Обмерные работы, 3D моделирование и построение чертежей Лыковской ГЭС для целей её восстановления и реконструкции

Краткая историческая справка о Лыковской ГЭС

Специалисты инженерной компании «НГКИ» приняли участие в интереснейшем и уникальном в своём роде проекте восстановления и реконструкции одной из малых ГЭС России. Лыковская ГЭС была построена в начале 50-х годов прошлого века на реке Зуша в селе Большое Лыково Мценского района Орловской области для целей снабжения электричеством полутора десятков окрестных колхозов. Установленная мощность электростанции составляла 760 кВт, вырабатываемых одним гидрогенератором. В первые послевоенные десятилетия подобные ГЭС строились во многих регионах СССР и активно использовались вплоть до создания единой энергосистемы страны в середине 70-х годов. Однако после строительства и введения в строй гигантских ГЭС, атомных станций, прокладки ЛЭП, протянувшихся через всю нашу страну, эпоха малых гидроэлектростанций завершилась, а с ней закончилась и жизнь Лыковской ГЭС. В конце 70-х станция была закрыта, гидроагрегат убран, здание и плотина были заброшены и постепенно приходили в упадок. За три с лишним десятка лет было растащено оставшееся оборудование, кабели и всё, что представляло хоть какую-то ценность. Казалось, что этому малому дитя советской энергетики была уготована мрачная и печальная судьба ржавеющих пустых заводов и фабрик, брошенных домов, больниц и школ, недостроенных АЭС и ГЭС, щедро разбросанных по территории бывшего Советского Союза. Но получилось иначе.

Решение о реконструкции и восстановлении ГЭС

В 2013 году Мценский керамический завод купил заброшенную Лыковскую гидроэлектростанцию и весьма оперативно приступил к её восстановлению. Предполагалось реконструировать плотину ГЭС и машинный зал, установить новый гидроагрегат, повысив мощность станции почти вдвое — до 1,3 МВт. К разработке этого проекта реконструкции были привлечены компании, специализирующихся на проектировании объектов гидроэнергетики. Проектные работы были невозможны без точной исполнительной документации всех сооружений ГЭС, и поэтому проектировщики обратились в нашу компанию с предложением провести геодезические изыскания. Задачи ставились разные: съёмка и создание чертежей бетонной плотины, направляющих гидрозатворов, здания ГЭС. Так как проект реконструкции предполагал установку нового гидроагрегата, то проектировщики хотели получить также точную трёхмерную модель спиральной камеры и водоотводного канала. Данная исполнительная модель была необходима производителю энергетического оборудования для того, чтобы гидроагрегат точно соответствовал габаритам машинного зала.

Подготовка технического задания на исполнительную съёмку ГЭС

После проведения предварительных переговоров, на которых были выяснены все основные задачи, цели, условия выполнения исполнительной съёмки, наши специалисты выехали на объект для проведения рекогносцировки. Это был классический случай, когда непосредственным Заказчиком и получателем наших данных был проектный институт, а владельцем и управляющим гидроэлектростанцией была совершенно иная компания, другое юридическое лицо. Встречали, водили, показывали станцию нам одни, а заказывали, получали, принимали чертежи и модели совершенно другие. И нужно было договариваться и координировать свою работу с обеими сторонами. Наши специалисты вместе с проектировщиками провели на станции один день, осмотрев здание машинного зала ГЭС и остатки плотины. Это помогло в окончательной разработке технического задания на инженерные изыскания с учётом реальной обстановки и фактического состояния объекта.

Состояние Лыковской ГЭС на момент начала обмерных работ

Лыковская ГЭС производила удручающее впечатление, и нашим специалистом сложно было представить, что эти развалины вообще возможно снова превратить в функционирующую электростанцию. Несмотря на внушительный возраст и заброшенность, устои плотины выглядели относительно неплохо, хотя местами были изрядно потрёпаны стихией и временем. В поднятом состоянии находился только один гидрозатвор, остальные семь отсутствовали: они то ли упали в воду под тяжестью лет, то ли были распилены на металл. Бревенчатый настил находился в аварийном состоянии, но несмотря на этот факт, плотина использовалась местными жителями в качестве пешеходного моста. Здание ГЭС сильно обветшало, штукатурка осыпалась, на крыше росли уже немаленькие берёзы, стены местами начали разрушаться от времени, однако на удивление хорошо сохранились металлоконструкции. В машинном зале царила полная разруха, охотники за металлом даже не поленились разбить бетонную стяжку пола и толстый слой штукатурки на стенах здания.

Обмерные работы методом лазерного сканирования на Лыковской ГЭС

Обмерные работы на Лыковской ГЭС были произведены нашими специалистами в несколько этапов, в зависимости от готовности того или иного участка. Например, лазерное сканирование здания ГЭС и надводной части плотины было выполнено в первый выезд в апреле, обмеры спиральной камеры — в мае после её осушения, съёмка водоотводного канала проводилась в июле, тогда как подводная часть плотины и быки были отсканированы уже в декабре после спуска водохранилища.

На первом этапе на станции была создана локальная геодезическая сеть. Исходными пунктами послужили старые реперы, заложенные в основании здания ГЭС, а также грунтовые реперы, находящиеся неподалёку. На территории станции были равномерно размещены специальные марки, использующиеся для точной привязки лазерных сканов, и определены их координаты с пунктов геодезической сети. Данная сеть марок послужила геодезической основой для всей последующей работы. Поэтому сканы, сделанные в разное время, были представлены нами в единой системе координат.

Лазерное сканирование здания ГЭС и надводной части плотины

Во время первого выезда на станцию нашими специалистами было произведено лазерное сканирование надводной части плотины и здания ГЭС. Работы проводились в апреле после схода снега, хотя в укромных уголках он ещё лежал, а водная поверхность в спиральной камере была покрыта слоем льда. На развитие геодезической сети ушёл один полный рабочий день, а ещё два дня были затрачены на сканирование здания ГЭС и верхней части плотины. Это был тот самый случай, когда на перестановку штатива, установку сканера уходило больше времени, нежели затрачивалось на процесс сканирования. Иногда сканер буквально висел над бурлящей водой или покоился на весьма непрочных старых бревенчатых настилах. Нашим инженерам приходилось проявлять недюжинные способности к эквилибристике, чтобы установить сканер в наиболее удобном месте для съёмки. За неполные три дня работы было сделано всего 85 сканов, что как минимум втрое меньше, нежели получилось бы при работе с традиционной скоростью. Это хорошая иллюстрация того, как трудно и подчас невозможно прогнозировать продолжительность полевого цикла на сложных объектах.

Мы очень надеемся, что данный пример послужит если не оправданием, то, по крайней мере, вполне обоснованным объяснением трудностей, а также ответом на вопросы Заказчиков работ: «Сколько дней займет съёмка?» (на стадии подготовки предложений) и «Почему так долго?» (в процессе выполнения проекта). На получение всего лишь одного скана для съёмки устоев быков у наших специалистов ушёл почти час, причём только установка штатива над водой заняла не менее десяти минут. А чуть позже за тот же час были сделаны десять сканов верха плотины. В результате за три полевых дня была проведена съёмка надводной части плотины и здания ГЭС. Сшивка сканов проводилась уже в нашем московском офисе и заняла не более двух дней. По готовым сканам нашими специалистами были построены поэтажные планы и разрезы здания ГЭС, чертежи плотины, сечения по быкам.

Лазерное сканирование и моделирование ГЭС для целей реконструкции

Последующие выезды были, как правило, краткосрочными, и не продолжались более одного дня. В конце мая и июле нами были отсканированы спиральная камера и водоотводный канал ГЭС, а зимой, в декабре, мы произвели обмеры устоев плотины. По результатам выполненной съёмки нашими специалистами были подготовлены точные обмерные чертежи соответствующих участков плотины. На финальном этапе камеральных работ была построена трёхмерная исполнительная модель здания ГЭС со спиральной камерой. Эта 3D модель помогла производителю энергетического оборудования при проектировании гидроагрегата, точно соответствующего габаритам электростанции.

Спустя месяц после окончания работ Заказчик обратился к нам снова с просьбой проведения съёмки направляющих гидрозатворов бетонной плотины. Эта исполнительная документация была необходима для проектирования новых гидрозатворов. Вся съёмка заняла два рабочих дня, а на подготовку чертежей ушло ещё пять дней. Все материалы по проекту передавались Заказчику по мере готовности, что давало возможность его проектировщикам оперативно делать замечания к чертежам, а нам исправлять и вносить дополнения, в целом не выходя за пределы календарного плана.

Капитальный ремонт, реконструкция и запуск Лыковской ГЭС

Во время последних выездов на гидроэлектростанцию можно было видеть бурную строительную деятельность: река Зуша была направлена по запасному руслу, активно реконструировались здание ГЭС и плотина, полным ходом шли земляные работы на дне осушенного водохранилища. Летом 2015 года всё было подготовлено для установки нового гидроагрегата: в полностью отремонтированное здание гидроэлектростанции через разобранную крышу поочерёдно смонтировали ротор и генератор турбины. К осени 2015 года была завершена реконструкция плотины, на неё были установлены новые гидрозатворы и их электроприводы. Уже 13 ноября 2015 года обновлённая Лыковская ГЭС была торжественно открыта и запущена в работу, а в старом теле станции началась новая жизнь с мощным современным сердцем.

Предлагаем вам посмотреть короткий видеосюжет о монтаже энергетического оборудования в здании Лыковской ГЭС, полностью восстановленной и реконструированной после нескольких десятков лет полного забвения.

Специалисты инженерной компании «НГКИ» обладают внушительным многолетним опытом проведения инженерных изысканий на различных объектах промышленности и энергетики с применением технологии лазерного сканирования, которая позволяет в существенной мере снизить затраты на получение точной и актуальной обмерной информации об объекте съёмки. Данная технология даёт возможность быстро, но при этом с высокой точностью и подробностью определить фактические размеры и реальное расположение любых конструкций или оборудования. По полученным результатам обмерных работ наши инженеры составляют обмерные чертежи или выполняют построение трёхмерных моделей объектов или их отдельных частей — в зависимости от задачи, поставленной Заказчиком. Более подробно ознакомиться с описанием всех видов выполняемых нами работ в данном сегменте рынка вы сможете на странице в разделе «Услуги» нашего веб-сайта, которая называется «Обмерные работы и инженерные изыскания на объектах промышленности и энергетики».