葛洲坝工程关键技术在三峡建设中的应用及发展（上）(一)

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摘要：葛洲坝工程在建设过程中，解决了许多关键技术问题，其中有些已在三峡工程建设中加以应用并有发展。本文着重介绍两工程在河势规划与枢纽布置、高水头大型船闸、大流量截流及深水围堰、高强度混凝土浇筑等方面的解决措施及实践。


关键词：葛洲坝三峡关键技术应用发展

　　葛洲坝工程是二峡工程的航运梯级，担负着渠化三峡大坝至宜昌的38km天然河道，并对三峡电站日调节非恒定流进行反调节和利用河段落差发电的任务。葛洲坝工程是三峡工程的组成部分，是其反调节枢纽。
　　葛洲坝工程于1981年通航发电，20年来运行实践证明：工程设计先进，施工质量和主要机电设备质量优良。葛洲坝工程成功地解决了一系列的科学技术难题，如：工程河势规划和泥沙问题、复杂的工程基础处理问题、大流量泄水闸消能问题、高水头大型船闸的设计施工与管理、大型低水头水轮发电机组设计制造与运行管理、大型金属结构的设计与制造和安装、大流量截流及深水围堰设计施工、混凝土高强度施工技术和大型工程现代化施工管理等。本文就几个主要问题论述葛洲坝工程关键技术在三峡工程的应用及发展。
　　1河势规划与枢纽布置问题
　　大型水利工程枢纽布置应从研究河势，即研究河流水流和泥沙流势入手，做好建坝后河势规划，安排好河流动力轴线，即主流线。主流线不平顺，坝下出现折冲水流，对泄洪、排沙、通航、发电都不利，而折冲水流顶冲河岸，易导致崩岸，威胁沿岸人民生活生产。葛洲坝工程枢纽布置经过反复分析研究和一系列水工泥沙模型试验，确定采用“一体两翼”的布置方案。从平顺长江主泓河势，以利于泄洪排沙、消能防冲和导流截流，决定挖除河床中的葛洲坝小岛，拓宽二江河槽，布置泄水闸，作为枢纽的主要泄洪、排沙建筑物，使长江主泓自南津关以下直达二江泄水闸，水流比较平顺，是为“一体”。在二江泄水闸两侧布置大江和二江电站，其引水渠则分别自主泓的左右两侧引水，形成“两翼”。在两岸靠岸侧布置两条独立航道，即大江及三江航道，分别设一座船闸及两座船闸和大江泄洪冲沙闸及三江冲沙闸。这样布局，把河道和过水建筑物内在组成一个整体，形成顺应坝区河势规划的枢纽布置。适应了分期施工、导流、截流和提前发挥通航、发电效益的要求：
　　葛洲坝工程分两期施工：先围二江、三江。修建二、三江上下游土石围堰及一期土石纵向围堰，形成二、三江基坑。修建二江泄水闸、二江电站、二期纵向围堰和三江船闸及冲沙闸。由大江宣泄洪水，维持长江原河道通航，冉围大江，实现大江截流，填筑二期上下游土石围堰与已建成的二期纵向围堰形成大江基坑，修建大江电站和大江船闸及冲沙闸，江水从二江泄水闸渲泄，三江船闸通航、二江电站发电。“一体两翼”的格局，从总体上解决了泄洪、排沙问题。二江泄水闸，以上游左右侧防淤堤和下游左、右侧导墙为制导，配以拦导沙建筑物，承担枢纽的泄洪、排沙任务；而以大江、三江冲沙闸为辅，分别承担相应的泄洪排沙任务；并在大江、二江电站厂房设排沙底孔，以分担排泄各自的厂前来沙。葛洲坝枢纽运行20年，各建筑物互相配合，形成全线泄洪排沙，达到了泄洪、排沙的要求，保证了工程的安全和正常运行。2条航线、3座船闸的布局，采用“静水通航、动水冲沙”的基本措施，保证了航运畅通和水运事件的持续发展。
　　三峡工程枢纽总体布置的特点是坝址流量和年通过的泥沙总量大、坝区地形复杂。设计上对枢纽布置进行了大量分析和模型试验研究工作，并借鉴葛洲坝工程实践经验。综合考虑坝址自然条件和便于泄洪、排沙、通航、发电以及便于导流、截流和提前发挥通航、发电效益等因素，优选的枢纽布置也呈“一体两翼”格局：挖除河床中的中堡岛，将泄洪建筑物布置在河床中部，电站厂房分别布置在泄洪坝的左右两侧，泄洪深孔高程较两侧电站进水口低约20m，以利主泓泄洪排沙；在左、右岸电站厂房设排沙孔，可分担排泄各自厂房前的来沙；通航建筑物布置在左岸，远离大坝泄水建筑物和电站，较好地解决了通航建筑物与发电、泄洪的关系和坝区泥沙淤积与通航水流条件问题，适应了分期施工、导流、截流和提前发挥通航、发电效益的要求。
　　三峡工程分三期施工：第一期工程围主河床左侧的后河，沿中堡岛左侧修建一期土石围堰，在其保护下，扩宽加深后河成导流明渠。并修建混凝土纵向围堰，同时在左岸修建临时船闸，并开始施工五级船闸及升船机挡水部位（上闸首）的土建工程；长江水流仍从主河床渲泄，船舶在主河道照常通航。第二期工程围主河床，修建二期上下游土石围堰，并与已修建的混凝土纵向围堰形成二期基坑，施工大坝泄洪坝段，左岸厂房坝段及电站厂房；继续施工升船机挡水部位，并完建五级船闸；江水从明渠渲泄，船舶从明渠及临时船闸通行。第三期工程封堵明渠，修建三期土石围堰，碾压混凝土围堰和混凝土纵向围堰，形成三期基坑，施工右岸厂房坝段及电站厂房；碾压混凝土围堰及其以左的大坝挡水，江水从泄洪坝段底孔及深孔渲泄，船舶从五级船闸进行，左岸电站发电。