长江三峡水利枢纽工程

长江三峡水利枢纽工程一、三峡工程的基本简介 编辑本段长江三峡水利枢纽工程简称“三峡工程”，是当今世界上最大的水利枢纽工程。三峡工程位于长江三峡之一的西陵峡的中段，坝址在三峡之珠湖北省副省域中心城市宜昌市的三斗坪，三峡工程建筑由大坝、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成。大坝为混凝土重力坝，大坝坝顶总长3035米，坝高185米，设计正常蓄水位l75米，总库容393亿立方米,其中防洪库容221.5亿立方米。水电站左岸设14台，右岸12台，共26台水轮发电机组。水轮机为混流式，单机容量均为70万千瓦，总装机容量为1820万千瓦，年平均发电量847亿千瓦时。后又在右岸大坝“白石尖”山体内建设地下电站，设6台70万千瓦的水轮发电机。2009年三峡工程完工后，届时的年发电量可达1000亿千瓦时。通航建筑物包括永久船闸和垂直升船机，均布置在左岸。永久船闸为双线五级连续船闸，位于左岸临江最高峰坛子岭的左侧，单级闸室有效尺寸为280米34米5米(长宽坎上水深)，可通过万吨级船队，年单向通过能力5000万吨。升船机为单线一级垂直提升式，承船箱有效尺寸为l20米、18米、3.5米，一次可通过一艘3000吨级客货轮或1500吨级船队。工程施工期间，另设单线一级临时船闸，闸室有效尺寸240米24米4米。本工程预计总投资1800亿元。二、三峡工程的施工工期 编辑本段 三峡工程分三期，从1992年开工，到2009年竣工，总工期17年。 一期工程5年（1992一1997年），主要工程除准备工程外，主要进行一期围堰填筑，导流明渠开挖。修筑混凝土纵向围堰，以及修建左岸临时船闸（120米高），并开始修建左岸永久船闸、升爬机及左岸部分石坝段的施工。 二期工程6年（1998-2003年），工程主要任务是修筑二期围堰，左岸大坝的电站设施建设及机组安装，同时继续进行并完成永久特级船闸，升船机的施工。 三期工程6年（2003一2009年），本期进行的右岸大坝和电站的施工，并继续完成全部机组安装。届时，三峡水库将是一座长远600公里，最宽处达2000米，面积达10000平方公里，水面平静的峡谷型水库。三、三峡工程的预计投资 编辑本段 三峡工程所需投资，静态（按1993年5月末不变价）900.9亿元人民币，（其中：枢纽工程500.9亿元，库区移民工程400亿元）。动态（预测物价、利息变动等因素）为2039亿元。一期工程（大江截流前）约需195亿元；二期工程（首批机组开始发电）需3470亿元；三期工程（全部机组投入运行）约需350亿元；库区移民的收尾项目约需69亿元。考虑物价上涨和贷款利息，工程的最终投资总额预计在2000亿元左右。四、三峡工程的综合效益 编辑本段 1、防洪： 三峡工程是减轻荆湖地区洪涝灾害的重要工程，防洪库容在73220亿立方米之间。如遇1954年那样的洪水，在堤防达标的前提下，三峡能减少分洪100150亿立方米，荆江至武汉段仍需分洪350400亿立方米。如遇1998年洪水，可有效防御。长江三峡水利枢纽工程可以有效阻挡百年一遇的大洪水。 2、发电： 装机（266）70万(1820万420万)千瓦，年发电846.8（1000）亿度。主要供应华中、华东、华南、重庆等地区。长江三峡水利枢纽工程的发电量可以照亮大半个中国。 3、航运： 三峡工程位于长江上游与中游的交界处，地理位置得天独厚，对上可以渠化三斗坪至重庆河段，对下可以增加葛洲坝水利枢纽以下长江中游航道枯水季节流量，能够较为充分地改善重庆至武汉间通航条件，满足长江上中游航运事业远景发展的需要。 长江三峡水利枢纽工程在养殖、旅游、保护生态、净化环境、开发性移民、南水北调、供水灌溉等方面均有巨大效益。五、三峡工程的问题弊端 编辑本段1、对库区文物的影响三峡工程600多公里长的淹没范围，使得如果不采取文物保护，在三峡库区蓄水达185米以后，大量的文物古迹都将淹没到水下，于是至1996年起，国家按期发放保护资金，三峡工程库区文物的抢救性保护和发掘开始进行。其中重要的文物古迹有涪陵白鹤梁、忠县石宝寨、丁房双阙无名阙、云阳张飞庙、丰都鬼城、奉节白帝城，此外还有较重要的古栈道5处，石刻、题刻56处，古桥17处；地下文物有较重要的遗址58处，墓群（墓地）45处。其中著名的有奉节县草堂古人类化石点，是三峡水库淹没点唯一一处化石点；云阳县故陵楚墓、北宋的龙脊石题刻，巫山县明清时代的大昌古镇，唐代开始修建的大宁河古栈道等。将要淹没的地面文物，例如云阳县张飞庙、奉节县的永安宫、巫山县大昌镇的温家大院、秭归县的江渎庙、新滩民居，忠县丁房阙无名阙，古代桥梁等都按照原工艺、原材料、原形制进行复建（多选址在临近、淹没区以外）。国内外文明的白鹤梁石刻采取的原址保护方法，即在四十米的水下建设一座博物馆，建成后游人将可到水下参观石刻，摩崖石刻则采用整体切割移至他处。同时在重庆市中心也修建了一座现代化的博物馆三峡博物馆，用来安放在抢救行发掘工作中出土的大量文物。不可否认的是，虽经过大量的突击性的文物保护也抢救发掘，一批珍贵的有代表性的文物被保存下来，但是不可能保证保住所有的的遗迹，仍有很大一部分文物至此没入了淹没线以下，而且将很难再被发掘出来。2、对生态与环境的影响关于三峡建库对生态坏境的影响，主要包括两个方面：（1）有利影响主要在长江中游，包括减轻洪灾对生态环境的破坏，减少燃煤对环境的污染，减轻洞庭湖的淤积等。不利影响主要在库区，除淹没耕地、改变景观和大量移民外，尚对稀有物种、天气、库尾洪涝灾害、滑坡、地震、陆生动植物等等有影响。气候三峡水库蓄水后，由于是典型的河道型水库虽然对周围气候又一定调节作用，但影响范围不大。对温度、湿度、风速、雾日的影响范围，两岸水平方向最大不超过2千米，垂直方向不超过400米。年平均气温变化不超过0.2度，冬春季月平均气温可增高0.31度，夏季月平均气温可降低0.91.2度；极端最高气温可降低4度，最低气温可增高3度左右；相对湿度夏季增大3%6%，春秋两季增大1%3%，冬季将减小2%。建库后年降水量增加约3毫米，影响涉及库周围几千米至几十千米，因地形而异；仍需警惕伏旱对农业的影响。平均风速将增加15%40%,因建库前库区平均风速仅2米/秒左右，故建库后风速仍不大。陆生植物直接受淹没影响的陆生植物物种有120科、380属、560种。其中绝大部分在未受淹没影响的地区广为分布。因此，不至于造成物种的灭绝但其中三种珍惜植物必须妥为保护。1荷叶铁线蕨国家二级保护植物、库区特产，断续分布东起万州区、西至石柱县西沱区沿江近100千米长，想向两岸纵深35千米的狭长地带。在亚洲大陆仅存与此。保护措施为在万州新乡三道河村建立一个2平方千米的物种保护点进行人工栽培。2疏花水柏枝三峡地带特有植物，种源数量极少，分布狭窄，分类及地理分布有科学研究价值。树形美观，有潜在观赏价值；幼嫩枝叶可供入药。分布在秭归、巴东、巫山县的长江两岸，海拔高程在200米上下幅度内。保护点选在秭归县一集中树木产地。3川明参我国特有植物，仅此一种，多年生草本，为名贵药材。野生原产地是夷陵区莲沱。分布在海拔高程140米上下的页岩风华石缝中野生种已极稀少。该地位于三峡水库下游，虽不受淹没影响，但在修建对外公路或其他设施时又可能遭受毁灭，所以保护点就设在夷陵区莲沱。白鳍豚白鳍豚属鲸类淡水豚类，国家一级保护动物，为我国特有珍惜水生哺乳动物，已被列入世界濒危物种名单目录，分布在长江中下游干流的湖北枝城至长江口约1600千米的江段内，由于历年来人类活动的增加或不当，使白鳍豚以外死亡增加（包括渔具致死、江中爆破作业致死、轮船螺旋桨击毙、误进水闸等）。三峡水库蓄水后，枯水期长江中下游流量增加，水深加大，对白鳍豚越冬极为有利。搁浅死亡可望避免，但由于长江中上游航运事业的发展，中游江段白鳍豚被轮船螺旋桨击毙事件将会增加。为此长江新螺江段白鳍豚自然保护区将会建立，上起螺山下至新滩口江段 全场135千米，该区域江面开阔，河道曲折，水深约25米是目前白鳍豚分布最密集的水域。中华鲟中华鲟属鲟形目鲟科，国家一级保护动物，是一种大型洄游鱼类。幼鱼待性腺发育到三期恋爱后，会进入长江口洄游至金沙江下游交尾繁殖。葛洲坝工程于1981年1月大江截流后，阻断了中华鲟至长江口至金沙江的洄游路线。为此国家在宜昌建立了中华鲟人工繁殖研究所，定期将幼鲟放流如长江中。至1984年至2001年底共放流入长江达400万尾。三峡工程位于葛洲坝上游，不存在阻隔中华鲟洄游路线问题，但三峡工程每年10月份开始蓄水，将使下泄流量比天然流量有所减少，这就又可能干扰中华鲟在葛洲坝下游的栖息和产卵活动。3、移民问题4、地质灾害问题5、国防安全问题六、三峡工程的“世界之最” 编辑本段 三峡工程被列为全球超级工程之一，有世界“十大之最”： （1）防洪效益最为显著的水利工程； （2）世界最大的电站； （3）建筑规模最大的水利工程； （4）工程量最大的水利工程； （5）施工难度最大的水利工程； （6）施工期流量最大的水利工程； （7）泄洪能力最大的泄洪闸； （8）级数最多、总水头最高的内河船闸； （9）规模最大、难度最高的升船机； （10）世界移民最多、工作最艰巨的移民建设工程。三峡工程之最三峡工程之最三峡工程是当今世界最大的水利枢纽工程。它的许多指标都突破了我国和世界水利工程的纪录。 三峡工程从首倡到正式开工有年，是世界上历时最长的水利工程。 三峡工程从四十年代初勘测和五十年代至八十年代全面系统的设计研究，历时半个世纪，积累了浩瀚的基本资料和研究成果，是世界上前期准备工作最为充分的水利工程。 三峡工程的兴建问题在国内外都受到最广泛的关注，是迄今唯一的经过我国最高权力机关全国人民代表大会审议和投票表决的水利工程。 三峡水库总库容亿立方米，防洪库容.亿立方米，水库调洪可消减洪峰流量达每秒.万立方米，是世界上防洪效益最为显著的水利工程。 三峡水电站总装机万千瓦，年发电量.亿千瓦.时，是世界上最大的电站。 三峡水库回水可改善川江公里的航道，使宜渝船队吨位由现在的吨级堤高到万吨级，年单向通过能力由万吨增加到万吨；宜昌以下长江枯水航深通过水库调节也有所增加，是世界上航运效益最为显著的水利工程。 三峡工程包括两岸非溢流坝在内，总长米。泄流坝段米，水电站机组万千瓦台，双线级船闸升船机，无论单项、总体都是世界上建筑规模最大的水利工程。 三峡工程主体建筑物土石方挖填总量约.亿立方米，混凝土浇筑量万立方米，钢材.万吨（金结安装占.万吨），是世界上工程量最大的水利工程。 三峡工程深水围堰最大水深米、土石方月填筑量万立方米，混凝土月灌筑量55.4万立方米，年浇筑量达543万立方米，年工程量和月工程量都突破世界纪录，是水利施工强度最大的工程。 三峡工程截流流量立方米/秒，施工导流最大洪峰流量立方米/秒，是世界水利工程施工期流量最大的工程。 三峡工程泄洪闸最大泄洪能力万立方米/秒，是世界上泄洪能力最大的泄洪闸。 三峡工程的双线五级、总水头米的船闸，是世界上级数最多、总水头最高的内河船闸。 三峡升船机的有效尺寸为.米，总重吨，最大升程米，过船吨位吨，是世界上规模最大、难度最高的升船机。 截止2009年底，三峡工程水库移民最终可达113万人，是世界上水库移民最多、工作也最为艰巨的移民建设工程。七、三峡工程的综合评价 编辑本段 放眼世界，从大海深处到茫茫太空，人类征服自然、改造自然的壮举中有许多规模宏大技术高超的工程杰作。三峡工程在工程规模、科学技术和综合利用效益等许多方面都堪为世界级工程的前列。她不仅将为我国带来巨大的经济效益，还将为世界水利水电技术和有关科技的发展作出有益的贡献。 建设长江三峡水利枢纽工程是我国实施跨世纪经济发展战略的一个宏大工程，其发电、防洪和航运等巨大综合效益，对建设长江经济带，加快我国经济发展的步伐，提高我国的综合国力有着十分重大的战略意义。八、三峡工程的旅游环境 编辑本段 三峡大坝（长江三峡水利枢纽工程的简称）旅游观光区（坛子岭、185平台、截流纪念园、坝顶等）是湖北省仅有的两个5A级国家旅游区之一，也是全国唯一的5A级工业旅游区。 随着三峡库区蓄水，湖北和重庆两地原来藏在深山的大批新景观展现在世人面前，成为长江三峡旅游的新景观。随着三峡宽谷成平湖，在长达650公里的水库里，可形成峡谷及漂流河段37处，溶洞15个，湖泊11个，岛屿14个。未来的三峡风光更加迷人。 九、三峡工程对宜昌的影响 编辑本段 三峡捧出宜昌市，世界崛起水电城。神奇秀美的长江长江三峡钟情宜昌美丽的家园，雄伟壮丽的长江三峡工程赐予宜昌跨世纪的发展机遇。宜昌正朝着建成全国一流的旅游名城的目标奋进。 因为三峡大坝的建设，宜昌市成为了名副其实的水电旅游名城、世界水电之都。 据悉，2007年，宜昌游客接待量首次突破1000万人次。其中，仅三峡大坝的接待量就达到了125万人次。 可以说，三峡大坝的建设对宜昌的城市发展与知名度的提升功不可没。三峡大坝坝顶俯瞰图三峡三期大坝全景图三峡大坝全景图坝址选择三峡大坝坝址曾进行过长时期的比较和研究,1979年经选坝会议综合研究比较，选定三斗坪坝址，可行性研究报告肯定了这一坝址，初步设计经复核仍选用此坝址。三斗坪坝址位于湖北宜昌三斗坪镇，下游距已建成的葛洲坝水利枢纽约40公里。长江水运可直达坝区。工程开工后，修建了宜昌至工地长约26公里的准一级专用公路及坝下游4公里处的跨江大桥西陵长江大桥。还修建了一批坝区码头坝区已具备良好的交通条件。坝址控制流域面积100万平方公里，年平均径流量4500亿立方米，年平均输沙量约5.3亿吨。坝址区河谷宽阔，两岸岸坡较平缓，江中有中堡岛顺江分布，具备良好的分期施工导流条件。坝轴线高程185米处的宽度约2250米，左、右岸临江最高山脊高程分另别为263米和243米。枢纽建筑物基础岩石为坚硬完整的前震旦纪闪云斜长花岗岩体。岩石抗压强度约100兆帕；岩体内断层、裂隙不发育，且大多胶结良好、透水性微弱。坝区地壳稳定，经国家有关部门多次鉴定，地震基本烈度为度。这些因素构成了修建混凝土高坝的优良地质条件。三峡工程大坝的坝址选在三斗坪，是经过大量地质勘探，在两个坝区、15个坝段、数十个坝轴线中，历时24年，由专家充分论证后才选定的。（见图：三峡枢纽工程坝区坝段位置示意图）从三峡出口南津关起，向上游延伸至石牌止，长13千米，从中选择了5个坝段，统称为南津关石灰岩坝区；从莲沱起，沿江而上至美人沱止，长25千米，从中选择了10个坝段，统称为美人沱花岗岩坝区。对15个坝段进行勘察研究，经初步筛选，选择南津关坝区的南津关坝段和美人沱坝区的三斗坪坝段作为坝区比较的代表性坝段进行深入地质勘察。历时三年，完成了区域地质背景研究，大、小比例尺的地质测绘，约53000米钻探，大量的水文地质、工程地质和岩石力学试验研究工作。通过深入的地质勘察显示，石灰岩坝区地质有严重的缺陷：河谷狭窄，覆盖层较厚；岩层倾向下游，缓倾角断层较发育，且构造岩软弱；岩溶发育，工程地质、水文地质条件复杂。而花岗岩坝区河谷开阔，覆盖层一般不超过10米；基岩完整坚硬；断裂构造虽较发育，但构造岩经重结晶作用胶结良好。不论地形、地质、枢纽建筑物布置和施工条件，花岗岩坝区明显优于石灰岩坝区。因此于1959年选定了美人沱花岗岩坝区。花岗岩坝区的10个坝段，构造背景、岩性条件基本相似，地质条件的差异主要反映在河谷地貌和岩石表面风化深度两个方面。10个坝段大体分为两种类型，经比较，一类选择了中等宽河谷的太平溪坝段为代表，另一类选择了宽河谷的三斗坪坝段为代表；前者适合于布置地下厂房，工程防护条件较好；后者适合于布置坝后式厂房，施工场地开阔；两坝段均具备兴建混凝土高坝的地质条件。至坝址选定时，两坝段仅钻探工作量一项，分别达3万米和5.3万米。三斗坪坝段又有6条坝轴线进行比较，上a、上b，中a、中b，下a、下b。综合比较后，长江流域规划办公室推荐上a坝轴线。经多次全国性的专家会议讨论，最后在1979年的选坝会议上，选定三斗坪上a坝轴线作为三峡工程拦江大坝的坝址。隧洞及地下洞室开挖的新奥法创始人，国际著名的岩石力学、工程地质学权威奥地利的缪勒教授，在1986年5月查勘了三斗坪坝址后，赞叹地说：“这真是一个好坝址，三峡坝址是上帝赐给中国人的一个好坝址。”凡是到三斗坪坝址查勘过的国内外工程地质专家也都称赞说：“三峡坝址是一个难得的好坝址。”原因如下：第一，风光如画的三峡江段，上起奉节白帝城、下至宜昌南津关，全长192千米。从工程地质学角度看，只有庙河至莲沱，长31千米，为火成岩闪云斜长花岗岩(以下简称花岗岩)，三斗坪坝址就位于这一江段，是适于建设混凝土高坝的坝址。往上游看，上游的白帝城至庙河，长141千米，为变质岩、砂岩、石灰岩；下游的莲沱至南津关，长20千米，为岩溶发育的石灰岩，均很难选出好的坝址。如果再放大到南津关到重庆，长658千米，也只有这31千米是地壳深处喷发出来的花岗岩(白帝城至重庆大面积分布着砂岩和泥岩)。第二，坝址的花岗岩，岩性均一，岩体完整，力学强度高，饱和抗压强度达100兆帕，相当于一万米的水柱压力；坝址区有两组断层(地质学上也叫断裂构造)，规模均不大，倾角多在60以上，且胶结良好。这也是很难得的，因为国内外高坝坝址中，大多都有1条或数条规模较大的断层，而且断层之间大多夹有破碎带甚至像硬粘泥一样的泥化夹层。第三，岩体透水性微弱，单位吸水量一般小于0.01升分米米，即在1分钟内、1米水头下、1米孔段长度范围内的透水量一般小于001升。这在国内外的高坝坝址中也是很少见的。大多是虽然总体上透水性微弱，但局部地段透水性较强，需要进行特别的防渗处理。第四，坝址位于前震旦纪多期岩浆活动形成的结晶基底的黄陵背斜核部。从区域地质背景及新构造运动特征分析，黄陵结晶基底区无活动性断裂及孕育中强震的发震构造，是一个稳定性较高的刚性地块。以坝址为中心，半径320千米范围内近2000年历史记载证明，区内地震水平不高，强度小，频度低，属典型弱震环境。国家地震部门多次鉴定，1987年再次复核，并经国家地震局地震烈度评定委员会核准，均将坝址区地震基本烈度定为度，十分难得。但是，三斗坪坝址也不是就没有缺点。由于坝址处属潮湿多雨的亚热带气候，漫长的暴露历史以及相对稳定的地质环境，使花岗岩形成了较厚的表层风化层，即常说的风化壳。例如一级阶地的风化壳厚度达20米左右，两岸山脊的风化壳厚度达30米，增加了剥离至新鲜花岗岩的工作量。总之，三峡大坝三斗坪坝址以上的优越条件，几乎集中了国内外高坝坝址所有的优点，这在国内外是很少见的，是一个难得的好坝址。枢纽布置 三峡工程枢纽主要建筑物由大坝、水电站、通航建筑物等三大部分组成。主要建筑物的型式及总体布置，经对各种可等性方案的多年比较和研究，并通过水力学、结构材料和泥沙等模型试验研究验证，均已确定。第一大部分为挡水泄洪建筑物。由混凝土重力坝的非溢流坝段和溢流坝段组成，坝轴线全长2310米。非溢流坝段用来挡水；溢流坝段顶部装有弧形闸门，非汛期闸门关闭，用来挡水，汛期闸门打开，用来泄洪。大坝坝顶高程(采用的是以吴淞口海平面为零点的高程，以下同)185米、最大坝高181米(新鲜花岗岩岩面高程4米)。 第二大部分为水力发电建筑物。由左右两侧各一座坝后式水电站厂房组成，两座厂房均紧靠混凝土重力坝的下游坡脚。左侧厂房内安装单机容量为70万千瓦的水轮发电机组14台，右侧厂房内安装同样容量的水轮发电机组12台；共安装26台，装机总容量为1820万千瓦。第三大部分为通航建筑物。由双线五级连续梯级船闸、钢丝绳平衡重式垂直升船机和施工期通航用的临时船闸组成，均位于左岸。双线五级连续梯级船闸每年下水货运通过能力为5000万吨，垂直升船机每次可通过一艘3000吨级客轮，临时船闸每年下水货运通过能力为1000万吨。选定的枢纽总体布置方案为：泄洪坝段位于河床中部，即原主河槽部位，两侧为电站坝段和非溢流坝段。水电站厂房位于两侧电站坝段后，另在右岸留有后期扩机的地下厂房位置。永久通航建筑物均布置于左岸。三大部分建筑物布置从右至左依次 见三峡工程枢纽平面布置示意图。右岸非溢流坝段(面对下游，左手侧为左岸，右手侧为右岸)，右水电站厂房坝段及安装12台水轮发电机组的坝后式厂房，纵向围堰坝段，坝顶溢流泄洪坝段，左导墙坝段，左岸非溢流坝段(1)，临时船闸坝段，垂直升船机坝段，左岸非溢流坝段(2)，以上坝段的坝轴线总长2335米，走向北东43度。距左岸坝端约355米处布置有双线五级连续梯级船闸，其轴线与坝轴线交角约76度。枢纽设计三峡工程设计1 设计概况三峡工程设计包括可行性研究、初步设计、单项工程技术设计、招标设计、施工详图设计等五个阶段。三峡工程的设计最早可以追溯到1919年，孙中山先生在实业计划中提出了改善川江航运条件，开发三峡水能资源的设想。最早提出可称为开发计划的，是美国垦务局设计总工程师萨凡奇。他1944年考察了三峡，编写了一份扬子江三峡计划初步报告。三峡工程的前期设计研究工作始于20世纪50年代中期。中央在50年代初即考虑尽早修建三峡工程，用以解决长江防洪问题。但考虑到三峡工程规模巨大、技术复杂，中央采取了积极而又慎重的态度。1970年，中央决定先修建葛洲坝工程，为三峡工程做“实战准备”。1984年，国务院原则批准了三峡工程150方案的可行性研究报告，并决定立即开始进行施工前期准备工作。后来由于有关部门和专家提出了一些不同的意见和建议，1986年党中央、国务院决定组织重新论证。经过近3年的补充论证工作，通过了14个专题论证报告。三峡工程的设计工作由水利部长江水利委员会全面承担。1989 年,长江流域规划办公室根据重新论证成果完成可行性研究报告后，即着手开展初步设计阶段的工作。1992年4月3日,全国人大七届五次会议通过关于兴建长江三峡工程决议后，初步设计工作全面展开。初步设计报告分为枢纽工程、水库淹没处理和移民安置、输变电工程三大部分。初步设计（枢纽工程）于1992年12月编制完成上报，1993年7月由国务院三峡工程建设委员会审查批准。随后即进行单项工程技术设计和部分工程的招标设计、施工详图设计。在三峡水利枢纽设计中，大坝、水电站厂房、永久船闸、垂直升船机、二期上游围堰等属于重要单项技术设计。1992年全国人大审议通过的三峡工程设计方案是：水库正常蓄水位175米，初期蓄水156米，大坝坝顶高程185米，“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”。按初步设计方案，三峡工程土石方开挖约1亿立方米，土石方填筑约3000万立方米，混凝土浇筑约2800万立方米，金属结构安装约26万吨。结合施工期通航的要求，三峡工程采取分三期导流的方式施工。一期围中堡岛以右的支汊，主河槽继续过流、通航。在一期土石围堰保护下，开挖导流明渠，修建混凝土纵向围堰及三期碾压混凝土的基础部分，同时在左岸修建临时船闸，并进行升船机、永久船闸及左岸1-6号机组厂、坝的施工。一期工程包括准备工程在内共安排工期5年。二期围左部河床、截断大江主河床，填筑二期上下游横向土石围堰，在二期围堰保护下修建河床泄流坝段、左岸厂房坝段及电站厂房，继续修建永久船闸和升船机，江水改由右岸导流明渠宣泄，船舶由明渠和左岸临时船闸通过。二期工程具备挡水和发电、通航条件后，进行明渠截流，利用明渠的碾压混凝土围堰及左岸大坝挡水，蓄水至135米时，永久船闸及左岸部分机组开始投入运行。二期工程共安排工期6年。三期封堵明渠时，先填筑三期上下游土石围堰，在其保护下，浇筑三期上游碾压混凝土围堰至140米高程，水库水位由已建成的河床泄流坝段的导流底孔及永久深孔调节。在三期围堰保护下修建右岸厂房坝段、电站厂房及非泄流坝段，直至全部工程竣工。三期工程安排工期6年。 2 重要单项设计2.1 大江截流和二期围堰工程三峡工程大江截流是在已建的葛洲坝水库内进行的。截流水深达60米，居世界首位；截流最大流量11600立方米/秒，超过国内外水利工程实际最大截流流量；截流工程量大，施工强度高；截流段河床地形、地质条件复杂，截流期间不允许断航。为此，中国三峡总公司决定在导流明渠提前导流通航的前提下，采用平抛填底、缩小龙口宽度等措施。1997年11月8日，大江截流成功。二期上下游横向围堰是三峡工程二期施工的屏障。上游围堰设计洪水标准为百年一遇（洪峰流量83700立方米秒），并按200年一遇洪水88400立方米秒不漫顶作校核。下游围堰设计洪水标准为50年一遇（洪峰流量79000立方米秒）。二期围堰工程量特大，施工期仅约半年，工期紧迫，施工强度特高，且约80%的堰体填筑量需采用水下抛投施工，无法采取机械碾压。经比较，二期围堰型式采用砂石堰壳、混凝土防渗墙心墙上接土工织物防渗的方案。大江截流合龙后，业主、施工单位配备大批大型施工设备对围堰进行高强度的填筑和防渗墙施工。为了防止在水下抛投的松散的风化砂中造孔坍塌，设计上采取了振冲加密、灌浆堵漏、小药量爆破、埋管灌浆等工艺。随着三峡工程进展，上游围堰已于2002年5月1日破堰进水，下游围堰2002年7月破堰进水。2.2 导流明渠截流和三期围堰工程导流明渠截流是三峡二期转向三期工程建设的标志。此次截流采用双戗双向立堵方式，合龙时段选在2002年11月下半月，设计流量为10300立方米/秒，截流落差达4.11米。截流施工自2002年11月1日开始非龙口段进占，导流明渠断航；11月下半月截流合龙。上下游截流龙口宽分别为150米和140米，龙口部位均设置加糙拦石坎。三期上游土石围堰为级临时建筑物，设计洪水标准为17600立方米/秒。围堰轴线全长约427米，主要由风化砂、反滤料石渣、石渣混合料和块石填筑而成。三期下游土石围堰为级临时建筑物设计，设计洪水标准为79000立方米/秒。围堰轴线全长约415米，主要由风化砂、反滤料石渣、石渣混合料和块石填筑而成。三期RCC（碾压混凝土）围堰为级临时建筑物，设计洪水标准为72300立方米/秒。三期RCC为重力式坝型，围堰顶高程140米，顶宽8米，最大底宽107米，最大堰高115米。围堰基础采用帷幕灌浆防渗，幕后钻设基础排水孔。右岸导流明渠截流与三期土石围堰工程计划2002年8月开工，2003年1月完工。右岸三期RCC围堰工程计划于2002年8月开工，2003年6月完工。枢纽设计(续)2.3 大坝和电站厂房 大坝和水电站厂房为一级建筑物，按1000年一遇洪水设计。三峡工程的大坝有三类，即泄流坝段、电站厂房坝段和非泄流坝段。大坝整体断面按照重力坝设计的规范进行设计，采用挑流消能形式。三峡大坝的基础岩体坚硬完整，大坝设计地震烈度为VI度。三峡电站厂房的规模很大，结构也较复杂。三峡电站采用70万千瓦的机组，总装机26台，厂房总长度1228米，全部采用坝后式厂房。每台机组用一条直径12.4米的引水钢管，管内流速为8米/秒。采用导排为主的方案，处理泥沙淤积和漂浮物，左右岸电站共设置7个排沙孔和3个排漂孔。厂房对外交通采用公路，重、大部件由水路运至坝区下游，用大型拖车运至厂内。电站的出线共13个回路，左岸电站7回，右岸电站6回，跨越下游尾水渠分别向左右两岸送出。2.4 双线五级船闸高陡边坡稳定和变形双线五级船闸布置在大坝左侧的山体内。船闸线路总长6442米，因船闸上下游最大水头为113米，故设5级闸室分担水头。双线船闸主体段全部位于新鲜基岩内，其两侧高陡边坡最大开挖深度达170米；两线船闸间保留宽60米的岩石中隔墩，闸室底部为高约60米的直立墙。船闸闸室采用薄混凝土衬砌结构，需依靠岩体自身维持结构稳定。深挖高陡岩石边坡的稳定和变形量（特别是开挖完成后的残余变形量），是工程设计和施工中需要特别重视的问题。根据多年研究的成果，设计采取设置防渗和排水系统、控制爆破、喷锚支护及预应力锚索、高强锚杆加固等一系列措施。船闸地表设有防渗和排水系统，以防止和减少地面水渗入。为控制和降低渗水压力，船闸主体段两侧山体内，各布置有7层共14条贯通全长的排水洞；各层排水洞间设有排水孔帷幕。永久船闸开挖总量近4000万立方米，其中大部分为需进行爆破的坚硬岩石。设计中，对开挖爆破震动影响给予了特别的重视。在实地爆破试验的基础上，对爆破程序、爆破参数作了严格的控制，规定采用预留保护层和预裂爆破、光面爆破等防震工艺，并严格控制梯段爆破的单段起爆药量。为了保证高陡边坡的稳定和限制其变形，除施工期及时进行锚杆和喷混凝土支护外，边坡设有约3600余束300吨级的预应力锚索和约10万根高强系统结构锚杆。 为监测船闸施工期和运行期的安全，永久船闸设置了内容广泛的安全监测系统。包括地面变形精密三角测量系统、地下水观测系统、岩体深部变形观测仪埋系统、锚杆锚索应力应变观测系统、爆破震动影响和岩体松弛监测等。2.5 高强度混凝土浇筑三峡工程主体和导流建筑物混凝土总量达2800万立方米， 1999-2001年是混凝土施工的高峰年，年浇筑强度均在400万立方米以上。2000年，计划浇筑混凝土540万立方米，相应月高峰浇筑强度达50万至55万立方米，远远超出国内外已建工程的最高水平。为了保证三峡大坝的高强度施工，业主、设计多年来对各种可能的施工方案和主要施工机械进行过长期的比较和研究。最后选用的是塔带机与胎带机、高架门机、缆机相结合的综合机械化施工方案。塔带机是一种新型的混凝土浇筑机械，可实施从拌合楼至浇筑仓面的工厂化、连续式混凝土生产、运输、提升，直至入仓浇筑。这一方案具备高强度浇筑混凝土的显著优点。2.6 水轮发电机组三峡水电站将安装26台单机容量70万千瓦的水轮发电机组，供电范围跨华中、华东和西南三大电网，还将与华北、华南联网。单机容量70万千瓦的三峡水电站水轮发电机组，属于世界最大的水电机组。它不仅单机容量特大，因防洪和排沙的需要，在汛期需降低水位运行，故其运行水头变幅很大，达52米，最大水头（113米）与最小水头（71-61米）的比值达l59至1.85。在此巨大水位变幅的条件下，既要确保机组运行稳定性，又要具有较优的效率，加之气蚀特性，给机组设计、制造和安装带来的特大难度超过世界上已有的任何大型机组。 2.7 升船机升船机是用于客轮快速过坝的重要通航建筑物，承船箱有效尺寸同葛洲坝3号船闸（长 120米，宽18米，船箱水深3.5米），一次可以通过一条3000吨级的客货轮或一条895千瓦推轮顶推的1500吨级驳船。升船机为单线一级垂直提升式，采用带平衡重的钢丝绳卷扬提升方式。升船机与临时船闸毗邻布置在左岸，升船机位于临时船闸左侧，由上游引航道、上闸首、升船机主体、下闸首及下游引航道等主要部分组成。目前世界上已知和在建的大型垂直升船机的提升高度均在100米以内，承船箱带水重量也在9000吨以下，上下游通航水位变幅很小。而三峡升船机提升高度113米，船箱带水重量达11800吨，上游永久通航期最大变幅30米，下游通航水位变幅也达12米，且变率快。可见，三峡升船机的规模和技术复杂程度均属世界水平。 主要水工建筑物大坝拦河大坝为混凝土重力坝，坝轴线全长2335米，坝顶高程185米，最大坝高181米。泄洪坝段位于河床中部，前缘总长483米，设有23个泄洪深孔，底高程90米，深孔尺寸为79米，其主要作用是泄洪；22个泄洪表孔（孔口净宽8米，溢流堰顶高程158米），底高程158米，尺寸为817米，其主要作用是泄洪；22个底孔（用于三期施工导流）底高程57米，尺寸为68.5米，其作用为临时泄洪和导流明渠截流之后过水。下游采用鼻坎挑流方式进行消能，减少水流的冲击力。电站坝段位于泄洪坝段两侧，设有电站进水口。进水口底板高程为108.8米。压力输水管道为背管式，内直径12.40米，采用钢衬钢筋混凝土联合受力的结构型式枢纽最大泄洪能力可达102500立方米/秒，可宣泄可能出现的最大洪水。水电站水电站采用坝后式布置方案，共设有左、右两组厂房。共安装26台水轮发电机组，其中左岸厂房14台，右岸厂房12台。水轮机为混流式（法兰西斯式），机组单机额定容量70万千瓦。右岸山体内留有为后期扩机（6台，总容量 420万千瓦）的地下电站位置。其进水口将与工程同步建成。通航建筑物通航建筑物包括永久船闸和升船机，均位于左岸山体内。永久船闸为双线五级连续梯级船闸。单级闸室有效尺寸为280345米（长宽坎上最小水深），可通过万吨级船队。 升船机为单线一级垂直提升式，承船厢有效尺寸120183.5米，一次可通过一条3000吨的客货轮。承船厢运行时总重量为11800吨，采用全平衡钢丝绳卷扬方式提升。 在靠左岸岸坡设有一条单线一级临时船闸，满足施工期通航的需要。其闸室有效尺寸为240244米。14 / 14