三峡工程及大型水电工程项目施工

三峡工程及大型水电工程项目施工第一页，共102页。第二页，共102页。第三页，共102页。第四页，共102页。第五页，共102页。第六页，共102页。三峡工程修建的核心动因？第七页，共102页。枢纽工程移民工程输变电工程合计静态投资500.9400+130.04322.741353预计动态投资23114892800实际动态投资其中枢纽工程约1800亿360约2100三峡工程=三峡水利枢纽工程吗？第八页，共102页。1998年长江流域大洪水淹没耕地283万亩受灾人口253万人死亡人口达3000人直接经济损失约2000亿元第九页，共102页。正确认识三峡大坝的防洪能力①百年一遇，荆江大堤安全，河段不分洪。②千年一遇，辅以分洪，荆江大堤不溃决。③万年一遇，三峡大坝不溃决。现状：三峡大坝建成至今，经历过多次大洪水，其中在2010年和2012年经受了超过1998年最大洪峰流量的考验。

第十页，共102页。大江何日安澜？1931武汉市汉口中心区被淹1935年沙市中山公园受淹1954年长江汛期全力抗洪抢险江，这条孕育华夏文明的古老河流，仿佛高悬头顶的“达摩克里斯之剑”，威胁着两岸人民的生命财产安全虐的洪水是中华民族的心腹大患。整个长江流域的经济社会要发展，解决洪水问题是头等大事。大江何日安澜？治水如治国，任重道远。长肆第十一页，共102页。总库容393亿m3，防洪库容221.5亿m3荆江的防洪标准由十年一遇提高到百年一遇千年一遇或更大洪水，配合分蓄洪工程，可防止荆江河段发生溃堤的毁灭性灾害保护江汉平原1500万人口和2300万亩耕地第十二页，共102页。二、枢纽工程设计要点泄洪规模巨大：设计流量98800m3/s，校核流量124300m3/s功能要求复杂：挡水发电，排沙排漂，施工导流、截流泄洪坝段与电站布置矛盾：所需泄洪前缘和电站进水口前缘长度均较长泄洪坝段483m第十三页，共102页。第十四页，共102页。第十五页，共102页。二、枢纽工程设计要点大坝表孔与深孔同时泄洪第十六页，共102页。三峡工程论证及可研结论第十七页，共102页。三峡工程论证及可研结论三峡工程在1986年~1989年的论证工作与可行性研究时做出的“建比不建好，早建比晚建有利”的总结论、推荐的水库正常蓄水位175m及“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”的建设方案，为党中央、国务院和全国人大的决策提供了科学依据，并经受了工程建设和运行的实践经验。第十八页，共102页。论证课题地质与地震水文与防洪泥沙生态环境枢纽建筑航运电力系统机电设备财务与经济移民第十九页，共102页。1、地质与地震

库岸稳定结论：三峡库岸整体稳定条件较好，不影响水库正常运行，未危及工程安全。水库形成后，将大大改善长江航道。现状：水库蓄水以来，库岸滑坡发生次数从蓄水初期333次/年下降到近年的10次/年以下，表明水库蓄水引发的地质灾害，已由高发期向低风险水平平稳期过渡。第二十页，共102页。1、地质与地震水库诱发地震结论：三峡地区属典型弱震区，不具备发生高震级水库诱发地震的可能性，预测最大地震强度M5.5级。现状：根据地震台网监测结果，蓄水初期突发密集型小震群，以小于M3.0级的微震和极微震为主，占99.86%，绝大部分为库水淹没引起的塌陷、局部岩体破裂造成的非构造型地震，最大震级为5.1级。三峡水库确实发生了预计可能诱发的水库地震，其发生位置和最大震级都处于预测范围内。目前，库区地震活动趋于下降水平，且渐趋平静。第二十一页，共102页。

汶川大地震是由于印度洋板块向亚洲板块挤压,迫使青藏高原地层不断隆起并向东缓慢移动，在高原东缘的龙门山断裂带向东挤压，遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡，使构造应力能量长期积累，最终在位于龙门山断裂带上的映秀—北川地区突然释放造成的地震。三峡水库距离汶川700多公里，且处于完全不同的地质构造带（龙门山断裂带、无感地震区），可以肯定地说，汶川大地震的发生与三峡水库蓄水没有关系。第二十二页，共102页。2、水文与防洪正确认识三峡大坝的防洪能力

论证结论：①百年一遇，荆江大堤安全，河段不分洪。②千年一遇，辅以分洪，荆江大堤不溃决。③万年一遇，三峡大坝不溃决。现状：三峡大坝建成至今，经历过多次大洪水，其中在2010年和2012年经受了超过1998年最大洪峰流量的考验。

在2015年6月“长江之星”客轮翻覆事件时，三峡大坝降低出库流量，为救援创造了有利条件。

2016年3-5月，长江流域的水情、雨情主要特征与1998年十分相似，即使发生像1998年那样的大洪水，三峡也一定经得起考验。

第二十三页，共102页。3、泥沙论证结论：三峡水库采用蓄清排浑的运行方式，水库的大部分有效库容可以长期保留。长期蓄水不会对下游航道、堤防安全、年入海总径流量等造成明显影响。现状：三峡水库来沙量大大减少，现有淤积只有原预测值的33%，且淤积主要分布在防洪限制水位以下。清水下泄导致下游河道冲刷，崩岸比蓄水前有所增多，但大部分仍发生在原有的崩岸段和险工段。第二十四页，共102页。4、生态三峡工程的兴建对生态的影响一直是社会广泛关注的问题。论证结论：水库对陆生生物影响不大，部分珍稀植物被淹没；对水生生物、河流生态有一定影响；对白鱀豚、中华鲟、白鲟和胭脂鱼有不利影响；对局地气候有调节作用，影响范围不大。采取措施：设立长江流域动、植物研究保护站、所等。葛洲坝工程1981年1月大江截流后，阻断了中华鲟自长江口至金沙江的洄游路线，对中华鲟产卵产生了直接影响。建在葛洲坝上游的三峡工程对中华鲟的影响主要体现在水文情势变化方面，影响是间接的。第二十五页，共102页。在葛洲坝大坝下游至虎牙滩之间已有中华鲟在此江段天然产卵，监测表明，10余年来每年都有繁殖行为发生，2011年繁殖行为和产卵数量明显增多。三峡工程建成后，根据观测，长江口崇明岛地区的中华鲟幼鱼资源，已经接近或达到葛洲坝建坝前水平。第二十六页，共102页。5、环境三峡工程的兴建对生态环境的影响一直是社会广泛关注的问题。论证结论：对自然景观、文物古迹有一定影响；对水质无影响。三峡水库蓄水后，对大范围气候没有影响，对于库区局部地区气候会有一定影响。根据《长江三峡水利枢纽环境影响报告书》，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2000米，垂直方向不超过400米。库区水质总体优于上游来水水质。第二十七页，共102页。我国属于典型的东亚季风气候，受到周边海温变化和青藏高原积雪变化的影响很大，两者的温差会影响季风的强度，导致暖湿气流往北推进程度的变化，从而决定雨带的南北移动。

研究表明，一个地区发生暴雨，需要从比它大十几倍乃至更大面积的地区收集或获得水汽。因此，三峡水库不能左右比它面积大很多倍的地区的旱涝过程。

近年来，国内外极端天气事件的发生有常态化的趋势，这与全球气候变暖直接有关，而与三峡工程没有关系。第二十八页，共102页。6、枢纽建筑一次开发，一次建成，分期蓄水，连续移民正常蓄水位175m，初期蓄水位156m选择地质地形条件较为有利的三斗坪坝址建立四级质量管理体系，制定严格的控制标准和措施主体工程实际建设工期16年，比国家批准的审定工期提前1年。现状：一期工程质量总体良好；二期工程质量总体优良；三期打造无缝大坝，质量优良。监测资料表明，大坝工作性态正常，运行状况良好。第二十九页，共102页。7、航运结论：2030年下水过坝运量5000万t；万吨级船队渝汉直达三峡枢纽航运效益

直接效益：改善航运条件，减少船舶运行费用间接效益：改善长江航运，加速西南经济发展现状：2011年船闸货运量已超过1亿吨，上行货运量超5000万吨，提前19年实现了三峡航运规划目标。第三十页，共102页。8、电力系统开发三峡水电是经济发展的客观需要，对保证电力供应、调整能源结构、缓解煤炭开采和运输压力、改善环境将起到重要作用，各种发电建设方案中以三峡电站最优，宜早建设。装机26台，单机容量70万kW，年均发电量847亿kW·h。根据西电东送总体安排，供应华中、华东电网和广东省。采用“远程直流、近程交流”的输变电方式，送端换流站兼顾送电、联网和地方供电功能。

现状：三峡输变电工程建设推进了电网建设体制和管理创新，促进了超高压输变电设备制造自主创新水平和能力的提高，全面提高了我国大电网建设的水平，确立了我国电网建设在国际上的先进地位。第三十一页，共102页。9、机电设备可行性论证报告对三峡几点设备的规模与容量、尺寸与性能参数、关键技术、设计制造运输的可行性等方面作出的结论符合实际情况，使三峡水电机组的前期工作做得比较深入细致，在技术上保证了1996年三峡左岸电站14台机组的国际公开招标顺利进行。机电技术进步：三峡70万kW特大型水轮发电机组的尺寸、容量及水头变幅，创世界水电机组设计和制造难度之最。通过技术引进、合作生产、自主创新，逐步具备了国内自主设计能力，并进入了世界机电设备制造的先进行列，也为金沙江下游四座电站的超大容量机组制造奠定了基础。三峡机电工程通过引进、消化吸收、再创新，实现了我国水力发电装备制造业的跨越式发展，建立了现代化的自主研发创新体系，确保了三峡工程巨大发电效益的发挥。第三十二页，共102页。10、财务与经济三峡工程静态投资为1353亿元（1993年5月价格），动态投资为2800亿元财务评估：三峡工程虽然总投资大，总工期长，但由于发电量多，成本低，收益高，且在建设期即可受益，因此财务收入高，还贷能力强，对国家的贡献大，能获得较好的财务效益。宏观经济影响分析：三峡工程将为长江流域的工业发展提供大量电力，方便的水运，带动农业、能源、交通运输、工业、科技等部门的迅速发展；促进当地经济发展，发挥巨大综合效益。三峡工程竣工财务决算总金额2072.76亿元，其中枢纽工程和移民安置工程决算金额1728.48亿元，输变电工程决算金额344.28亿元。第三十三页，共102页。11、移民“分期蓄水，连续移民”直接淹没人口72.55万人，规划迁移安置人口113.18万人。完成情况：三峡移民安置规划任务全面完成，累计完成移民搬迁安置129.64万人。复建房屋面积5054.76万㎡，完成城市、县城和集镇迁建118座，处理工矿企业1632家，完成文物保护项目1128处。移民安置后，城乡基础设施和公益设施明显改善，库区经济社会得到了较快发展，移民生产生活水平得到了较快恢复和提高。第三十四页，共102页。壁立西江：工程施工第三十五页，共102页。大江截流与围堰第一期围右岸，一期为土石围堰全长1502m，最大堰高31m，堰体及堰基采用塑性混凝土防渗墙上接土工膜防渗型式，局部地质条件不良地段的地基采用防渗墙下接帷幕灌浆或高压旋喷桩柱墙等措施。第二期围主河床与左岸，修建二期上、下游横向围堰将长江主河床截断，与混凝土纵向围堰共同形成二期基坑。混凝土纵向围堰全长1190.57m,分为上纵段、坝身段与下纵段。坝身段为三峡大坝的一部分，下纵段兼作右岸电站厂房和泄洪坝段间的导墙。二期围堰是在60m水深中抛填建成，工程量大、基础条件复杂、工期紧迫、施工技术难度极高，是三峡工程最重要的临时建筑物之一。第三十六页，共102页。大江截流与围堰第三期再围右岸。第三期截流和三期碾压混凝土围堰工是三峡工程施工中的又一关键技术问题。在导流明渠中截流时，江水从泄洪坝段内底高程为56m的22个的导流底孔宣泄，截流最大落差达3.5m，龙口最大流速超过6ms；碾压混凝士围堰要求在截流以后的124天内，从高程50浇筑到140m,最大月浇筑强度达39万m3/月，最大日上升高度达1.2m，且很快要挡水并确保在近90m水头下安全运行，施土难度为世所罕见。第三十七页，共102页。施工期导流明渠结合临时船闸通航：有利于提高施工期通航保证率、增加通航可靠性，有利于减少初期工程规模、缩短工期、提前发电导流明渠体型及布置成功解决了复杂弯道水流条件下明渠“导流”和“通航”设计流量相差较大（近4倍）的矛盾明渠导流经受了1998年特大洪水的考验，并为6年施工期安全通航提供了保障（五）导截流及围堰工程第三十八页，共102页。采用了深水平抛垫底措施，有效防止了堤头坍塌1997年11月8日，大江截流合拢截流流量8,480～11,600m3/s截流最高日抛投强度12.09万m3（五）导截流及围堰工程第三十九页，共102页。明渠截流流量8,400～12,200m3/s、落差4.11m、龙口流速7.47m/s在截流工程关键技术、信息跟踪、动态决策等均取得了创新性成果《长江三峡工程明渠截流研究与实践》获04年湖北省科技进步一等奖

（五）导截流及围堰工程第四十页，共102页。第四十一页，共102页。三峡工程关键技术难点突破与主要亮点三峡工程建设了重大砂石骨料开采、加工、运输系统，形成大型骨料生产系统的设计、施工的核心能力三峡工程1999～2001年，创造了连续三年砼年浇筑量超过400万m3的世界纪录，其中2000年浇筑548万m3，骨料供应强度大通过引进世界先进的砂石生产设备和严格的管理，三峡工程的砂石生产质量一直保持在较高水平，形成了一套完善的大型骨料生产系统的设计、建设和运行核心技术能力三峡下岸溪人工砂石加工系统砂石骨料及混凝土生产系统第四十二页，共102页。第四十三页，共102页。应经常巡检供料线遮阳设施的完好情况，减少混凝土在供料线上的温度回升。覆盖有保温被的混凝土供料线6.3

塔带机/顶带机/胎带机水平兼垂直运输第四十四页，共102页。初碎车间5条皮带机全长约31.1km马延坡砂石加工厂皮带机总长31.1km，总高差458m，最大坡降-3.5%。第四十五页，共102页。向家坝骨料输送系统进一步提升，采用31.1km的长距离胶带机运输系统输送骨料（主体工程砼总量约1400万m3，共需半成品砂石料约3600万t，料场距坝址公路里程57km）其中29.3km布置在9个隧洞内，单洞最长6.6km由5条带式输送机组成，皮带机带速4m/s，设计输送能力3000t/h第四十六页，共102页。三峡工程关键技术难点突破与主要亮点三峡工程大坝砼总量2807万m3，工程量巨大、工期紧，施工强度高，国内首次引进塔带机系统进行砼浇筑1999～2001年，创造了连续三年砼年浇筑量超过400万m3的世界纪录，其中2000年浇筑548万m3，远远超过了由古比雪夫工程保持的年浇筑313万m3的前世界纪录大坝混凝土浇筑方案及主要施工机械第四十七页，共102页。第四十八页，共102页。第四十九页，共102页。施工难点和对策1、混凝土浇筑强度大，工期紧三峡工程混凝土工程总量约2,800万m3

，是葛洲坝工程的2.5倍，巴西依泰普工程的2倍第二阶段混凝土1,860万m3，其中厂坝1,200万m3，年浇筑400万m3，工期紧，强度大初步设计拟采用大型塔机、低栈桥的混凝土浇筑方案（一）大坝工程第五十页，共102页。2、人工砂石料、混凝土、制冷生产系统的规模巨大（一）大坝工程第五十一页，共102页。配套建成了世界最大的砂石料生产系统古树岭人工碎石加工系统，处理能力为2,650t/h，可满足45.4万m3/月混凝土浇筑下岸溪人工砂石系统处理能力为1,100t/h，满足53.9万m3/月混凝土浇筑混凝土生产系统强度达到60万m3/月以上可生产7℃－14℃制冷混凝土（一）大坝工程第五十二页，共102页。1999年至2001年混凝土年浇筑总量均在400万m3以上，三年共浇筑混凝土1409万m32000年浇筑548万m3，月浇筑55.35万m3，日浇筑5万m3

超过了由古比雪夫工程保持的年浇筑313万m3，月浇筑38.9万m3，日浇筑1.9万m3的世界纪录（一）大坝工程第五十三页，共102页。三峡工程创造了水电施工砼浇筑强度世界记录；独创了一整套砼快速施工工艺和现代施工管理体系；首创二次风冷骨料新技术；砼原材料及配合比优化达到一流水平；全面实施全过程综合温控技术。上述创新技术在金沙江项目得到进一步的应用和提升大坝砼施工第五十四页，共102页。二、枢纽工程设计要点特点与难点混凝土高强度施工及温度控制工程规模巨大，土石方开挖10259万m3

，土石方填筑2933万m3

，混凝土浇筑2807万m3工程项目多，分三期实施，施工程序复杂在有通航要求的长江干流上实施导截流工程技术难度高混凝土工程量巨大，施工强度高，高峰持续时间长，温控难度大施工关键技术第五十五页，共102页。二、枢纽工程设计要点混凝土高强度施工及温度控制首次采用塔带机辅以门机、缆机综合快速施工新技术，实现了连续特高强度的混凝土施工，创下最大年浇筑强度达548万m3的世界记录大坝高强度混凝土施工

综合温控技术优选原材料与配合比首创二次风冷骨料工艺首次提出“初、中、后分期通水”冷却技术采用新型聚苯乙烯泡沫板保温材料大坝混凝土表面保温大坝混凝土施工第五十六页，共102页。三峡工程建设过程中形成的大体积砼温控防裂关键技术体系在金沙江的后续电站施工中得到了进一步提升混凝土配合比减小水泥水化热，由大坝矿渣水泥改为中热水泥，部分结构采用低热水泥采用一级粉煤灰采用缓凝型高效减水剂替代传统减水剂,主要降低砼单位用水量达到降低水化热的目的，同时缓凝效果好。砼温控技术第五十七页，共102页。二次风冷技术。地面一次风冷+楼上二次风冷+加冰拌和对粗骨料实施二次风冷技术，出风温度不得高于-15℃，一次风冷后骨料的温度一般能降至8℃以内，在拌和楼骨料仓实施二次风冷后，骨料温度能控制在如下范围：小石1～-4℃，中石0～-2℃，大石-4℃，特大石-8～-12℃，这样能控制混凝土出机口的温度为7℃。混凝土温控的三个预警制度天气（开仓、保温、防雨措施）混凝土各环节温度间歇期（避免薄层长间歇）第五十八页，共102页。个性化的通水措施，针对大体积砼温度变化特性，在砼升温期，初期通水采用大流量（24～35L/min）通水,降温期通水流量15-18L/min的措施降低砼的最高温度，然后再采用小流量通水的办法进行控温，防止温度过冷或反弹。单套冷却通水抽查+混凝土通水总量复核中期通水：秋天削减砼内外温差，准备越冬，使砼温度降到20-22℃。拱坝增加中温水控温措施，防止温度回升。后期冷却，采用了四区同冷的方式，即对灌浆区、同冷区、过渡区以及盖重区采用同步冷却的方式，以减少温度梯度，并促进接缝灌浆区缝面张开。苯板（或喷涂聚氨酯）保温大坝上下游永久暴露面与孔口第五十九页，共102页。第六十页，共102页。通航建筑物的建设第六十一页，共102页。特点安全(齿轮齿条式)模型和原型试验表明，三峡升船机，在任何事故工况（如船厢水漏空、沉船等），及地震工况，不发生船厢坠落等重大设备和人身伤亡事故。规模大，运行条件要求高过船规模3000t级，最大提升高度113m，承船厢及其设备（加水）总重量约15500t，是目前世界上已建、在建、拟建升船机中技术难度和规模最大的升船机。三峡升船机技术第六十二页，共102页。第六十三页，共102页。64

当升船机发生不平衡荷载超过允许值等事故或地震工况时，承船厢将通过安全机构安全锁定在螺母柱上。第六十四页，共102页。安全机构整个安全机构设备安装在船厢结构主横梁上整个驱动机构设备安装在船厢结构主横梁上螺纹副间隙：2×60mm螺母柱安装在塔柱结构上齿条安装在塔柱结构上第六十五页，共102页。第六十六页，共102页。第六十七页，共102页。高边坡山体排水系统船闸横剖面图船闸地下输水系统闸室底板输水廊道闸室（首）衬砌式结构第六十八页，共102页。船闸高边坡和地下开挖支护主体建筑物段长1,607m，最大边坡高度170m。石方明挖4,196万m3，洞挖98万m3第六十九页，共102页。五级船闸高陡边坡的稳定性直接关系到船闸闸门系统能否正常运行的问题。170多m高的边坡，其中直墙段68.5m控制边坡变形措施：控制爆破提高岩体的完整性+锚喷支护（采用了大量的对穿锚索）+防渗+排水船闸输水确保船舶稳定问题超大人字门制造安装问题三峡工程双线五级船闸高边坡施工技术第七十页，共102页。通航建筑物监测成果边坡变形边坡岩体变形主要发生在施工开挖期，开挖结束后变形速率显著减小目前向闸室最大位移南坡74.27mm，北坡58.82mm，中隔墩33.59mm上下游方向最大位移33.96mm垂直位移-15.37～16.16mm船闸南北坡最大变形测点过程线

第七十一页，共102页。船闸结构型式充分利用地形地质条件，采用“全衬砌船闸”型式在岩体中直立开挖和锚杆加固形成双线船闸岩槽有条件的闸首和闸室墙全部采用钢筋混凝土薄衬砌结构与传统重力式船闸相比节省岩石开挖840万m3节省混凝土600万m3缩短工期约9个月形成衬砌-锚杆-岩体联合受力的船闸结构体系二、枢纽工程设计要点双线五级船闸第七十二页，共102页。特点：高度大、形态复杂范围广、应力释放卸荷和非均质性边坡稳定和变形要求严格：

1)避免爆破影响

2)减少岩体损伤