三峽工程導截流及深水高土石圍堰研究

　　三峽工程是治理和開發(fā)長江的關鍵工程，規(guī)模宏大，舉世矚目，具有防洪、發(fā)電、航運等多種綜合功能。三峽工程的控制性工程項目：導截流及深水高土石圍堰，面臨一系列世界級難題。三峽工程截流包括大江和導流明渠兩次截流，截流成功后都面臨在一個枯水期內(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日導流明渠截流成功，標志中國大江大河截流技術(shù)已躋身世界領先地位。本書對三峽工程導流及通航，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行了介紹。 由于本書具有科學性、權(quán)威性、史料性和紀實性，因此，它對于今后的水利樞紐導截流工程及其他相關專業(yè)的地下防滲工程具有較高的參考價值和指導作用，可供從事水利水電工程及地下防滲工程建設的廣大工程技術(shù)人員借鑒，也可供大專院校相關專業(yè)的師生教學參考。 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：的建設正進入結(jié)尾階段?，F(xiàn)在已沒有人懷疑中國人民即將取得建設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。 三峽工程從設想、研究、論證、決策到實施，經(jīng)歷了漫長的時間，跨越了兩個世紀。簡單回顧一下這個歷程，也很有意義。自1919年孫中山先生設想開發(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50年代到80年代，是勘探、設計、研究、論證和"實戰(zhàn)準備"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議通過了《關于興建三峽工程的決議》，標志著三峽工程的前期研究和論證工作的結(jié)束，并轉(zhuǎn)入實施階段。1993年初，首批施工隊伍進入壩區(qū)，開始施工準備工程和一期導流工程的施工。1994年12月"日，三峽工程正式開工。1997年11月8日，三峽工程勝利實現(xiàn)大江截流，標志著一期工程順利完成，開始進入二期建設階段。2002年11月6日導流明渠截流成功，2003年6月1日水庫開始蓄水，6月10日水位到達135m高程；6月16日雙線五級船閘試通航成功，隨即正式向社會船舶開放；同年7月左岸電站首臺水輪機發(fā)電機組開始投產(chǎn)發(fā)電。至此，三峽工程導截流工程全部完成并順利地實現(xiàn)了蓄水、通航、發(fā)電的二期工程的建設目標，轉(zhuǎn)入三期工程。蓄水后各項安全監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，各建筑物工作性態(tài)正常，各項指標均在設計允許范圍之內(nèi)。中華民族幾代人夢寐以求的愿望開始成為現(xiàn)實。 三峽工程的最大特點，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成功，而且還必須保證施工期間航運暢通，這就面臨著一系列世界級難題。首先面對的就是綜合解決導流、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下形成基坑，排水后進行干地施工，而同時維持通航。針對三峽工程特點，經(jīng)長期綜合研究，選擇了河道右岸有一個中堡島的三斗坪壩址，采用了"三期導流、明渠通航、圍堰擋水發(fā)電"的施工方案，終于攻克了這個重大難題。所謂三期導流，就是第一期先圍中堡島以右的后河，將它改建成"導流明渠"：一條"人工長江"，同時在中堡島上修建縱向圍堰；第二期，拆除一期圍堰，進行大江截流，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（并留設導流底孔）和左岸廠房壩段及廠房，船只通過明渠及臨時船閘通航；第三期，拆除二期圍堰，再次截斷明渠，搶修三期圍堰，江水回到大江，通過導流底孔泄放，實現(xiàn)初期蓄水、通航、發(fā)電目標，船只從永久船閘過壩，同時完建右岸工程。最后封堵導流底孔，抬高水位轉(zhuǎn)入正常運行。三期工程各需5年、6年、6年，總工期達17年。 當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)建設右岸壩體并留設底孔，在二期工程時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)專家認為，這個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險，而后者正是決定三峽工程施工成敗的一個關鍵。所以幾經(jīng)斟酌，仍決策采用三期導流方案?，F(xiàn)在我也不敢說三期方案就是最優(yōu)方案，只能說實踐證明這一方案是可行的，預期的各種難關都被克服，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：大江設計截流流量達11600m3／s，最大水深60m，施工日：拋投強度達19．4×104m3，且存在深水堤頭坍塌難題。二期圍堰則要在復雜地質(zhì)條件下通過深水拋填散粒料，在一個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，三峽建設者們能以一絲不茍的科學精神，展開多項科技攻關，并虛心借鑒國外先進經(jīng)驗，反復試驗，謹慎決策，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。 三峽工程建設的經(jīng)驗是彌足珍貴的，它不僅是中國人民的寶貴經(jīng)驗，也是世界工程史上的財富。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)時間長，并擬動態(tài)進行，在某一工程項目施工完成，主要技術(shù)問題得到確切驗證，就可以啟動單項圖書編寫工作。關于三峽截流和圍堰的研究和施工經(jīng)驗，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組織編寫的第一本有關導截流及深水高土石圍堰研究的專題總結(jié)，更較全面，注重工程的紀實性，圖、文、表、照片并茂，詳細地介紹了三峽工程施工期導流及通航、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)驗已在、將在溪洛渡、向家壩等大型水利水電工程中推廣應用。我深信本書不僅是一本忠實的歷史記錄，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做出更多貢獻。 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)代化建設進程、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、江澤民三代領導人的直接關懷下，有關部門和廣大科技工作者從20世紀50年代起，對三峽工程進行了長期、大量的勘測、規(guī)劃、設計和研究。1958年黨中央成都會議通過了《中共中央關于三峽水利樞紐和長江流域規(guī)劃的意見》，提出了"采取積極準備和充分可靠的方針"，隨后組織了200多個單位近萬名科技人員對三峽工程重大科技問題進行了全國性的協(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，同時也為興建三峽工程做實戰(zhàn)準備。1984年國務院原則批準了三峽工程正常蓄水位150m方案的可行性研究報告，并開始進行工程籌建和準備工作。1986年黨中央、國務院決定對三峽工程重新論證，"以求更加細致、精確和穩(wěn)妥"。經(jīng)過近3年的深入研究論證，論證領導小組審議并通過了14個專題論證報告。長江水利委員會據(jù)此重新編制了《長江三峽水利樞紐可行性研究報告》。1991年8月國務院三峽工程審查委員會通過了對該報告的審查意見，"三峽工程建設是必要的，技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟上是合理的，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議審議了《國務院關于提請審議興建長江三峽工程的議案》，通過了《關于興建長江三峽工程的決議》。1993年5月國務院審查通過了《長江三峽水利樞紐工程初步設計報告》，三峽工程開始實施建設。在建設過程中，參建單位進一步深入地進行了大量科學研究工作，解決了一系列的重大技術(shù)難題，工程質(zhì)量、進度和投資都得到有效的控制，2003年勝利實現(xiàn)了二期工程蓄水、通航和發(fā)電的目標。 三峽工程規(guī)模巨大、技術(shù)復雜，面臨一系列世界級難題，科技創(chuàng)新貫穿于工程建設的全過程。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，同時借鑒了國外先進經(jīng)驗，科學決策，取得了一系列技術(shù)上的重大突破。它將在工程科研、設計、施工、運行和管理等方面留下寶貴的經(jīng)驗，為將來世界各國治理江河提供有價值的借鑒和參考。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，導流方案確保了施工期復雜流量條件下航運暢通；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流明渠截流順利實施保證了整個工程的按期完工；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截流及深水高土石圍堰工程的科技攻關過程及工程最終的實施方案。本書內(nèi)容翔實、嚴謹、科學，對于今后的水利樞紐導截流工程及其他相關專業(yè)的地下防滲工程，具有重要的參考價值和指導作用，可供從事水利水電工程及地下防滲工程建設的廣大工程技術(shù)人員借鑒，也可供大專院校相關專業(yè)的師生參考。 限于水平和經(jīng)驗，不足之處在所難免，敬請廣大讀者指正。

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