"Цанков камък" - най-големият обект за последните години*
* Вижте пълния текст на доклада за проекта с автори инж. Илия Русев, инж. геол. Симеон Симеонов, инж. Йончо Калчев, инж. Методи Русев, инж. Иван Гаврилов, инж. Т. Иванова,
Хидроенергийна каскада "Доспат - Въча"
Хидроенергийната каскада "Доспат–Въча" е разположена в западните Родопи и реализира енергийния потенциал на р. Въча и нейните притоци. Самата река води началото си в близост до границата с Република Гърция и се влива в р. Марица, непосредствено преди гр. Пловдив.
Проучването и проектирането на хидроенергийната каскада започва в средата на миналия век и е дело на българската проектантска организация "Енергопроект" – София. В началото на 60–те години на миналия век започва и строителството на каскадата.
Тя се характеризира с една от най–сложните хидравлични схеми у нас. Освен основните съоръжения по р. Въча, проектирани и изградени са планински събирателни деривации с множество водохващания, транспортни тунели, прехвърлящи води от едно поречие в друго, каскада от язовири и електрически централи, с комплексно многоцелево използване на водите. Като цяло обхваща територия от 2083 km², като водосборната област се простира от надморска височина 420 m при язовир "Кричим" до 2191 m при връх "Голям Перелик".
Хидроенергийната каскада "Доспат–Въча" е проектирана и реализирана като пет основни енергийни стъпала, обхващащи язовирни стени, вододовеждащи съоръжения, напорни тръбопроводи и електрически централи с обща инсталирана мощност 485 MW.
1. Хидровъзел "Доспат – Тешел" с основни съоръжения:
2. Хидровъзел "Тешел – Девин" с основни съоръжения:
3. Хидровъзел "Цанков камък" [чието строителство приключи в края на 2010 г.]
a) Язовирна стена "Цанков камък":
o Двойно дъговата бетонна стена с обем на бетона общо 465х10³ m³
o Височина Н=131 m, дължина по короната 468 m
o Обемът на акумулацията е 111 х 106 m3.
b) Водовземане чрез водовземна кула, разположена в коригирания и облицован участък от долината на р. Гашня
c) Подземен напорен тръбопровод с диаметър 4.40 m и дължина 600 m
d) Електрическа централа "Цанков камък":
o Инсталирана мощност 85 MW, Q = 69.5m³/s - две турбини "Францис", свързани със синхронни генератори по 42.5 MW всеки
4. Хидровъзел "Въча" [бивш Х.В. "Антон Ивановци"]
5. Хидровъзел "Кричим".
Инвестиционният проект
В Протокола от Киото, ратифициран от България със закон, приет от 39-ото НС и влязъл в сила от 16.02.2005 г., енергетиката се определя като основен източник на вредни емисии, предизвикващи т.нар. парников ефект. Във връзка с него приоритетно значение придобиват проекти за изграждане на електропроизводствени мощности, използващи възобновяеми енергийни източници, като един от начините за намаляване на парниковите газове в атмосферата.
На тази база е подписан Меморандум за сътрудничество между Република Австрия и Република България и става възможно финансирането на обекта "Цанков камък".
За инвеститор на обекта е определена Националната електрическа компания (НЕК ЕАД).
За реализирането на проекта е сключен договор между НЕК – ЕАД и австрийски консорциум, състоящ се от:
- Andritz (VA TECH HYDRO Gmbh & Co) Electrical and Mechanical Contractor – проектант, доставчик, производител и главен монтажник на електромеханично оборудване
- ALPINE Bau Gmbh – главен изпълнител на строителните работи
- PÖYRY ENERGY Gmbh ( Verbundplan Gmbh ) – главен проектант на обекта
- SWECO Group – "Енергопроект – Хидроенергетика" АД – София – проектант на Техническия проект и съпроектант за работните чертежи на обекта, от чийто състав е излъчен проектантският екип на местостроежа.
ХВ "Цанков камък" използва хидроенергийния потенциал на незастроената част от 21 километра по поречието на р. Въча, в средното ù течение.
"Енергопроект – Хидроенергетика" АД – София, е изготвил технически проект за обекта, който лежи в основата на договора за неговото изграждане.
Основните подобекти на ХВ "Цанков камък" са:
1. Язовирна стена "Цанков камък"
2. Тампониране и осигуряване устойчивостта на откосите на долината на р. Гашня (приток на р. Въча, вливащ се в нея на 350 m над створа на язовирната стена)
3. ВЕЦ "Цанков камък" със съответно водовземане и напорен тръбопровод
4. Изместване на пътя Девин – Михалково, чието старо трасе от створа на стената до гр. Девин се залива при напълване на язовира.
Язовирната стена
Створът, на който е проектирана и изградена язовирната стена, се намира на около 350 m след вливането на р. Гашня в р. Въча, има трапецовидна форма - с ширина в долната част около 30 m и приблизително симетрични брегове.
Язовирната стена е бетонна, дъгова с двойна кривина, завършваща в двата бряга с гравитационни блокове – два броя на левия бряг и четири броя на десния бряг. Дъговата ù част е напълно симетрична с дължина 345 m, мерено по короната. Разделена е на 17 броя блокове – по 8 броя на левия и десния бряг и един централен блок. Общата дължина на стената по ос корона е 468 m. Максималната ù височина е 131 m, а максималната широчина на язовирната стена в основата е 27.6 m. Широчината при короната е 8.8 m. Всеки блок, мерен успоредно на оста на стената, е с дължина 20 m. 5
Фугите между блоковете са проектирани и изпълнени с подходяща релефна форма и размери (щраби) за подобряване на връзката между блоковете след инжектирането им.
За осигуряване водоплътността на фугите между блоковете, както и за ограничаване на отделните инжекционни полета са изпълнени водоплътни елементи "Waterstop 0 – 50".
Във фугите между блоковете са монтирани тръбни системи за инжекционни работи, които бяха използвани за промиването и инжектирането им при омонолитването на стената.
По височина на стената, преминаващи през блоковете, са изградени 4 броя хоризонтални контролни галерии и една инжекционна галерия, която следва контура на проектната изкопна линия по дъното и в двата бряга на створа.
За отвеждане на високите води е изграден челен преливник, разположен върху трите централни блока на стената. Преливникът има 4 преливни полета, всяко с ширина 8 m, оборудвани със стоманени сегментни затвори. Оразмерен е за провеждане на висока вълна с обезпеченост 0.01 %, чийто обем e 1450 m³/s. За погасяването на енергията на прелелите води е изграден енергогасител, тип водобоен кладенец с дължина 100 m, широчина 42 m и дълбочина 20 m. Фундиран е изцяло на здрава скала, като дъното и стените му са облицовани със стоманобетон с дебелина от 2 m до 5 m.
За бързо изпразване на язовирното езеро са монтирани две стоманени тръби с диаметър D=1350 mm, разположени в централния блок "М", оборудвани с плоски капсуловани затвори. Затворите са разположени в шибърна камера, изградена откъм въздушната страна на стената. Максималната пропускателна способност на основните изпускатели е 87 m³/s. Водата от тях постъпва също в енергогасителя.
Окончателните параметри и форма на преливника, енергогасителя и основния изпускател бяха определени на база данните от моделните хидравлични изследвания, извършени в УАСГ - София.
За енергийно оползотворяване на екологично изпуснатите водни количества под язовирната стена е изградена малка водноелектрическа централа, разположена в обсега на дясната оградна стена на енергогасителя с мощност 1.25 MW и средно годишно производство 10 GWh.
Проблеми при строителството
Основните проблеми по време на строителството бяха свързани с непрестанните свличания на изкопните откоси. Получиха се няколко големи свлачища: на km 42+500, 42+800, 43+500, 44+100, 48+000, както и няколко средни – km 45+700, 49+200, 50+600, 51+900. Малки свличания се получаваха почти на всеки откос с височина над 18 m. Главната причина за тези свличания беше изключително неблагоприятното западане на пластореда - 32-36° в посока към главното направление на пътя, както и напукаността на скалния масив.
Почти навсякъде скалите са средно до дребно блоково напукани, със средна и висока степен на изветряне. В допълнение на тези неблагоприятни условия беше и повсеместното прегърмяване при извършване на взривните работи. След установяването на повсеместната неблагоприятна геоложка картина проектантът промени проектния наклон на откоситe, по които не бяха започнали изкопните работи с цел предотвратяване на нови свличания. Извършено беше укрепване с до 8-метрови стоманобетонови анкери Ф28, както и с до 15-метрови ИБО анкери Ф32. Всички високи откоси - над 18 m, бяха укрепени с поцинковани мрежи по детайл. На десетки места по скалните откоси се наложи изпълнението на бетонови пломби, армирани с армировъчна мрежа и укрепени със стоманобетонови анкери.
Липсата на достатъчно подходи за работа по основното трасе, както и няколкото големи свлачища, затворили малкото достъпи за работа, също доведоха до допълнително затруднение и забавяне на срока за изпълнението.
Въпреки неблагоприятната геоложка картина, породила множество свличания и срутвания, в края на 2010 г. подобектът приключи успешно и така се появи на бял свят един от най-красивите планински пътища в България, а защо не и в Европа.