3D исполнительная съемка методом лазерного сканирования и построение точной трехмерной модели сооружений и территории Майнского гидроузла

В начале 2012 года специалистами инженерной компании «НГКИ» был выполнен масштабный проект по проведению исполнительной съемки методом трехмерного наземного лазерного сканирования, построению цифровой 3D модели и созданию комплекта обмерных чертежей Майнского гидроузла и всех береговых примыканий для целей подготовки проекта реконструкции данного объекта.

Майнская ГЭС расположена в южной части Республики Хакасия в верховьях реки Енисей, на расстоянии в 21,5 км ниже по течению от Саяно-Шушенской ГЭС. Майнский гидроузел и Саяно-Шушенская ГЭС представляют собой крупнейший единый гидроэнергетический комплекс, тесно связанный технологически — ОАО «СШ ГЭС имени П.С. Непорожнего». Саяно-Шушенская ГЭС является пиковой станцией в данном комплексе, а Майнская — контррегулирующей станцией. Основное назначение Майнского гидроузла — это снижение негативного влияния на окружающую среду по причине изменений водного режима реки Енисей, создание удовлетворительных условий для неэнергетических пользователей водных ресурсов и выработка дополнительной электроэнергии для объединенной энергосистемы Сибирского региона. В состав Майнского гидроузла входят русловая, правобережная, и левобережная грунтовые плотины, здание Майнской ГЭС с тремя гидроагрегатами и бетонная водосбросная плотина с пятью пролетами по 25 метров каждый.

В декабре 2010 года премьер-министр Российской Федерации Владимир Путин в ходе телемоста с Саяно-Шушенской ГЭС заявил о принятии решения о реконструкции и модернизации Майнской ГЭС в целях создания дополнительных гарантий от подтопления прибрежных территорий и повышения выработки электрической энергии. Подготовительные к реконструкции работы на Майнской ГЭС начались в 2011 году, а в сентябре того же года специалисты инженерной компании «НГКИ» приступили к выполнению исполнительной съемки на территории гидроузла. В ходе работ нашими сотрудниками было произведено лазерное сканирование сооружений ГЭС на территории, указанной в приложенной ниже схеме.

Согласно полученному нами техническому заданию на проведение трёхмерной исполнительной съемки Майнского гидроузла, внешнему лазерному сканированию и 3D моделированию подлежали:
— правобережная, русловая и левобережная грунтовые плотины с проезжей частью по гребню;
— рельеф правого и левого береговых примыканий в границах;
— подводная часть в верхнем и нижнем бьефах;
— здание ГЭС;
— ОРУ (открытое распределительное устройство) 220 кВ;
— бетонная водосбросная плотина с затворами и проезжей частью по гребню;
— опоры ЛЭП на русловой плотине.

Внутреннему трехмерному лазерному сканированию и моделированию подлежали:
— машинный зал ГЭС;
— монтажная площадка;
— служебно-технологический корпус;
— все этажи с оборудованием и инженерными сетями;
— технические установки здания ГЭС, включая также водопроводящий тракт (водозабор, спиральная камера, камера рабочего колеса, отсасывающая труба всех трёх гидроагрегатов).

Требуемая точность взаимоположения точек съемки методом лазерного сканирования составила:
— по земляным дамбам и прилегающим территориям — 10 см;
— по объектам капитального строительства снаружи — 10 см;
— по объектам капитального строительства внутри — 10 см.

Детальность 3D моделирования по полученным данным лазерного сканирования составила:
— по земляным дамбам и прилегающим территориям — 50 см;
— по объектам капитального строительства снаружи — 20 см;
— по объектам капитального строительства внутри — 10 см;
— по трубопроводам — смоделированы все трубопроводы диаметром более 50 мм.

Создание трехмерной модели сооружений и территории Майнского гидроузла по полученным результатам лазерного сканирования осуществлено в формате AutoCAD. Готовая 3D модель пригодна для дальнейшего получения плоских чертежей.

Список слоев и отображение элементов слоев на чертежах были заранее согласованы с Заказчиком:

1. Проектные линии.
2. Грунтовые сооружения.
3. Бетонные конструкции (включая массивные гидротехнические сооружения, монолитный и сборный железобетон в том числе колонны, вертикальные плиты, плиты перекрытия, покрытия, перегородки и перемычки из кирпича и других материалов).
4. Металлические конструкции (включая как основное, так и вспомогательное и гидромеханическое оборудование, в том числе генераторы турбины, спиральные камеры, отсасывающие трубы, затворы с гидроприводами, опоры ВЛ, различные металлические площадки, лестницы и ограждения, крановые пути).
5. Электротехническое оборудование и сети (включая трансформаторы, выключатели, разъединители, все шкафы электрооборудования, токопроводы, кабели).
6. Сантехническое оборудование и сети (маслохозяйство и сети, пневмохозяйство и сети, системы пожаротушения и сети, включая трубопроводы, задвижки, насосы, компрессоры, маслонапорные установки).

Части строительных конструкций объекта, недоступные для лазерного сканирования, строились в модели совместно со специалистами Заказчика по предоставленным чертежам. Моделирование устройств и механизмов производилось примитивами, точно отражающими габариты. Запорная арматура моделировалась условно. Провода на ОРУ и ЛЭП моделированию не подлежали. Кабельные потоки и шины моделировались условно — шаблонами. Подвижные части козлового крана моделировались условно. Ограждения, ступени и перила лестниц, а также площадки моделировались условно в габаритах. Скачать примеры трехмерных моделей Майнского гидроузла, построенные по результатам 3D лазерного сканирования, в формате PDF.

Инженерная компания «НГКИ» на протяжении многих лет производит обмерные работы и инженерно-геодезические изыскания на объектах промышленности и энергетики с применением методики лазерного 3D сканирования, которая позволяет существенно снизить затраты на получение точной и актуальной информации о предприятии. Трехмерное наземное лазерное сканирование дает возможность быстро и с высокой точностью определить фактические размеры и реальное расположение строительных конструкций и монтируемого оборудования, наложить результаты измерений на проектную 3D модель объекта и определить отклонения от проектных значений. Обмерные работы и инженерные изыскания на объектах промышленности и энергетики являются одними из основных видов деятельности «НГКИ».