W islandzkim regionie Kárahnjúkar, położonym w pobliżu największego lodowca Europy - Vatnajkull, powstało jedno z największych na świecie przedsięwzięć hydrologicznych. Na pustynnym i górzystym terenie zbudowano jedną z największych elektrowni wodnych z najwyższą w Europie tamą ziemną.
Fot. z archiwum Landsvirkjun Power
Płaskowyż, gdzie podjęto budowę, przecinają głębokie kaniony dwóch największych, wypływających z lodowca, rzek Islandii. Zadanie polegało na budowie pięciu tam, przegradzających obie rzeki, tworząc trzy sztuczne zbiorniki. Najważniejsza część elektrowni - główna siłownia jest umieszczona wewnątrz góry Vaifjofssader, pozostałe budynki, w których mieszczą się sterownie, są zlokalizowane na zewnątrz.
Projekt Karahnjukar powstał w 2003 r., kiedy amerykański koncern ALCOA Inc. podpisał z rządem Islandii umowę w sprawie budowy huty aluminium. Huta wymaga ogromnych ilości energii elektrycznej. Zadaniem elektrowni jest dostarczanie energii zakładom aluminium w Reydarfjoerdur, które produkować mają 250 - 350 tys. ton surowca rocznie. Koszt inwestycji sięgnął 1,3 mld USD, co stanowi trzecią część rocznego budżetu Islandii. Wykonawcami obu inwestycji zostały koncerny zagraniczne: Bechtel z USA – odpowiedzialny za budowę huty aluminium, firma Impregilo z Włoch - za budowę tamy i elektrowni.
Jakkolwiek projekt islandzki to jeden z najbardziej zaawansowanych pod względem inżynierskim projektów na świecie, a na jego realizację wydano krocie, to inwestorowi huty aluminium opłaca się tak ogromne i kosztowne przedsięwzięcie ze względu na efekt końcowy w postaci prawie darmowej energii.
Na potrzeby elektrowni zbudowano pięć tam, z których najwyższa ma wysokość 198 m i długość ponad 700 m. Pozostałe tamy mają wysokość 25-60 m. Powierzchnia głównego rezerwuaru wody wynosi 57 km2 (dla porównania można powiedzieć, że jest to powierzchnia Manhattanu) a jego pojemność - 2100 mln m3. Woda tam gromadzona pochodzi z lodowca i jest spiętrzana systemem zapór. Lustro wody znajduje się na wysokości od 550 do 625 m n.p.m. W przekroju jezioro przypomina elipsę o długości 27 km. W projekcie założono, że woda ze zbiornika popłynie tunelami o przekroju 7 m, a na jego końcu spadnie ponad 400-metrową sztolnią na sześć turbin w sercu elektrowni, których zadaniem jest generowanie energii elektrycznej. Umieszczona wewnątrz góry elektrownia ma długość 115 m, szerokość – 14 m i wysokość – 34 m. Sześć turbin jest o mocy 690 MW jest odpowiedzialne za produkcję 4600 GWh energii w ciągu roku. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu przepływu wody w tunelu o wydajności 144 m3/s. Na potrzeby przesyłu prądu z siłowni do huty w Reydarfjordur zaprojektowano dwie kilkudziesięciokilometrowe linie 400 kV.
W ramach inwestycji wykonano tunele hydrotechniczne i komunikacyjne o łącznej długości ponad 70 km. Woda kierowana jest z zalewu do potężnej elektrowni wodnej. Budowa na płaskowyżu była realizowana w bardzo trudnych warunkach, gdzie ekipie budowniczych cały czas przeszkadzały lawiny i powodzie oraz szereg nieprzewidzianych i niebezpiecznych, nie tylko dla realizacji przedsięwzięcia, ale i dla życia ekipy wydarzeń. Wykonanie największego na świecie projektu hydroenergetycznego przysparzała mnóstwo nieprzewidzianych problemów, których głównym sprawcą był najczęściej bardzo trudny klimat. W czasie budowy konieczne było zastosowanie systemu rur, mającego funkcję odwodnieniową i wyprowadzającego wodę poza plac budowy. Tunele budowano przy wykorzystaniu ogromnych maszyn tunelowych TBM tak wielkich, że do ich transportu na budowę niezbędne było przebudowanie drogi dojazdowej. Samo montowanie maszyny i ułożenie dla niej torowiska zajęło dwa miesiące czasu. Przed podjęciem właściwych prac tunelowych najpierw wykonane zostało wejście do tunelu przy użyciu materiałów wybuchowych. W kwietniu ubiegłego roku włoska firma Impregilo, odpowiedzialna za budowę tuneli, zakończyła działania po czterech latach wyczerpującej i prowadzonej w bardzo trudnych warunkach (klimatycznych i geologicznych) pracy. Zakończono wówczas drążenie ostatniego odcinka tunelu o długości 8,5 km, co w sumie dało ponad 48 km tuneli wykonanych przez maszyny TBM. Do tego celu wykorzystano trzy nowe maszyny firmy Robbins o średnicy 7,2 – 7,6 m. Prace były prowadzone w systemie trzyzmianowym przez całą dobę, sześć dni w tygodniu, a dzienne osiągi maszyny wyniosły 25 m. Wielokrotnie działania musiały być wstrzymywane z uwagi na nieprzewidziane ograniczenia, jednak zanotowano też rekordową długość wykonaną w ciągu jednego dnia, wynoszącą 155 m oraz 429 m w ciągu sześciodniowego tygodnia pracy – obie te wielkości ustanowiono na ostatnim drążonym odcinku i były one rekordowe dla maszyny o tak wielkiej średnicy. W ciągu miesiąca najlepszym wynikiem było wydrążenie odcinka o długości 1194 m.
Łącznie włoski wykonawca zbudował blisko 61 km tuneli, z czego 48,046 km zostało wykonane maszynami TBM, a 12,618 km przy połączeniu drążenia TBM-em i zastosowania ładunków wybuchowych. Tunele są zlokalizowane względem powierzchni na głębokości 100-200 m i co najmniej 55 m poniżej kilku małych rzek. Jednym z najbardziej uciążliwych problemów było dla wykonawcy stałe gromadzenie się wody. Z tego powodu konieczne było systematyczne sondowanie i pilnowanie poziomów przepływu wód gruntowych. To właśnie trudne warunki geologiczne niejednokrotnie powodowały, że metodę tunelowania maszyną TBM wykonawca musiał wspomagać stosowaniem materiałów wybuchowych.
Jeszcze trudniejsze warunki pracy niż wewnątrz tunelu panowały na zewnątrz, gdzie w zimie temperatura nie była wyższa niż -25ºC, a ponadto funkcjonowanie utrudniały krótkie dni, długie noce, oślepiające światło słoneczne, odbijające się od śniegu i prędkość wiatru dochodząca do 176 km/godz. Do pracy włoski wykonawca nie miał możliwości zebrać pracowników na miejscu, dlatego rekrutowano ich łącznie z 42 krajów, a to powodowało też znaczne problemy w komunikowaniu się na placu budowy. Na potrzeby realizowanego w Islandii projektu powstało specjalne miasteczko, gdzie w sumie pracowało i mieszkało ponad 4000 osób (dla porównania warto wspomnieć, że w miasteczku Reydarfjoerdur wybranym do budowy huty aluminium mieszka jedynie 700 osób). Było to jedno z najtrudniejszych zadań inżynierskich kiedykolwiek realizowanych przez tego włoskiego wykonawcę, ale też jedno z największych wyzwań w tego rodzaju projektach w skali globalnej.
Projekt Karahnjukar powstał w 2003 r., kiedy amerykański koncern ALCOA Inc. podpisał z rządem Islandii umowę w sprawie budowy huty aluminium. Huta wymaga ogromnych ilości energii elektrycznej. Zadaniem elektrowni jest dostarczanie energii zakładom aluminium w Reydarfjoerdur, które produkować mają 250 - 350 tys. ton surowca rocznie. Koszt inwestycji sięgnął 1,3 mld USD, co stanowi trzecią część rocznego budżetu Islandii. Wykonawcami obu inwestycji zostały koncerny zagraniczne: Bechtel z USA – odpowiedzialny za budowę huty aluminium, firma Impregilo z Włoch - za budowę tamy i elektrowni.
Jakkolwiek projekt islandzki to jeden z najbardziej zaawansowanych pod względem inżynierskim projektów na świecie, a na jego realizację wydano krocie, to inwestorowi huty aluminium opłaca się tak ogromne i kosztowne przedsięwzięcie ze względu na efekt końcowy w postaci prawie darmowej energii.
Na potrzeby elektrowni zbudowano pięć tam, z których najwyższa ma wysokość 198 m i długość ponad 700 m. Pozostałe tamy mają wysokość 25-60 m. Powierzchnia głównego rezerwuaru wody wynosi 57 km2 (dla porównania można powiedzieć, że jest to powierzchnia Manhattanu) a jego pojemność - 2100 mln m3. Woda tam gromadzona pochodzi z lodowca i jest spiętrzana systemem zapór. Lustro wody znajduje się na wysokości od 550 do 625 m n.p.m. W przekroju jezioro przypomina elipsę o długości 27 km. W projekcie założono, że woda ze zbiornika popłynie tunelami o przekroju 7 m, a na jego końcu spadnie ponad 400-metrową sztolnią na sześć turbin w sercu elektrowni, których zadaniem jest generowanie energii elektrycznej. Umieszczona wewnątrz góry elektrownia ma długość 115 m, szerokość – 14 m i wysokość – 34 m. Sześć turbin jest o mocy 690 MW jest odpowiedzialne za produkcję 4600 GWh energii w ciągu roku. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu przepływu wody w tunelu o wydajności 144 m3/s. Na potrzeby przesyłu prądu z siłowni do huty w Reydarfjordur zaprojektowano dwie kilkudziesięciokilometrowe linie 400 kV.
W ramach inwestycji wykonano tunele hydrotechniczne i komunikacyjne o łącznej długości ponad 70 km. Woda kierowana jest z zalewu do potężnej elektrowni wodnej. Budowa na płaskowyżu była realizowana w bardzo trudnych warunkach, gdzie ekipie budowniczych cały czas przeszkadzały lawiny i powodzie oraz szereg nieprzewidzianych i niebezpiecznych, nie tylko dla realizacji przedsięwzięcia, ale i dla życia ekipy wydarzeń. Wykonanie największego na świecie projektu hydroenergetycznego przysparzała mnóstwo nieprzewidzianych problemów, których głównym sprawcą był najczęściej bardzo trudny klimat. W czasie budowy konieczne było zastosowanie systemu rur, mającego funkcję odwodnieniową i wyprowadzającego wodę poza plac budowy. Tunele budowano przy wykorzystaniu ogromnych maszyn tunelowych TBM tak wielkich, że do ich transportu na budowę niezbędne było przebudowanie drogi dojazdowej. Samo montowanie maszyny i ułożenie dla niej torowiska zajęło dwa miesiące czasu. Przed podjęciem właściwych prac tunelowych najpierw wykonane zostało wejście do tunelu przy użyciu materiałów wybuchowych. W kwietniu ubiegłego roku włoska firma Impregilo, odpowiedzialna za budowę tuneli, zakończyła działania po czterech latach wyczerpującej i prowadzonej w bardzo trudnych warunkach (klimatycznych i geologicznych) pracy. Zakończono wówczas drążenie ostatniego odcinka tunelu o długości 8,5 km, co w sumie dało ponad 48 km tuneli wykonanych przez maszyny TBM. Do tego celu wykorzystano trzy nowe maszyny firmy Robbins o średnicy 7,2 – 7,6 m. Prace były prowadzone w systemie trzyzmianowym przez całą dobę, sześć dni w tygodniu, a dzienne osiągi maszyny wyniosły 25 m. Wielokrotnie działania musiały być wstrzymywane z uwagi na nieprzewidziane ograniczenia, jednak zanotowano też rekordową długość wykonaną w ciągu jednego dnia, wynoszącą 155 m oraz 429 m w ciągu sześciodniowego tygodnia pracy – obie te wielkości ustanowiono na ostatnim drążonym odcinku i były one rekordowe dla maszyny o tak wielkiej średnicy. W ciągu miesiąca najlepszym wynikiem było wydrążenie odcinka o długości 1194 m.
Łącznie włoski wykonawca zbudował blisko 61 km tuneli, z czego 48,046 km zostało wykonane maszynami TBM, a 12,618 km przy połączeniu drążenia TBM-em i zastosowania ładunków wybuchowych. Tunele są zlokalizowane względem powierzchni na głębokości 100-200 m i co najmniej 55 m poniżej kilku małych rzek. Jednym z najbardziej uciążliwych problemów było dla wykonawcy stałe gromadzenie się wody. Z tego powodu konieczne było systematyczne sondowanie i pilnowanie poziomów przepływu wód gruntowych. To właśnie trudne warunki geologiczne niejednokrotnie powodowały, że metodę tunelowania maszyną TBM wykonawca musiał wspomagać stosowaniem materiałów wybuchowych.
Jeszcze trudniejsze warunki pracy niż wewnątrz tunelu panowały na zewnątrz, gdzie w zimie temperatura nie była wyższa niż -25ºC, a ponadto funkcjonowanie utrudniały krótkie dni, długie noce, oślepiające światło słoneczne, odbijające się od śniegu i prędkość wiatru dochodząca do 176 km/godz. Do pracy włoski wykonawca nie miał możliwości zebrać pracowników na miejscu, dlatego rekrutowano ich łącznie z 42 krajów, a to powodowało też znaczne problemy w komunikowaniu się na placu budowy. Na potrzeby realizowanego w Islandii projektu powstało specjalne miasteczko, gdzie w sumie pracowało i mieszkało ponad 4000 osób (dla porównania warto wspomnieć, że w miasteczku Reydarfjoerdur wybranym do budowy huty aluminium mieszka jedynie 700 osób). Było to jedno z najtrudniejszych zadań inżynierskich kiedykolwiek realizowanych przez tego włoskiego wykonawcę, ale też jedno z największych wyzwań w tego rodzaju projektach w skali globalnej.
Konferencje Inżynieria
WIEDZA. BIZNES. ATRAKCJE
Sprawdź najbliższe wydarzenia
Powiązane
Aby dodać komentarz musisz być zalogowany. Przejdź do formularza logowania/rejestracji.
