摘要:隨著超大規(guī)模和處于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的水利水電樞紐工程的興建，必須依靠先進(jìn)、高效的現(xiàn)代施工技術(shù)去實現(xiàn)。60a來，長江委非常重視先進(jìn)施工技術(shù)的科學(xué)研究和推廣應(yīng)用，在丹江口、葛洲壩、三峽工程建設(shè)中，研究開發(fā)和應(yīng)用了大量有實用價值的新方法、新工藝和新技術(shù)，其中以圍堰發(fā)電技術(shù)、低溫混凝土生產(chǎn)技術(shù)、高邊坡錨固處理技術(shù)和爆破施工技術(shù)等10多項具有重大推廣價值的技術(shù)成果，在國內(nèi)一些大型水電工程建設(shè)中都獲得成功，推動了水電工程施工技術(shù)的快速發(fā)展。
關(guān)鍵詞:圍堰發(fā)電;低溫混凝土;巖體錨固;施工爆破;水利水電工程施工
中圖法分類號:TV61 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1001-4179(2010)04-0073-04
在葛洲壩和三峽工程建設(shè)中，長江委科研設(shè)計人員采用了許多先進(jìn)技術(shù)。本文簡要介紹其中部分成果。
1 圍堰發(fā)電和高圍堰施工技術(shù)
1.1 圍堰發(fā)電的提出和早期研究
三峽工程規(guī)模大、投資大、工期長，但投資積壓多、貸款利息負(fù)擔(dān)重，所以20世紀(jì)50年代開始就把 圍堰發(fā)電 技術(shù)列為最重要的攻關(guān)課題之一。所謂 圍堰發(fā)電 就是利用施工期中的圍堰擋水提前發(fā)電，這在當(dāng)時尚無先例，國內(nèi)外也沒有可借鑒的經(jīng)驗。這一課題涉及的重大技術(shù)問題主要是，深水高圍堰施工和水輪發(fā)電機(jī)的創(chuàng)新安裝。因為當(dāng)時三峽研究的蓄水位是200m左右，水輪發(fā)電機(jī)最低水頭80多米，最高水頭130多米。而國內(nèi)已有的最深的施工圍堰只能擋三、四十米水頭，相差太多。在這樣的低水頭下，需要先制造幾套低水頭的臨時水輪發(fā)電機(jī)用于施工期發(fā)電，待水庫蓄水后又能較方便地?fù)Q成永久性的水輪發(fā)電機(jī)。臨時水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電3~4a就要報廢，代價太大。因此在60年代曾研究過以“大水輪機(jī)帶小發(fā)電機(jī)”，即后期只更換發(fā)電機(jī)的技術(shù)方案。這一技術(shù)后來雖未運用，但在葛洲壩和三峽工程的建設(shè)中用另一種方式，實現(xiàn)了圍堰擋水，提前發(fā)了電。
1.2 葛洲壩工程 圍堰發(fā)電
20世紀(jì)70年代，葛洲壩工程修改設(shè)計時，就決定采用圍堰發(fā)電方案。葛洲壩工程投資35億多元，從開工到第一臺機(jī)組發(fā)電歷時11a，是我國早期水電建設(shè)中工程量大、投資大且工期長的工程。由于其最大發(fā)電水頭為26m，采用圍堰發(fā)電方案難度不是很大，因此，通過適當(dāng)?shù)臉屑~布置和施工導(dǎo)流程序的安排，實現(xiàn)了圍堰發(fā)電。其施工程序是:第一期先建二江泄水閘、電廠、三江航道和船閘、縱向圍堰。第二期進(jìn)行大江截流，修建大江圍堰。由二江泄水閘導(dǎo)流，二江電廠開始發(fā)電，船閘開始通航，葛洲壩工程二期導(dǎo)流平面布置圖見文獻(xiàn)[1]。這比常規(guī)方案(即大江大壩全部完建后再擋水發(fā)電)可提前3a投產(chǎn)發(fā)電(7臺機(jī)組約90萬kW)。增加施工期發(fā)電收入近10億元，接近二期工程投資。為此，葛洲壩工程獲國家科技進(jìn)步特等獎。
1.3 三峽工程“圍堰發(fā)電”
三峽工程正常蓄水位175m，水輪發(fā)電機(jī)最大水頭113m，最小水頭61m。如果采用土石圍堰擋水提前發(fā)電，機(jī)組難以適應(yīng)。20世紀(jì)80年代，國外碾壓混凝土壩新技術(shù)已經(jīng)成熟，實施薄層(每層20~30cm)連續(xù)澆筑，每月可上升20多米，一個枯水期(4~5個月)可上升100多米。因此在三峽工程中，大膽采用了碾壓混凝土圍堰擋水提前發(fā)電。其施工程序是:第一期，先建導(dǎo)流明渠和縱向圍堰，位于導(dǎo)流明渠中的上游碾壓混凝土圍堰先澆至50m高程。第二期，實施主河道截流并修建二期圍堰，江水由導(dǎo)流明渠宣泄，在圍堰保護(hù)下建溢流壩和左岸電廠。第三期，在導(dǎo)流明渠中截流和先修建一低土石圍堰，在其保護(hù)下?lián)屩雺夯炷羾?，一個枯水期搶修至140m高程，上游擋水位滿足發(fā)電最低水頭要求，從而實現(xiàn)了左岸電廠提前3a發(fā)電。
1.4高土石圍堰施工技術(shù)
(