天津市引滦工程黎河管理处 河北 064200
摘要：作为世界上最大的水利枢纽工程，三峡工程是治理和开发长江的关键性骨干工程。三峡工程超大型的建设规模，对长江流域乃至全国的建筑业、材料工业、电气机械制造业以及电力、信息产业都有直接的影响。因此，有关三峡水利工程勘测设计技术创新与应用的探讨就成为一个关键的具有重要意义的课题。
关键词：三峡工程；技术；应用
一、前言
中国长江三峡工程开发总公司是三峡水利枢纽工程的项目法人，全面负责三峡水利枢纽工程的筹资、工程建设、生产运行管理，并承担长江上游水电资源的滚动开发任务。总公司在三峡工程建设中，采用项目法人负责制、工程建设监理制、招标承包制，运用市场经济方式进行管理，取得了一个又一个阶段性成果。三峡工程的勘测设计总成单位为长江水利委员会（以下简称“长江委”），长江委从50年代起就进行了三峡工程的规划、设计工作。尽管工程技术复杂，涉及的专业技术多，设计难度超过了国内外已建水利工程的水平，在枢纽总布置、坝工技术、电站厂房、通航建筑物设计、导截流技术、混凝土施工技术机电设计等方面面临一系列极具挑战性的重大技术难题。但是长江委依然不畏艰难，在工程设计中创新运用了最新的科技成果、最新的工程技术，极大丰富了水利水电设计和建设技术的理论和实践。
二、大坝工程高水头、大泄量的泄洪及消能布置
三峡工程的校核洪水泄流量为102500m3/s，其泄量之大在世界水利工程上尚无先例。为适应三峡工程高水头、泄洪流量大的特点，尽量减少两岸山坡的开挖工程量，以节省工程投资，经过研究论证，泄洪坝段采用导流底孔与泄洪表孔、深孔三层孔口上下重叠布置形式。深孔、导流底孔的设计水头大于85m，孔中流速达35m/s，孔数多，运行条件极其复杂；在同一个坝段内布置有深孔、表孔和导流底孔三层孔口，坝体挖空率接近50％，结构较单薄，在国内尚无先例。针对大坝水头高、泄洪及导流流量大、排沙量大、三层泄洪孔运行条件复杂及上游水位变幅大等特点，在泄洪孔口的体型选择和水力学设计中采取了坝前设置拦沙槽、设置通气孔和跌坎掺气，有压段局部设置钢衬，孔口过流面浇筑高标号混凝土，提高横缝灌浆高程、局部横缝止水后移，利用横缝间水压力减小泄洪深孔有压段孔口应力等一系列措施，成功解决了高速水流下孔口抗空化及防泥沙磨损、下游水力学衔接、消能防冲和结构受力等关键技术问题，促使我国高水头泄洪水力学技术跃上一个新的台阶，具有巨大的经济效益和社会效益。
三、电站厂房巨型机组蜗壳埋入方式新技术
三峡电站蜗壳进口直径12.4m，HD值1773m2，HD2值22000m2，其中直径及控制结构变形的HD2值为同期世界最大，而蜗壳外围混凝土相对较薄。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过研究，首次在700MW级水力发电机组提出并成功应用“直埋＋垫层”的蜗壳组合埋设方式，解决了巨型机组蜗壳直埋方式外围混凝土开裂对结构刚度的影响和下机架基础变形过大等技术难题；首次在700MW级水力发电机组蜗壳中采用垫层埋设方式，研究解决了巨型机组蜗壳垫层敷设范围、刚度、厚度及材料性能等问题及技术标准；针对三峡电站机组蜗壳内水压力变幅大、水温随季节变化温差大的特殊性，首次提出并成功应用了蜗壳不设垫层采用充水保温保压浇筑外围混凝土的新技术。三峡巨型机组蜗壳不同埋入方式在电站的成功实施以及完整设计技术体系与相关技术标准的形成，不仅保证了水电站引水发电建筑物及机组安全稳定运行，而且为巨型机组相关行业规范制定技术标准奠定了基础，提高了我国水电行业的竞争力。
四、施工设计
1、大江截流关键技术
三峡大江截流的设计流量为14000~19400m3/s，最大水深达60m，龙口最大平均流速为3.33~4.16m/s，超过国内外水利枢纽工程实际最大截流流量和水深，且截流期间不允许断航。大江截流的重要性及其技术复杂性，使其设计及施工关键技术问题成为三峡工程建设中的重大技术问题之一。针对大江截流设计及施工技术问题进行了大量分析研究及试验工作，提出了确保大江截流成功的关键技术措施：①修建巨型导流明渠，为满足长江航运要求和降低截流难度奠定基础；②研究深水截流堤头坍塌机理，采取平抛垫底措施，缓解深水截流难度；③科学验证，优化设计，力争提前实现截流合龙；④部署技术保障和服务，支持大江截流顺利进展。
2、二期上游深水土石围堰筑堰技术
二期上游深水土石围堰最大堰高82.5m，堰体填料中的80%需水下施工，且最大水深达60m，是当今世界上最大的深水围堰。防渗墙最大高度74m，围堰基础地质条件复杂。施工时先填筑两侧的石渣堆石体，背水侧兼作截流戗堤及排水棱体，再填筑中部风化砂并修筑防渗墙，水下抛填风化砂采取振冲加密措施，减小堰体及防渗墙变形。引进国外液压抓斗、液压铣槽机等先进设备，采用“两钻一抓（铣）”“两钻三抓（铣）”“铣、抓、钻、爆、砸”防渗墙成槽工艺，适应三峡二期围堰地层复杂和工期紧迫的特点，上游围堰最高月成墙面积达6440m2。围堰防渗墙创造性地采用风化砂、花岗岩石屑与水泥、膨润土组成的柔（塑）性墙体材料，施工及运行实践证明防渗墙结构安全可靠，防渗效果显著。
3、三期导流明渠双戗截流技术
三期导流明渠截流设计流量9010~10300m3/s，截流水深20~23m，截流落差3.26~4.06m，龙口合龙总能量指标达410.2MW，为当今世界截流工程之冠。且明渠底部岩面平整光滑，对抛投块体稳定不利。采用上下游戗堤龙口段同时进占，分担落差；在上游戗堤龙口设置拦石坎，抛投特大块石串和埋铁块混凝土四面体等措施，提高截流块体稳定性。
4、大坝高强度快速施工技术
三峡工程大坝混凝土快速施工方案作为三峡工程关键技术问题之一，被列为国家“七五”攻关项目，并在三峡各设计阶段进行了研究和多方案比较，提出了门塔机为主和塔带机为主的两大类方案。在通过现场生产性试验的基础上，最终确定采用以塔带机为主，辅以缆机和高架门机方案。根据塔带机的工作特性和大坝结构特点，对6台塔带机作了合理布置。
为了最大限度地发挥塔带机的工作效率，设计提出采用计量皮带机直接由拌和楼供料至塔带机的混凝土供料线布置，以及为保证质量，方便施工，提出了简化大坝混凝土标号分区及调整混凝土级配的有关措施和要求。为了做好混凝土温控防裂设计，又提出了严格的温控标准和温控措施，包括高温季节出机口采用7℃混凝土、合理控制层厚及间歇期、表面保温、在3m浇筑层中间埋设冷却水管等综合措施。为满足高强度施工，成功设计了当今世界最大人工砂石料和混凝土生产系统对出机口7℃混凝土生产，改变传统的水冷骨料方式，研究出占地小、投资低、运行可靠的二次风冷骨料新工艺、新技术。由于采用了上述混凝土施工新技术，保证二期工程如期顺利地完成了各项目标，工程效益十分显著。
五、结束语
三峡工程经历了40年的反复论证和16年的工程建设阶段，针对三峡工程中众多技术难题，通过科学研究和技术创新，成功解决了一系列关键技术难题。新科技成果和工程技术在三峡工程的成功运用，不仅为我国带来了巨大的经济、社会效益，同时极大地推动了我国水利水电技术水平的发展，更为我国水利水电技术和有关科技的发展作出了有益的贡献。
参考文献：
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[4]郑守仁，钮新强.三峡工程建筑物设计关键技术问题研究与实践[J].中国工程科学.2011（07）
论文作者:杨葳,胡新华,王玮
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/9/28
标签：工程论文; 混凝土论文; 围堰论文; 防渗墙论文; 技术论文; 机组论文; 长江论文; 《基层建设》2016年13期论文;