《三峡实习报告》word版.doc

目录序.1第1章 长江三峡水利枢纽工程.2第一节 工程概况.3第二节 工程建设的必要性和可行性.6 一、三峡工程在长江流域规划中的地位与作用 兴建三峡工程的必要性.6 二、推荐的三峡工程方案.9 三、三峡工程技术上可行.9 四、水库淹没与移民安置可行性研究.11 五、环境影响评价.12 六、工程投资估算.12 七、三峡工程综合经济评价.13 八、主要结论.14第3节 工程坝址选择和枢纽布置.15 一、坝址的选择.15 二、枢纽的布置.19第四节 施工导流与截流.21 一、一期围堰施工.22 二、明渠通航.24 三、明渠分流.25 四、截流龙口护底.25 五、二期围堰预进占.26 六、截流合拢.27 七、二期围堰施工.28 八、三期截流.29 九、三期碾压混凝土围堰 .30 十、导流底孔渡汛.31 第五节 主体工程施工方案.32 一、大坝的施工.32 二、船闸的施工.43 三、电站.49第六节 工程建设管理体制.50第2章 葛洲坝工程.57 一、修建背景.58 二、主要结构.60 三、外形结构.61 四、建造过程.61 五、设施.63 六、技术问题 .64 七、导流截流问题.66 八、工程效益方面.67第三章 三峡地区风土人情.67第四章 小结.71序 三峡工程是当前世界上最大的水利枢纽工程，不仅土建、金属结构及机电工程规模之宏伟、数量之巨大是水利工程史上之冠，而且在技术上遇到的一系列困难问题，其难度之大也是罕见的。因此，在20世纪80年代三峡工程的论证中，不少人担心以我国的技术力量和管理水平能否胜任这一建设任务，甚至有人担心三峡工程会不会变成“无底洞工程”或“豆腐渣工程”，这些担忧不是没有道理的。长江三峡西起重庆市的奉节的白帝城,东至湖北省的宜昌的南津关。自西向东主要有三个大的峡谷地段：瞿塘峡、巫峡和西陵峡。三峡因而得名。三峡两岸高山对峙，崖壁陡峭，山峰一般高出江面1000-1500米。最窄处不足百米。三峡是由于这一地区地壳不断上升，长江水强烈下切而形成的。因此水力资源极为丰富。长江三峡是世界大峡谷之一，以壮丽河山的天然胜景闻名中外。三峡全长193公里(千米），两岸悬崖绝壁，江中滩峡相间，水流湍急，唐代大诗人李白经过这里留下了优美的诗句：“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还；两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。”使白帝城更加出名。尽管三峡工程困难重重，但值得庆幸的是，“三峡人”以惊人的毅力，依靠坚强的决心，运用科技创新和高水平的管理，一步一个脚印地前进，硬是赢得了所有的战役，取得了质量优良、造价节约、成效显著的满堂红战绩，向党和人民交出了一份优秀的答卷。这不能不说是工程史上的一个奇迹。第1章 三峡水利枢纽工程中国长江三峡工程是世界上最大水利水电工程之一。早在1919年，中国民主革命的先驱孙中山先生就曾提出过在三峡建坝的设想，以改善川江航运、开发利用长江水利资源。1949年新中国成立后，三峡工程受到了党中央、国务院的高度重视。三峡工程从1954年开始论证，至1992年批准兴建，历时38年之久。1983年，水电部提出了三峡工程可行性报告；1986年至1988年，国家专门成立了三峡工程论证领导小组，聘请412位国内资深专家，组成14个专题组，对三峡工程进行重新可行性论证，提出了14个专题论证报告。经过缜密研究、充分讨论、反复论证，1989年5月重新编制了长江三峡水利枢纽可行性研究报告。报告结论指出：三峡工程对中国现代化建设是必要的，工程在技术上是可行的，经济上是合理的，建比不建好、早建比晚建有利。此后，党中央、国务院成立了三峡工程审查委员会，聘请了163位各方面的专家和国务院有关部门的负责人，对可行性研究报告进行审查，并提出了审查意见。1992年4月3日，第七届全国人民代表大会第五次会议通过了关于兴建长江三峡工程决议，并专门成立了国务院三峡工程建设委员会及其办公室。从决定兴建长江三峡工程的过程看，党中央、国务院的决策是极其慎重的、民主的、科学的，充分展示了中华民族的强大凝聚力和民族精神，充分体现了中华人民共和国的综合国力和社会主义制度的优越性。 第一节 工程概况长江三峡水利枢纽工程，简称三峡工程，因位于长江干流三峡河段而得名，是中国长江中上游段建设的大型水利工程项目。三峡河段全长约200km，上起四川奉节白帝城，下迄湖北宜昌南津关，由瞿塘峡、巫峡、西陵峡组成。选定的坝址位于西陵峡中的三斗坪镇，并和其下游不远的葛洲坝水电站形成梯级调度电站。它是世界上规模最大的水电站，也是中国有史以来建设的最大型的工程项目，而由它所引发的移民、环境等诸多问题，使它从开始筹建的那一刻起，便始终与巨大的争议相伴。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，设计正常蓄水水位枯水期为145米（丰水期为175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1000亿千瓦时。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。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120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。三峡水库移民迁移线以下淹没面积约1084km2，其中陆域面积为638km2，据1985年调查，淹没区内总计有耕地2.38万hm2（其中水稻田0.73万hm2，橘柑地1.65hm2）人口72.6万人，其中农村人口33.3万人，城镇人口39.3万人，农村人口约占46%，考虑人口自然增长及其他因素，规划迁移安置人口约113万人。19911992年对水库淹没区又进行了调查，淹没区计有耕地1.72万km2，园地0.74万hm2，河滩地0.39万hm2，人口84.62万人，其中农业人口36.15万人，非农业人口48.47万人，非农业人口较1985年增长较多。三峡水库系典型的河道型水库，水库长约600km，干流库段平均宽度仅约1.1km，较天然江面宽度仅增加约1倍，由于水库延伸很长，因此淹没涉及的县市较多。计淹没涉及20个县市的326个乡，但没有一个乡全淹，受淹没面积占各县的比重也较小，淹没耕地一般占全县耕地的1%4%，受淹没比重最高的耕归县也只占全县面积的5.9%。根据移民安置初步规划，农村移民基本上可以就近后靠安置。淹没涉及的城市有13个，4个需要另迁新址，其余可依托旧城，仅仅开辟新城区。重庆市改为直辖市后，淹没范围包括县级市在内为22个县市。 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347亿元；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。 三峡工程分三期，从1994年开工，到2009年竣工，总工期15年。 一期工程5年（1994一1997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、升船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，同时继续进行升船机的施工，并完成永久五级船闸的施工。 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。已然，三峡水库成为了一座长600公里，最宽处达2000米，面积达1000平方公里，水面平静的峡谷型水库。 第2节 工程建设的必要性和可行性一、三峡工程在长江流域规划中的地位与作用兴建三峡工程的必要性1959年所编制的长江流域综合利用规划要点报告和1988年完成的修订补充报告，都论证并肯定了三峡工程在治理开发长江中的重要地位和作用，并推荐作为近期开发的重点工程，其主要任务是解决长江中下游、特别是荆江河段的防洪；向华中、华东和川东地区供电, 同 同时还可以显著改善川江的通航条件。 防洪作用 长江中下游地区，有耕地9000余万亩，人口7500万，是我国重要商品粮棉油基地，又是工商业较发达的地区。由于地面高程普遍低于洪水位数米至十数米，历史上洪灾频繁而严重。建国以来，进行了大规模的防洪建设，完成了加高加固堤防土石方30余亿m3，兴建了荆江分洪等分洪工程，安排了一批分蓄洪区，修建了丹江口等有防洪作用的支流水库，目前正继续实施1980年制定的以防御1954年类似洪水为目标的平原防洪方案。 上述方案完成后，干流堤防能防御1020年一遇洪水，其中荆江河段只能防约10年一遇洪水。超过这一标准时，需运用分蓄洪工程，牺牲局部，以保重点。但分蓄洪损失很大，如遇类似1954年洪水，需分蓄洪约500亿m3，淹没农田约1000万亩。特别是荆江河段，采取分蓄洪措施后，也只能勉强通过技城洪峰流量7500080000m3s。自1153年以来，宜昌洪峰流量大于80000m3s的有8次，其中1860和1870年洪水，宜昌洪峰流量分别约为92500和105000m3s，枝城洪峰流量均在110000m3s左右。若这一类特大洪水再现，必将在荆江南岸或北岸溃堤，造成大面积农田和城市被冲毁、大量人口死亡的毁灭性灾害。经反复论证，除兴建三峡工程外，尚无其它切实可行的对策。 三峡工程地理位置优越，可控制荆江河段洪水来量95%，武汉以上洪水来量的23左右。三峡工程建成后，有防洪库容2215亿m3，可使荆江河段的防洪标准从10年一遇提高到100年一遇；遇1000年一遇和1870年类似的洪水，配合分蓄洪工程，可避免荆江两岸发生毁灭性灾害；遇1931、1935、1954年型洪水，可拦洪120200亿m3，减少中下游淹没农田250300万亩；并可减轻武汉市的洪水威胁，为洞庭湖区的根本治理创造条件。 发电效益 三峡水电站装机容量1768万kw，年发电量840亿kwh，主要供应华东、华中地区，小部分送川东，每年可替代煤炭约40005000万t。是供华中、华东地区的一个最优电源点。它将为华东、华中地区供应可靠、廉价、清洁和可再生的能源，并对缓和两地区的能源供应紧张、煤炭运输巨大压力和减少环境污染起到重大的作用。华东、华中地区工农业发达，但能源不足制约着经济的发展。两地区煤炭资源分别只占全国的36%和32%，目前即需从北方调入煤炭，进一步发展火电受到煤炭生产和运输的制约。华东地区水能资源开发殆尽，华中地区剩余的水能资源70%集中在三峡河段。据两地区电力发展规划，从1986年起15年内两地区需新增电力8000万kw，30年内需新增17亿kw，按兴建三峡电站并尽可能建设核电，预测2000年两地区从区外调入的煤炭仍分别达8500万t和4475万t，2015年分别达到17亿t和115亿t。若不建三峡，煤炭运输将更为困难。 航运方面 据有关方面预测，川江下水运量2030年为5000万t。目前川江通过能力仅约1000万t。主要原因是川江航道坡陡流急，在重庆至宜昌660km航道上，落差120m，共有主要碍航滩险139处，单行控制段46处。三峡工程修建后，航运条件明显改善，万吨级船队可直达重庆，运输成本可降低3537%。不修建三峡工程，虽可采取航道整治辅以出川铁路分流，满足5000万t出川运量的要求，但工程量很大，且无法改善川江坡陡流急的现状，万吨级船队不能直达重庆，运输成本也难大幅度降低。 二、推荐的三峡工程方案在19851986年国家计委、国家科委组织水位论证的工作基础上，对正常蓄水位150、l60、170、180m，以及两级开发和“一级开发、分期建设”等三种类型共六个方案进一步论证比较后，推荐“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”的建设方案。即坝顶高程185m，一次建成；初期蓄水位156m，最终正常蓄水位175m；移民按统一规划，20年连续移完。三峡大坝位于湖北省宜昌县三斗坪镇，为混凝土重力坝，最大坝高175m。水电站位于河床溢流坝两侧坝后。通航建筑物包括双线多级船闸和垂直升船机，均位于左岸。 工程总工期18年，其中准备工程3年，从正式开工至第一批机组发电的工期为9年。三、三峡工程技术上可行三峡工程设计所需的基本资料，包括水文、泥沙、地形、地质等，经过几十年来的收集、勘测、整编、分析和审查，比较完整可靠。这次重新论证中，又补充进行了调查、勘测、设计和试验研究工作，对近年来各方面提出的问题和意见，都进行了比较深入的研究，得出了明确的结论，认为工程在技术上是可行的。 (一) 枢纽工程设计和施工三峡工程有优良的地形地质条件，主要建筑物设计与施工中的技术问题均可依靠国内力量解决，主要机电设备中除少量需引进外，绝大部分可以立足国内生产制造。 (二) 地震和库岸稳定 三峡坝区和库区地壳稳定，基岩完整，历史地震活动轻微，经国家地震部门鉴定，坝址基本地震烈度为度。建筑物按度设防。建库后可能产生的诱发地震，估计最高震级为55级左右，从最坏的情况估计，假定距坝址最近的九湾溪断层发生6级地震，影响到坝区的最大烈度也不会超过度，不影响建筑物的安全。 水库库岸基本稳定，经多部门平行调查，干流库岸100万m3以上的大、中型崩塌、滑坡体约140处，其中有22处建库后可能失稳，但距坝址均在26km以远。经计算、实验，即使距大坝最近的新滩滑坡和链子岩危岩体整体滑入库内，坝址处的涌浪最高为27m，不会影响建筑物的安全。由于建库后水面拓宽，水深加大，滑坡对航道的影响较建库前为小。 (三) 工程泥沙问题 三峡坝址多年平均输沙量53亿t，平均含沙量12kgm3。借鉴三门峡、葛洲坝等工程处理泥沙问题的经验，经过大量现场观测、数学模型计算、模型试验、已建工程的类比分析，工程泥沙问题已基本研究清楚。水库汛期按防洪要求持低水位，以腾空防洪库容并排沙，汛末蓄水至正常蓄水位。采用这种运行方式（俗称“蓄清排浑”），水库有效库容可长期保留。据数学模型计算，防洪库容可保留85%，调节库容可保留90%。库尾和坝区的泥沙淤积，可以采取综合措施予以解决，航道、港口和建筑物运行的安全可有保证。如不考虑上游建水库拦沙和调节洪水的有利影响，枢纽运用100年后，重庆市100年一遇最高洪水位约199m，不会影响主要市区。 (四) 人防问题 三峡大坝设有大批低高程、大流量的泄水底孔，下游河道的安全泄量也很大，临战前可迅速降低水位运行。加之水库为狭长的河道型，坝下游有40km的狭谷河段限制，据试验，万一大坝遭受核袭击，溃坝损失可限制在沙市以上的局部地区，不致造成两湖平原的毁灭性灾害。 四、水库淹没与移民安置可行性研究三峡水库淹没区有耕地357万亩（其中水田约11万亩），柑桔地7.44万亩，人口726万人，其中农业人口约占46%。推算到2008年，包括人口自然和机械增长、新城镇占地移民等，规划可能需迁安的移民总人数为1132万人。 三峡水库淹没耕地和农业移民的总量虽大，但分散在沿库岸长达2000km的范围内，分属于19个县（市），淹没耕地占各县耕地的015588%。根据调查和初步规划，移民安置区361个乡内，有需要改造的低产地200多万亩，荒山草坡300余万亩，可以改造、开发，用以安置移民；还可以利用水库发展水产养殖，因地制宜地实行防护，结合当地资源兴办二、三产业等。移民安置的环境容量是足够的。只要实行开发性移民方针并采取一系列相应的政策，结合库区经济发展统一规划，移民可以得到妥善的安置。此外，建议三峡电站发电后，每kw.h电费中提取3厘钱作为库区（含坝区）建设基金，促进库区改变贫困面貌。 目前，库区19个县（市）均已完成了初步的移民规划，并已进行了74项移民工程试点，取得了积极的成效。 五、环境影响评价 生态与环境专家组在近年来中国科学院和长江水资源保护局分别组织60多个单位完成的有关课题研究成果的基础上，提出了环境影响的论证报告。建坝引起的水库淹没和河流水文、水力情势的变化是影响生态与环境的基本原因。三峡水库是一座典型的河道型水库，全长600余km，平均宽度11km，较天然江面宽度增加约一倍。库容系数（总库容与坝址年水量的比值）为009，而埃及阿斯旺水库为2，丹江口水库为055，因此，三峡水库对河流天然径流的调节不大，水库各月下泄平均流量仅在枯水季节有变化，均在天然流量的变化幅度范围之内。 生态与环境专家组的综合结论认为，大坝兴建对生态与环境的有利影响主要在中游，不利影响主要在库区，其中库区移民环境容量是工程决策中比较敏感的制约因素，需要认真对待、慎重处理。并提出了对策和建议。 六、工程投资估算按照我国水电工程投资估算的有关政策、规程、规范、定额和1986年末物价水平，估算三峡项目的静态总投资为361l亿元，其中枢纽工程投资为1877亿元，水库移民投资为1106亿元，电网的输变电投资为628亿元。第一批机组发电前的静态投资为1692亿元，其中枢纽工程投资111l亿元，移民投资43亿元，输变电投资15l亿元。经反复研究，这个投资估算数作为综合经济评价的基础是可靠的。七、三峡工程综合经济评价按照国家计委关于建设项目经济评价方法的暂行规定，进行了工程的综合经济评价。 （一） 国民经济评价 按影子价格和10%的社会折现率，对三峡工程本身的投入、产出和早建、晚建、不建三峡工程进行了动态经济分析。 计算结果表明，三峡工程的净现值（即产出总现值减投入总现值）为1312亿元，经济内部收益率为145%。按规定，净现值大于零，或经济内部收益率大于10%，建设项目是可以接受的。说明从国民经济总体角度衡量，兴建三峡工程是有利的。对早建（假定1989年开工）、晚建（假定200l年开工）、不建（以其它工程替代）进行了综合分析，成果表明，三峡工程早建方案费用总现值最小，晚建方案费用现值大于早建方案，但小于不建方案。说明三峡工程建比不建好，早建比晚建有利。 (二) 财务评价 根据国家现行的财税制度和现行财务价格，分析了三峡工程的获利能力和贷款清偿能力。 根据以电养电的方针和有关规定，设想的资金来源是：自有资金（包括葛洲坝电站和三峡电站投产后的收入）占647%；防洪、航运分摊的投资745亿元，豁免本息，由国家基建投资占119%；国内贷款1098亿元，占175%，年利率935%；国外借款37l亿元（l0亿美元），年利率85%。三峡工程从第12年起机组陆续投产后，本身收益可以基本满足后期工程施工的资金需求，故筹措三峡建设资金的关键是前12年。前12年需要资金1803亿元，除去自有资金，实际需要筹措的资金总额为153l亿元，其中国家基建投资228亿元，国内贷款768亿元，短期债券50亿元。 按500kV末端上网电价93分kwh（这一电价是按10%的投资利润率测算的，低于新建水、火电站的电价）计算，财务内部收益率为11%，利税率为121%，贷款偿还期和投资回收期均为206年，即在工程全部竣工后的次年，就可以还清全部贷款和回收全部投资，说明三峡工程在财务上是可行的。 （三） 国家承受能力分析 三峡工程的总投资仅占工程建设期（19892008年）国民生产总值。国民收入（均以1986年不变价计算）073%和123%，低于宝钢一期工程和攀枝花钢铁基地建设总投资所占份额。所需三大材料（钢材、木材、水泥）消耗量占施工期国内生产总量的012% 033%，所需外汇约10亿美元。国家完全有能力承担。 （四） 物价上涨对经济评价影响 在国民经济评价中，投入物和产出物均采用影子价格，并以规定的折现率计算出评价的主要指标，物价上涨对评价结论没有影响。 财务评价采用1986年末财务价格，若投入物价格上涨，则电价也同步上涨，因而对财务评价的结论也没有重大影响。据估算，如投资上涨30%，电价需由9.3分/kwh提高到12分/kwh，这一电价仍是较低的，贷款偿还期和投资回收期仍基本不变。 八、主要结论1、三峡工程在技术上是可行的；兴建工程经济上合理，财务上也是可行的。 2、三峡工程有巨大的防洪、发电、航运效益，从治理开发长江和国民经济发展的全局考虑，兴建三峡工程是必要的。 3、从中下游防洪和华中、华东能源紧缺的需要出发，并考虑尽量避免增加移民安置的困难，三峡工程以早建为宜。 4、建议国家提前对库区投资（每年约1亿元），帮助三峡库区改变贫困面貌，促进经济发展，并有利于今后三峡工程兴建时的移民安置。第3节 工程位置的选择和枢纽布置一、坝址的选择三峡大坝坝址曾经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。三峡工程拦江大坝的坝址在湖北省原宜昌县三斗坪镇附近。三斗坪镇是位于风景秀丽的西陵峡中段、紧靠长江右岸的一个普通山区集镇，兴建葛洲坝工程后，原三斗坪镇被淹没，利用葛洲坝工程的补偿资金，在原镇的下游建起了新的三斗坪镇。 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。 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。他们为什么都这样说呢? 这要从以下四方面来加以说明。 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)，你说难得不难得? 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，这同样是很难得的。 但是，三斗坪坝址也有一些缺点。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址环境，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。二、枢纽布置三峡水利枢纽是由大坝、电站厂房和通航建筑物等主体建筑物组成，还包括右岸预留扩机的地下电站和右岸茅坪溪防护坝。枢纽布置方案是经1993年7月国务院对长江三峡水利枢纽初步设计报告（枢纽工程）审查批准而得到肯定，是三峡工程建设的依据。1. 枢纽布置总体布局三峡工程选定枢纽布置的格局是：泄洪坝段位于河床中部，两侧为左、右厂房坝段和非溢流坝；水电站厂房分设在左、右岸厂房坝段坝后，通航建筑物均布置在左岸。右岸自岩尖山体下预留扩建的地下厂房位置。右岸上游茅坪溪进出口处布置茅坪溪防护坝。2. 大坝布置三峡大坝为混凝土重力坝，坝顶高程185m，最大坝高（坝轴线处）175m，坝轴线全长309.47m，大坝布置自左岸至右岸依次如下：左岸非溢流坝（一下简称左非）1-7号坝段，前缘总长140m，左侧与永久船闸之间山体设混凝土防渗墙；升船机坝段（上闸首），前缘长2m，分为3个坝段，中间位航槽，长18m，两侧墙坝段各长22m；左岸非溢流坝8号坝段，前缘长23.06m；临时船闸坝段，前缘长62m，分设3个独立坝段，中间坝段长24m，施工期为闸前航道，完建后该坝段设2孔冲沙闸，两侧坝段各长19m；左非溢流坝9-18号坝段，前缘长192.91m，其中9号坝段长12.91m，其余坝段长20m；左岸厂房坝段，前缘总长581.5m。自左至右依次为1-6号厂房坝段，左安装场坝段（简称左安坝段），7-14号厂房坝段。除右端14号坝段长45.3m外，其余每一厂房坝段长38.3m，每坝段又包括2号坝段：钢管坝段长25m，实体坝段除14号坝段长20.3m外，其余均长13.3m。左安坝段对应的左岸非溢流坝18号坝段设1个排沙孔。左安坝段长38.3m，平分为2个坝段，各设1个排沙孔；左导墙坝段，前缘长32m，设1个泄洪排漂孔。坝段下游为左导水墙，导水墙长度262m，顶部设排漂孔泄水槽；泄洪坝段，前缘总长483m，设23个坝段（1-23号），每个坝段长21m。布置有23个泄洪深孔（在坝段中央）和22个泄洪表孔（跨缝布置），孔、堰相间布置。另为满足三期截流及倒流泄洪要求，跨缝布置有22个导流底孔；纵向围堰坝段，前缘长68m，设2个坝段。左侧坝段长32m，设1个泄洪排漂孔。右侧实体坝段长36m。左坝段上游紧接混凝土纵向围堰下游段堰体（兼作泄洪坝段下游右导水墙），长度为573.50m；右岸厂房坝段，前缘总长525m。自左至右依次为：右厂房左端排沙孔坝段（设1个排沙孔），15-20号厂房坝段，右安坝段（设2个排沙孔），21-26号厂房坝段。右厂房左端排沙孔坝段长16m，各厂房坝段的布置与左岸厂房坝段相同，长度均为38.3m。26号厂房坝段的实体坝段内设右端排沙孔；右岸非溢流坝（以下简称右非）1-7号坝段，前缘总长140m，其中右非1号坝段长20m（设1个排漂孔），2-7号坝段长度均为20m。3. 电站布置三峡水电站的机组布置在大坝的后侧，共安装32台70万千瓦水轮发电机组，其中左岸14台，右岸22台，地下6台，另外还有2台5万千瓦的电源机组，总装机容量2250万千瓦，远远超过位居世界第二的巴西伊泰普水电站。机组设备主要由德国伏伊特（VOITH）公司、美国通用电气（GE）公司、德国西门子（SIEMENS）公司组成的VGS联营体和法国阿尔斯通（ALSTOM）公司、瑞士ABB公司组成的ALSTOM联营体提供。它们在签订供货协议时，都已承诺将相关技术无偿转让给中国国内的电机制造企业。三峡水电站的输变电系统由中国国家电网公司负责建设和管理，预计共安装15回500千伏高压输电线路连接至各区域电网。第四节 施工导流与截流在江河上修建水利水电工程，施工导流是工程施工必须研究的重大技术问题之一。由于受江河来水周期性控制，工程施工进度往往是和洪水赛跑。又由于施工导流建筑物属于大型临时工程，在工期紧、任务重的情况下，往往采用施工技术超前、大胆、灵活多变的处理方案，在实践中取得了丰富的施工方法和经验。三峡工程也不例外，在施工导流各阶段都遇到不少技术难题，但都得到妥善的解决，为水电工程施工做出了新的贡献。 三斗坪坝址河谷宽阔，江中有中堡岛将长江分为主河床及后河，适于采用分期导流方案。长江为我国的水运交通动脉，施工期通航问题至关重要。分期导流方案设计必须结合施工期通航方案和枢纽布置方案一并研究。在可行性论证和初步设计阶段，对右岸导流明渠施工期通航和不通航两大类型的多种方案进行了大量的技术经济比较工作。1993年7月，经国务院三峡建设委员会批准，确定为“三期导流，明渠通航”方案。1、 一期围堰施工 图4-1 一期导流平面布置图一期土石围堰布置经过中堡岛左侧，束窄河床30，轴线长度2 50236 m，堰顶高程为80 m，围堰高度为3040 m，渡汛标准P5，Q72 300m3s，渡汛水位为78.3m,土石方填筑工程量为3285万m3，开挖299万m3，混凝土防渗墙49万m2，帷幕灌浆041万m，土工膜492万m2，旋喷墙045万m2，1993年10月24日开工，1994年6月完成施工任务。该工程技术难点是，工期紧、强度高、施工技术复杂，为保证在一个枯水期内完成一期围堰工程施工，除加大围堰施工抛填设备外，还在围堰轴线的70m 平台布置钻机打先导孔，探知围堰轴线的地质变化情况。根据探测资料研究和修改围堰防渗结构型式，选用和加大施工设备的投入，以适应变化了的设计方案。在砂砾石覆盖层内含有0525m的花岗岩风化块球体的地段，坚硬块球体除对冲击钻施工带来困难外，还容易把块球体误认为是基岩，既影响施工进度，也影响质量。在这种地段，就改用混凝土防渗墙下接双排高压旋喷墙，既加快了进度，又保证了质量。在堰基强风化岩层较厚地段、岩脉和断层带的强透水层地段，就改为混凝土防渗墙下接磨细水泥灌浆的施工方案，同样加快了施工进度，满足了设计要求。 由于所采取的施工措施得力，技术可靠，使一期围堰按预定工期完成了任务，满足了渡汛要求。围堰防渗体系的总渗水量在85115 m3h之间，满足了明渠干地施工的要求。 所以，一期围堰防渗形式有3种：混凝土防渗墙顶接土工膜；防渗墙顶接土工膜，墙下接双排旋喷墙；防渗墙顶接土工膜，墙下接磨细水泥灌浆。根据实际地质条件，灵活的变更处理方案，为水电工程施工提供了成功的经验。 二、明渠通航 长江是黄金水道，三峡工程建设必须解决施工期通航问题。经多方研究，根据三峡坝址地形和水文特性，制定了三期通航的导流方案：即一期导流为大江通航；二期为明渠加临时船闸通航；三期为永久船闸通航。临时船闸和永久船闸都是按船队通航要求设计的过船建筑物，但明渠是以过水为目标兼顾过船的建筑物，所以体型和水力学条件要求高。当来水ms以下，可通过长航船队；当来水流量超过20 000m3s时，所有船队从临时船闸通过；当来水流量超过45 000 m3s时，实行长江断航，与天然河道通航情况无太大区别。 为满足通航和导流要求，导流明渠设计成新月状，伏卧在长江右岸，明渠轴线长度3 950 m，其中上游引航道长1 050 m，渠身长1 700 m，下游引航道长1 200 m。明渠设计成复式断面，最小底宽为350 m，右侧渠底宽100 m的底高程为85 m，左侧渠底宽250 m的渠底高程，从上引航道到下航道沿流程分5级，即上引航道底高程为59m、58m、渠身段为50m、45m出口段为53m于三峡坝址处在葛洲坝水库回水区，根据渠身变化渠底高程也有所变化，使明渠水面线保持为均匀坡降，以满足通航要求。 经过几年的运行，导流明渠实际通航情况为，来水流量在10 00025 000 m3s时，各类船队均能通过明渠，随着来水量的增大，船舶有所减少，当Q30 000 m3s时，只有大型客、货轮通过明渠，且下水多上水少；当Q35 000 m3s时，水翼船仍可通过。实践证明，明渠实际通航水流条件优于设计情况。 三、明渠分流 由于导流明渠的体型是在不同流量情况下满足通航条件进行设计的，明渠进出口高程和水面线与大江连接平顺，所以过流量大，可以降低二期上游围堰的高度，分流条件好，可减轻大江截流的难度。明渠分流条件的好坏，除渠身体型按设计要求施工外，明渠进出口底坎的挖除也是个关键问题，必须满足设计要求。为解决这个问题，三峡工程提前一个枯水期在主围堰外修筑了低水围堰，将明渠进口段用干地开挖的方法，提前挖到设计高程，使明渠破堰进水时间提前5个月，为明渠进出口围堰的水下拆除赢得了时间，并保证了围堰拆除质量。所以在截流围堰预进占龙口宽度为280 m时，实现了大江断航，全部船队经导流明渠通过，为减少截流龙口施工干扰创造了条件。1997年11月8日，龙口最终合拢前夕，明渠过水面积已达设计断面的813976，分流比为9422，已达到设计要求。由于导流明渠分流条件好，为确保大江截流的顺利合拢提供了可靠的条件。 四、截流龙口护底 三峡工程大江截流的难点是江水深、流量大，经水工模型试验，当水深大于30 m时，截浪戗堤堤头抛料一次不能滚到底，在堤顶下57 m水深处形成堆料陡坡，当坡度达到11或更陡时，就出现堤头失稳坍塌，在1015 m处抛投料又形成暂时稳定坡，当受到扰动就形成第二次坍塌，对戗堤进占和施工机械及人员安全造成威胁。为解决截流水深这个难题，参考国内外施工截流经验，结合三峡实际情况，决定采取分期抛料垫底的施工措施，即沿截流围堰轴线低于40m的深槽部位宽180 m，顺水流方向长140 m的范围进行平抛垫底至40m于河床流速小于3 ms，在截流前的一个枯水期用底开式驳船抛填砂砾料和中小块石进行河床垫底。经过一个汛期的冲刷，垫底高程无大的变化，汛后又将垫底高程提高到45m垫底抛投量达74万m3。使龙口水深降至2123 m，这对保证截流成功起到了重要作用，既可减少截流水深又可减少截流龙口合拢工程量。 5、 二期围堰预进占 图4-2 二期导流平面布置图三峡工程由于截流水深、流量大，相应的围堰工程量也大。为降低截流抛填强度和施工难度，采用分期预进占的施工措施，从上下游围堰预进占到截流戗堤合拢，整个围堰工程分2个枯水期抛填完成。1996年汛后至1997年汛前，上下游围堰从两岸同时预进占到龙口宽度为460 m和480 m，又同时进行龙口河床垫底至40 m高程，以满足20年一遇流量72 300 m3s的渡汛和通航要求，相应流速为34 ms。1997年910月，上游截流戗堤预进占到龙口宽度为130 m，下游围堰龙口宽度202 m。上游截流戗堤预进占抛投量达1223万m3，龙口合拢段只剩下203万m3的抛投量，这说明截流戗堤分期预进占的措施，给削减龙口合拢工程量、降低截流难度起到关键的作用。 六、截流合拢 由于葛洲坝水利枢纽的兴建，使三峡坝址水位抬高2227 m，致使三峡大江截流水深达60 m。但事物总是有两面性，由于葛洲坝水库水位壅高，尽管三峡工程截流流量达11 600 m3s，但截流龙口落差只有066 m，又由于龙口落差小，相应的流速也只有42 ms，这样就减少了三峡工程截流的难度。1997年汛后截流戗堤继续进占，从9月12日至10月23日形成130 m宽的龙口，实测龙口流速333ms，落差028 m。又从10月26日开始分2个阶段进行合拢进占，第一阶段为10月26日至10月27日，使龙口缩窄至40 m暂停进占，实测流量11 600 m3s，龙口最大流速422 ms，落差066m。第二阶段从11月8日上午9时，中央领导宣布截流合拢开始至11月8日下午3点30分，历时65h，截流戗堤合拢成功。实测长江来水流量为8 480m3s，龙口流速26 ms。 三峡工程截流戗堤顶宽30 m，施工中可3辆大型自卸汽车并排同时抛料，单戗堤进占的小时抛投强度可达03万m3以上。据统计上下游戗堤和围堰进占最大日抛填量达194万m3，小时抛投强度171万m3，共用施工设备为2077 t大型自卸汽车300多辆，大型挖掘机60多台，大马力推土机29台。由于有以上施工措施和有利因素，使三峡工程大江截流合拢顺利完成。 七、二期围堰施工 三峡工程二期围堰按百年一遇洪水设计，设计流量为83 700 m3s，相应最高水位为85m；用二百年一遇洪水保堰，流量为88 400 m3s，相应最高水位为86.2m。二期上游围堰轴线长度为1 4396 m，堰顶高程为885 m，最大堰高为825 m。下游围堰轴线长度9985 m，堰顶高程为815 m，最大堰高为73 m。二期围堰土石方填筑量为1 1284万m3，混凝土防渗墙为96万m3，土工膜767万m2，帷幕灌浆11 790 m，高压旋喷墙8 570 m2。上游围堰混凝土防渗墙厚10 m，在作用水头超过50 m的部位采用双排混凝土防渗墙，墙中心间距为6 m，墙顶高程73 m，墙顶接土工膜至86.2m混凝土防渗墙底部进行帷幕灌浆。下游围堰70m高程以下为一排混凝土防渗墙，墙顶接土工膜至79m进制同m 高程，墙底进行帷幕灌浆，当作用水头超过50 m时，在混凝土防渗墙背水侧1 m距离设一排高压旋喷墙，施工中为赶工期，把下游围堰混凝土防渗墙厚度由1m改为12 m，取消高压旋喷墙，缩短了施工时间。 二期土石围堰，除围堰轴线上下游抛填块石和石渣棱体外，沿围堰轴线防渗墙部位抛填风化砂。深水中抛填风化砂靠自重密实度低，对防渗墙造孔孔壁稳定性差，所以在防渗墙轴线上下游4 m范围内采用振冲加密措施，用540 mm碎石充填，最深可加密30 m深，振冲加密后风化砂干容重可达1.8tm3。 三峡二期围堰，1997年11月8日截流合拢，1998年6月22日上下游防渗墙单墙封闭，基坑开始抽水，8月6日上游围堰第二道防渗墙完工，9月12日基坑抽水按计划抽干，实测最大渗水量为90Ls，低于设计值600 Ls的要求。二期围堰防渗墙施工，用液压双轮铣槽机、钢丝绳抓斗、液压抓斗、多头长墙钻机、冲击钻和冲击反循环钻机等，这些设备对三峡二期深水围堰防渗墙的施工适应性强，工程质量有保证，可靠度高。防渗墙施工中，用先导孔对围堰抛填料形成架空的部位进行投入堵漏料和水泥膨润土浓砂浆充填，保证防渗墙造孔施工安全，创成墙6 600 m2月的施工记录，确保近10万m2防渗墙以高质量的按期完成任务。经观测仪器测知，上游围堰第一道防渗墙最大变位05 914 m。但变位曲线平滑，防渗墙最大压应力为273MPa，最大拉应力为0045MPa。均在墙体材料允许范围内，满足设计要求。 8、 三期截流 图4-3 三期导流平面布置图三峡工程三期截流即是用低水土石围堰封堵导流明渠，江水由22个导流底孔通过，客、货船从临时船闸通过。由于截流时段选择和二期大江截流同期，仍是11月至12月，截流流量也是按9 000 m3s至12 000 m3s之间设计，但三期截流的分流条件比二期截流条件相差悬殊。导流明渠底宽为350 m，进口底高程为50 m，而22个导流底孔的总宽度也只226 m132 m，且底孔进口高程为56 m。由这些基本条件比较就可知，三期截流远比二期截流困难。截流落差达579 m，截流总功率为6899 MW，是二期截流总功率75 MW的9倍，也是葛洲坝大江截流的45倍，施工难度相当大。但三峡工程有一流的施工队伍和设备，有在长江上2次截流的实践经验（三峡二期截流和葛洲坝大江截流），只要施工设备和抛投材料准备充分，取得三期截流的成功是有把握的，亦可用葛洲坝水库进行反调节，提高三期截流龙口的淹没度，以降低明渠截流的难度。 九、三期碾压混凝土围堰 三期截流时，是在明渠进出口修筑低水土石围堰，并在坝轴线以上114 m处修筑一道碾压混凝土高水围堰，与纵向围堰堰内段共同拦挡135m的初期发电水位。并与三期下游土石围堰（堰顶高程815 m）形成三期基坑，保护右岸厂房和坝段施工。三期碾压混凝土围堰按20年一遇洪水设计，百年一遇洪水保坝。 三期碾压混凝土围堰轴线长度572 m，最大堰高121 m，总混凝土量168万m3。围堰顶宽8 m，迎水面为垂直，在7060 m高程以下为103的斜坡。下游坡为1075，最大堰底宽度为106 m。堰体碾压混凝土为3级配R90150，抗渗标号为S4，迎水面设48 m厚的二级配R90200、S8的富浆混凝土。明渠底板高程58 m、50 m以下40万m3混凝土已先期浇筑，待明渠断流后45个月内，要从50 m、58 m高程浇筑碾压混凝土至140 m高程。堰体升高达90 m，最大升高23 m日，最高月浇筑强度达到398万m3月。工期紧、强度高而且是背水一战。需要有严密的施工组织和详细的网络计划控制，才能完成这一攻坚任务，确保当年6月中旬蓄水，实现三期围堰挡水发电目标。 十、导流底孔渡汛 三峡工程布置有23个泄洪坝段，坝段分缝间距为21 m（大坝最大底宽126 m），在23个坝段中共布置67个泄水孔口，即在158 m高程布置8 m18 m表孔22个，在90 m高程布置7 m9 m深孔23孔，在高程56 m布置6 m8 m导流底孔22孔。其中除深孔布置在坝段中间外，表孔和导流底孔均为跨坝段布置。导流底孔主要承担三期导流和渡汛任务，其进口高程主要是根据三期截流的分流条件、碾压混凝土围堰施工进度、初期蓄水发电阶段的流量调节，保证下泄流量满足通航要求、导流底孔和深孔联合运用承担围堰挡水发电期间的渡汛任务等条件确定的。三期碾压混凝土围堰顶高程140 m，按20年一遇洪水设计，百年一遇洪水不漫碾压混凝土围堰顶校核。 导流底孔轴线长度115 m，进口高程56 m，出口高程55 m，孔口断面为6 m8 m。由于导流底孔实际是导流泄洪孔，运行条件特殊，在坝轴线