У 1987 році, після декількох років досліджень, уряд Бразилії офіційно схвалив грандіозний проект будівництва мережі гідроелектростанцій, здатної забезпечити потреби країни в електроенергії на багато десятиліть вперед. З 12 запланованих гребель найбільшу на той момент передбачалося побудувати на річці Уругвай.
Свою роль у виборі місця будівництва зіграли три фактори: велика кількість опадів у цьому районі, необхідні для високого рівня води розміри майбутнього водосховища, а також наявність скельного грунту на берегах річки і під її руслом.
Далі потрібно було визначитися з типом греблі. Річка швидко змете вертикальну стіну греблі, якщо та не виявиться досить потужною, щоб протистояти натиску води. Для зміцнення конструкції будівельники можуть або зробити масивніше всю греблю, або спорудити за її напірної гранню - стіною, на яку тисне вода, - земляну або кам'яний насип, чия вага буде протидіяти тиску води.
Інженери знають, що якщо напірну грань побудувати під певним кутом, вода буде притискати греблю до землі і таким чином допомагати їй залишатися на місці. На цьому принципі засноване будівництво всіх земляних гребель.
Греблі з потужною цільної стіною (їх називають гравітаційними) зводяться з бетону, кам'яних блоків або цегли, в той час як земляні (з підтримуючою насипом) - з піску, каменів, землі і глини.
Врахувавши особливості місця і можливість використовувати місцеву скельну породу для спорудження насипу, проектувальники вирішили, що Іта буде земляною греблею. Іта побудована насипним методом. На місці зведення таких гребель спочатку відводять воду, а потім відсипав і утрамбовують шари насипу. У греблі Іта відлиту з бетону напірну грань підтримує рукотворна гора з бутового каменю висотою близько 120 метрів і майже кілометр в довжину!
До того ж гребля - лише частина цілого комплексу гідротехнічних споруд, що складається з двох дамб- перемичок, декількох допоміжних малих дамб, що перекривають зниження рельєфу в районі водосховища, двох водоскидів, десяти дериваційних тунелів для відводу води з річки і, головне, самої ГЕС - гідроелектростанції з п'ятьма генераторами.
Щоб визначити форму і розмір цих споруд, а також зрозуміти, як поведе себе вода, коли вони будуть побудовані, інженери сконструювали величезний макет місцевості. Спираючись на найточніші карти, вони прочертили на бетонній підлозі величезного приміщення в ангарі русло річки. Далі, використовуючи для точності теодоліт, вони встановили вздовж обрисів русла спеціально виготовлені дерев'яні шаблони, що повторюють перепади рельєфу на берегах річки. Заповнивши простір між шаблонами кам'яною крихтою і цементом, проектувальники отримали точну копію ландшафту місцевості.
Відтворивши природне оточення, фахівці встановили на свої місця всі споруди комплексу. Нарешті, в рукотворну «річку» пустили справжню воду і на ділі побачили, що представляє собою задумана ними система. Тоді вони зробили необхідні заміри і внесли необхідні зміни в проект. Інформацію, отриману досвідченим шляхом, доклали до вже наявних матеріалів - технічним розрахунками і звітами геологів, після чого був затверджений остаточний проект гідротехнічного комплексу.
Паралельно зі створенням і випробуванням макета повним ходом йшла підготовка до будівництва. Вгору за течією річки Уругвай, на місці майбутнього водосховища, розташовувався невелике місто Іта, до того ж по берегах річки у багатьох жителів були побудовані заміські будинки і ферми. Всіх цих людей треба було переселити: за планом, до 2001 року єдиними мешканцями цих місць повинні були залишитися риби. У 1990 році багато переселенців вже обживали свої будинки в Новій Іті. Вулиці містечка вимостили бруківкою зі Старої І ти. Тут збудували церкву і невеликий музей, в який дбайливо перевезли історичні реліквії старого міста. Біля церкви з'явилося кладовище, куди були перенесені поховання зі Старої І ти. Роботи зі зведення гідротехнічної комплексу греблі Іта почалися зі будівництва 560 кілометрів доріг і десяти нових мостів. Це було необхідно для перевезення робітників, будівельних матеріалів та обладнання до місця будівництва.
Коли підготовчі роботи були закінчені, будівельники були готові приступити до зведення греблі, але в цей момент закінчилися виділені з бюджету гроші. Проект довелося призупинити ... на шість років! І тільки в 1996 році держава спільно з приватними компаніями знайшло кошти, необхідні для продовження будівництва.
Звести стіну посеред потужного водного потоку неможливо. Тому спочатку річку пустили в обхід будівельного майданчика. В обраному для греблі місці річка Уругвай утворює величезну петлю, тому логічним рішенням було з'єднати між собою русло річки вище і нижче майбутньої греблі за допомогою п'яти пробитих в скелях дериваційних тунелів. А щоб змусити воду текти в ці тунелі, річку перегородили дамбою-перемичкою. Другу дамбу звели нижче за течією - вона не дозволяла воді повернутися і затопити зону будівництва. Обидві дамби, як і насип основний греблі, були побудовані з відпрацьованою після пробивання дериваційних тунелів кам'яної породи - базальту.
Роботи зі зведення греблі почалися в сухий сезон. Поки одні робочі відсипали дамби, щоб відвести воду з русла в тунелі, інші будували на берегах річки бічні частини греблі. За центральну частину взялися, лише коли були готові обидві дамби і вода пішла. Русло осушили за допомогою насосів, річкове дно очистили від мулу, дійшовши до скельного грунту, який став міцною основою для майбутньої греблі.
Якщо вода не може пробитися через греблю, вона постарається її обійти або відшукати шлях під нею. Тому дуже важлива герметичність між напірної гранню греблі, її підставою - підошвою - і скельним грунтом. Щоб запобігти проникненню води на лінії підстави майбутньої греблі, в скельній породі була пробита траншея, в яку залили цементний розчин. Ця товста бетонна подушка, або цокольна балка, стала елементом так званої протифільтраційному захисту греблі. Для того щоб збільшити міцність балки, в скелях по берегах річки і під майбутній напірної гранню на однаковій відстані одна від одної висвердлили отвори, в які під напором (щоб заповнити можливі тріщини в грунті) закачали спеціальний цементний розчин. Потім в отвори вставили довгі сталеві прути, міцно зв'язавши цокольну балку зі скельним підставою.
В цей час на самій греблі робочі шар за шаром відсипали бутовий камінь, нарощуючи тіло греблі. Шари в 1-2 метра товщиною трамбували важкими віброкатків. Коли цокольна балка була готова, між нею і основний насипом більш тонкими (всього півметра) шарами почали відсипати щебінь. Ця частина греблі
називається перехідною зоною. Її зводять з особливою ретельністю, так як її завдання - рівномірно розподіляти величезну силу води, що давить на досить тонку бетонну поверхню (45 сантиметрів біля основи і всього лише 31 сантиметр нагорі). Кожен з шарів перехідної зони придавлювали бетонними кріпленнями, зводячи таким чином рівну поверхню, призначену під бетонування напірної грані.
Два роки тривало будівництво основної насипу, перехідної зони і цокольній балки. Тільки після цього можна було братися за виливок напірної грані. Вона зводилася вертикальними похилими секціями, кожна 12 метрів шириною, що піднімалися від заснування до самого верху греблі. Спочатку секції були обмежені по периметру дерев'яної опалубкою (тимчасової конструкцією, за допомогою якої бетону надають потрібну форму). У неї робітники встановили каркас з сталевої арматури.
Для того щоб зміцнити життєво важливу проти- фільтраційну захист греблі, бетон спочатку залили в місце стиковки напірної грані з цокольній балкою. Таким чином між ними був створений деформаційний шов, який дозволяє напірної грані із зміною рівня води у водосховищі злегка рухатися.
Після цього приступили до спорудження напірної грані греблі. При заливці кожної секції бетон подавався вниз по довгих жолобах, спускався зверху, з гребеня греблі. Будівельники відливали напірну грань зі спеціальної металевої платформи, яка поступово піднімалася вгору. Вони стежили за тим, щоб бетон рівномірно розподілявся по поверхні секції. З перфорованої труби, яка прямувала за платформою, на поверхню грані постійно лилася вода, завдяки чому бетон застигав поступово і не тріскався.
Ще одна небезпека для будь-якої греблі - перелив води через гребінь. Коли шлях воді перепиняють напірна грань і цокольна балка, їй не залишається нічого іншого, окрім як спробувати подолати перешкоду зверху. Для насипний же греблі це - справжня катастрофа. Щоб їй запобігти, греблі оснащують одним або декількома широкими бетонними жолобами - так званими водоскидами. Через них воду відводять від гребеня греблі нижче за течією річки.
У греблі Іта два водоскиду. Їх вершини розташовані на пару метрів нижче її гребеня, щоб в разі, якщо вода у водосховищі підніметься занадто високо, її можна було швидко скинути. Потік води, що мчить по водоскиду, випускається через вигнуті сталеві ворота - гідротехнічні затвори. Щоб уникнути ерозії грунту в нижній частині водоскидів, жолоби злегка зігнуті догори. Мчить по ним вниз вода в кінці свого шляху фонтаном злітає вгору, після чого, не заподіявши ніякої шкоди, падає в великі резервуари - водобійні колодязі. З них вода спокійно вливається в річку і продовжує свою подорож вниз за течією.
Ну і остання важлива складова комплексу, заради якої, власне, зводили греблю, - це електростанція. Будівля електростанції зазвичай будують якомога нижче рівня водосховища, щоб спрямований на турбіну водний потік досягав максимальної потужності.
На греблі Іта вода починає свій рух до електростанції через два величезних турбінних затвора. На відміну від затворів водоскидів вони працюють подібно решітці воріт середньовічного замку - вгору-вниз. Далі вода потрапляє в один з п'яти тунелів - напірних трубопроводів, кожен 6 метрів в діаметрі. Щоб в трубопроводи не попадав сміття, який може закупорити їх або пошкодити знаходяться внизу турбіни, перед затворами встановлюються захисні пристрої. Залежно від розміру отворів такий пристрій називається або їхсороудержівающіх гратами, або Шандорне загородженням. Через сильний тиск, який утворюється всередині трубопроводів, їх внутрішню поверхню зміцнюють бетоном або сталлю.
Досягнувши електростанції, вода виявляється в спиралевидной сталевій трубі - так званої спіральній камері турбіни. Вона «обертається» навколо лопатевого колеса. Виходячи з спіральної камери, вода тисне на лопаті і обертає турбіну. Вал турбіни з'єднаний з валом іншого колеса, так званого ротора, зовні вкритого магнітами. Ротор обертається усередині величезного нерухомого кільця - статора. Рух магнітів перетворює малий струм в статорі в набагато більш потужний, який потім знімається і готується до подальшої передачі.
Всі частини гідротехнічного комплексу Іта зводилися одночасно. Будівництво ГЕС обходиться неймовірно дорого, тому дуже важливо, щоб такі комплекси були завершені якомога швидше і почали працювати, аби окупити свою вартість. У червні 2000 року, через 13 років після початку проектування, електроенергія, вироблена гідроелектростанцією Іта, прийшла в будинку бразильців.
Девід Маколі. Як це побудовано: від мостів до хмарочосів.
ілюстрована енциклопедія