三峽工程導(dǎo)截流及深水高土石圍堰研究

　　三峽工程是治理和開發(fā)長江的關(guān)鍵工程，規(guī)模宏大，舉世矚目，具有防洪、發(fā)電、航運(yùn)等多種綜合功能。三峽工程的控制性工程項(xiàng)目：導(dǎo)截流及深水高土石圍堰，面臨一系列世界級(jí)難題。三峽工程截流包括大江和導(dǎo)流明渠兩次截流，截流成功后都面臨在一個(gè)枯水期內(nèi)快速修建深水高土石圍堰的難題。為做到土石圍堰擋水、不漏水，必須做好可靠的防滲結(jié)構(gòu)。1997年11月8日大江截流和2002年11月6日導(dǎo)流明渠截流成功，標(biāo)志中國大江大河截流技術(shù)已躋身世界領(lǐng)先地位。本書對三峽工程導(dǎo)流及通航，深水、大流量、厚覆蓋層河床大江截流，綜合難度世界第一的明渠截流，以及深水高土石圍堰工程進(jìn)行了介紹。 由于本書具有科學(xué)性、權(quán)威性、史料性和紀(jì)實(shí)性，因此，它對于今后的水利樞紐導(dǎo)截流工程及其他相關(guān)專業(yè)的地下防滲工程具有較高的參考價(jià)值和指導(dǎo)作用，可供從事水利水電工程及地下防滲工程建設(shè)的廣大工程技術(shù)人員借鑒，也可供大專院校相關(guān)專業(yè)的師生教學(xué)參考。 序 世界上最大的水利工程：舉世矚目的長江三峽水利樞紐工程：的建設(shè)正進(jìn)入結(jié)尾階段。現(xiàn)在已沒有人懷疑中國人民即將取得建設(shè)三峽水利樞紐工程的全面勝利，它將發(fā)揮防洪、發(fā)電、通航等巨大綜合效益，千秋萬代為民造福。 三峽工程從設(shè)想、研究、論證、決策到實(shí)施，經(jīng)歷了漫長的時(shí)間，跨越了兩個(gè)世紀(jì)。簡單回顧一下這個(gè)歷程，也很有意義。自1919年孫中山先生設(shè)想開發(fā)長江三峽水力資源到新中國成立，是提出和幻想的30年；從20世紀(jì)50年代到80年代，是勘探、設(shè)計(jì)、研究、論證和"實(shí)戰(zhàn)準(zhǔn)備"的40年，而且出現(xiàn)了激烈的爭論。1992年4月3日，全國人大七屆五次會(huì)議通過了《關(guān)于興建三峽工程的決議》，標(biāo)志著三峽工程的前期研究和論證工作的結(jié)束，并轉(zhuǎn)入實(shí)施階段。1993年初，首批施工隊(duì)伍進(jìn)入壩區(qū)，開始施工準(zhǔn)備工程和一期導(dǎo)流工程的施工。1994年12月"日，三峽工程正式開工。1997年11月8日，三峽工程勝利實(shí)現(xiàn)大江截流，標(biāo)志著一期工程順利完成，開始進(jìn)入二期建設(shè)階段。2002年11月6日導(dǎo)流明渠截流成功，2003年6月1日水庫開始蓄水，6月10日水位到達(dá)135m高程；6月16日雙線五級(jí)船閘試通航成功，隨即正式向社會(huì)船舶開放；同年7月左岸電站首臺(tái)水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組開始投產(chǎn)發(fā)電。至此，三峽工程導(dǎo)截流工程全部完成并順利地實(shí)現(xiàn)了蓄水、通航、發(fā)電的二期工程的建設(shè)目標(biāo)，轉(zhuǎn)入三期工程。蓄水后各項(xiàng)安全監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，各建筑物工作性態(tài)正常，各項(xiàng)指標(biāo)均在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。中華民族幾代人夢寐以求的愿望開始成為現(xiàn)實(shí)。 三峽工程的最大特點(diǎn)，就是要在中國第一、世界第三大河、而且是國家主要航道的長江干流上修建高壩大庫，不但要保證工程建設(shè)成功，而且還必須保證施工期間航運(yùn)暢通，這就面臨著一系列世界級(jí)難題。首先面對的就是綜合解決導(dǎo)流、圍堰和通航問題，簡言之，就是讓長江航道分期改道，在圍堰等建筑物的擋水保護(hù)下形成基坑，排水后進(jìn)行干地施工，而同時(shí)維持通航。針對三峽工程特點(diǎn)，經(jīng)長期綜合研究，選擇了河道右岸有一個(gè)中堡島的三斗坪壩址，采用了"三期導(dǎo)流、明渠通航、圍堰擋水發(fā)電"的施工方案，終于攻克了這個(gè)重大難題。所謂三期導(dǎo)流，就是第一期先圍中堡島以右的后河，將它改建成"導(dǎo)流明渠"：一條"人工長江"，同時(shí)在中堡島上修建縱向圍堰；第二期，拆除一期圍堰，進(jìn)行大江截流，立即搶修二期圍堰，江水改由明渠宣泄，在大江中修建泄洪壩段（并留設(shè)導(dǎo)流底孔）和左岸廠房壩段及廠房，船只通過明渠及臨時(shí)船閘通航；第三期，拆除二期圍堰，再次截?cái)嗝髑?，搶修三期圍堰，江水回到大江，通過導(dǎo)流底孔泄放，實(shí)現(xiàn)初期蓄水、通航、發(fā)電目標(biāo)，船只從永久船閘過壩，同時(shí)完建右岸工程。最后封堵導(dǎo)流底孔，抬高水位轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。三期工程各需5年、6年、6年，總工期達(dá)17年。 當(dāng)然還有其他的施工方案。有些專家就力主采用"兩期半"方案，即在一期工程中就在明渠內(nèi)建設(shè)右岸壩體并留設(shè)底孔，在二期工程時(shí)江水由右岸壩段的底孔中宣泄。這樣做，左右岸廠壩工程可同時(shí)上升，也避免了后期再一次在明渠中截流以及搶建和拆除三期圍堰的困難，其對后期工程的有利是顯而易見的。但我和多數(shù)專家認(rèn)為，這個(gè)方案對一期工程壓力大，對施工通航不利，并增加大江截流和搶建二期圍堰的難度與風(fēng)險(xiǎn)，而后者正是決定三峽工程施工成敗的一個(gè)關(guān)鍵。所以幾經(jīng)斟酌，仍決策采用三期導(dǎo)流方案。現(xiàn)在我也不敢說三期方案就是最優(yōu)方案，只能說實(shí)踐證明這一方案是可行的，預(yù)期的各種難關(guān)都被克服，有望提前一年竣工，已取得圓滿成功。 盡管采用了三期方案，大江截流和二期圍堰難度之大仍是世界工程史上少見：大江設(shè)計(jì)截流流量達(dá)11600m3／s，最大水深60m，施工日：拋投強(qiáng)度達(dá)19．4×104m3，且存在深水堤頭坍塌難題。二期圍堰則要在復(fù)雜地質(zhì)條件下通過深水拋填散粒料，在一個(gè)枯水期中快速建成一座具有可靠防滲體系的大型土石壩，和第二年長江的兇猛洪水進(jìn)行一次生死競賽。其他如明渠截流和三期圍堰都是綜合難度極大的工程。我們高興地看到，三峽建設(shè)者們能以一絲不茍的科學(xué)精神，展開多項(xiàng)科技攻關(guān)，并虛心借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，反復(fù)試驗(yàn)，謹(jǐn)慎決策，終于取得了一系列技術(shù)上的重大突破，完成了黨和國家交付的任務(wù)。 三峽工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)是彌足珍貴的，它不僅是中國人民的寶貴經(jīng)驗(yàn)，也是世界工程史上的財(cái)富。目前中國長江三峽工程開發(fā)總公司正在組織三峽工程的總結(jié)工作，考慮到三峽工程施工持續(xù)時(shí)間長，并擬動(dòng)態(tài)進(jìn)行，在某一工程項(xiàng)目施工完成，主要技術(shù)問題得到確切驗(yàn)證，就可以啟動(dòng)單項(xiàng)圖書編寫工作。關(guān)于三峽截流和圍堰的研究和施工經(jīng)驗(yàn)，以前也出過幾本總結(jié)，筆者都樂于為序。本書是中國長江三峽工程開發(fā)總公司和長江水利委員會(huì)組織編寫的第一本有關(guān)導(dǎo)截流及深水高土石圍堰研究的專題總結(jié)，更較全面，注重工程的紀(jì)實(shí)性，圖、文、表、照片并茂，詳細(xì)地介紹了三峽工程施工期導(dǎo)流及通航、三峽工程長江截流技術(shù)和深水圍堰的創(chuàng)新成果。這些經(jīng)驗(yàn)已在、將在溪洛渡、向家壩等大型水利水電工程中推廣應(yīng)用。我深信本書不僅是一本忠實(shí)的歷史記錄，也將是水利水電工程師們有益的案頭工具書。我希望其他專題總結(jié)也能陸續(xù)問世，為三峽工程留下一部"二十四史"，為中國今后方興未艾的水利水電建設(shè)做出更多貢獻(xiàn)。 編者 前 言 舉世矚目的長江三峽水利樞紐是開發(fā)和治理長江的關(guān)鍵性骨干工程，具有防洪、發(fā)電、通航等巨大綜合功能，對加快我國現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程、提高綜合國力具有重要意義。自1919年孫中山先生提出開發(fā)長江三峽水力資源的設(shè)想以來，興建長江三峽工程成為中華民族幾代人夢寐以求的愿望。中華人民共和國成立后，在毛澤東、鄧小平、江澤民三代領(lǐng)導(dǎo)人的直接關(guān)懷下，有關(guān)部門和廣大科技工作者從20世紀(jì)50年代起，對三峽工程進(jìn)行了長期、大量的勘測、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和研究。1958年黨中央成都會(huì)議通過了《中共中央關(guān)于三峽水利樞紐和長江流域規(guī)劃的意見》，提出了"采取積極準(zhǔn)備和充分可靠的方針"，隨后組織了200多個(gè)單位近萬名科技人員對三峽工程重大科技問題進(jìn)行了全國性的協(xié)作研究。1970年底，中央決定興建葛洲壩工程，以緩解華中地區(qū)電力緊缺局面，同時(shí)也為興建三峽工程做實(shí)戰(zhàn)準(zhǔn)備。1984年國務(wù)院原則批準(zhǔn)了三峽工程正常蓄水位150m方案的可行性研究報(bào)告，并開始進(jìn)行工程籌建和準(zhǔn)備工作。1986年黨中央、國務(wù)院決定對三峽工程重新論證，"以求更加細(xì)致、精確和穩(wěn)妥"。經(jīng)過近3年的深入研究論證，論證領(lǐng)導(dǎo)小組審議并通過了14個(gè)專題論證報(bào)告。長江水利委員會(huì)據(jù)此重新編制了《長江三峽水利樞紐可行性研究報(bào)告》。1991年8月國務(wù)院三峽工程審查委員會(huì)通過了對該報(bào)告的審查意見，"三峽工程建設(shè)是必要的，技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，建議及早決策興建三峽工程"。1992年4月3日，全國人大七屆五次會(huì)議審議了《國務(wù)院關(guān)于提請審議興建長江三峽工程的議案》，通過了《關(guān)于興建長江三峽工程的決議》。1993年5月國務(wù)院審查通過了《長江三峽水利樞紐工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，三峽工程開始實(shí)施建設(shè)。在建設(shè)過程中，參建單位進(jìn)一步深入地進(jìn)行了大量科學(xué)研究工作，解決了一系列的重大技術(shù)難題，工程質(zhì)量、進(jìn)度和投資都得到有效的控制，2003年勝利實(shí)現(xiàn)了二期工程蓄水、通航和發(fā)電的目標(biāo)。 三峽工程規(guī)模巨大、技術(shù)復(fù)雜，面臨一系列世界級(jí)難題，科技創(chuàng)新貫穿于工程建設(shè)的全過程。針對重大技術(shù)難題，中國長江三峽工程開發(fā)總公司匯集了全國科技精華，充分發(fā)揮專家的作用，展開了一系列科技攻關(guān)，同時(shí)借鑒了國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)決策，取得了一系列技術(shù)上的重大突破。它將在工程科研、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和管理等方面留下寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為將來世界各國治理江河提供有價(jià)值的借鑒和參考。三峽工程兩次截流及深水高土石圍堰技術(shù)是三峽工程中重大技術(shù)創(chuàng)新的集中點(diǎn)，導(dǎo)流方案確保了施工期復(fù)雜流量條件下航運(yùn)暢通；深水、大流量、厚覆蓋層河床大江截流及綜合難度世界第一的導(dǎo)流明渠截流順利實(shí)施保證了整個(gè)工程的按期完工；快速建成了480m深水高土石圍堰，為二期泄洪大壩施工提供了干地施工條件。 本書全面地闡述了長江三峽工程中的導(dǎo)截流及深水高土石圍堰工程的科技攻關(guān)過程及工程最終的實(shí)施方案。本書內(nèi)容翔實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)，對于今后的水利樞紐導(dǎo)截流工程及其他相關(guān)專業(yè)的地下防滲工程，具有重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)作用，可供從事水利水電工程及地下防滲工程建設(shè)的廣大工程技術(shù)人員借鑒，也可供大專院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。 限于水平和經(jīng)驗(yàn)，不足之處在所難免，敬請廣大讀者指正。

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