摘要:随着超大规模和处于复杂地质环境的水利水电枢纽工程的兴建,必须依靠先进、高效的现代施工技术去实现。60a来,长江委非常重视先进施工技术的科学研究和推广应用,在丹江口、葛洲坝、三峡工程建设中,研究开发和应用了大量有实用价值的新方法、新工艺和新技术,其中以围堰发电技术、低温混凝土生产技术、高边坡锚固处理技术和爆破施工技术等10多项具有重大推广价值的技术成果,在国内一些大型水电工程建设中都获得成功,推动了水电工程施工技术的快速发展。
关键词:围堰发电;低温混凝土;岩体锚固;施工爆破;水利水电工程施工
中图法分类号:TV61 文献标志码:A 文章编号:1001-4179(2010)04-0073-04
在葛洲坝和三峡工程建设中,长江委科研设计人员采用了许多先进技术。本文简要介绍其中部分成果。
1 围堰发电和高围堰施工技术
1.1 围堰发电的提出和早期研究
三峡工程规模大、投资大、工期长,但投资积压多、贷款利息负担重,所以20世纪50年代开始就把 围堰发电 技术列为最重要的攻关课题之一。所谓 围堰发电 就是利用施工期中的围堰挡水提前发电,这在当时尚无先例,国内外也没有可借鉴的经验。这一课题涉及的重大技术问题主要是,深水高围堰施工和水轮发电机的创新安装。因为当时三峡研究的蓄水位是200m左右,水轮发电机最低水头80多米,最高水头130多米。而国内已有的最深的施工围堰只能挡三、四十米水头,相差太多。在这样的低水头下,需要先制造几套低水头的临时水轮发电机用于施工期发电,待水库蓄水后又能较方便地换成永久性的水轮发电机。临时水轮发电机发电3~4a就要报废,代价太大。因此在60年代曾研究过以“大水轮机带小发电机”,即后期只更换发电机的技术方案。这一技术后来虽未运用,但在葛洲坝和三峡工程的建设中用另一种方式,实现了围堰挡水,提前发了电。
1.2 葛洲坝工程 围堰发电
20世纪70年代,葛洲坝工程修改设计时,就决定采用围堰发电方案。葛洲坝工程投资35亿多元,从开工到第一台机组发电历时11a,是我国早期水电建设中工程量大、投资大且工期长的工程。由于其最大发电水头为26m,采用围堰发电方案难度不是很大,因此,通过适当的枢纽布置和施工导流程序的安排,实现了围堰发电。其施工程序是:第一期先建二江泄水闸、电厂、三江航道和船闸、纵向围堰。第二期进行大江截流,修建大江围堰。由二江泄水闸导流,二江电厂开始发电,船闸开始通航,葛洲坝工程二期导流平面布置图见文献[1]。这比常规方案(即大江大坝全部完建后再挡水发电)可提前3a投产发电(7台机组约90万kW)。增加施工期发电收入近10亿元,接近二期工程投资。为此,葛洲坝工程获国家科技进步特等奖。
1.3 三峡工程“围堰发电”
三峡工程正常蓄水位175m,水轮发电机最大水头113m,最小水头61m。如果采用土石围堰挡水提前发电,机组难以适应。20世纪80年代,国外碾压混凝土坝新技术已经成熟,实施薄层(每层20~30cm)连续浇筑,每月可上升20多米,一个枯水期(4~5个月)可上升100多米。因此在三峡工程中,大胆采用了碾压混凝土围堰挡水提前发电。其施工程序是:第一期,先建导流明渠和纵向围堰,位于导流明渠中的上游碾压混凝土围堰先浇至50m高程。第二期,实施主河道截流并修建二期围堰,江水由导流明渠宣泄,在围堰保护下建溢流坝和左岸电厂。第三期,在导流明渠中截流和先修建一低土石围堰,在其保护下抢筑碾压混凝土围堰,一个枯水期抢修至140m高程,上游挡水位满足发电最低水头要求,从而实现了左岸电厂提前3a发电。
1.4高土石围堰施工技术
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