畢業(yè)實習報告 41號 林俊.docx

2009級水利水電工程畢業(yè)實習報告 林俊 200930201410作者姓名林 俊學號200930201410學科專業(yè)水利水電工程指導教師唐欣薇 譚茶生實習科目水工建筑物目錄1 實習目的12 實習時間13 實習地點14 實習內容14.1三峽水利樞紐24.1.1 三峽工程概況24.1.2 三峽工程可行性研究和論證回顧34.1.2.1 三峽工程世紀大論證回顧34.1.2.1 三峽工程可行性研究64.1.3 三峽工程的樞紐布置84.1.4三峽工程的施工導流方案104.1.4.1 導流明渠的施工組織104.1.5 三峽工程的主體工程施工124.1.5.1 土石方工程施工124.1.5.2 土石方工程的施工可行性研究124.1.5.3 明渠導流施工開挖124.1.6 三峽工程建設中攻克的主要技術難題134.1.6.1 永久船閘高邊坡開挖的穩(wěn)定和變形控制134.1.6.2 高強度、大規(guī)模的混凝土澆筑144.2葛洲壩水利樞紐164.2.1 葛洲壩水利樞紐概況164.2.2 葛洲壩水利樞紐的布置164.2.3 葛洲壩水利樞紐的重大意義185 實習感悟191 實習目的1、通過對三峽工程展覽館、三峽水利樞紐、葛洲壩水利樞紐等的參觀和現(xiàn)場人員的講解以及專家的講座，增強對水利水電工程的感性認識，促進我們在大學四年所學的理論知識與實踐的結合，增加工程概念，對我們水利水電工程專業(yè)有比較全面深入的了解和切身感受，提高自身分析和解決實際問題的能力，為今后的工作和繼續(xù)深造打下堅實的基礎。2、熟悉水利樞紐的組成與總體布置，各種水工建筑物的作用，水電站的典型布置形式、組成及運行管理。3、了解水利工程規(guī)劃、設計、施工和運行管理的基本步驟，加深對工程施工技術、施工組織和施工管理知識的理解。2 實習時間2012.12.3-2012.12.83 實習地點三峽水利樞紐、葛洲壩水利樞紐4 實習內容本次實習地點為有“水電城”之稱的湖北宜昌，主要分為兩部分內容，一是通過實地參觀學習，二是通過專家講課學習。本次參觀的地點有三峽工程紀念館，紀念館中的視頻教學與各種三峽工程模型讓我們對三峽水利樞紐有了一個大致的了解，之后參觀的三峽水利樞紐和葛洲壩水利樞紐則讓我們領略了兩個偉大水利工程的風采，同時也讓我們水工專業(yè)的學生四年所學的理論知識與實踐進行了一次很好的結合。兩位參加過三峽論證與建設的老水工專家李老師和稽老師毫不保留地對我們進行三峽工程相關歷史和技術知識的講解令我們更進一步了解三峽水利樞紐工程的方方面面，讓我們更加全面地了解三峽水利樞紐工程，為今后的工程奠定了基礎。4.1 三峽水利樞紐4.1.1 三峽工程概況長江三峽水利樞紐工程，簡稱三峽工程，是中國長江中上游段建設的大型水利工程項目。分布在中國重慶市到湖北省宜昌市的長江干流上，大壩位于三峽西陵峽內的宜昌市夷陵區(qū)三斗坪，并和其下游不遠的葛洲壩水電站形成梯級調度電站。它是世界上規(guī)模最大的水電站，也是中國有史以來建設的最大型的工程項目，而由它所引發(fā)的移民、環(huán)境等諸多問題，使它從開始籌建的那一刻起，便始終與巨大的爭議相伴4.1.2 三峽工程可行性研究和論證回顧 在兩位專家關于三峽水利樞紐工程的方方面面的講解中，三峽工程的可行性研究及可行性論證工作給我留下了十分深刻的印象，毫不夸張地說，這是一次世紀大論證。1918年，孫中山先生在建國方略一文中提出了建立三峽工程的原始設想：“當以水閘堰其水，使舟得溯流以行，而又可資其水力?！毙轮袊闪⒁詠恚L江水利委員會等單位對三峽工程的測量、地質、水文、規(guī)劃、試驗、論證、設計、施工、移民、防護等在技術方面進行了幾十年的辛勤研究和論證工作。4.1.2.1 三峽工程世紀大論證回顧 1950年2月長江水利委員會(簡稱“長江委”)在武漢正式成立，立即開始研究荊江防洪問題，并于編制了長江水利建設五年計劃大綱草案; 1951年12月長江委又提出荊江分洪工程技術設計草案和治江計劃簡要報告；1953年長江委起草了關于治江計劃基本方案的報告，在治江遠景計劃中列入了興建三峽水庫的問題；1954年4月長江委長江上游局組織三峽查勘，對葛洲壩、南津關、平善壩、南沱、黃陵廟、三斗坪、茅坪、太平溪和兵書寶劍峽等壩址作比較，認為三斗坪、茅坪等在內的黃陵廟壩區(qū)最為有利，編制了關于長江三峽水庫情況的簡要說明；1957年根據(jù)三斗坪、南津關兩個壩區(qū)的資料比較，認為三斗坪筑壩條件較為有利。因此，研究重點移向寬河谷的三斗坪壩址；1958年3月23日，在黨中央成都會議大組會上，周恩來作了關于三峽水利樞紐和長江流域規(guī)劃的報告，并進行了討論。25日，會議通過了中共中央關于三峽水利樞紐和長江流域規(guī)劃的意見；1959年3月，長江委提出三峽水利樞紐初步設計要點報告；1960年3月，長辦完成了三峽初步設計階段各項主要工作，對壩軸線選擇、水工建筑物布置、水電站廠房布置、設備選擇以及施工方案等重大問題，均分別編寫了專題報告，并對施工準備工作作了研究；1961年2月，科委三峽組在北京香山召開了擴大會議。會議認為，從1958年以來，三峽科研工作取得了很大進展和成就，有360個單位參與，提出的報告累計1376篇。為三峽初步設計提供了有力的科學依據(jù)；1966年4月，長江委編制了三峽水利樞紐設計簡要報告；1969年10月，湖北省省長張體學根據(jù)一些同志的意見，提出先修建葛洲壩工程的建議；1970年10月，武漢軍區(qū)和湖北省革命委員會向黨中央、國務院寫了關于興建宜昌長江葛洲壩水利樞紐工程的請示報告，主張邊設計邊施工，1970年12月葛洲壩工程開工；1972年11月，周恩來第三次聽取葛洲壩工程的匯報。由于設計和施工都存在很多問題，決定主體工程暫停施工，修改設計；1973年開始，有關單位共同開展了葛洲壩工程建設的大量科研試驗工作；1974年10月，葛洲壩主體工程停工22個月之后，正式復工；1976年3月，三峽水利樞紐初步設計要點補充研究報告(壩址補充研究)編制完成；1977年9月，長江委提交了三峽水利樞紐防護方案研究報告；1978年6月長江委編寫了關于三峽水庫移民問題的報告，8月完成長江三峽水利樞紐壩址選擇補充設計階段報告；1979年11月28日，水利部向國務院和國家領導人報送關于三峽水利樞紐的建議，建議將三峽作為我國四個現(xiàn)代化建設中的一項重大戰(zhàn)略性工程，爭取在90年代建成。1980年8月長江委編制了一套資料長江三峽水利樞紐論證報告；1981年2月2月，長江委編制了三峽(三斗坪)樞紐分期開發(fā)初期蓄水位128m方案(壩頂高程145m)簡述；1982年2月長江委向黨中央、國務院和湖北省報送了關于興建三峽水利樞紐的補充報告建議大壩，電站一次修建至最終規(guī)模，水庫蓄水位采取分期抬高的方式運行；1983年2月，國家科委在北京召開會議，擬定了一份關于三峽低壩方案需要重點論證的幾個問題，報告中提出了七大技術經濟問題；1984年2月17日，國務院財經領導小組召開會議，討論了水電部提出的建議立即著手興建三峽工程的報告，會議決定三峽工程采用正常蓄水位150m，壩頂高程175m的方案，并決定立即開始施工準備，爭取1986年正式開工，長江委等單位提出南方水庫泥沙淤積調查和研究、長江三峽水利樞紐施工通航研究報告和三峽水利樞紐施工通航補充研究報告；1986年6月6月，水電部成立三峽工程論證領導小組。6月2324日領導小組召開第一次會議，決定論證工作分為10個專題進行，其中4個專題各設兩個專家組、共設立了14個專家組，已聘請論證領導小組特邀顧問、專家組的顧問和專家400余人；1989年1月，長江委重新編制了正常蓄水位175m的長江三峽水利樞紐可行性研究報告。1990年7月614日，國務院召開三峽工程論證匯報會，出席會議的有中共中央政治局、中顧委、全國人大、全國政協(xié)、國務院各部委、各民主黨派等有關方面負責人175人。中共中央總書記江澤民會見了出席會議的全體同志。會議聽取了三峽工程論證領導小組副組長兼技術總負責人潘家錚代表論證領導小組所作的關于三峽工程論證情況的匯報，76位專家、教授、學者和各方面人士在大會上發(fā)言或提交了書面意見。會議充分肯定了參加三峽工程論證的各方面專家的工作成果，并決定將在此論證基礎上重新編制的長江三峽工程可行性研究報告正式提請國務院三峽工程審查委員會審查；1991年10月1012日在京舉行長江三峽水利樞紐工程環(huán)境影響評價大綱審查會；1992年1月17日國務院召開第95次常務會議。討論國務院三峽工程審查委員會對長江三峽工程可行性研究報告的審查意見，會議原則同意國務院關于審查意見的匯報，建議對建設三峽工程的有關問題作進一步研究后，將興建長江三峽工程的議案，提交七屆人大五次會議審議，4月3日，七屆人大五次會議2633名代表對關于興建長江三峽工程的決議進行表決。以1767票贊成，177票反對，664票棄權，25人未按表決器的結果通過。會議批準將興建長江三峽工程列入國民經濟和社會發(fā)展十年規(guī)劃，由國務院根據(jù)國民經濟發(fā)展的實際情況和國家財力、物力的可能，選擇適當時機組織實施。其中在長達兩年八個月的論證過程中，專家論證工作最為重要。開始由組織者印發(fā)了包括各種不同意見的7本材料，專家組分工負責，反復調查、研究、討論，最后提出專題論證報告。三峽工程的可行性研究及論證工作的時間長、參與論證專家多、論證涉及要求全面，體現(xiàn)了國家對這一偉大工程的認真負責和一絲不茍。三峽工程的設計和論證是一次國家領導，地方領導、國家各部門、各專業(yè)專家、技術人員和工人約上萬人空前大合作的范例，它的成果和體現(xiàn)出來的精神將為后世銘記，也值得我們廣大水利工作者學習。4.1.2.1 三峽工程可行性研究1959年所編制的長江流域綜合利用規(guī)劃要點報告和1988年完成的修訂補充報告，都論證并肯定了三峽工程在治理開發(fā)長江中的重要地位和作用，并推薦作為近期開發(fā)的重點工程，其主要任務是解決長江中下游、特別是荊江河段的防洪；向華中、華東和川東地區(qū)供電；同時還可以顯著改善川江的通航條件。防洪作用：長江中下游地區(qū)，有耕地9000余萬畝，人口7500萬，是我國重要商品糧棉油基地，又是工商業(yè)較發(fā)達的地區(qū)。由于地面高程普遍低于洪水位數(shù)米至十數(shù)米，歷史上洪災頻繁而嚴重。建國以來，進行了大規(guī)模的防洪建設，完成了加高加固堤防土石方30余億m3，興建了荊江分洪等分洪工程，安排了一批分蓄洪區(qū)，修建了丹江口等有防洪作用的支流水庫，目前正繼續(xù)實施1980年制定的以防御1954年類似洪水為目標的平原防洪方案。上述方案完成后，干流堤防能防御10-20年一遇洪水，其中荊江河段只能防約10年一遇洪水。超過這一標準時，需運用分蓄洪工程，犧牲局部，以保重點。但分蓄洪損失很大，如遇類似1954年洪水，需分蓄洪約500億m3，淹沒農田約1000萬畝。特別是荊江河段，采取分蓄洪措施后，也只能勉強通過技城洪峰流量7500080000m3/s。自1153年以來，宜昌洪峰流量大于80000m3s的有8次，其中1860和1870年洪水，宜昌洪峰流量分別約為92500和105000m3s，枝城洪峰流量均在110000m3s左右。若這一類特大洪水再現(xiàn)，必將在荊江南岸或北岸潰堤，造成大面積農田和城市被沖毀、大量人口死亡的毀滅性災害。經反復論證，除興建三峽工程外，尚無其它切實可行的對策。三峽工程地理位置優(yōu)越，可控制荊江河段洪水來量95%，武漢以上洪水來量的三分之二左右。三峽工程建成后，有防洪庫容2215億m3，可使荊江河段的防洪標準從10年一遇提高到100年一遇；遇1000年一遇和1870年類似的洪水，配合分蓄洪工程，可避免荊江兩岸發(fā)生毀滅性災害；遇1931、1935、1954年型洪水，可攔洪120200億m3，減少中下游淹沒農田250300萬畝；并可減輕武漢市的洪水威脅，為洞庭湖區(qū)的根本治理創(chuàng)造條件。發(fā)電效益：三峽水電站裝機容量1768萬kw，年發(fā)電量840億kwh，主要供應華東、華中地區(qū)，小部分送川東，每年可替代煤炭約40005000萬t。是供華中、華東地區(qū)的一個最優(yōu)電源點。它將為華東、華中地區(qū)供應可靠、廉價、清潔和可再生的能源，并對緩和兩地區(qū)的能源供應緊張、煤炭運輸巨大壓力和減少環(huán)境污染起到重大的作用。華東、華中地區(qū)工農業(yè)發(fā)達，但能源不足制約著經濟的發(fā)展。兩地區(qū)煤炭資源分別只占全國的36%和32%，目前即需從北方調入煤炭，進一步發(fā)展火電受到煤炭生產和運輸?shù)闹萍s。華東地區(qū)水能資源開發(fā)殆盡，華中地區(qū)剩余的水能資源70%集中在三峽河段。據(jù)兩地區(qū)電力發(fā)展規(guī)劃，從1986年起15年內兩地區(qū)需新增電力8000萬kw，30年內需新增17億kw，按興建三峽電站并盡可能建設核電，預測2000年兩地區(qū)從區(qū)外調入的煤炭仍分別達8500萬t和4475萬t，2015年分別達到17億t和115億t。若不建三峽，煤炭運輸將更為困難。航運方面：據(jù)有關方面預測，川江下水運量2030年為5000萬t。目前川江通過能力僅約1000萬t。主要原因是川江航道坡陡流急，在重慶至宜昌660km航道上，落差120m，共有主要礙航灘險139處，單行控制段46處。三峽工程修建后，航運條件明顯改善，萬噸級船隊可直達重慶，運輸成本可降低3537%。不修建三峽工程，雖可采取航道整治輔以出川鐵路分流，滿足5000萬t出川運量的要求，但工程量很大，且無法改善川江坡陡流急的現(xiàn)狀，萬噸級船隊不能直達重慶，運輸成本也難大幅度降低。從以上資料可以得出以下結論：三峽工程有巨大的防洪、發(fā)電、航運效益，從治理開發(fā)長江和國民經濟發(fā)展的全局考慮，興建三峽工程是必要的。稽老師在對我們講到三峽的發(fā)電效益時都是喜笑顏開的，他說三峽水利樞紐的發(fā)電量的范圍就如上圖所示，覆蓋范圍可達1000公里，三峽水電站發(fā)的電主要是送往華北北京天津，華東上海，還有廣東，輻射多個省會城市，此時我不禁感嘆三峽水利樞紐工程的偉大，更加佩服廣大投入三峽水利樞紐工程的水利工作者。4.1.3 三峽工程的樞紐布置三峽工程建筑物由大壩、水電站廠房和通航建筑物三大部分組成。大壩為混凝土重力壩，大壩壩頂總長3035m，壩高185m，設計正常蓄水水位枯水期為145m（豐水期為175m），總庫容393億m3，其中防洪庫容221.5億m3，死庫容為171.5億m3。泄洪建筑物包括深孔孔數(shù)23個，孔口尺寸為寬7m，高9m，進口底高程為90m，表孔孔數(shù)為22個，孔口尺寸為寬8m,高17m,堰頂高程為158m。水電站型式為壩后式，水電站的最大水頭為113米，最小水頭為71米，額定水頭為80.6米，進水口尺寸為寬11.3m、高19.5m，底部高程為108m。左岸設14臺，右岸12臺，共26臺水輪發(fā)電機組。水輪機為混流式，單機容量均為70萬千瓦，總裝機容量為1820萬千瓦，年平均發(fā)電量1000億度（5倍于葛洲壩，10 倍于大亞灣核電，約占全國年發(fā)電總量的3%，水力發(fā)電的20%）。后又在右岸大壩“白石尖”山體內建設地下電站，設6臺70萬千瓦的水輪發(fā)電機。通航建筑物包括永久船閘和垂直升船機，均布置在左岸。永久船閘為雙線五級連續(xù)船閘，位于左岸臨江最高峰壇子嶺的左側，單級閘室尺寸280m34m-5m（長寬-坎上水深），設計船隊規(guī)模12000噸，年單向通過能力5000萬噸。升船機為單線一級垂直提升式，承船箱有效尺寸為120m、18m、3.5m，一次可通過一艘3000噸級客貨輪，單向年通過能力350萬噸。工程施工期間，另設單線一級臨時船閘，閘室有效尺寸240m24m4m。以上是三峽水利樞紐布置的一些基本數(shù)據(jù)，李老師還帶了一張船閘的圖紙過來，現(xiàn)場給我們進行講解，他提到，船通過這個雙線五級連續(xù)船閘大概要三到四個小時，而這個船閘門大有學問，三峽永久閘門是人字門，工程要求兩扇門緊閉后，僅靠不銹鋼墊塊的凹凸面精密吻合來承受上萬噸水的壓力，而且要不泄不漏，對工藝、精度的要求十分高。為此，每扇門的焊縫總長度達到1.15萬米，而誤差卻只能有幾個毫米，而門軸支座采用弧形球面的巧妙設計，并上黃油減少摩擦和動力損耗，可以說是廣大三峽水利工作者的共同努力創(chuàng)造發(fā)明的。此外，李老師還提到了關于船閘的另一個比較重要的問題：船閘護壁穩(wěn)定與高邊坡處理問題。正如我們現(xiàn)場所看到的，永久船閘兩岸開挖成了直立墻，永久船閘直立墻上由于各種地質結構面和開挖臨空面組合，形成大小不等的不穩(wěn)定塊體，根據(jù)永久船閘巖體的結構和特性決定了局部塊體失穩(wěn)的主要形式是以沿結構面滑動，少數(shù)塊體在地下水等外力作用下存在傾覆破壞的可能，直立墻的失穩(wěn)以級結構面組成的隨機塊體為主。由于直立墻的開挖形態(tài)，出現(xiàn)不穩(wěn)定塊體的數(shù)量和規(guī)模均較兩岸斜邊坡顯著增多，且多數(shù)塊體出現(xiàn)在直立墻頂部，組成塊體的裂隙面以平直稍粗型為主，多為無充填或硬性物質充填。4.1.4 三峽工程的施工導流方案4.1.4.1 導流明渠的施工組織三斗坪壩址河谷寬闊，江中有中堡島將長江分為主河床和后河，適用于分期導流方案，長江為我國水運交通的動脈，施工期通航問題至關重要，分期導流方案必須結合施工期方案和樞紐布置方案，并一研究。最終確定導流為三期兩段導流。具體實施方案如下：第一期圍右岸，一期導流時間為1993年10月至1997年11月，計3.5年，在中堡島的左側即后河，修筑一期土石圍堰，形成一期基坑，并修建茅坪溪小改道工程，將茅坪溪水引出一期基坑，子啊一期土石圍堰保護下挖除中堡島，擴寬后河，修建明渠導流，混凝土縱向圍堰，并預制三期混凝土碾壓混凝土圍堰的基礎部分混凝土，水還從主河床通過，一期土石圍堰形成以后。一期土石圍堰成以后的梳窄河床約為30%汛期長江寬約1000米當流量不大于長江的45000m/s時，河床流速為3 m/s，因此船只只能在主河道內航行，一期圍堰全長為2502.36米，最大堰高為37米，堰體及堰基采用塑性混凝土防滲墻，上接土工防滲膜，防滲形式，局部地質不良條件的地基可采用防滲墻及帷幕灌漿或是高壓旋柱樁的形式等措施。二期圍左岸，二期導流時間為1997年11月至2002年11月，共計是5年。二期上下游土石圍堰軸線長為1440米，和999米，最大壩高為75.5米，57米，基本斷面為石渣堤加風沙復式斷面，防滲體為1-2拍塑性混凝土防滲墻連接，土工合成材料基巖防滲采用帷幕灌漿，二期圍堰是在60米水深的中拋填建成 工程量大、基礎條件復雜、工期緊迫、施工難度極大，是三峽工程中的最重要的臨時建筑物之一。第三期再圍右岸，三期導流時間為2002至2009年，共計6.5年，總進度安排在2002年的汛期之末拆除二期圍堰，在在導流明渠中開始第三次截流，建造上下游土石圍堰，在其保護下，修建混凝土碾壓混凝土圍堰，并形成三期基坑，在三期基坑內修建右岸電廠房壩段，和右岸電廠房，三期截流和三期混凝土碾壓式三峽工程中的又一關鍵性技術性問題，在導流明渠在截流時，江水從泄水壩段內高程為56米得22孔導流 底孔中宣泄，龍口口 最大速度為6.13m/s技術難度與葛洲壩難度相當，碾壓混凝土圍堰要求在截流以后120天的時間內，從高程的50米澆筑到140m月最大澆筑強度達到39.8萬立方米每月，最大日上升高度為1.18米，且很快擋水，確保在90米水頭下安全運行，設計和施工難度為世所罕見，三期截流到水庫蓄水之前船只從臨時船閘航行，當流量超過，1200米每秒時上下游水位差超過六米是臨時船閘不能使用，長江斷航，經測算發(fā)生五月下半月至六月上半月，共計33天，斷航時間設置轉運碼頭，水陸聯(lián)用解決客貨航運問題，三期碾壓混凝土聞言建成以后，關閉底孔和泄水深孔，水庫蓄水至135m，第一批機組開始發(fā)電，永久船閘開始通航，水庫蓄水之后，三期碾壓混凝土圍堰與左岸大壩共同擋水，長江洪水有導流底孔及泄洪深孔宣泄，繼續(xù)在右岸基坑內建造大壩和電廠廠房，左岸建筑物上部結構同時施工，至工程全部建完。4.1.5 三峽工程的主體工程施工4.1.5.1 土石方工程施工三峽主體工程土石方開挖量達到10400萬立方米，計70%以上需要爆破法開挖的巖石，其中水上開挖的9950萬立方米，水下為300萬立方米地下開挖為150萬立方米土石方填筑量為4150立方米此外，還包括，104米的毛坪溪瀝青防護的土石壩，這是目前我國最高的瀝青混凝土心墻防護壩，用于工程邊坡加固預應力錨索為6000萬噸每米，錨桿為160萬米，排水孔為22萬立方米，排水洞為30萬立方米，各種形式的防滲墻為22萬立方米，帷幕灌漿為29萬延米，固結灌漿為29萬延米?？傮w工程量的特點是：1、工程量大，強度高。2、技術要求高，難度大。 3、開挖高差大，范圍廣。 4、施工的階段性與不不均衡性。4.1.5.2 土石方工程的施工可行性研究1、采用鑿裂法:優(yōu)點在于工藝簡單，施工較安全、有效工作時間增多。2、深孔梯段鉆爆技術。深孔鉆爆技術是三峽工程中土石開挖最主要的爆破技術，深孔爆破孔徑大于75mm，孔深超過5m，深孔爆破適用于料場和基坑的大規(guī)模、高強度開挖，適合于三峽水利樞紐如此大型的工程，所以在土石方工程的施工上是可行的。4.1.5.3 明渠導流施工開挖主要的施工階段：導流明渠開挖1993年5月開始到1997年月底具備過船的能力要求，工程歷時50個月，比原合同前天了5個月，主要分為以下幾個階段施工， 第一個階段為 1993年5月-1993年9月主要進行的是82米高程以下的巖坡開挖和用鏟揚泥船進行的水下淤泥開挖，路上開挖主要用于一期土石圍堰填筑施工場地的回填，開挖量為41萬立方米，水下開挖的淤泥棄于長江中，開挖量為198萬立方米，第二階段為1993年10月-1994年6月，開挖高程為82米-70米 的岸坡，開挖料主要用于一期土石圍堰的填筑，開挖量為268萬立方米，同時用泥漿泵開挖泥沙，用于管道排到長江中，開挖量為63萬立方米，第三階段為1994年7月-1997年4月份基坑抽水后，進行堰內大面積的開挖，首先開挖混凝土縱向圍堰，及右岸碾壓混凝土圍堰的基礎部位，同時在1995年11月-1996年4月的枯水期利用於灘作為臨時的擋水埂，進行一期土石圍堰外和堰壓部位的水下巖石開挖，堰內的開挖量為1749萬立方米，開挖量一部分用于茅坪溪壩的填筑，一部分棄于關門洞渣場。第四階段，從1997年5月-9月上旬，進行導流明渠下部得開挖，開挖工程量為157萬立方米。4.1.6 三峽工程建設中攻克的主要技術難題三峽工程自1992年年底開始施工以來，工程施工中遇到的主要技術難題有3個項目：一是永久船閘高邊坡的開挖和錨固，二是二期深水圍堰，三是高強度、大規(guī)模的混凝土澆筑。在國務院三峽工程建設委員會的領導下，三峽工程的項目法人中國長江三峽工程開發(fā)總公司組織工程技術界的專家圍繞這三大難題展開攻關。經過一萬多三峽建設者的精心施工，這三大施工技術難題已經解決，現(xiàn)將一些攻克的主要技術難題敘述如下。4.1.6.1 永久船閘高邊坡開挖的穩(wěn)定和變形控制船閘高邊坡通過采用船閘南北兩側的邊坡在閘頂以上按照巖體不同的風化程度，開挖成不同坡比斜坡，閘頂以下按照結構的輪廓，基本按垂直進行開挖；對閘頂以上的邊坡，設置掛網(wǎng)噴混凝土表面防滲及排水，在山體內部，布置多層排水洞及相應的排水孔幕；對邊坡巖體，布置系統(tǒng)錨索和隨機錨索或錨桿；對開挖施工，明確規(guī)定左線與右線、洞挖與明挖、開挖與錨固支護相互間先后的順序和以現(xiàn)場爆破試驗確定開挖爆破工藝，對地質缺陷的處理、開挖允許誤差提出嚴格要求，并設置安全監(jiān)測的儀器和設備，從施工期開始，對邊坡的變形和地下滲流進行監(jiān)測等一系列技術措施，較好地解決了高邊坡的穩(wěn)定和變形控制問題。4.1.6.2 高強度、大規(guī)模的混凝土澆筑根據(jù)三峽工程建設方案，三峽工程大壩混凝土施工主要有以下特點：1、工程量巨大。三峽工程混凝土總量為2800萬m3，是長江葛洲壩工程的2.5倍，為世界上已建最大的巴西伊泰普工程的2倍。2、高峰強度高，高峰期持續(xù)時間長。首先，樞紐工程年澆筑高峰強度特高，最高達548萬m3，最大月強度55.35萬m3，強度在40萬m3左右的月份將持續(xù)910個月。3、施工干擾大。4、施工技術要求高、難度大。長江洪水峰高、量大、水深；施工期通航要求高。第二階段工程施工期間，導流明渠要通航，使左、右岸分割不能支援，這些都給施工安排帶來困難。為此，三峽總公司采用了系列最新技術，集成創(chuàng)新。（一）新型混凝土原材料與配合比：為充分利用工程自身開挖的花崗巖基巖，三峽工程在中國率先將花崗巖破碎后用作混凝土人工骨料，首次利用性能優(yōu)良的一級粉煤灰作為混凝土摻合料，投入數(shù)百萬元人民幣研究混凝土配合比，包括進一步改進高性能的外加劑，使混凝土綜合性能達到最優(yōu)水平。采用縮小水膠比增加粉煤灰摻量的技術路線，從而更有效提高混凝土的耐久性；采用有補償收縮性能的525#中熱大壩水泥，以減少混凝土收縮變形，減少混凝土產生裂縫的風險。經多家權威研究機構試驗，優(yōu)選出的大體積混凝土配合比單位用水量僅為九十公斤每立方米左右，達到世界先進水平。（二）新型混凝土澆筑方案：經在國內外多次調研、深入論證，三峽大壩混凝土澆筑引進了國外最先進的大壩澆筑設備塔帶機，確立了以塔帶機為主的澆筑方案，即混凝土從拌和樓出樓后，直接由皮帶機供料線運輸，再經塔帶機入倉，形成了混凝土輸送澆筑不間斷施工“一條龍”系統(tǒng)。選定了以塔帶機為主，輔以高架門、塔機和纜機的綜合施工方案。配置五大混凝土拌和系統(tǒng)，設計拌和能力為2500m3/h,為實現(xiàn)砂石料的優(yōu)質特高強度生產和供應，采用了國際先進的成套生產加工設備，充分利用基坑開挖料等有效措施。這種工廠化的生產方式，相比間斷式的汽車運輸起重機吊罐入倉的傳統(tǒng)澆筑方案，是一場大壩澆筑的工藝革命。這大大加快了工作的效率，2000年創(chuàng)造了混凝土澆筑強度年548萬m3，月55.35萬m3，日2.2萬m3的世界最高紀錄，1999年2001年連續(xù)三年混凝土澆筑總量高達1409萬m3。（三）創(chuàng)新施工工藝：克服了骨粉分離的難點，成功地用塔帶機澆筑四級配混凝土；對多層水平鋼筋網(wǎng)、廊道、模板周圍等塔帶機澆筑困難部位，總結出一套成熟工法；總結出塔帶機及混凝土皮帶機的安裝、運行、維護操作管理辦法，培養(yǎng)了一批高素質運行管理技術人員，滿足了連續(xù)高強度混凝土澆筑的需要；與中國國內專業(yè)廠合作，塔帶機主要零件已實現(xiàn)了國產化，保障了供應，降低了成本。（四）創(chuàng)新性的混凝土溫控防裂技術：三峽工程首創(chuàng)了混凝土骨料二次風冷技術，盛夏時將攪拌樓生產出的混凝土全部預冷至七攝氏度，對每個部位的混凝土都實行精細化溫控管理，7低溫混凝土生產線的工藝流程為：利用地面二次篩分所設骨料調節(jié)倉作冷卻倉，進行第一次風冷粗骨料；利用拌和樓料倉進行第二次風冷粗骨料；加片冰或低溫水拌和混凝土。二次風冷骨料技術的創(chuàng)新點是地面骨料風冷替代常規(guī)的水冷骨料工藝，與高效冷風機及其相應的送配風裝置組成冷風閉式循環(huán)系統(tǒng)用以連續(xù)冷卻骨料。這較好控制了混凝土最高溫度；采用保溫性能良好的聚苯乙烯板進行大壩表面的永久保溫；在管理上總結出“天氣、溫度控制、間歇期”三項預警制度，保證了混凝土溫控各個環(huán)節(jié)的高質量。4.2 葛洲壩水利樞紐4.2.1 葛洲壩水利樞紐概況葛洲壩水利樞紐位于中國湖北省宜昌市境內的長江三峽末端河段上，距上游的三峽水電站38公里。它是長江上第一座大型水電站，也是世界上最大的低水頭大流量、徑流式水電站。1971年5月開工興建，1972年12月停工，1974年10月復工，1988年12月全部竣工。壩型為閘壩，最大壩高47米，總庫容15.8億立方米?？傃b機容量271.5萬千瓦，其中二江水電站安裝2臺17萬千瓦和5臺12.5萬千瓦機組；大江水電站安裝14臺12.5萬千瓦機組。年均發(fā)電量140億千瓦時。首臺17萬千瓦機組于1981年7月30日投入運行。4.2.2 葛洲壩水利樞紐的布置葛洲壩水利樞紐工程由船閘、 電站廠房、泄水閘、沖沙閘及擋水建筑物組成。船閘為單級船閘，一、二號兩座船閘閘室有效長度為280米，凈寬34米，一次可通過載重為1.2萬至1.6萬 噸的船隊。船閘、河床式廠房、泄水閘、沖沙閘、左岸土石壩和右岸混凝土重力壩。大壩全長2606.5m，兩側布置三江、大江兩線航道，航道與泄水閘之間分別布置二 江及大江電廠。二江電站廠房裝有7臺低水頭轉漿式水輪發(fā)電機組，共96.5萬kW。大江廠房裝機14臺，單機容量12.5萬kW，共175萬kW。每次過閘時間約50至57分鐘，其中充水或泄水約8至12分鐘。三號船閘閘室的有效長度為120米，凈寬為18米，可通過3000噸以下的客貨輪。每次過閘時間約40分鐘，其中充水或泄水約5至8分鐘。上、下閘首工作門均采用人字門，其中一、二號船閘下閘首人字門每扇寬9.7米、高34米、厚 27米，質量約600噸。為解決過船與壩頂過車的矛盾，在二號和三號船閘橋墩段建有鐵路、公路、活動提升橋，大江船閘下閘首建有公路橋。兩座電站共裝有21臺水輪發(fā)電機組，其中：大江電站裝機14臺、單機容量12.5萬千瓦，二江電站裝機7臺（17萬千瓦2臺、12.5萬千瓦5臺），總裝機容量271.5萬千瓦，每年可發(fā)電157億千瓦時。電能用分別用500千伏和200千伏外輸。 二江泄洪閘是葛洲壩工程的主要泄洪排沙建筑物，共有27孔，最大泄洪量83900立方米/秒， 采用開敞式平底閘，閘室凈寬12米，高24米，設上、下兩扇閘門，尺寸均為1212米，上扇為平板門，下扇為弧形門，閘下消能防沖設一級平底消力池，長18米。大江沖沙閘為開敞式平底閘，共9孔，每孔凈寬12米，采用弧形鋼閘門，尺寸為1219.5米，最大排泄量20000立方米/秒。三江沖沙閘共有 6孔采用弧形鋼閘門，最大泄量10500立方米/秒。如果您是汛期到此，那么您將觀賞到：泄洪閘前，洪波涌起，驚濤拍岸。巨大的水頭沖天而起，濺起的水沫 形成漫天水霧，即使您立于百米之外，也會感到水氣拂面，沾衣欲濕；如遇朗朗晴天，水霧反射的陽光，在泄洪閘前形成一道彩虹，直插江中，極為壯觀。 三座船閘中，大江1號船閘和三江2號船閘為中國和亞洲之最。船閘各長280米、高34米，閘室的兩端有2扇閘門，下閘門兩扇人字型閘高34米，寬9.7米，重600噸，逆水而上的船到達船閘時上閘門關閉著，下閘門開啟著，上下游水位落差20米，船駛入閘室內，下閘門關閉，設在閘室底部的輸水閥打開，水進入閘室，約15分鐘后，閘室里的水與上游水位相平時，上閘門打開，船只駛出船閘。下水船過閘的情況下好相反。每次船只通過葛洲壩大約需要45分鐘。4.2.3 葛洲壩水利樞紐的重大意義在葛洲壩參觀的當天，帶我們參觀的一位電氣工程師講解道，我們必須要了解葛洲壩存在的意義。葛洲壩水電站是中國長江干流上的第一座大型水利樞紐，兼顧興利，防洪和通航功能。大壩位于湖北省宜昌市三峽出口南津關下游3公里處。長江出三峽峽谷后，水流由東急轉向南，江面由390米突然擴寬到壩址處的2200米。由于泥沙沉積，在河面上形成葛洲壩、西壩兩島，把長江分為大江、二江和三江。大江為 長江的主河道，二江和三江在枯水季節(jié)斷流。葛洲壩水利樞紐工程橫跨大江、葛洲壩、二江、西壩和三江。 葛洲壩水電站是三峽水利樞紐工程的反調節(jié)工程，位于三峽大壩下游38千米處，它的成功實踐，為長江三峽水利樞紐工程建 設進行了實戰(zhàn)準備。大壩頂全長2606.5米，最大壩高53.8米，控制流域面積100萬平方千米，總庫容量15.8億立方米。整個工程分兩期。一期工程 包括二江的發(fā)電站、泄水閘和三江的二、三號船閘、沖沙閘及其他擋水建筑物。二江電站裝有7臺水輪發(fā)電機組，一、二號機組容量為17萬千瓦，其余5臺機組容 量為12.5萬千瓦。工程于1970年12月30日開工，1981年1月3日大江開始截流。6月21日三江船閘正式通航，7月31日二江電站一號機組并網(wǎng) 發(fā)電。二期工程包括大江電站、一號船閘、大江沖沙閘和混凝土擋水壩等。電站設計裝機14臺，機組容量12.5萬千瓦。1988年葛洲壩工程全部完成，水電 站設計總裝機容量271.5萬千瓦，平均年發(fā)電量141億千瓦時。1981年開始發(fā)電、1989年全部建成的葛洲壩工程不僅緩解了華中地區(qū)電力緊缺的局面，葛洲壩總裝機271.5萬千瓦，多年平均發(fā)電157億千瓦時，保證機率45萬千瓦。解決華中、華東缺電的現(xiàn)狀。葛洲壩27孔泄水閘和15孔沖沙閘全部開啟后的最大泄洪量，達每秒11萬立方米，起到了很好的防洪作用。葛洲壩工程也顯著改善了三峽河段航道條件，到目前為止，改善長江航道兩百多公里，淹沒險灘21處。同時，葛洲壩工程還培養(yǎng)鍛煉了一支具有高水平的巨型水利水電工程的科研、設計、施工、管理隊伍，為建設三峽工程積累了寶貴的經驗，也確實為修建三峽工程作了實戰(zhàn)準備。葛洲壩工程是三峽水利樞紐工程的重要組成部分。開始設計三峽工程方案時，根本沒有想到要興建葛洲壩工程，而是后來在討論三峽大壩的選址問題的過程中，經過不同意見的爭論，形成了“三峽工程葛洲壩工程方案”，這才有了葛洲壩工程的建設。二十世紀六七十年代，當時的國力有限，領導人更擔心一旦與美、蘇開戰(zhàn)，三峽大壩一旦被炸，四分之一甚至半壁江山將被水淹，人命和財物損失難以承受。三峽工程下游的葛洲壩工程可算是折衷和預備方案。在長江干流梯級開發(fā)規(guī)劃中，葛洲壩工程是三峽工程的航運反調節(jié)梯級，修建三峽工程就需要修建葛洲壩工程。這是因為：（一）、從航運方面考慮，一則三峽水電站在枯水期擔負電網(wǎng)調峰任務時，發(fā)電與不發(fā)電時的下泄流量變化較大，下游將產生不穩(wěn)定流，一天24小時內的水位變幅也較大，對船舶航行和港口停泊條件不利，因此，必須利用葛洲壩水庫進行反調節(jié)；（二）、三峽壩址三斗坪至南津關有38千米山區(qū)河道，如不加以渠化而讓其仍處于天然狀態(tài)，航道條件 較差，難以通過萬噸級船隊，三峽工程的航運效益也難以發(fā)揮。因此，需要利用葛洲壩水庫渠化該段