Передусім вкажемо на те, що на південному заході України у річковому басейні р. Дністер знаходиться Дністровський гідроенергетичний каскад, до складу якого входять три окремі гідротехнічні споруди (рис. 1):

  • Дністровська ГЕС-1, технологічна особливість якої полягає в її подвійному призначенні – крім безпосередньо виробництва електроенергії вона одночасно слугує ключовою ланкою транспортного сполучення між правим і лівим берегами р. Дністер завдяки влаштуванню за всією її довжиною автодорожнього проїзду. А вище греблі ГЕС-1 знаходиться Дністровське водосховище завдовжки 194 км із площею дзеркала 142 км² і об’ємом 3,0 млрд. м³ (зокрема корисним 2,0 млрд. м³) і максимальною глибиною до 54 м, яке дозволяє не тільки здійснювати сезонне регулювання стоку р. Дністер із метою боротьби з повенями, а й забезпечувати зрошення сільськогосподарських угідь;

  • Дністровська ГЕС-2 (Нижньодністровська ГЕС), технологічна особливість якої полягає в її подвійному призначенні – крім безпосередньо виробництва електроенергії вона одночасно слугує для транспортного сполучення між правим і лівим берегами р. Дністер завдяки влаштуванню за всією її довжиною службового автодорожнього проїзду. ГЕС-2 розташована на 20 км нижче за течією р. Дністер відносно Дністровської ГЕС-1, із буферним водосховищем завдовжки 19 км, призначення якого полягає у вирівнюванні нерівномірних витрат води під час роботи ГЕС-1 і ГАЕС;

  • Дністровська ГАЕС, до речі, одна з найбільших у світі гідроакумулювальних електростанцій, з верхньою водоймою, розташованою вище рівня буферного водосховища, основними функціями якої є регулювання частоти і графіка навантаг у енергосистемі України та формування аварійного енергорезерву.

Результати планового обстеження автодорожнього проїзду по спорудах Дністровської ГЕС-1 викладені у журнальній статті [4]. Тому у представленій статті розглянуто конструктивне рішення конструкцій Дністровської ГЕС-2 і результати обстеження її гідротехнічних споруд.

Стислий опис конструкцій Дністровської ГЕС-2. Вказана ГЕС (рис. 2) налічує у своєму складі наступні споруди: будівлі безпосередньо гідроелектростанції та монтажного майданчика, водозливну греблю, земляні греблі правого та лівого берегів і спрягаючі споруди.

Будівля ГЕС-2 із правого боку примикає до водозливної греблі, а з лівого – до будівлі монтажного майданчика, який являє собою одну трьох агрегатних секцій, відділену від водозливної греблі і будівлі монтажного майданчика наскрізними температурно-осадовими швами.

Секції будівлі ГЕС-2 дорівнюють: за довжиною 33 м, за шириною по низу 43,78 м і за висотою – 33 м. Водозлив будівлі ГЕС-2, який складається з трьох прогонів завширшки 7,5 м кожен, має широкий поріг на рівні +71,300 м, обладнаний затворами, які обслуговуються краном водозливної греблі. Будівля монтажного майданчика із розмірами: за довжиною (по осі агрегатів) – 33,0 м, за шириною (вздовж потоку) – 50,0 м і за висотою (по бетону) – 37,0 м особлива тим, що центральна секція лівобережного стояна, що прилягає до будівлі ГЕС-2, поєднана в одній конструкції з монтажним майданчиком і затворосховищами. Основою всіх споруд ГЕС-2 служать аргілітні ґрунти підвищеної і слабкої тріщинуватості з тонкими прошарками глин.

Бетонна водозливна гребля складається з трьох водоскидних секцій завширшки 41,5 м кожна, розділених бичками завтовшки 4,0 м. У кожній секції розташовано чотири водоскидні прогони завширшки 7,5 м і три окремих бичка завтовшки 2,5 м.

Поріг водозливу розташований на рівні +64,000 м. Водобійна споруда, завдовжки 62,0 м вздовж потоку виконана у вигляді двох рядів бетонних плит, верх яких знаходиться на рівні +61,000 м. У першому ряді плит влаштовано дренажні колодязі й свердловини. На відстані 32,25 м від низової грані водозливу влаштована водобійна стінка заввишки 1,5 м. Спряження водобою з руслом річки виконане у вигляді ковша завглибшки 6,0 м, заповненого кам’яною накидкою діаметром 0,5 – 1,5 м.

В якості протифільтраційного заходу з метою зменшення протитиску по підошві фундаментної плити водозливу по дну підвідного каналу влаштовано бетонний понур завдовжки 20 м.

З лівого берега до бетонної водозливної греблі примикає будівля гідроелектростанції. Три поверхневих водозливних прогони, що розташовані над будівлею ГЕС-2, мають ширину по 7,5 м кожний. Поріг зазначених секцій розташований на рівні +71,000 м.

Загальна протяжність водозливного фронту разом з бичками становить 157,5 м.

Ґрунтові споруди гідровузла складаються з двох гребель – правобережної та лівобережної. Клас капітальності гребель – I.

Насип правобережної греблі передбачений з відвальних ґрунтів розкривних порід аргілітового кар’єру, зі спорудженням у верхньому б’єфі екрану з суглинних ґрунтів. Довжина греблі становить 19,2 м, висота – 20,0 м. Основою правобережної греблі служать аргіліти, у примиканні до правого берега – шари алевроліту, піску та супіску.

Насип лівобережної греблі виконаний з місцевих матеріалів: верхового клину – з суглинку, низового – з суглинку та супіску. Довжина греблі становить 497,5 м, висота – 22,0 м.

Відкоси обох гребель укріплені монолітним бетоном.

До спрягаючих споруд ГЕС-2 відносяться, зокрема, правобережний та лівобережний залізобетонні стояни.

Також через водозлив будівлі ГЕС-2 і водозливну греблю на рівні +84,000 м проходить службовий автодорожній проїзд, який одночасно являється складовим елементом будівлі ГЕС-2 та водозливної греблі і основним призначенням якого є технологічний проїзд автомобільного та спеціального транспорту.

Результати обстеження гідротехнічних споруд Дністровської ГЕС-2. Під час проведеного у вересні 2024 р. інструментального обстеження надводної частини бетону водозливної греблі та правобережного і лівобережного стоянів було виявлено низку дефектів. Проте одразу зауважимо, що загалом вони не загрожують умовам міцності та стійкості конструкцій споруди, але потребують проведення відповідних заходів задля їх ліквідації з метою запобігання їх розповсюдження та недопущення подальшого шкідливого впливу на конструкції споруди.

Конструкції водозливної греблі нарівні +84,000 м.

Залізобетонні плити. В цілому стан залізобетонних плит задовільний, але в окремих місцях все ж виявлено певні дефекти, основними з яких є: відколи бетону (рис. 3); засмічення брудом, гілками та річковими молюсками; сліди затікання води та поверхневе руйнування бетону з оголенням арматури (рис. 4).

Температурно-осадові шви. Виявлено відсутність герметизації усіх температурно-осадових швів (рис. 5). Зазначене сприяє просочуванню дощових вод вглиб конструкцій водозливної греблі, що, своєю чергою, негативно впливає на довговічність бетону споруди.

Підкранові балки. Суттєвих порушень у стані підкранових балок, здатних впливати на їх працездатність під час обстеження не виявлено. Проте, окремі дефекти все ж присутні: сліди затікання води, відколи бетону, поверхневе руйнування захисного шару бетону (подекуди з оголенням арматури) (рис. 6).

Кабельні лотки загалом знаходяться в працездатному стані, однак теж не позбавлені певних дефектів: поступове руйнування кількох залізобетонних плит накриття кабельного лотка, сліди затікання води, в окремих місцях – руйнування захисного шару бетону з оголенням арматури (рис. 7);

Верхня частина бичків. У цілому всі бички знаходяться в задовільному стані. Проте, на верхній частині одного з бичків спостерігається дефект у вигляді тріщини завширшки до 1,5 мм і завглибшки понад 120 мм (рис. 8). Понєваж загальний вигляд тріщини не свідчить про її подальше збільшення, то було рекомендовано встановити «маяки» та проводити постійне спостереження за її станом.

Набетонка. Обстеженням встановлено, що нарощування підкранових колій та укладка бетону на рівні +84,000 м виконані недостатньо якісно. З огляду на це, набетонка має дефекти: у кількох місцях виявлено руйнування бетону (рис. 9), значна частина площі набетонки має вищерблення верхнього шару, зокрема, і з оголенням арматури (рис. 10).

Декоративні панелі. Критичних дефектів декоративних панелей не виявлено, але окремі недоліки все ж таки присутні: вилуговування цементно-піщаного розчину швів між декоративними панелями; сліди затікання води; місцеві руйнування та відколи бетону (іноді з оголенням арматури) (рис. 11).

Конструкції водовідведення. Під час обстеження встановлено, що окремі водовідвідні трубки повністю засмічені та не виконують свою функцію.

Перильна огорожа знаходиться в задовільному стані та не має значних дефектів.

Бички водозливної греблі. Більша частина поверхонь бичків водозливної греблі закрита облицювальними панелями. Внаслідок цього візуальне та інструментальне обстеження бетону бичків виконано в районі розміщення пазів для засувок, адже саме в цих місцях облицювальні панелі бичків відсутні.

Одразу варто зазначити, що наразі бички та облицювальні панелі знаходяться в задовільному технічному стані. А виявлені незначні недоліки полягають у наступному.

Бічні поверхні бичків мають сліди затікання води з вище розташованих конструкцій (рис. 12), відколи бетону (подекуди з оголенням арматури) та тріщини (рис. 13).

Дефектами ж облицювальних панелей бичків є:

  • вилуговування цементно-піщаного розчину зі швів між облицювальними панелями (рис. 14); зауважимо, що даний дефект є досить поширеним та присутній на всіх бичках, особливо в місці контакту панелей із водою;

  • систематичне затікання води на облицювальні панелі більшості бичків з вище розташованих конструкцій; вкажемо на те, що даний дефект частіше спостерігається під конструкціями мосту, так як мостове полотно має численні дефекти дорожнього покриття проїзної частини;

  • поверхневе руйнування бетону облицювальних панелей в окремих місцях (рис. 14);

  • просочування води крізь облицювальні панелі;

  • тріщини в бетоні панелей.

Бички на рівні +70,000 м мають відколи бетону (іноді з оголенням арматури), а також в окремих місцях – тріщини.

Правобережний та лівобережний стояни.

Всі бічні поверхні правобережного та лівобережного стоянів закриті облицювальними панелями. Варто зазначити, що загалом всі панелі знаходяться у задовільному стані, але при цьому все ж присутні окремі дефекти, які характерні і вище згаданій водозливній греблі: поверхневе руйнування бетону (рис. 15), вилуговування цементно-піщаного розчину швів, відколи бетону облицювальних панелей (зокрема, і з оголенням арматури) (рис. 16); тріщини в бетоні облицювальних панелей.

Інструментальні дослідження. Інструментальні дослідження були виконані вибірково, не менше ніж для трьох точок для кожного типу конструкцій, відповідно до вимог [1]. Результати випробувань міцності бетону визначено з врахуванням фактичної вологості конструкцій на момент обстеження. Вологість залізобетонних конструкцій виміряно за допомогою приладу «Вологомір Testo 606-1». Визначення вологості залізобетонних конструкцій проводилось із метою корегування торирувальної (калібрувальної) кривої для уточнення та визначення міцності бетону (оскільки на показники приладу впливають температура та вологість навколишнього середовища, вологість бетону).

Стан бетону переважної більшості конструкцій класифіковано, як сухий. Підвищена вологість спостерігається лише в місцях контакту конструкцій з водою – підвищена вологість конструкцій на глибину до 2 см та на висоту до 2 м від рівня води становить до 2,8% (зволожений стан бетону).

Міцність визначалася неруйнівним методом контролю за допомогою ультразвукового приладу «NOVOTEST ИПСМ». Визначені міцністні характеристики бетону усіх конструкцій в цілому мають значення вищі за проєктні.

В конструкціях присутні лише окремі місця з пониженою міцністю бетону в зонах відшарування бетону, каверн, тріщин та місць замокань.

Подекуди, в локальних зонах вимороження, спостерігається понижена міцність бетону бичків, стоянів та їх облицювальних панелей на глибину до 2 см. Після зачистки місць бетону до неушкодженої поверхні (до 2 см) перед початком вимірювань, показники міцності бетону підвищуються до проєктних значень.

Висновки та рекомендації. Згідно [2] за результатами проведеного інструментального обстеження визначено наступні категорії технічного стану споруд, а саме:

  • - водозливна гребля – категорія 2, тобто задовільний (працездатний) стан;

  • - правобережний та лівобережний стояни – категорія 2, тобто задовільний (працездатний) стан.

Зважаючи на всі вищенаведені дефекти, для подальшої безпечної експлуатації та запобігання у подальшому погіршанню технічного стану гідротехнічних споруд у цілому, рекомендовано виконати наступні заходи:

  • виконати ремонт температурно-осадових швів водозливної греблі для забезпечення їх герметичності та запобігання подальшого потрапляння вологи вглиб бетону бичків (наприклад, після попередньої очистки обробити бетон швів ґрунтовкою Sika Primer-3N і заповнити шви еластичним герметиком Sikaflex PRO-3);

  • відремонтувати всі облицювальні панелі бичків водозливної греблі та правобережного і лівобережного стоянів (наприклад, після попередньої очистки нанести адгезійний шар Sika MonoTop-1010 і ремонтний розчин Sika MonoTop-4012. Потім відремонтовані поверхні, які знаходяться в зоні змінного рівня води, покрити епоксидною грунтовкою Sikafloor-150 і еластичним фінішним покриттям Sikafloor-359, а в місцях вище можливого рівня води – захисним покриттям Sikagard-680 S);

  • відновити герметизацію швів між облицювальними панелями водозливної греблі та правобережного і лівобережного стоянів (наприклад, після попередньої очистки встановити у шви обмежуючий шнур зі спіненого поліуретану. Потім обробити поверхні бетону швів грунтовкою Sika Primer-3N та заповнити шви еластичним герметиком Sikaflex PRO-3).

Звернемо увагу на те, що перераховані вище ремонтні матеріали не є обов’язковими до застосування в даному випадку, а являються одним із можливих варіантів і при виконанні ремонтних робіт можуть бути замінені матеріалами з аналогічними властивостями.

Також варто наголосити на необхідності усунення усіх виявлених і вище згаданих дефектів з використанням рекомендацій, зазначених у технічному звіті, який складено за результатами обстеження відповідно до [2, 3].

Підсумовуючи вище викладене, можна зробити висновок, що загалом бетонні споруди Дністровської ГЕС-2 перебувають у пристойному технічному стані, а виявлені дефекти наразі не несуть загроз її роботі. Однак тут варто відзначити, що виявлені незначні дефекти теж вимагають до себе уваги та вчасного усунення. Останнє убезпечить роботу ГЕС-2 від додаткових клопотів у майбутньому.

1. ДСТУ Б В.2.7-224:2009. Будівельні матеріали. Бетони. Правила контролю міцності. – Київ: Мінрегіонбуд України, 2010. – С. 23

2. ДСТУ 9273:2024. Настанова щодо обстеження будівель і споруд для визначення та оцінювання їхнього технічного стану. Механічний опір та стійкість. – Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2024. – С. 78

3. ДСТУ 3008:2015. Інформація та документація. Звіти у сфері науки і техніки. Структура та правила оформлювання – Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2015. – С. 31

4. Шимановський О.В., Шалінський В.В. Планове обстеження автодорожнього переходу по спорудах Дністровської ГЕС-1 // Промислове будівництво та інженерні споруди. – 2024. – N 2. – С. 2-6