Красноярский судоподъемник
Красноярский судоподъемник – безальтернативное водно-транспортное гидротехническое сооружение, обеспечивающее доставку крупногабаритных грузов речным транспортом через гребень плотины Красноярской ГЭС в южные районы Красноярского края, в частности, для эксплуатации и ремонта Саяно-Шушенской ГЭС.
Красноярский судоподъемник расположен в г. Дивногорск Красноярского края на 2466 км от устья р. Енисей. Его строительство было начато в 1963 г. Опытная эксплуатация сооружения началась 27 декабря 1977 г. В постоянную эксплуатацию судоподъемник был введен 25 ноября 1982 г. после выполнения доводочных работ.
Генеральный проектировщик – Ленинградское отделение института «Гидропроект» им. С.Я. Жука, в настоящее время Инженерный Центр РАО «ЕС России» (Ленгидропроект). Проектирование металлоконструкций и основного механического и гидромеханического оборудования выполнено СКБ «Ленгидросталь» (в настоящее время СПКТБ Ленгидросталь - филиал АО «Трест «Гидромонтаж»). Проектирование электротехнического оборудования осуществляло ВНИПИ «Тяжпромэлектропроект» (г. Москва).
В качестве генерального подрядчика строительства судоподъемника выступило СМУ «КрасноярскГЭСстрой» Министерства энергетики и электрификации СССР. Входящее в состав данного СМУ УС «Красноярскэнергопромстрой» выполняло строительные работы. Монтажные работы по металлоконструкциям, механическому и гидромеханическому оборудованию выполнены Всесоюзным трестом «Гидромонтаж» Минэнерго СССР. Монтаж электротехнического оборудования, электрических сетей и распределительных устройств выполнен Всесоюзным трестом «Гидроэлектромонтаж» Минэнерго СССР.
Сооружение обслуживается Управлением эксплуатации Красноярского судоподъемника – филиал ФБУ «Администрация «Енисейречтранс». Помимо судоподъемника в состав гидроузла входит Красноярская ГЭС, эксплуатацию которой осуществляет АО «Красноярская ГЭС».
1 - правобережная земляная плотина; 2 - водосливная плотина; 3 - левобережная глухая плотина; 4 - гидроэлектростанция; 5 - судоподъемник
Описание и основные характеристики судоподъемника
Красноярский судоподъемник относится к первому классу ответственности.
Максимальный напор на Красноярский гидроузел 102,4 м.
Расчетный напор на ремонтные ворота – 7,8 м.
Уровни воды в верхнем бьефе:
- нормальный подпорный уровень – 243,0 м;
- максимальный судоходный уровень 243,0 м;
- минимальный судоходный уровень 230,0 м.
- максимальный 148,5 м;
- минимальный 143,06 м.
Сооружение относится к наклонному типу судоподъемников. Представляет собой стальной приемный бассейн с одним сегментным затвором, расположенный на несущих металлоконструкциях самоходной судовозной камеры. Данная металлоконструкция выполнена в виде косяковой тележки с автономным гидравлическим приводом, обеспечивающим ее перемещение по судовозным путям (верхним, поворотного устройства, нижним) из нижнего бьефа в верхний и обратно. Разворот судовозной камеры осуществляется на гребне плотины Красноярской ГЭС с помощью поворотного устройства.
Проектная пропускная способность судоподъемника составляет 500 тыс. тонн грузов в навигацию (при расчетной продолжительности навигации 5 месяцев).
1 – пути верхнего бьефа; 2 – ремонтно-монтажная площадка; 3 – пути нижнего бьефа; 4 – поворотное устройство; 5 – судовозная камера; 6 – судно
Основные параметры судовозной камеры:
- длина габаритная – 113,55 м;
- ширина габаритная – 26,5 м;
- высота – 30,0 м;
- полная длина приемного бассейна – 90,0 м;
- полезная длина приемного бассейна – 87,7 м;
- полная ширина приемного бассейна – 18,0 м;
- полезная ширина приемного бассейна – 17,2 м.
- максимальный уровень воды в приемном бассейне 2,2 м;
- скорость передвижения по наклонным судовозных путям до 20 м/мин;
- масса СК без воды 4530 т;
- масса СК с уровнем воды в приемном бассейне 2,2 м – 8100 т;
- число опорно-ходовых тележек 78 ед.;
- число гидромоторов гидропривода передвижения 156 шт.;
- суммарная мощность энергетических установок 17000 кВт;
- давление рабочей жидкости в системе гидропривода передвижения до 12,5 МПа;
- общий объем рабочей жидкости в гидросистемах 153 т.
Боковые стенки приемного бассейна образованы помещениями машинных залов левого и правого бортов. В бортовых залах располагаются главные насосные агрегаты гидропривода передвижения судовозной камеры, его система управления и насосные агрегаты подпитки, маслонасосные установки и аппаратура управления гидроприводов системы гидроопор, системы тормозов, сегментного затвора, компрессорные установки пнемвосистемы, механизмы швартовных устройств, блоки фильтрации рабочей жидкости и другие элементы технологического оборудования.
Один из торцов приемного бассейна глухой. Он представляет из себя 5-этажную металлическую каркасную конструкцию, в помещениях и на открытых площадках которой расположены трансформаторные подстанции и комплектное распределительное устройство электроснабжения систем камеры, щиты станции управления, стационарная аккумуляторная батарея 220 В, насосная пожаротушения и пульт управления судовозной камерой.
Передвижение камеры осуществляется с помощью гидромоторов, смонтированных на опорно-ходовых тележках.
Вес судовозной камеры передается на опорно-ходовые тележки через гидроопоры, являющиеся составной частью тележек. Гидроопоры тележек гидравлически объединены в 4 группы: две боковые по 26 тележек в каждой и две торцевые по 13 тележек. Такой способ опирания судовозной камеры позволяет равномерно распределять нагрузку от её веса на опорно-ходовые тележки.
Под камерой тележки опираются на наклонные пути, гидроопоры при этом расположены вертикально.
Торможение СК осуществляется посредством дисковых тормозов, соединённых шлицевыми муфтами с валами гидромоторов приводной группы. На нижних выходных концах валов тормозов установлены ведущие зубчатые колёса. Питание тормозов осуществляется от отдельной гидравлической системы.
Швартовка транспортируемых в приемном бассейне СК судов осуществляется с помощью 6-и специальных швартовных устройств, расположенных в бортовых машинных залах (по 3 на каждом борту).
Для контроля уровня воды в приемном бассейне и снаружи его при заходе СК в воду бьефов, для удобства управления и точной позиционной остановки ее на отдельных участках пути (на поворотном устройстве, на ремонтно-монтажной площадке и непосредственно на судовозных путях нижнего и верхнего бьефов) судовозная камера оборудована промышленными телевизионными установками, которые являются дублирующими средствами визуального контроля указанных параметров.
Поворотное устройство расположено в круглом котловане, ограниченном подпорными стенками. Опорные плиты стен выполняют также роль фундаментов для кругового рельса. Поворотное устройство представляет собой сварную металлоконструкцию в виде двухпролетной балки из листовой стали и профилей .
Устройство предназначено для перевода судовозной камеры из одного бьефа в другой или на ремонтно-монтажную площадку в наивысшей точке трассы судовозных путей.
Вес балки поворотного устройства с находящейся на ней судовозной камерой воспринимается тремя опорами. Центральная опора, расположенная на оси вращения балки ПУ, обеспечивает поворот балки на круговом рольганге. Средний диаметр опорного погона - 6,6 м, количество конических роликов - 30 шт.
Двумя другими опорами, расположенными на разных уровнях, являются опорно-ходовые тележки, установленные на концах балки поворотного устройства. Так же, как и на судовозной камере, равномерное распределение нагрузки между тележками обеспечивается восприятием её гидроопорами, входящими в состав тележек. Общее количество опорно-ходовых тележек 16 штук: по 8 тележек на каждом конце.
Разворот поворотного устройства осуществляется по круговому рельсу с помощью гидропривода поворота. Исполнительными органами являются гидромоторы в количестве 16 штук, установленные по одному на каждой опорно-ходовой тележке.
Параметры поворотного устройства:
- длина (по уклону) – 104,6 м;
- ширина – 13,6 м;
- высота балки в центральной части – 7,5 м;
- уклон верхнего пояса – 1:10;
- радиус кругового пути – 50,5 м;
- масса – 2100 т;
- окружная скорость поворота ПУ по радиусу круговых путей – 20-25 м/мин;
- максимальный угол поворота – 142° 23' 07".
Для точной доводки (совмещения) судовозных путей, расположенных на верхнем поясе балки ПУ, с низовыми и верховыми судовозными путями, с судовозными путями ремонтно-монтажной площадки, а также для фиксации оконечностей ПУ после окончания доводки, поворотное устройство оборудовано гидравлическими фиксаторами. Количество фиксаторов – 2, по одному на каждой оконечности балки ПУ.
Верхние и нижние концевые участки судовозных путей ПУ оборудованы поворотными стрелками (4 комплекта). Поворотные стрелки предназначены для создания сплошных путей через зазоры между верховым, низовым и другими судовозными путями с путями ПУ, зафиксированными в требуемых положениях, и, наоборот, для создания зазора между указанными путями перед осуществлением и во время поворота ПУ.
В помещениях внутри балки ПУ располагается насосное оборудование гидропривода поворота, маслонасосные установки систем гидроопор, фиксаторов и поворотных стрелок, электрооборудование и другие вспомогательные механизмы и устройства.
Помещения ПУ оборудованы системой водяного пожаротушения и устройствами автоматической пожарной сигнализации.
В системах управления ПУ предусмотрены схемы контроля положения механизмов, предупреждающей и аварийной сигнализации. Поступающая на пульт управления информация позволяет оператору ПУ отслеживать текущее состояние систем и оборудования, местонахождение ПУ на круговых путях, открывание и закрывание поворотных стрелок, положение фиксаторов и др.
Для наблюдения за процессом закрывания и открывания поворотных стрелок на судовозных путях ПУ, так же как и СК, оборудовано промышленными телевизионными установками. Эти установки являются дублирующими средствами визуального контроля данных параметров.
Верхние и нижние концевые участки судовозных путей ПУ оборудованы поворотными стрелками (4 комплекта). Поворотные стрелки предназначены для создания сплошных путей через зазоры между верховым, низовым и другими судовозными путями с путями ПУ, зафиксированными в требуемых положениях, и, наоборот, для создания зазора между указанными путями перед осуществлением и во время поворота ПУ.
В помещениях внутри балки ПУ располагается насосное оборудование гидропривода поворота, маслонасосные установки систем гидроопор, фиксаторов и поворотных стрелок, электрооборудование и другие вспомогательные механизмы и устройства.
Помещения ПУ оборудованы системой водяного пожаротушения и устройствами автоматической пожарной сигнализации.
В системах управления ПУ предусмотрены схемы контроля положения механизмов, предупреждающей и аварийной сигнализации. Поступающая на пульт управления информация позволяет оператору ПУ отслеживать текущее состояние систем и оборудования, местонахождение ПУ на круговых путях, открывание и закрывание поворотных стрелок, положение фиксаторов и др.
Для наблюдения за процессом закрывания и открывания поворотных стрелок на судовозных путях ПУ, так же как и СК, оборудовано промышленными телевизионными установками. Эти установки являются дублирующими средствами визуального контроля данных параметров.
Пути поворотного устройства нижней оконечностью соединяют пути верхнего и нижнего бьефов наклонного судоподъемника, а посредством верхней оконечности обеспечивается соединение с судовозными путями ремонтно-монтажной площадки.
К судовозным путям относятся две нитки рельсов, стальные подушки – основания для рельсов, зубчатые рейки тяговых механизмов и соединительные элементы этих основных узлов. Пути несут на себе полезную вертикальную нагрузку от веса судовозной камеры, передающуюся через ходовые колеса на рельсы, поперечную подвижную нагрузку от навала реборд ходовых тележек на головку рельса при боковых смещениях камеры и продольную нагрузку от тягового и тормозного усилия, передающегося через зубчатые колеса гидромоторов на зубчатые рейки.
Зубчатые рейки располагаются по обе стороны от оси каждого рельса. Направление зуба перпендикулярно плоскости пути, что соответствует расположению зубчатых колес гидропривода передвижения СК.
Эстакада верховых судовозных путей располагается на скальном основании, состоит из монолитных железобетонных конструкций стоек и ригелей, возведена на железобетонных монолитных фундаментах. Длина ее по уклону судовозных путей составляет около 106 м, максимальная высота опорных стоек около 32 м.
Эстакады рассчитаны на основную нагрузку судовозной камеры, включая продольную тормозную нагрузку.
Открытая эстакада низовых судовозных путей состоит из монолитных железобетонных конструкций – стоек и ригелей, возведена на железобетонных монолитных фундаментах. Эстакада располагается на скальном основании. Длина ее по уклону судовозных путей составляет около176 м, максимальная высота опорных стоек – до 34 м.
Эстакада на косогорном участке низовых судовозных путей состоит из монолитных железобетонных конструкций. Опорные стойки соединены между собой железобетонными фундаментными стенками, которые служат основанием для подрельсовых фундаментов судовозных путей. Длина эстакады по уклону составляет около 152 м, максимальная высота опорных стоек около 13 м.
Междупутье и левая пазуха конструкции эстакады заполнены горной массой, поверх которой выполнен выравнивающий слой песчано-гравийного грунта, средней толщиной 18 см. Правый подрельсовый фундамент с наружной стороны оборудован пешеходной консолью.
Подрельсовые фундаменты на эстакадах связаны с их опорными ригелями и фундаментными стенками посредством подвижных и неподвижных анкеров и других закладных деталей.
На ремонтно-монтажной площадке железобетонные ленточные конструкции подрельсовых фундаментов судовозных путей возведены на мощной бетонной фундаментной плите, сооруженной на искусственной песчано-гравийной подушке толщиной до 5 м. Подрельсовые фундаменты связаны фундаментной плитой посредством подвижных и неподвижных анкеров, разбитых на группы.
Для удобства и обеспечения необходимой точности монтажа путей часть подрельсовых конструкций (стальные подушки и зубчатые рейки, якоря, закладные части и арматура, собранные на специальном устройстве – кондукторе) обетонировалась в укрупненный блок. Вес обетонированных блоков составляет до 10,4 т, длина их достигает 12,0 м. Впоследствии обетонированные блоки устанавливались на подрельсовых фундаментах и заливались штрабным бетоном.
Фундаментные и подрельсовые конструкции в окончательном строительном исполнении представляют собой одно монолитное целое.
На металлоконструкции балки ПУ, служащей опорной частью путей на этом участке, подрельсовая подушка установлена на стальную балку двутаврового сечения.
Для жесткой фиксации концов отдельных участков судовозных путей в тех местах, где недопустимо перемещение их в продольном направлении, установлены специальные устройства – якоря. Каждый якорь состоит из массивного рельса, к которому приварены усиленные анкерные элементы, соединяющие рельс с бетонным основанием. Причиной возможных перемещений рельсов являются их температурные деформации.
Места установки якорей – концы путей, примыкающих к поворотному устройству, и на границах эстакад в верхнем и нижнем бьефах, у съёмного участка путей на ремонтно-монтажной площадке и др. Общее количество якорей 22 шт.
Вдоль всей трассы судовозных путей на железобетонных фундаментах установлены опоры (стальные мачты) контактной сети.
Для обеспечения проезда автотранспорта по дороге в котлован ПУ и на гребень плотины Красноярской ГЭС через низовые судовозные пути в районе выше эстакады низовых судовозных путей оборудован автомобильный переезд с разводным мостом.
Параметры судовозных путей:
- уклон путей – 1:10;
- общая длина путей (по уклону) – 1747,45 м;
- длина верхового судовозного пути – 305,15 м;
- длина низового судовозного пути – 1189,66 м;
- длина путей на поворотном устройстве – 105,15 м;
- длина путей на ремонтно-монтажной площадке – 133,45 м;
- размер колеи путей – 9 м.
Волнозащитная стенка, сооруженная вдоль верхового судовозного пути, предназначена для защиты акватории от бокового воздействия ветровых волн на участке перед входом судов в судовозную камеру и в пределах её перемещения по верховому судовозному пути.
Волнозащитная стенка расположена параллельно судовому ходу. Волнозащитная стенка состоит из 12-ти железобетонных секций. На секциях расположены опоры контактной сети в количестве 8 штук.
Основанием волнозащитной стенки служит: с 1-ой по 7-ую секцию – банкет из уплотнений горной массы; с 8-ой по 12-ую секцию – скальное основание.
По верху волнозащитной стенки по всей длине оборудован пешеходный переход с бордюрным ограждением, ширина стенки в этой части составляет 2,8 м.
На волнозащитной стенке расположены кабельный канал, светильники, аппаратура для замера уровней воды верхнего бьефа, причальные тумбы и стационарные рымы, стремянки и сборные парапеты, контрольно-измерительная аппаратура.
В качестве направляющего сооружения, служащего для улучшения условий проводки судов в судовозную камеру в верхнем бьефе, используется плавучий направляющий понтон. В зависимости от изменений горизонта воды направляющий понтон переставляется вдоль волнозащитной стенки и зачаливается к ней за причальные тумбы и стационарные рымы.
Численные параметры волнозащитной стенки:
- общая длина стенки – 338,91 м;
- длина стенки на каменном банкете – 204,33 м;
- длина стенки на скальном основании – 134,58 м;
- высота стенки переменная (из-за переменных отметок подошвы) – от 7,5 м до 34,0 м.
Высота причальных устоев колеблется от 26,0 м до 17,0 м.
Причальные устои соединены между собой металлическими пешеходными мостиками, с одного из устоев переброшен мостик на берег. На устоях установлены двухсветные светофоры, светильники, проложены кабельные линии, располагаются причальные тумбы, стационарные рымы.
Параметры причальных устоев верхнего бьефа:
- длина причальной линии – 180 м;
- расстояние между устоями – 35 м;
- высота устоев (из-за переменных отметок подошвы) – от 17,0 м до 26,0 м.
Ремонтное заграждение отделяет «ковш» от подходной акватории нижнего бьефа. Сооружения ремонтного заграждения вместе с двустворчатыми воротами предназначены для создания напорного фронта на период откачки воды из «ковша».
Ремонтное заграждение представляет собой комплекс сооружений:
- собственно ремонтное заграждение с двустворчатыми воротами;
- рисберма и фронтальная стенка;
- сопрягающие стенки и откосное крыло;
- направляющие палы;
- насосная откачки «ковша».
Заграждение оборудовано стоечно-ригельными двустворчатыми воротами с верхним расположением опорной пяты, перекрывающими пролет в 20 м.
Расчетный напор на ворота 7,8 м, высота створок 8,0 м. Вес одной створки 41,7 т. Механизм, приводящий в движение створки ворот ручные лебедки с усилием 3,0×9,8×103 Н. Конструкция ворот сварная.
Насосная откачки «ковша» нижнего бьефа представляет собой бетонный устой, расположенный между левой сопрягающей стенкой и откосным крылом. Насосная предназначена для откачки воды из «ковша» при закрытых воротах ремзаграждения в периоды осмотров и ремонтов подрельсовых фундаментов, рельсов, реек, полотна и заземляющего контура НСП. Насосная оборудована 3-мя рабочими артезианскими центробежными насосами типа 20А-18×I с производительностью 600 м3/час и напором 28 м вод.ст. Мощность установленных электродвигателей 75 кВт. Продолжительность откачки «ковша» составляет 3 – 4 суток.
Заполнение «ковша» водой происходит за счет открытия байпасных задвижек, установленных на воротах ремзаграждения, и фильтрации воды через дренажные отверстия его конструкций и облицовки.
Ремонтное заграждение:
- длина устоев – 21,8 м;
- общая ширина по основанию – 40 м;
- высота устоев – 12,3 м;
- ширина судоходного пролета – 20 м;
- длина правой сопрягающей стенки – 24 м;
- длина левой сопрягающей стенки – 16,5 м;
- длина левой направляющей палы – 90 м;
- длина правой направляющей палы – 50 м.
Струенаправляющие сооружения, ограждающие низовой подходной канал и концевой участок низового судовозного пути от воздействия течения реки, служит для создания благоприятных условий судоходства на подходах в нижнем бьефе. В состав струенаправляющих сооружений входят струенаправляющая стенка и струенаправляющая дамба.
Струенаправляющая стенка расположена вдоль низовых судовозных путей и низового канала и состоит из 40 железобетонных секций. Конструкции секций – монолитные, уголкового профиля. Стенка установлена на скальном основании.
Струенаправляющая дамба является продолжением струенаправляющей стенки в сторону нижнего бьефа. Дамба, длиной около 235 м, предназначена для создания огражденной акватории в нижнего подходного канала на участке от конца струенаправляющей стенки до автодорожного моста через р. Енисей.
Параметры струенаправляющей стенки нижнего бьефа:
Струенаправляющая стенка расположена вдоль низовых судовозных путей и низового канала и состоит из 40 железобетонных секций. Конструкции секций – монолитные, уголкового профиля. Стенка установлена на скальном основании.
Струенаправляющая дамба является продолжением струенаправляющей стенки в сторону нижнего бьефа. Дамба, длиной около 235 м, предназначена для создания огражденной акватории в нижнего подходного канала на участке от конца струенаправляющей стенки до автодорожного моста через р. Енисей.
Параметры струенаправляющей стенки нижнего бьефа:
- общая длина – 596,7 м;
- высота стенки – от 10,5 м до 15,5 м;
- ширина стенки по основанию – от 10 м до 11,0 м;
- ширина стенки по верху – 0,85 м.
Причальные устои нижнего бьефа, образующие его причальную линию, расположены по речной стороне нижнего подходного канал. Используются в качестве места ближнего отстоя судов.
Длина причальной линии составляет около 180 м. Количество устоев – 6, расстояние между ними 35 м. Высота устоев колеблется от 12,5 до 13,5 м.
Конструктивно и по своему оборудованию причальные устои нижнего бьефа аналогичны причальным устоям верхнего бьефа.
Камнезащитные стенки, обеспечивающие защиту низовых судоподъёмных путей от попадания на них скального грунта с прилегающего к ним косогора, расположены слева по направлению к нижнему бьефу. Основная камнезащитная стенка смонтирована из железобетонных секций и находится на первой берме откоса. Дополнительная камнезащитная стенка смонтирована из железобетонных секций и находится на полотне у подошвы откоса.
Камнезащитная стенка основная:
- общая длина – 756 м;
- высота – 2,3 м;
- ширина фундамента – 2 м;
- ширина основания стенки – 0,3 м;
- ширина верха – 0,1 м.
- общая длина – 861,75 м;
- высота – 1,5 м;
- ширина фундамента – 1,05 м;
- толщина стенки – 0,2 м.
Заключение
К сожалению из-за строительства, длившегося более 10 лет, необходимость в сооружении практически отпала. Максимальное число полуциклов шлюзований равное 688 было зафиксировано в 1988 г. Начиная с 90-х годов интенсивность судоходства по сравнению с 80-ми годами снизилась в несколько раз. В последние годы их количество не превышает и 50 полуциклов.
Помимо проблем с отсутствием грузоперевозок, имеются также проблемы со снижением уровня технического состояния судоподъемника. Данное обстоятельство обусловлено отсутствием существенных ремонтных работ за весь период эксплуатации сооружения. Выполняемые на данный момент ремонтные работы не решают всех накопившихся повреждений и дефектов.
Новости о сооружении
2019 год
Одобрена смета капремонта оборудования Красноярского судоподъемника2020 год
На Красноярском судоподъемнике ведется реконструкция
0 Comments: