三峽樞紐工程的關鍵技術和創新

張晨輝+柴緒政+梁舟舟

摘要介紹三峽樞紐工程的關鍵技術和主要創新之處。關鍵技術包括大壩及電站廠房方面、通航建筑物方面等，主要創新之處包括深水截流施工技術、圍堰技術、管理創新等。

關鍵詞三峽樞紐工程；關鍵技術；創新

中圖分類號：TV61 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）11-0063-01

1三峽樞紐工程建設概述

三峽大壩壩型為混凝土重力壩，設計標準為1000年一遇洪水，校核標準為10000年一遇洪水+10%，三峽大壩坐落在地址活動相對穩定的區域，最大地震烈度為VI度，三峽工程按照可承受VII度設計，對下游防洪保障能力為百年一遇，三峽自身調節，可保江漢平原安全，千年一遇為三峽自身+荊江分洪區，保證江漢平原地區安全。廠房壩段和廠房是32臺70萬kW機組，地下廠房跨度32.6 m。雙線五級船閘，舉世無雙，升船機提升高度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鍵技術

大壩泄洪消能技術：大壩泄洪設施采用深孔和表孔相間布置，在泄洪壩段布置23個深孔、22個表孔和22個導流底孔。表孔及深孔采用沿壩面設長隔墻分開，鼻坎為平滑挑坎，前后錯開方案。導流底孔選用有壓長管。這樣可以有效泄洪和消能。岸坡廠房壩段壩基礎深層抗滑穩定：適當降低壩基高程，并在壩踵處設齒槽；加大壩體上游底寬，帷幕及排水相應前移，以充分利用壩前水重。

3通航建筑物關鍵技術

船閘引航道布置及通航水流條件：采取在引航道口門處設截沙槽或設水簾破壞異重流進入航道，減少淤積；配備自航式高性能挖泥船挖除航道內的淤沙等措施，可保證引航道的通航條件的通航水流條件。船閘輸水系統及水力學：船閘輸水系統采用長隧洞等慣性形式，每線船閘兩側巖體內對稱布置兩條輸水隧洞，取水布設在首級閘首上游的引航道內，泄水經末級閘室的泄水廊道，下接箱涵橫穿引航道下游隔岸流堤，從堤外坡腳處進入長江。升船機技術：升船機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扶梯。垂直升船機通過船廂垂直升降載著船舶上下克服水位落差，快捷而省力；斜面升船機則相當于大型商場里的自動扶梯，可以載著船舶沿著斜面升降克服水位落差，快捷而省力。升船機的機型通常都以驅動船廂的升降機構型式來分類，國內升船機見到的機型主要有齒輪齒條爬升式機型，鋼絲繩卷揚提升式機型和水力浮筒式機型等三種。三峽升船機采用齒輪齒條爬升式機型，以大螺桿螺母作為安全裝置；采用水力浮筒式機型，以浮筒作為平衡重，在船廂側載荷發生變化時能自動調整浮筒的淹沒深度達到新的平衡，來確保安全。其余各升船機采用鋼絲繩卷揚提升式機型，并以安全制動器或不同型式的機械鎖定機構作為安全裝置。

4創新之處

4.1 技術創新

1）深水截流施工技術。三峽工程大江截流的規模巨大，綜合指標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，必須做好截流技術研究和相應的實施準備。針對這些情況，宜昌科研所運用幾個不同比尺及功能的水力學模型研究大江深水截流有關的水力學問題，提出大江截流平拋墊底，兩岸戧堤提前進占的方案，可以順利實現截流。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），要嚴格控制平拋墊底拋投范圍及允許誤差，應用平拋墊底水上拋擲。此外還采用截流戧堤投料，對拋投料分類及規格限制，對截流拋投料堆場。最重要的是大江截流戧堤進占方法的應用。

2）圍堰技術。三峽工程施工導流采用“三期導流，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，總的規模和難度均在世界前列。圍堰在設計和施工過程中，成功地解決了土石圍堰基礎新淤沙處理、塑性混凝土防滲墻、振孔高噴、常規高噴、鉆噴一體化和自凝灰漿綜合防滲技術，以及碾壓混凝土圍堰快速施工和爆破拆除等若干關鍵技術問題。

4.2 管理創新

1）體制上將建設責任和以后的經營責任有機結合，三峽集團公司作為一個實體按現代公司制運作，也就是國家只投入一定量的資本金，工程建設、融資、今后的電站運行、還貸等全部由三峽集團公司負責。

2）幾任國家領導人先后擔任三峽建設委員會主任，重大問題可以在這一層面得到協調解決；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公司做出，國家派出稽查和質量檢查專家組進行監督。

3）前期勘測設計和技術準備工作非常充分，在工程開工前，所有重大技術問題都已解決，工程實施過程中沒有出現重大反復。

4）組建了一支業務強，有責任心的業主隊伍，與其他參建單位進行了有效地合作；積極引導工程向著有利于實施，有利于業主的方向發展。

5）高標準：“零質量事故、零安全事故”和“零質量缺陷、零安全違章”。

6）組織保障：國務院質量檢查專家組（每年兩次）；施工單位自檢；監理復檢；業主抽檢及業主聘請的專家團隊（國內外知名專家組成）；從而形成了“4+1”的質量保證體系。

7）三峽工程頒布實施了一系列符合自身特點并高于國內行業標準的質量標準體系。

8）全方位的質量控制：原材料駐廠監造、設備監造，現場質量控制。

9）大力培育三峽工程質量文化，提高三峽建設者的質量意識。

10）業主對水泥、鋼筋、粉煤灰、油料、炸藥等五大主要材料實行統一采購。

4.3 三峽工程投資管理

采用了“靜態控制，動態管理”的投資管理模式；加強設計及技術研究投入，盡可能減少設計變更；通過有效的激勵機制，優化調整工期，裝機提前，蓄水提前，在施工期間比原計劃増發電量700多億度；招投標制是控制工程造價的有效方法，同時為了有效地控制現場引進一家多家承包商，分階段發包，把現場的表現引入下一步的競爭之中；建設資金來源為：三峽工程建設基金，國內銀行貸款，葛洲壩電廠發電收益，2003～2009三峽電廠發電收益，三峽債券以及國際融資。

參考文獻

[1]陳宗舜.大壩.河流[M].化學工業出版社.

[2]長江水利委員會編著.長江—治理開發保護60年[M].長江出版社.

[3]陸佑楣，曹廣晶，等.長江三峽工程[M].中國水利水電出版社.

[4]劉乃義，劉力中.三峽工程大江截流技術研究.

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