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)和主要創(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,主要創(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:TV61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號: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相對穩(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,對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70萬kW機(jī)組,地下廠房跨度32.6 m。雙線五級船閘,舉世無雙,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個深孔、22個表孔和22個導(dǎo)流底孔。表孔及深孔采用沿壩面設(shè)長隔墻分開,鼻坎為平滑挑坎,前后錯開方案。導(dǎo)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(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)采用長隧洞等慣性形式,每線船閘兩側(cè)巖體內(nèi)對稱布置兩條輸水隧洞,取水布設(shè)在首級閘首上游的引航道內(nèi),泄水經(jīng)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(jìn)入長江。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扶梯。垂直升船機(jī)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(jī)則相當(dāng)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(jī)的機(jī)型通常都以驅(qū)動船廂的升降機(jī)構(gòu)型式來分類,國內(nèi)升船機(jī)見到的機(jī)型主要有齒輪齒條爬升式機(jī)型,鋼絲繩卷揚(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)生變化時能自動調(diào)整浮筒的淹沒深度達(dá)到新的平衡,來確保安全。其余各升船機(jī)采用鋼絲繩卷揚(yáng)提升式機(jī)型,并以安全制動器或不同型式的機(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)的實施準(zhǔn)備。針對這些情況,宜昌科研所運(yùn)用幾個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,對拋投料分類及規(guī)格限制,對截流拋投料堆場。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)計和施工過程中,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)營責(zé)任有機(jī)結(jié)合,三峽集團(tuán)公司作為一個實體按現(xiàn)代公司制運(yùn)作,也就是國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)幾任國家領(lǐng)導(dǎo)人先后擔(dān)任三峽建設(shè)委員會主任,重大問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)前期勘測設(shè)計和技術(shù)準(zhǔn)備工作非常充分,在工程開工前,所有重大技術(shù)問題都已解決,工程實施過程中沒有出現(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)主聘請的專家團(tuán)隊(國內(nèi)外知名專家組成);從而形成了“4+1”的質(zhì)量保證體系。
7)三峽工程頒布實施了一系列符合自身特點并高于國內(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。
10)業(yè)主對水泥、鋼筋、粉煤灰、油料、炸藥等五大主要材料實行統(tǒng)一采購。
4.3 三峽工程投資管理
采用了“靜態(tài)控制,動態(tài)管理”的投資管理模式;加強(qiáng)設(shè)計及技術(shù)研究投入,盡可能減少設(shè)計變更;通過有效的激勵機(jī)制,優(yōu)化調(diào)整工期,裝機(jī)提前,蓄水提前,在施工期間比原計劃増發(fā)電量700多億度;招投標(biāo)制是控制工程造價的有效方法,同時為了有效地控制現(xiàn)場引進(jìn)一家多家承包商,分階段發(fā)包,把現(xiàn)場的表現(xiàn)引入下一步的競爭之中;建設(shè)資金來源為:三峽工程建設(shè)基金,國內(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,三峽債券以及國際融資。
參考文獻(xiàn)
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