3D лазерное сканирование и трёхмерное моделирование трёх разрушенных гидроагрегатов для восстановления Саяно-Шушенской ГЭС после аварии

Актуальные и точные обмерные чертежи для разработки проектов реконструкции

В жизненном цикле любого промышленного объекта проектирование является очень важным этапом. От него зависит правильность строительства и монтажа, безопасность и экономическая целесообразность решений. Для разработки проектов реконструкции проектировщикам необходимы рабочие обмерные чертежи, содержащие полную и предельно актуальную информацию о текущем состоянии промышленного объекта, в том числе геометрические параметры его сложных узлов и деталей. Всё это вызывает необходимость производства большого объёма инженерно-геодезических работ по детальной съёмке и составлению подробных информативных чертежей.

На детальную съёмку каждого сложного промышленного объекта посредством традиционных геодезических приборов могут быть затрачены месяцы или даже годы. При этом информативность полученных рабочих чертежей может быть недостаточной для проектировщика ввиду сложной конфигурации объекта, наличия каких-либо труднодоступных мест для геодезической съёмки, недостатка времени.

К сожалению, на промышленных предприятиях и сложных технологических объектах порой возникают непредвиденные ситуации, которые серьёзно нарушают или же полностью парализуют их работу — аварии и техногенные катастрофы. Последствия этих катастроф могут причинять различный по своему масштабу ущерб как для самих объектов, так и для окружающих их территорий.

Авария на Саяно-Шушенской ГЭС и работы по её восстановлению

Крупнейшая по своим масштабам техногенная катастрофа произошла на Саяно-Шушенской ГЭС. В результате работа станции по выработке электроэнергии была приостановлена, а последствия этой аварии весьма серьёзно отразились на социальной и экономической сферах целого региона. Масштаб разрушений на ГЭС был настолько велик, что глава Министерства по чрезвычайным ситуациям (МЧС) России Сергей Шойгу, срочно прибывший на разрушенную станцию, сравнил эту аварию по степени мощности и разрушительной силе с катастрофой на Чернобыльской АЭС в 1986 году.

Работы по восстановлению ГЭС начались практически сразу после аварии. На первом этапе работ основной задачей являлось восстановление энергоснабжения гидроэлектростанции и разбор образовавшихся завалов в машинном зале, в том числе демонтаж наиболее пострадавших гидроагрегатов, среди которых особую сложность представлял собой демонтаж остатков гидроагрегата №2, который в результате аварии был практически вырван напором воды.

У проектировщиков возникла острая необходимость в получении актуальных данных о реальном состоянии машинного зала и повреждённых гидроагрегатов ГЭС с учётом всех деталей и разрушений, причём в весьма сжатые сроки. Такую информацию можно довольно легко и оперативно получить, имея точную трёхмерную модель объекта, построенную по результатам данных лазерного сканирования.

Лазерное сканирование разрушенной ГЭС для построения точной 3D модели

Работа по созданию трёхмерной модели была поручена инженерной компании «НГКИ», которая имеет большой опыт лазерного сканирования сложных промышленных и высокотехнологических объектов. Специалистами нашей компании были проведены работы по лазерному сканированию трёх поврежденных гидроагрегатов станции и окружающей части машинного зала, а также построена цифровая трёхмерная модель и подготовлен полный комплект точных обмерных чертежей. При этом съёмке и моделированию подлежали все объекты крупнее 20 см.

Трёхмерное лазерное сканирование разрушенных гидроагрегатов Саяно-Шушенской ГЭС производилось при помощи высокоточной сканирующей системы Leica HDS6100. В результате были получены уникальные материалы — облако точек плотностью 10 мм (то есть, расстояние между соседними точками составляло 10 мм). Ни одним традиционным средством измерения такого результата достигнуть невозможно. Кроме того, на облаке точек были также отображены труднодоступные объекты, в том числе шахты гидроагрегатов и участки, заваленные обломками металла и бетона.

Обработка данных лазерного сканирования и 3D моделирование гидроагрегатов

3D моделирование по результатам выполненного лазерного сканирования осуществлялось в программном комплексе Trimble RealWorks Survey, который является одним из самых мощных и распространённых во всём мире программных продуктов для таких целей. Трёхмерное моделирование производилось нашими специалистами в реальных размерах методом вписывания в облако точек векторных примитивов.

Одной из проблем, возникшей перед инженерами компании «НГКИ», являлось построение модели с учётом реальных деформаций, полученных в результате аварии. Данная проблема была успешно решена с помощью комбинирования программных комплексов Trimble RealWorks Survey и Autodesk AutoCAD.

В программном обеспечении Trimble RealWorks Survey специалистами нашей компании осуществлялось трёхмерное моделирование с помощью вписывания в облако точек стандартных примитивов (конусы, цилиндры, многоугольники различной формы, торы); деформированные объекты были смоделированы поверхностями, плоскостями и линиями. Приведение модели в окончательный вид осуществлялось в программном обеспечении Autodesk AutoCAD. С помощью инструментов программы из объектов, созданных в RealWorks Survey, были получены тела сложной геометрической формы — деформированные детали и узлы гидроагрегатов. В результате в AutoCAD нами была получена уникальная 3D модель объекта с его реальными геометрическими параметрами.

Качественная и достоверная 3D модель для различных технологических решений

В результате произведённых камеральных работ проектировщикам была предоставлена качественная и достоверная модель, позволяющая разрабатывать разнообразные технологические решения. Построенная нашими специалистами по данным выполненного наземного лазерного сканирования трёхмерная модель позволила создать планы и разрезы трёх гидроагрегатов в системе координат Саяно-Шушенской ГЭС с простановкой проектных осей, размеров элементов и отметок.

Предоставленные нашим предприятием отчётные материалы полностью удовлетворили всем требованиям Заказчика. По мнению Заказчика, полученная трёхмерная модель позволила полностью актуализировать рабочую документацию по реконструируемому объекту. Полевые работы на объекте заняли пять рабочих дней, камеральная обработка была выполнена в общей сложности менее чем за полтора месяца.

Статья о лазерном сканировании и моделировании гидроагрегатов СШГЭС

Со статьёй «Лазерное сканирование и построение 3D моделей разрушенных гидроагрегатов Саяно-Шушенской ГЭС», которая была написана и опубликована в 2009 году и посвящается данному проекту, выполненному нашей компанией, вы можете ознакомиться в разделе «Публикации».

Специалисты инженерной компании «НГКИ» имеют богатейший опыт проведения инженерно-геодезических изысканий в различных отраслях промышленности и энергетики с применением технологии лазерного 3D сканирования, которая позволяет существенно снизить затраты на получение точной и актуальной информации о предприятии. Трёхмерное лазерное сканирование даёт возможность быстро, с высокой точностью и подробностью определить все фактические размеры и реальное расположение строительных конструкций и монтируемого оборудования, наложить результаты измерений на проектную модель объекта и определить отклонения от проектных значений. По полученным итоговым результатам выполненных обмерных работ наши сотрудники составляют точные обмерные чертежи объектов или же выполняют 3D моделирование — в зависимости от поставленной Заказчиком задачи. Подробное описание всех видов осуществляемых нами работ в данном сегменте рынка вы можете найти на следующей странице раздела «Услуги» нашего сайта:

— «Обмерные работы и инженерные изыскания на объектах промышленности, энергетики, инфраструктуры».