчатых ворот треугольного сечения, расположенных на верхних (№1) головах обеих ниток шлюза;
- 2 ремонтных плоских откатных одностворчатых ворот, расположенных на западной нижней голове (№7), в слипе западной нитки шлюза;
- приводные тяговые лебедки рабочих и аварийно-ремонтных ворот с тяговыми усилиями в 40 т и 100 т соответственно, установленных на внешних устоях камер шлюза;
- 16 откатных шторных стенок рабочих и аварийных ворот;
- ремонтные заграждения шандорного типа для перекрытия шкафов рабочих, аварийно-ремонтных и ремонтных ворот шлюза.

Средняя продолжительность пропуска составов и крупных судов 144 мин., включая время захода и выхода из камер шлюза.

установлены ремонтные откатные ворота, которые могут обслуживать обе нитки шлюза.

Имеющиеся сведения о количестве шлюзований (суммарно по обеим ниткам) представлено на рисунке, некоторые сведения о количестве шлюзований в отдельные периоды эксплуатации сооружения приведены ниже:

1967 г. ⎼ 4334 шлюзования;
1977 г. ⎼ 4709 шлюзований;
1986 г. ⎼ 5186 шлюзований;
1994 г. ⎼ 375 шлюзований;
2007 г. ⎼ 1059 шлюзований;

2016 г. ⎼ 662 шлюзования;

2017 г. ⎼ 693 шлюзования;
2019 г. ⎼ 877 шлюзований;
2020 г. ⎼ 864 шлюзования.

Неудовлетворительное техническое состояние основных ворот №2 западной нитки привело к аварии, которая произошла 4 ноября 1994 г. с буксиром-толкачом "Дунайский-31". Теплоход вёл состав из двух барж с грузом минеральных удобрений. При заходе состава во вторую камеру шлюза произошло разрушение ворота №2. В образовавшийся проран было унесено две отцепившихся от состава баржи. Потоком воды и ударами барж были разрушены ворота №№ 3 ⎼ 7. В результате аварии также погибли два рыбака, которые ловили рыбу в запретной зоне шлюза.

Необходимо отметить, что из-за короткого замыкания на подстанции Камской ГЭС аварийные ворота западной нитки не смогли перекрыть продет полностью. Только после восстановления электроснабжения они были дозакрыты. Полное время закрытия аварийных ворот составило 6 ⎼ 7 минут.

В качестве основных причин разрушения основных ворот №2 западной нитки шлюза названы усталостные явления в материале элементов конструкций, общий коррозионный износ металла, многочисленные ремонты в период длительной эксплуатации при наличии неудачных конструктивно-технологических решений на стадии расчета, проектирования и монтажа ворот.

С учетом финансовой и экономической ситуации в стране и существенного снижения интенсивности судоходства устранение последствий данной аварии продлилось до октября 2012 г. Следует отметить, что ремонтные работы затронули не только западную, но и восточную нитку, которая до этого не ремонтировалась с 1954 г.