воспринимающего напор, если его отодвинуть на значительное расстояние от склона, на котором расположены водоводы. Однако при этом увеличится длина водоводов, что вызовет увеличение их стоимости. Поэтому при сравнении вариантов должны сопоставляться комплексы взаимно связанных сооружений.

Значительное влияние на удельные показатели материалоемкости здания ГАЭС оказывают режим уровней нижнего бассейна, требуемое минимальное заглубление агрегатов и их единичная мощность. Так, ГАЭС Ладингтон использует в качестве нижнего бассейна оз. Мичиган, уровень которого колеблется всего на 1,2 м, в то же время диапазон колебаний нижнего бьефа Загорской ГАЭС составляет 10 м.

Минимальное заглубление оси рабочего колеса обратимой гидромашины ГАЭС Ладингтон (мощность 300 МВт) составляет 7,6 м против 14 м на Загорской ГАЭС (мощность 200 МВт). Потребное дополнительное заглубление здания Загорской ГАЭС по сравнению со зданием ГАЭС Ладингтон равно, таким образом, 8,84-6,4=15,2 м, или 42% общей строительной высоты подводной части последней ГАЭС.

С учетом перечисленных выше факторов удельные показатели сравниваемых ГАЭС существенно сближаются.

б) Подземные здания ГАЭС

Условия, при которых целесообразно подземное расположе-:ние машинных залов ГАЭС, изложены в § 33. Одним из самых важных условий является необходимость более значительного заглубления обратимых гидромашин по сравнению с обычными гидротурбинами. При расположении ГАЭС на поверхности земли пришлось бы в этом случае сооружать котлованы глубиной 50 м и более, что экономически неэффективно и трудно осуществимо. /

Остальные факторы, влияющие на выбор подземного размещения машинных залов ГАЭС, не отличаются от факторов, учитываемых при проектировании ГЭС обычного типа.

Широкому распространению подземных машинных залов за последние годы способствовало интенсивное развитие технологии подземного гидротехнического строительства и конструктивных решений сооружений, позволившее достаточно экономично строить крупные подземные машинные залы и другие подземные выработки в различных геологических условиях, в том числе и в скальных породах с низкими геотехническими показателями (рис. 4-i37). Особенно большую роль сыграло широкое внедрение анкерного крепления скальных массивов с применением предварительного натяжения в сочетании с на-брызгбетоном, благодаря чему такие рекордные по размерам выработки машинных залов, как на ГАЭС Бэр Свэмп (пролет

24 5 высота 55 м), ГАЭС Вальдек II (пролет 33,5, высота 54 м), пипппнрньт без несущих бетонных сводов и стен. Тодземнь маянные залы можно классифицировать по расположению агрегатов (однорядное или кустовое), по >ста-

1964-г.

1968 Г 5=670 23,0

РИС 4-37 сопоставление размеров подземных выработок под машинные залы Л : <Л-VPr,., а-3екк .е (ФРГ,; - Ко-Тр.а-По (Вельги.,;

а - Вианде Вальдек II (ФРГ).

новленному в нем оборудованию (дв>.-тре.х шинные схемы с агрегатами.а l-l раиально-

ном валу; трехмашинные ь: ш

осевыми турбинами; с рамивп ,р1сформаторов

или вне ее; с размещением повысительных тр.

в пределах илн вне общей выработки), по конструкции и размещению фундаментов гидросилового оборудования (островная, полуостровная, утопленная компоновки), по расположению монтажной площадки (центральное нлн торцевое) и т. д. [26].

Для ГАЭС, на которых принята трехмашинная схема основного оборудования с ковшовыми турбинами, важнейшим факто? ром, определяющим компоновочное решение, является положение оси вращения гидроагрегатов. При вертикальной оси вращения выработка машинного зала получает сильно вытянутое

Рис. 4-38. Продольный разрез по подземному машинному залу ГАЭС Лаго-

/ - вертикалыгая ковшовая турбина; --двигатель-генератор; J - муфта сцепления- 4 - но-.;у за.7у следующей очереди ГАЭС; -распорные рамы. * сдеплення, 4 -

по вертикали очертание. При этом макси.мальная высота выработки может достигнуть 60-70 м при относительно небольшом пролете.

На ГЭС--ГАЭС Сан-Фиорано и ГАЭС Лаго-Делио (рис. 4-38) подземные выработки пройдены на глубине около 200 м в мелкозерннсты.х гнейсах. В связи с вытянутой по вертикали формой выработки на обеих станциях были приняты специальные меры для предотвращения чрезмерных деформаций вертикальных стен и стабилизации напряженного состояния горного массива, окружающего выработку. Посередине высоты выработки установлены железобетонные распорные рамы, воспринимающие часть горизонтальных нагрузок. При этом замеренное давление на конструкцию из трех распорных рам, установленных в выработке второй очереди машинного зала ГАЭС Лаго-Делио, 102

составило около 700 000 кН. Эти рамы входят в фундаментную конструкцию гидроагрегатов.

На этой ГАЭС подземный машинный зал разделен монтажной площадкой на две симметричные части, которые сооружались последовательно. Обе части машинного зала соединяются также галереями в трех уровнях. Основные габариты выработок: максимальная длина на уровне машинного зала 191,5 м, ла уровне соединительных валов, муфт и насосов - 2X67,9 м; максимальная высота 60,7 м; пролет на уровне машинного зала 21,0, на уровне насосов - 15,9 м. Затворы перед турбинами и за насосами размещаются в общей выработке, а главные трансформаторы и ЗРУ - в отдельных подземных помещениях. Свод машинного зала выполнен в виде железобетонной арки с подвесным потолком. Пространство между сводом и потолком используется для

Делио (Италия).

:многоступенчатый насос; 5 - дренажный колодец; - воздуховод; 7 - проход к машин-

целей вентиляции. Для крепления скального массива, окружающего подземные выработки, было установлено свыше 6000 предварительно-напряженных сталь-цых анкеров длиной до 30 м на усилия до 800 кН [67].

Значительное упрощение компоновочных решений подземных машинных залов высоконапорных ГАЭС с ковшовыми турбинами м улучшение условий эксплуатации достигается при горизонтальном расположении оси вращения.

На ГЭС-ГАЭС Онгрэн-Леман (Швейцария), нижним бассейном которой является Женевское озеро (Лак Леман), максимальный используемый напор равен 878 м (рис. 4-39). Мощность каждой агрегатной группы, включающей две ковшовые горизонтальные турбины, обратимый двнгатель-генератор, соедн-

- J U к J t ) , J ч ; ( / \-

нитсльную муфту автоматического действия, вспомогательную пусковую турбину и пятиступенчатый центробежный насос, 60 МВт. Полная мощность ГАЭС 240 МВт. В общей подземной выработке машинного зала расположены шаровые затворы на турбинных и насосных водоводах, обслуживаемые отдельным мостовым краном, главные трансформаторы, вспомогательное электротехническое оборудование, бустерные насосы и др. Особенностью компоновки является открытое расположение внутри машинного зала магистрального водовода с многочисленными развилками к агрегатам и холостым выпуском в нижний бассейн. Пролет полуциркульного свода машинного зала достигает 31,6 м, максп.мальная высота выработки 30 м. Свод машинного зала выполнен без несущей железобетонной конструкции и укреплен только анкерами и тонкой железобетонной облицовкой [78].

Таким образом, высота выработки под машинный зал прн горизонтальных ковшовых агрегатах примерно в 2 раза меньше, чем при вертикальных. Недостатком компоновочного решения с горизонтальными агрегатами является большая длина зала.

Так, в машинном зале ГАЭС Оигрэи-Леман длиной 148 м установлены четыре агрегатные группы по 60 МВт, в то время как в зале ГАЭС Лаго-Делио длиной 191,5 м размещены восемь групп по 130 МВт. Кроме того, на ГАЭС Онгрэн-Леман под машинным залом на всей его длине проложен безнапорный водовод, что также привело к увеличению объема выломки.

Таким образом, удельный показатель объема скальной выломки на 1 кВт установленной мощности ГАЭС Онгрэн-Леман (0,37 мкВт) хуже по сравнению с ГАЭС Лаго-Делио (0,16мкВт) и с другими высоконапорными ГАЭС.

Имеются примеры применения в последние годы в составе трехмашинных агрегатных групп высоконапорных радиально-осевых турбин. Это упростило компоновку машинных залов, поскольку турбины и применяемые в блоке с ними центробежные насосы в каждом случае могут быть подобраны с одинаковыми требованиями по заглублению под уровень нижнего бассейна.

Трехмашинные агрегаты с радиально-осевыми турбинами также изготавливаются в горизонтальном и вертикальном исполнении.

На ГАЭС Вальдек II установлены два вертикальных агрегата, включающих радйально-осевую турбину, реверсивный двигатель-генератор и одноступенчатый центробежный насос (см. рис. 3-10). Максимальный статический напор 338 м, единичная мощность агрегата 220 МВт. В общей выработке размещаются шаровые затворы верхнего и нижнего бьефов; главный повыситель-ный трансформатор 15/380 кВ и вспомогательное электротехническое оборудование вынесены в торцевую часть машинного зала и отделены от гидравлического оборудования монтажной площадкой.

Подземная выработка площадью сечения 1390 осуществлена в глинистых сланцах и песчаниках с невысокими геотехническими показателями (модуль деформации 3000-5000 МПа). Для обоснования проекта был выполнен обширный комплекс изысканий и исследований, включавших проходку разведочных штолен общей длиной 1300 м, бурение с поверхности двух вертикальных скважин, бурение из подземных выработок десяти горизонтальных скважин, бурение скважин (с получением керна) для установки опытных анкеров и бурение специальной горизонтальной скважины длиной 60 м вдоль осп машинного зала с установкой в ней измерительной аппаратуры.

Сечение машинного зала принято овального очертания, что обеспечило оптимальное напряженное состояние породы и относительно небольшие деформации контура выработки (менее 10 см). Работы по проходке машинного зала велись поярусно со строгим соблюдением очередности и немедленным креплением выработки. Для этого применили 950 предварительно-напряженных