IV. Состав и описание гидротехнических сооружений водохранилища

Наименование сооружения

Местоположение сооружения

Краткое описание сооружения

Русловая каменно-набросная плотина

Перекрывает р. Хантайку в узком каньоне. На левом берегу плотина переходит в левобережную, на правом примыкает к коренному склону и площадке водоприемника

Длина плотины составляет 420 м (260 м в пределах русла реки и 160 м в пределах береговой части). Ширина плотины по гребню составляет 12 м, максимальная высота - 72 м, отметка гребня плотины - 65,0 м.

Верховой откос в зоне волновых воздействий и переменного уровня до отметки 45,0 м имеет заложение 1:2, ниже - 1:1,4 с тремя промежуточными бермами шириной по 5 м на отметках 45,0 м, 35,0 м и 25,0 м. На отметке 17,0 м откос опирается на гребень верховой перемычки, входящей в профиль плотины. Для крепления верхового откоса в зоне волновых воздействий отсыпан крупный камень толщиной 6 м. Низовой откос имеет переменный уклон от 1:1,5 до 1:1,7 с промежуточными бермами шириной по 5 м на отметках 57,0 м, 47,0 м и 35,0 м и опирается на железобетонную плиту ряжа с отметкой 16,0 м.

Противофильтрационное устройство в виде ядра выполнено из моренного гравийно-галечного грунта с супесчаным заполнителем. Ядро плотины сопряжено с основанием железобетонной плитой с цементационной завесой. С целью уменьшения фильтрации и предотвращения суффозии мелкого заполнителя из трещин скалы и из аллювиальных отложений, оставленных в русловой части основания, выполнена цементационная завеса глубиной до 30 м. На береговых склонах выполнена трехрядная сопрягающая цементация скального основания глубиной 5 м и аллювиального основания в русловой части глубиной до 10 м.

Левобережная каменно-земляная плотина

Конструктивно является продолжением русловой плотины и перекрывает три понижения Большого Хантайского порога на левом берегу р. Хантайки

Основные конструктивно-компоновочные параметры и особенности конструкции плотины: максимальная высота составляет 12,0 м, общая длина - 1950 м, ширина плотины по гребню - 7,0 м.

Участок плотины от ПК 3+75,6 до ПК 4+67,0 является переходным от конструктивных элементов русловой плотины к конструктивным элементам левобережной плотины. С ПК 17+17,0 до ПК 18+90,0 плотина прерывается, а напорный фронт гидроузла на этом участке проходит по естественному рельефу. Далее плотина перекрывает третье понижение и примыкает к естественному рельефу с отметками выше отметок гребня.

Плотина состоит из следующих элементов:

- ядро с отметкой гребня 62,0 м и шириной по гребню 3,0 м. Ядро выполнено из моренных супесчаных и суглинистых грунтов с содержанием мелкозема, прикрывается утепляющим слоем общей толщиной 2,5 м из гравийно-галечного и скального грунтов. Заложение верхового откоса ядра - 1:0,5, низового - 1:0,2 и 1:1,0. Ширина ядра по подошве ориентировочно равна его высоте в каждом сечении;

- боковые призмы из гравийно-галечного грунта с валунами и супесчаным заполнителем. Верховой откос имеет заложение 1:3, низовой откос - 1:2,5. Верховой откос от волнового воздействия крепится долеритовой горной массой повышенной крупности (средний диаметр камня равен 0,5 м) толщиной 1,5 м по слою гравийной подготовки.

Для снижения депрессионной кривой и отвода профильтровавшейся воды с низовой стороны ядра предусмотрено устройство наслонного фильтра из естественного песчано-гравийного грунта с верхом на отметке 60,0 м и горизонтального дренажа. Фильтрационная вода из дренажной системы плотины удаляется тремя насосными станциями, расположенными в низких точках трех понижений.

Гребень плотины отсыпан из рядовой долеритовой горной массы слоем 1,0 м с откосами 1:1,5. Учитывая возможность размыва основания волновыми воздействиями, в верхнем бьефе выполнена отсыпка крепления мелководья и упорной призмы из рядовой долеритовой горной массы и камня повышенной крупности.

Для снижения фильтрации через основание плотины сопряжение ядра с целиком из суглинистых и супесчаных естественных грунтов выполнено в виде понура.

Правобережная каменно-земляная плотина

Перекрывает понижения рельефа на правом берегу р. Хантайки. Плотина расположена в 3 км к северу от станционного узла

Основные конструктивно-компоновочные параметры и особенности конструкции: длина плотины по гребню составляет 2520 м, ширина по гребню - 12 м, максимальная высота плотины - 35,0 м.

В качестве противофильтрационного элемента плотины выполнено центральное широкое ядро с переходной зоной. Заложение верхового откоса по высоте от 1:1,5 до 1:4, заложение низового откоса от 1:1,5 до 1:4,5.

Крепление верхового откоса в зоне волнового воздействия выполнено горной массой из долерита толщиной 3,0 м, средний диаметр горной массы - 400 мм.

Профильтровавшаяся через ядро вода перехватывается фильтром - переходной зоной из гравийно-песчаного грунта. Профильтровавшаяся через основание вода перехватывается горизонтальным дренажом, устроенным в траншее, расположенной вдоль ядра с уклонами в сторону понижений.

Горизонтальный дренаж представляет собой внутренний банкет, выполненный из трех слоев хорошо фильтрующего материала.

Для снятия избыточного фильтрационного давления в коренных породах основания плотины от ПК 6+00 до ПК 24+00 устроен вертикальный дренаж. Дренаж представляет собой систему вертикальных скважин диаметром 150 мм, обсаженных трубами. Скважины разбурены с бермы нижнего бьефа через центр горизонтального дренажа с шагом от 5 м до 100 м. Водоприемная часть скважин устроена в коренных породах, водоотвод осуществлен через перфорацию в обсадной трубе непосредственно в третий слой дренажа. Из дренажа вода откачивается двумя насосными станциями в северном и южном понижениях.

Водосброс с подводящим и сбросным каналами

Расположен в скальной выемке правого берега

Подводящий канал до порога водосброса является одновременно и подводящим каналом ГЭС. Канал практически полностью проходит в скальной выломке. Ширина канала по дну меняется в пределах 45,0 - 51,0 м.

Водосброс с водосливом практического профиля имеет два пролета, перекрываемых щитовыми колесными затворами шириной 20,0 м и высотой 14,5 м, отметка порога водосброса - 47,0 м. Бычок жестко связан с фундаментной плитой. В каждом пролете имеется по два ряда пазов. В первом ряду пазов устанавливаются аварийно-ремонтные затворы, во втором ряду пазов устанавливаются основные затворы. Очертание водослива выполнено по кривой Кригера-Офицерова. Максимальная высота водосброса - 39,0 м (по бычку), длина по потоку - 35,0 м. С верховой стороны водосброса и левобережной сопрягающей стенки устроен зуб, в котором размещена цементационная галерея.

С правой стороны водосброса устроено затворохранилище. По верху бычка и устоям уложены железобетонные балки таврового сечения. По балкам на отметке 64,5 м проложены пути козлового крана.

Сбросной канал полностью проходит в скальной выемке. Ширина канала по дну переменная: у водосброса - 45 м, в конце канала - 30 м. Ось канала криволинейная в плане. Радиус закругления равен 550 м. В верхней части на протяжении 307 м дно канала имеет уклон равный 0,07, в нижней части дно канала с отметки 10,5 м выполнено без уклона. Через сбросной канал сооружен металлический мост, ширина пролета моста - 60 м. Система гасителей энергии не предусмотрена.

Водоприемник с напорными водоводами

Расположен в конце подводящего канала, в его левобережном откосе, под углом 13° к оси канала

Водоприемник с напорными водоводами состоит из подводной и надводной частей. Подводная часть водоприемника ниже незатопляемой отметки 62,0 м представляет собой напорное железобетонное сооружение и имеет следующие размеры: наибольшая высота - 37 м, длина по верху - 165,6 м, ширина по основанию - 22,3 м.

В пороге водоприемника на отметке 27,0 м расположена цементационная галерея. Водозабор каждого агрегата выполнен в виде одного прямоугольного отверстия шириной 10 м и высотой 14 м.

По длине бетонный массив водоприемника разрезан температурными швами через 17 м на 7 блоков. В левом торце к блоку первого агрегата примыкает блок затворохранилища. Непосредственно за низовым пазом затвора для перехода в вертикальную шахту водовод выполнен в форме колена, в пределах которого осуществляется переход из горизонтального прямоугольного отверстия размером 10 x 14 м в вертикальное с формой круглого сечения водовода и диаметром 6 м. Полная длина туннельного водовода по оси равна 79,06 м. Толщина бетонной облицовки равна 1,0 м. Для уменьшения фильтрации воды в машинный зал на нижнем участке водоводов выполнена металлическая облицовка толщиной 16 мм.

Надводная часть выполнена в виде закрытого здания из металлического каркаса, заполненного кирпичом. В водоприемнике смонтированы сороудерживающие решетки и аварийно-ремонтные затворы.

Здание ГЭС

Расположено на правом берегу р. Хантайки

Здание ГЭС подземного типа выполнено в закрытой скальной выемке. В комплекс подземных помещений здания ГЭС входят: машинный зал с монтажной площадкой; генераторный этаж; потерны в агрегатном бетонном массиве; отсасывающие трубы со сливной галереей; две шинные галереи; дренажная штольня, проходящая в скальном массиве вокруг машинного зала; один транспортный и два вспомогательных туннеля.

Машинный зал состоит из семи секций и имеет следующие размеры: общая длина подземной выломки машинного зала - около 140 м, высота - 35 м (без отсасывающей трубы), ширина в нижней части - 20 м, ширина в верхней части между пятами свода - 23 м. Толщина целика над сводом составляет 24 - 25 м. Свод машинного зала закреплен монолитной железобетонной облицовкой толщиной 60 см. Для снятия фильтрационного давления с облицовки в скале пробурены дренажные скважины. Скальные стены машинного зала закреплены набрызг-бетоном.

Отсасывающие трубы выполнены в скальном массиве и расположены ниже подошвы машинного зала. Сечение отсасывающих труб коническое, с цилиндрическим коленом и удлиненным диффузором. В пределах конуса трубы имеют металлическую облицовку, на остальном участке выполнена железобетонная облицовка толщиной 60 см. Выходные отверстия отсасывающих труб имеют размеры: высота - 12,5 м, ширина - 6,8 м. Отверстия оборудованы наклонными пазами под плоские скользящие затворы.

Ранее установленная мощность 7 гидроагрегатов с турбинами типа ПЛ60/5А-ВМ-410 Усть-Хантайской ГЭС составляла 441 МВТ. Пропускная способность одного гидроагрегата при полной загрузке и расчетном напоре 45,8 м - 174 м³/с, пропускная способность всех гидроагрегатов ГЭС при НПУ - 1050 м³/с.

После завершения в 2021 году работ по замене турбин всех гидроагрегатов на турбины типа РО75-В-401 пропускная способность одного гидроагрегата при полной загрузке и расчетном напоре 50,0 м составила 162 м³/с, полная пропускная способность семи гидроагрегатов при НПУ - 1113 м³/с, установленная мощность ГЭС - 511 МВт.

Отводящий канал ГЭС

Отводящий канал ГЭС выполнен в скальной выемке

Максимальная глубина канала составляет 55 м, ширина по фронту отсасывающих труб - 115 м. Дно канала на длине 17 м горизонтальное. Из 17 м бетоном облицовано 11 м. От границы горизонтального участка дно канала откосом сопрягается с руслом. Боковые откосы отводящего канала выполнены без облицовки.