Канатные краны
Проектировщики гидростанций нередко выбирают для их постройки горные долины и каньоны, доступ в которые сильно затруднён. Часто там вообще нет подъездных дорог. Прокладывать дороги только для обеспечения строительства обычно экономически нецелесообразно, а в некоторых случаях - просто невозможно из-за особенностей рельефа и экстремальных погодных условий. Эффективной альтернативой в таких случаях могут послужить канатные краны (КК).
Канатные краны позволяют перемещать грузы массой до 40 т со скоростями до 8 м/с по горным склонам крутизной до 70°. КК состоит из радиоуправляемого подъёмного блока, привода, подвесной тросовой системы и временных или постоянных башен с якорями.
Центральный элемент КК - подъёмный блок. В зависимости от потребностей конкретной стройки он может иметь грузоподъёмность от 5 до 40 т. В некоторых случаях используются две независимо работающие канатные системы, что помогает поднимать трубы больших диаметра и длины на крутые склоны.
Привод, перемещающий груз вдоль несущего троса, обычно представляет собой дизель-гидравлическую или электрогидравлическую лебёдку мощностью от 200 кВт до 1 МВт.
КК способен доставлять на строительную площадку материалы и строительное оборудование разных видов. Маршрут не ограничивается перемещением из точки А в точку Б (скажем, из долины на гору) - груз можно выгрузить в любой точке канатной линии, что бывает необходимо, например, при постройке напорных водоводов ГЭС.
Портальные краны
Портальные канатные краны характеризуются высокой производительностью, эффективностью и надёжностью. Скорость перемещения груза ими может достигать 6 м/с, а скорость подъёма - 3 м/с при весе груза до 40 т. Пролёт портального крана и перекрываемая им площадь стройплощадки могут разниться в зависимости от конкретного проекта, но длина пролёта может доходить до 280 м.
Портальные канатные краны по конструктивным решениям похожи на простые канатные краны, но обычно разворачиваются на горизонтальных земельных участках, покрывая всю площадь стройплощадок. Их часто используют при строительстве плотин в труднодоступных местах с ограниченным пространством, например, в каньонах. Грузы перемещаются с большими точностью и скоростью.
Для создания портального крана с двух сторон стройплощадки устанавливают по две башни. Между ними натягивают тросы, по которым с помощью лебёдок перемещается ферма, несущая подъёмную каретку. Каретка перемещается по ферме с помощью дополнительной лебёдки. На ней также устанавливается подъёмная лебёдка. Тем самым обеспечивается точная и эффективная доставка грузов по всей площади.
Безопасность и экология
С какой точки зрения ни посмотри - технической, логистической или коммерческой - КК обеспечивают высокую степень безопасности, исключая необходимость применения большегрузного транспорта на крутых и опасных подъездных дорогах. Крановщики тоже не подвергаются никаким рискам, а материалы бережно доставляются к месту назначения по воздуху.
Избегая строительства дорог к стройплощадке, девелоперы минимизируют ущерб для природы. Особенно это заметно при прокладке подводящих и напорных водоводов, для которых бывает достаточно трассы шириной всего 8 м.
В большинстве случаев по окончании строительства ГЭС канатные краны полностью разбирают. Места их установки возвращаются практически в исходное состояние.
Наглядные проекты
Рассмотрим конкретные примеры гидроэлектростанций, при постройке которых важную роль сыграли канатные краны. В ряде случаев без них реализация проектов была бы просто невозможна.
Австрийская государственная энергокомпания Vorarlberger Illwerke в партнёрстве с германской компанией One EnBW строит 360-мегаваттную ГАЭС Obervermuntwerk II в Форарльберге. После пуска, запланированного на конец 2018 г., это будет вторая по мощности ГАЭС в Австрии.
Строительство станции стоимостью 500 млн евро началось в мае 2014 г. Её объекты расположены на высотах более 1700 м над уровнем моря в суровых труднодоступных местах, которые изобилуют крутыми склонами и отличаются суровыми погодными условиями и явлениями, в том числе сходами лавин в зимнее время.
Чтобы объяснить, какие сложности подстерегают строителей, отметим, что Форарльберг - одно из наиболее снежных мест в Европе. Там в некоторых деревнях высота снежного покрова достигает 10 м. В холодный сезон, который тянется ноября по июнь, единственная дорога к этому месту, Сильвретта-Хохальпенштрассе, бывает закрыта из-за снежных заносов и лавинной опасности. Именно поэтому в проект ГАЭС была заложена постройка КК, который обеспечивает круглогодичные работы, доставляя на площадку стройматериалы, оборудование и персонал строительной компании.
Канатный кран компании LCS Cable Cranes обеспечивает видеонаблюдение по всей трассе и, когда наземная дорога к стройплощадке закрыта по погодным условиям, работает в круглосуточном режиме. В этом канатном кране применяется 60-миллиметровый несущий трос из нержавеющей стали и 34-миллиметровый подъёмный трос. Электрогидравлический привод подъёмника имеет мощность 800 кВт. Обладая номинальной грузоподъемностью 20 т, кран может доставлять грузы со скоростью до 6 м/с.
Уже четыре года КК полностью обеспечивает логистику большой стройки без каких-либо перебоев. По завершении проекта предполагается демонтаж крана для его переноса на другой объект.
ГЭС Obere Sill мощностью 18 МВт в австрийском Инсбруке была введена в строй ещё в 1903 г. Для проекта по реконструкции уравнительного резервуара, шахт и подводящих водоводов на ГЭС в 2016 г. был установлен канатный кран. Его конструкцию пришлось дорабатывать с учётом таких уникальных условий, как ограниченное пространство под мостом, переход через уравнительный резервуар, пересечение с городской улицей и необходимость доставки материалов в несколько подземных шахт.
В конце 2011 г. в канадской провинции Британская Колумбия, в абсолютно недоступной части Скалистых гор, началось строительство гидроэлектростанции Kwoiek Creek. Любопытно, что девелопер потратил целых 18 лет на проектирование и подготовку проекта, получение более 50 утверждений, разрешений и лицензий от 14 государственных регуляторов.
К стройплощадке изначально не было никаких подъездных дорог. Всё необходимое оборудование и материалы, а также строители доставлялись с помощью 600-метрового КК грузоподъёмностью 20 т, перекинутого через приток реки Фрейзер. Для этого КК была получена лицензия на транспортировку людей в специальной гондоле.
Машиностроительная компания Litostroj Hydro сумела с помощью канатного крана переправить и установить на ГЭС четыре горизонтальные турбины Пелтона мощностью по 15 МВт и сопутствующее оборудование.
По окончании строительных работ КК был преобразован в постоянный транспортный механизм, обеспечивающий доступ к станции для её обслуживания.
При строительстве напорного водовода на ГЭС Bear Creek в Британской Колумбии были использованы два отдельных канатных крана. Основной кран поднимал в гору строительное оборудование и материалы, а второй, меньшего размера, - упомянутую выше гондолу для перевозки персонала.
Гондола опускалась прямо на склон, где строился водовод длиной почти 1000 м, так что рабочим не приходилось карабкаться по крутому откосу (угол более 41°), подвергая себя опасности. Тем самым было обеспечено безопасное строительство объекта в лесистой части Скалистых гор.
* * *
Таким образом, канатные краны эффективно используются в самых разных гидропроектах, где имеются те или иные ограничения для применения грузового автотранспорта.
Конечно, монтаж канатного крана может оказаться делом достаточно сложным и затратным (например, потребуется арендовать тяжёлый вертолёт), однако получаемые в результате преимущества обычно оправдывают расходы. Чтобы лучше задействовать потенциал КК, в каждом случае необходимо просчитывать наиболее оптимальное решение.
Читайте другие наши материалы
