三峽樞紐工程的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新

張晨輝+柴緒政+梁舟舟

摘要介紹三峽樞紐工程的關(guān)鍵技術(shù)和主要?jiǎng)?chuàng)新之處。關(guān)鍵技術(shù)包括大壩及電站廠房方面、通航建筑物方面等，主要?jiǎng)?chuàng)新之處包括深水截流施工技術(shù)、圍堰技術(shù)、管理創(chuàng)新等。

關(guān)鍵詞三峽樞紐工程；關(guān)鍵技術(shù)；創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：TV61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0063-01

1三峽樞紐工程建設(shè)概述

三峽大壩壩型為混凝土重力壩，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇洪水，校核標(biāo)準(zhǔn)為10000年一遇洪水+10%，三峽大壩坐落在地址活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，最大地震烈度為VI度，三峽工程按照可承受VII度設(shè)計(jì)，對(duì)下游防洪保障能力為百年一遇，三峽自身調(diào)節(jié)，可保江漢平原安全，千年一遇為三峽自身+荊江分洪區(qū)，保證江漢平原地區(qū)安全。廠房壩段和廠房是32臺(tái)70萬(wàn)kW機(jī)組，地下廠房跨度32.6 m。雙線五級(jí)船閘，舉世無(wú)雙，升船機(jī)提升高度113 m，提升重量15000 t，提升船舶容量3000 t。一期工程（1993—1997），二期工程（1997—2003），三期工程（2004—2009）。

2大壩及電站廠房的關(guān)鍵技術(shù)

大壩泄洪消能技術(shù)：大壩泄洪設(shè)施采用深孔和表孔相間布置，在泄洪壩段布置23個(gè)深孔、22個(gè)表孔和22個(gè)導(dǎo)流底孔。表孔及深孔采用沿壩面設(shè)長(zhǎng)隔墻分開(kāi)，鼻坎為平滑挑坎，前后錯(cuò)開(kāi)方案。導(dǎo)流底孔選用有壓長(zhǎng)管。這樣可以有效泄洪和消能。岸坡廠房壩段壩基礎(chǔ)深層抗滑穩(wěn)定：適當(dāng)降低壩基高程，并在壩踵處設(shè)齒槽；加大壩體上游底寬，帷幕及排水相應(yīng)前移，以充分利用壩前水重。

3通航建筑物關(guān)鍵技術(shù)

船閘引航道布置及通航水流條件：采取在引航道口門處設(shè)截沙槽或設(shè)水簾破壞異重流進(jìn)入航道，減少淤積；配備自航式高性能挖泥船挖除航道內(nèi)的淤沙等措施，可保證引航道的通航條件的通航水流條件。船閘輸水系統(tǒng)及水力學(xué)：船閘輸水系統(tǒng)采用長(zhǎng)隧洞等慣性形式，每線船閘兩側(cè)巖體內(nèi)對(duì)稱布置兩條輸水隧洞，取水布設(shè)在首級(jí)閘首上游的引航道內(nèi)，泄水經(jīng)末級(jí)閘室的泄水廊道，下接箱涵橫穿引航道下游隔岸流堤，從堤外坡腳處進(jìn)入長(zhǎng)江。升船機(jī)技術(shù)：升船機(jī)是建在通航河流上為克服水位落差供船舶乘坐的電梯或自動(dòng)扶梯。垂直升船機(jī)通過(guò)船廂垂直升降載著船舶上下克服水位落差，快捷而省力；斜面升船機(jī)則相當(dāng)于大型商場(chǎng)里的自動(dòng)扶梯，可以載著船舶沿著斜面升降克服水位落差，快捷而省力。升船機(jī)的機(jī)型通常都以驅(qū)動(dòng)船廂的升降機(jī)構(gòu)型式來(lái)分類，國(guó)內(nèi)升船機(jī)見(jiàn)到的機(jī)型主要有齒輪齒條爬升式機(jī)型，鋼絲繩卷?yè)P(yáng)提升式機(jī)型和水力浮筒式機(jī)型等三種。三峽升船機(jī)采用齒輪齒條爬升式機(jī)型，以大螺桿螺母作為安全裝置；采用水力浮筒式機(jī)型，以浮筒作為平衡重，在船廂側(cè)載荷發(fā)生變化時(shí)能自動(dòng)調(diào)整浮筒的淹沒(méi)深度達(dá)到新的平衡，來(lái)確保安全。其余各升船機(jī)采用鋼絲繩卷?yè)P(yáng)提升式機(jī)型，并以安全制動(dòng)器或不同型式的機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)作為安全裝置。

4創(chuàng)新之處

4.1 技術(shù)創(chuàng)新

1）深水截流施工技術(shù)。三峽工程大江截流的規(guī)模巨大，綜合指標(biāo)居世界同類工程的前列。在水深、流量大、工期緊的困難條件下，確保大江勝利截流，必須做好截流技術(shù)研究和相應(yīng)的實(shí)施準(zhǔn)備。針對(duì)這些情況，宜昌科研所運(yùn)用幾個(gè)不同比尺及功能的水力學(xué)模型研究大江深水截流有關(guān)的水力學(xué)問(wèn)題，提出大江截流平拋墊底，兩岸戧堤提前進(jìn)占的方案，可以順利實(shí)現(xiàn)截流。即采用平拋墊底方式，精選平拋墊底材料，有砂礫石料（粒徑小于150 mm），石渣料（5 mm—600 mm），塊石料（0.3 m—0.5 m），要嚴(yán)格控制平拋墊底拋投范圍及允許誤差，應(yīng)用平拋墊底水上拋擲。此外還采用截流戧堤投料，對(duì)拋投料分類及規(guī)格限制，對(duì)截流拋投料堆場(chǎng)。最重要的是大江截流戧堤進(jìn)占方法的應(yīng)用。

2）圍堰技術(shù)。三峽工程施工導(dǎo)流采用“三期導(dǎo)流，明渠通航”方案，先后修建了一期土石圍堰和碾壓混凝土縱向圍堰、二期上下游土石圍堰、三期上下游土石圍堰、三期碾壓混凝土圍堰，共五道土石圍堰和兩道碾壓混凝土圍堰，總的規(guī)模和難度均在世界前列。圍堰在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，成功地解決了土石圍堰基礎(chǔ)新淤沙處理、塑性混凝土防滲墻、振孔高噴、常規(guī)高噴、鉆噴一體化和自凝灰漿綜合防滲技術(shù)，以及碾壓混凝土圍堰快速施工和爆破拆除等若干關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

4.2 管理創(chuàng)新

1）體制上將建設(shè)責(zé)任和以后的經(jīng)營(yíng)責(zé)任有機(jī)結(jié)合，三峽集團(tuán)公司作為一個(gè)實(shí)體按現(xiàn)代公司制運(yùn)作，也就是國(guó)家只投入一定量的資本金，工程建設(shè)、融資、今后的電站運(yùn)行、還貸等全部由三峽集團(tuán)公司負(fù)責(zé)。

2）幾任國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人先后擔(dān)任三峽建設(shè)委員會(huì)主任，重大問(wèn)題可以在這一層面得到協(xié)調(diào)解決；而在具體操作層面，幾乎所有工程方面決策均可由三峽集團(tuán)公司做出，國(guó)家派出稽查和質(zhì)量檢查專家組進(jìn)行監(jiān)督。

3）前期勘測(cè)設(shè)計(jì)和技術(shù)準(zhǔn)備工作非常充分，在工程開(kāi)工前，所有重大技術(shù)問(wèn)題都已解決，工程實(shí)施過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)重大反復(fù)。

4）組建了一支業(yè)務(wù)強(qiáng)，有責(zé)任心的業(yè)主隊(duì)伍，與其他參建單位進(jìn)行了有效地合作；積極引導(dǎo)工程向著有利于實(shí)施，有利于業(yè)主的方向發(fā)展。

5）高標(biāo)準(zhǔn)：“零質(zhì)量事故、零安全事故”和“零質(zhì)量缺陷、零安全違章”。

6）組織保障：國(guó)務(wù)院質(zhì)量檢查專家組（每年兩次）；施工單位自檢；監(jiān)理復(fù)檢；業(yè)主抽檢及業(yè)主聘請(qǐng)的專家團(tuán)隊(duì)（國(guó)內(nèi)外知名專家組成）；從而形成了“4+1”的質(zhì)量保證體系。

7）三峽工程頒布實(shí)施了一系列符合自身特點(diǎn)并高于國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。

8）全方位的質(zhì)量控制：原材料駐廠監(jiān)造、設(shè)備監(jiān)造，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制。

9）大力培育三峽工程質(zhì)量文化，提高三峽建設(shè)者的質(zhì)量意識(shí)。

10）業(yè)主對(duì)水泥、鋼筋、粉煤灰、油料、炸藥等五大主要材料實(shí)行統(tǒng)一采購(gòu)。

4.3 三峽工程投資管理

采用了“靜態(tài)控制，動(dòng)態(tài)管理”的投資管理模式；加強(qiáng)設(shè)計(jì)及技術(shù)研究投入，盡可能減少設(shè)計(jì)變更；通過(guò)有效的激勵(lì)機(jī)制，優(yōu)化調(diào)整工期，裝機(jī)提前，蓄水提前，在施工期間比原計(jì)劃増發(fā)電量700多億度；招投標(biāo)制是控制工程造價(jià)的有效方法，同時(shí)為了有效地控制現(xiàn)場(chǎng)引進(jìn)一家多家承包商，分階段發(fā)包，把現(xiàn)場(chǎng)的表現(xiàn)引入下一步的競(jìng)爭(zhēng)之中；建設(shè)資金來(lái)源為：三峽工程建設(shè)基金，國(guó)內(nèi)銀行貸款，葛洲壩電廠發(fā)電收益，2003～2009三峽電廠發(fā)電收益，三峽債券以及國(guó)際融資。

參考文獻(xiàn)

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