Изыскательские работы в гидроэнергетическом строительстве

Вместе с ростом гидроэнергетического строительства развивались топографические, гидрологические и особенно инженерно-геологические изыскания для обоснования проектных решений.

На смену облегченным изысканиям первого периода развития гидроэнергетики пришли комплексные изыскания с перенесением центра тяжести работ на инженерно-геологические исследования, с широким всесторонним изучением всего района расположения сооружений и водохранилища. Особое значение изысканий потребовало постоянного тесного контакта в работе главного инженера проекта и главного геолога объекта и подняло роль последнего до уровня соавтора проекта.

На основе обобщения опыта изысканий, совершенствования их методики, улучшения организации работ и применения более совершенного оборудования и средств транспорта значительно сократились сроки изысканий и повысилось их качество.

Гидроэнергетическое строительство предъявило весьма жесткие требования к качеству изыскательских материалов и обоснованности даваемых в них заключений. Чрезмерная осторожность, допускавшаяся в некоторых выводах геологов, порой приводила к большим запасам в проектах и удорожанию сооружений. Все это придавало особую ответственность инженерно-геологическим выводам и заставляло очень внимательно относиться к обоснованию проектов материалами изысканий.

Проектирование гидротехнических сооружений поставило перед изыскателями ряд весьма сложных вопросов, для решения которых потребовались широкие теоретические исследования и большая экспериментальная работа. Поэтому деятельность изыскателей Гидроэнергопроекта всегда протекала в тесном содружестве с научно-исследовательскими организациями. Это содружество плодотворно сказалось на решении ряда важных вопросов методики и техники проведения изысканий.

На основе использования научных достижений и обобщения опыта работы систематически проводилась разработка методики изысканий. В результате этой работы создано большое количество (более 100 выпусков) нормативных и методических указаний по различным видам изыскательских работ, которые нашли применение не только в Гидроэнергопроекте, но широко используются и другими родственными организациями.

В соответствии с ростом объема проектирования значительно возрос общий объем изыскательских работ. Количество погонных метров, пройденных бурением в 1935 г., составляло 30,8 тыс., а в 1956 г. достигло 306,0 тыс., т. е. увеличилось в 10 раз.

В 1956 г. в системе Гидроэнергопроекта действовало 293 изыскательских партий и отрядов, проводивших работы на 189 объектах, расположенных по всей территории Союза. Общее число рабочих, служащих и ИТР, занятых в 1956 г. на изысканиях, достигало 7 000 чел.

Изыскатели Гидроэнергопроекта, являясь пионерами освоения строительных площадок, проникали в самые удаленные и труднодоступные уголки нашей Родины. С неутомимой энергией, нередко не имея в достаточном количестве необходимого снаряжения, они самоотверженно вели свои исследования в тяжелых природных условиях: в знойных песках Средней Азии, на неприступных склонах горных ущелий Кавказа, в суровых условиях Заполярья, на бурных порогах могучих сибирских рек.

Для успешного проектирования гидротехнических сооружений необходимо было в относительно короткие сроки выполнить значительный объем топографо-геодезических работ по большому числу площадок, трасс и водохранилищ, нередко не имеющих необходимого геодезического обоснования.

Для мелкомасштабных съемок водохранилищ были привлечены организации ГУГК, которые за период с 1949 по 1956 г. выполнили съемки в масштабе 1 : 25 000 на общей площади 629 тыс. км².

На топографо-геодезических работах Гидроэнергопроекта постоянно вводились прогрессивные методы производства работ и новейшие инструменты, что позволило улучшить и ускорить подготовку материалов для проектирования (аэрофотосъемка, промеры глубин эхолотом, дальномерные измерения расстояния, и др.). Все это способствовало воспитанию кадров и подъему общей технической культуры работ.

Геодезисты Гидроэнергопроекта в настоящее время успешно выполняют специальные работы, требующие высокой точности: наблюдения за сдвигами и осадками гидротехнических сооружений, геодезические работы для проходки деривационных туннелей и др.

Инженерная гидрология начала совершенствоваться в нашей стране вместе с гидроэнергостроительством. Еще в первой половине 20-х годов все расчеты сводились к подсчету стока по имеющимся гидрометрическим данным или эмпирическим формулам. Совершенно не уделялось внимания изучению твердого стока.

Во второй половине 20-х годов работами советских ученых был заложен фундамент инженерной гидрологии, а в начале 30-х годов гидрологические расчеты обогатились новыми приемами. К этому же времени в состав гидрологических изысканий вошло изучение наносов, а несколько позже — и зимнего режима.

На гидрометрических работах Гидроэнергопроекта постоянно разрабатывалась и внедрялась новая методика исследований и совершенствовались приборы, необходимые для полевых наблюдений (применены аэрофотосъемка, вакуумные ботометры и др.).

Гидрологическое обоснование проектов гидроэлектростанций на основе всесторонних полевых исследований и расширения теоретической базы становилось все более полным и в настоящее время выполняется с достаточно надежными точностью и полнотой.

Инженерно-геологические изыскания развивались в направлении непрерывного совершенствования методов геофизических исследований, изучения физико-механических свойств горных пород, гидрогеологических исследований, улучшения изучения местных строительных материалов, улучшения разведочного дела и усиления механизации работ.

Геофизические исследования (электроразведка, сейсморазведка и др.), заменяющие значительную часть трудоемких и дорогих буровых работ, нашли широкое применение в современных изысканиях для гидротехнического строительства, решая в сочетании с другими видами работ наиболее сложные вопросы геологического строения (карст, тектоника и др.). Большое значение имели геофизические исследования для таких объектов, как Братская, Красноярская, Чарвакская и другие ГЭС.

Набольшее развитие геофизические методы разведки получили в послевоенный период.

В последнее время сделаны успехи в применении сейсморазведки для определения упругих свойств горных пород в массиве и ряда других важных показателей.

Изучение физико-механических свойств горных пород совершенствовалось за счет улучшения методики отбора проб, применения более точной аппаратуры, введения полевых испытаний крупных монолитов и совершенствования методики обработки результатов исследований. Успехи в этой области изысканий дали возможность проектировать и строить сооружения на грунтах, которые раньше считались непригодными в качестве основания крупных гидротехнических сооружений.

Гидрогеологические исследования являются важнейшим звеном в комплексе инженерно-геологических изысканий, проводимых для обоснования проектов гидроэлектростанций. Начиная с 30-х годов, в практике изысканий все большее применение находят методы количественной оценки водопроницаемости пород.

В связи с бурным ростом гидротехнического строительства в нашей стране после Великой Отечественной войны усилиями советских ученых быстрым темпом стала развиваться теория движения подземных вод.

Большое значение для развития методики исследований имело также использование опыта изысканий Гидроэнергопроекта. Совершенствование методики происходило как в области оценки водопроницаемости горных пород, так и в области гидрогеологических расчетов подпора подземных вод, фильтрации в обход плотин, притока воды к котлованам и водопонижающим установкам и пр.

Большое значение для проектирования сооружений и способов производства работ в последнее время стали приобретать всевозможные опытные работы на полигонах в полупроизводственных условиях: опытная укладка земляных плотин, проходка котлованов, разработка карьеров и др.

Широкая механизация изыскательских работ позволила повысить качество материалов изысканий, поднять производительность труда на полевых работах, сократить сроки выполнения работ, удешевить изыскания. Особенно показательным является рост механизации наиболее массовых и трудоемких буровых работ: в 1935 г. механическим бурением было пройдено 9,5, а в 1956 г.— 120 тыс. пог. м.

Дальнейший рост механизации буровых работ обеспечивается разработанными в последнее время в Гидроэнергопроекте новыми способами бурения (вибробурение, гидробурение, шнековое бурение и др.), для внедрения которых изготовляются соответствующие станки.

Большим достижением в области разведочного дела является бурение скважин — шахт диаметром 850 — 1 000 мм, дающих возможность непосредственного осмотра и изучения стенок скважины в натуре.

Практика гидротехнического строительства показала большую зависимость стоимости сооружений от правильного использования местных строительных материалов. В связи с этим усилилось внимание к поискам и разведкам месторождений строительных материалов, стали проводиться более всесторонние исследования качества с помощью технологических испытаний.

Выполненные за годы Советской власти изыскательские работы не только позволили обосновать проекты выстроенных или находящихся в строительстве гидроэлектростанций, но и открыли широкую возможность развивать перспективное проектирование и планировать гидроэнергетическое строительство на много лет вперед. В настоящее время почти не осталось крупных рек, которые не были бы охвачены той или иной степенью гидроэнергетической изученности.