Устройство гидроузлов на Прегеле

© Бардун Ю.Д., 2019 Калининградские архивы. 2019. Вып. 16. С. 56—83.

Гидроузелсостоит из подпорной плотины и обходного канала с судоходным шлюзом.

Рис. 2. Схема гидроузла Велау [4].

Подпорные плотины гидроузлов на Прегеле представляют собой водосливные сборно-разборные плотины системы Пуаре. Плотина состоит из сборной эстакады и опирающейся на неё сплошной или с промежутками стенки из вертикальных cпиц (шандоров) прямоугольного сечения. Эстакада опирается на береговые устои и связанный с ними плоский железобетонный флютбет 6 (см. рис. 3), проложенный по дну реки. Береговые устои представляют собой вертикальные стенки из шпунтовых свай Ларсена с бетонными или кирпичными оголовками. Стенки устоев скреплены с берегами реки грунтовыми анкерами[25].

На флютбете смонтирован ряд металлических поворотных козловых ферм-опор 2 со складывающимися секциями монтажного мостика. Опоры установлены на горизонтальных шарнирных осях 5. Когда плотина разобрана, опоры со сложенными секциями монтажного мостика лежат на флютбете под водой, и суда проходят над ними. При сборке плотины опоры поднимаются цепными или тросовыми лебёдками и устанавливаются вертикально. Сборка эстакады и монтажного мостика осуществляется последовательно от береговых устоев к середине плотины. При этом секции мостков раскладываются под углом 90 градусом относительно опор и жёстко скрепляются со следующей поднятой опорой. На секциях монтажного мостика установлены трубчатые опорные балки 4. Таким образом, монтажный мостик с опорной балкой устанавливается по всей длине плотины. Ширина мостика около 1 м. Длина плотин - от 23 м в Норкиттене до 29 м в Велау. Высота опор – около 3,5 м, их количество в плотинах - от 4 до 6.

Сборка плотины производится с монтажного мостика. Спицы 1 устанавливают вплотную друг к другу вручную или с помощью мини-крана на ходовой тележке, движущейся по рельсам на мостике. Нижними концами спицы опирают на специальный порог во флютбете, а верхними – на опорную балку. Для удобства захвата спиц их оголовки имеют веретенообразную форму или специальные проушины из стального прутка [4; 5].

Рис. 3. Поперечный разрез подпорной плотины.

1 – спица, 2 – опора, 3 – монтажный мостик, 4 – опорная балка, 5 – оси вращения опоры, 6 – флютбет, 7 – верхний бьеф, 8 – нижний бьеф.

Рис. 4. Общий вид подпорной плотины системы Пуаре со стороны верхнего бьефа.

На береговых устоях установлены кирпичные столбы с сигнальными фонарями, а на левом по течению реки устое - рыбовод лестничного типа [5].

Шлюзына Прегеле и Алле относятся к классу низконапорных. Напор[26]шлюзов составляет, м:

№1, Велау – 1,8;

№2, Таплакен - 1,6;

№3, Войнотен - 1,3;

№4, Норкиттен - 1,3;

№5, Швегерау - 1,8;

№6, Гайтцунен – 2,1;

№1, Пиннау/Велау - около 1,8;

№2, Гросс Вонсдорф – около 2,2 [3; 6].

Шлюзы всех гидроузлов, как и шлюзы Мазурского канала, имеют стандартные по длине и ширине полезные размеры камер[27] (45,0 х 7,5) м. Стенки камер шлюзов с №№ 1 – 4 и 6 выполнены из шпунтовых свай Ларсена и укреплены грунтовыми анкерами. У шлюза № 5 Швегерау стены камеры откосные железобетонные. Его камера оборудована деревянными швартовыми площадками, установленными на направляющих эстакадах. Такое отличие можно объяснить тем, что шлюз №5 был возведён первым, затем стали строить шлюзы с вертикальными стенками камер, как более экономичные в строительстве, удобные в работе и требующие меньшего расхода воды на шлюзование. Камеры шлюзов Пиннау и Гросс Вонсдорф на Алле железобетонные. Оригинальной конструкцией камеры отличается и шлюз Гросс Вонсдорф. С целью снижения расхода бетона и стоимости строительства, одна из стен камеры выполнена комбинированной – с вертикальной и откосной частями. Дно камер всех шлюзов проницаемо и выложено бутовым камнем по слою обратного фильтра[28][5].

Наполнение камер водой и их опустошение осуществляется самотёком через затворы[29] в шлюзовых воротах или парные водопроводные галереи с затворами в головах шлюза. Для снижения расхода воды из-за относительно небольшого стока воды Алле и ускорения шлюзования шлюз Пиннау оборудован шестью сберегательными бассейнами[30].

Головы[31] шлюзов железобетонные. Ворота шлюза - двухстворчатые арочные. Они состоят из двух вертикальных створок, шарнирно закреплённых на стенах судоходных пролётов[32]. Створки ворот представляют собой массивные стальные рамы, облицованные листовой сталью. В закрытом состоянии ворот они упираются друг в друга и образуют собой 3-шарнирную арку, сдерживающую напор воды. При открытии ворот створки поворачиваются вокруг вертикальной оси и убираются в специальные ниши (шкафы) в головах шлюза [7]. Исключение составляет шлюз Гросс Вонсдорф, у него верхние ворота сегментные.Они поворачиваются вокруг горизонтальной оси и при открывании перемещаются по дуге вверх [6].

Шлюз № 6 Гайтцунен оборудован дополнительными нижними воротами со встречной аркой для защиты основных нижних ворот. В случае экстремальных паводковых подъёмов воды в Прегеле они запираются.

Приводы ворот всех шлюзов ручные.

Большинство шлюзов были оборудованы раскрывающимися или подъёмными автодорожными стальными мостами, встроенными в нижние головы. Через шлюз Таплакен переброшен железобетонный неразводной мост. На шлюзе Норкиттен автодорожный мост не был предусмотрен.

Строительство

В 1920 г. по распоряжению Прусского министерством общественных работ в Инстербурге создано управление по строительству на Прегеле (Preusische Bauamt für den Pregelausbau in Insterburg), на которое возложили руководство строительством и управление инвестициями. Технический надзор за производством работ был поручен Управлению водных путей в Кёнигсберге [2].

Строительство гидроузлов на Алле и Прегеле началось в 1921 г. Однако велось оно с длительными задержками, связанными со сложной экономической ситуацией в Германии, вызвавшей перебои в финансировании, поставках строительных материалов и оборудования. Вследствие этого, строительство гидроузлов на Прегеле непредвиденно растянулось в общей сложности на 15 лет. Уже в 1922 г. финансирование работ было резко сокращено из-за тяжелейшего экономического кризиса и гиперинфляции, разразившихся в Германии. Работы возобновились только в 1924 г., когда стране удалось добиться определенной экономической стабильности. Но с 1929 г. они вновь были приостановлены в связи с начавшимся мировым экономическим кризисом, который привёл к резкому падению производства, банкротству многих предприятий и неудержимому росту безработицы. Тем не менее, работы на Прегеле продолжалось, и именно в эти годы удалось завершить строительство гидроузлов Норкиттен и Войнотен. После окончания мирового экономического кризиса в 1933 г. к власти в Германии пришли национал-социалисты, которые провозгласили программу активизации экономики Восточной Пруссии, борьбы с безработицей и создания рабочих мест. В 1934 г. работы на Прегеле, как и на Мазурском канале, были возобновлены, и в 1936 г., наконец, был сдан в эксплуатацию последний ГУ №1 Велау.

Таким образом, строительство гидроузлов на Прегеле было разделено на два этапа, как хронологически, так и по характеру выполняемых работ.

Первый этап (1921 - 1926 гг.)

В 1921-1924 гг. построены оба гидроузла на Алле – Пиннау/Велау и Гросс Вонсдорф. В это же время было спрямлено русло Прегеля на наиболее извилистом и сложном для судоходства участке Велау– Швегерау.

В 1921 г. началось строительство гидроузла №6 в Инстербурге - подпорной плотины на Ангерапп, речного порта, обходного канала (Инстербургский) и судоходного шлюза в Гайтцунене, а также ГУ №5 в Швегерау.

Инстербургский канал длиной 3,6 км соединил гавань порта с Прегелем через шлюз Гайтцунен. Канал проложен в пойме Прегеля и на большей его длине обвалован дамбами. Поскольку русло канала и гавань порта находятся выше Прегеля, то для их наполнения используется вода подпорного бьефа плотины на Ангерапп, который сообщается с гаванью и каналом подземным водоводом длиной 300 м. Параметры Инстербургского канала соответствуют стандартам канала Мазурского: ширина по зеркалу воды составляет 23 м, по дну - 13 м, наибольшая глубина - 2 м. Портовая гавань длиной 300 м и шириной 32 м оборудована двумя причалами и включает в себя также зимнюю гавань в плане треугольной формы, характерной для Мазурского канала. Она служила для стоянки транзитных и вспомогательных судов в период зимнего перерыва в навигации, а также для разворота судов. В порту были построены башня диспетчерского пункта, склады, погрузочно- разгрузочные площадки, служебные и административные помещения, подведены железнодорожные ветки – с нормальной колеёй (1435 мм) и узкоколейная (750мм). Проект этого функционального и одновременно стильного речного порта, а также его инфраструктуры разработан и осуществлён с участием известного инженера гидротехнических сооружений Хайнриха Вестфаля (Heinrich Westphal) [8].

Через Инстербургский канал возведены стальные мосты на фермах Пратта длиной 30 м - совмещённый авто-, железнодорожный в 0,7 км от порта и автодорожный - в 1,7 км.

Открытие гидроузла № 6 и речного порта в Инстербурге состоялось в сентябре 1926 г. [2; 9].

Рис. 5. Речной порт Инстербург. Ок. 1934 г. [8].

Рис.6. Шлюз Гайтцунен, нижняя голова и автодорожный мост. Ок 1927 г.

Рис.7. Шлюз Швегерау. Нижняя голова и автодорожный мост. Ок. 1928 г.