三峡大坝具体内容与数据.doc

葛洲坝水利枢纽工程由船闸、电站厂房、泄水闸、冲沙闸及挡水建筑物组成。船闸为单级船闸，l 二号两座船闸闸室有效长度为280米，净宽34米，一次可通过载重为1.2万至1.6万吨的船队。每次过闸时间约50至57分钟，其中充水或泄水约8至12分钟。l 三号船闸闸室的有效长度为120米，净宽为18米，可通过3000吨以下的客货轮。每次过闸时间约40分钟，其中充水或泄水约5至8分钟。l 上、下闸首工作门均采用人字门，其中一、二号船闸下闸首人字门每扇宽97米、高34米、厚27米，质量约600吨。（为解决过船与坝顶过车的矛盾，在二号和三号船闸桥墩段建有铁路、公路、活动提升桥，大江船闸下闸首建有公路桥。）三座船闸中，大江1号船闸和三江2号船闸为中国和亚洲之最。船闸各长280米、高34米，闸室的两端有2扇闸门，下闸门两扇人字型闸高34米，宽9.7米，重600吨，逆水而上的船到达船闸时上闸门关闭着，下闸门开启着，上下游水位落差20米，船驶入闸室内，下闸门关闭，设在闸室底部的输水阀打开，水进入闸室，约15分钟后，闸室里的水与上游水位相平时，上闸门打开，船只驶出船闸。下水船过闸的情况下好相反。每次船只通过葛洲坝大约需要45分钟。葛洲坝建船闸三座和两条航道，可通过万吨级的轮船，为当今世界最大的船闸之一。大坝全长2606.5米，两侧布置三江、大江两线航道，航道与泄水闸之间分别布置二江及大江电厂。一、工程概况三峡水利枢纽是综合治理和开发长江的骨干工程，主要任务是防洪、发电、通航。三峡双线五级船闸是三峡枢纽三大主要建筑物之一，于1994年4月正式开工兴建，2003年6月建成经验收投入试通航运行，2004年经国务院验收投入正式运行。三峡船闸为双线连续五级船闸，设计年单向通过能力5000万吨，一次通过万吨级船队，闸室有效尺寸280m34m5.0m，总设计水头113m,级间最大输水水头45.2m,闸室充（泄）水时间12min；船闸上游水位变幅40m，下游水位变幅11.8m。三峡船闸是目前世界上规模最大、总设计水头最高、级间输水水头最大的特大型船闸。三峡船闸与自然环境浑然一体，宏伟壮观，运用两线船闸对称特点，细部结构简洁明快，已成为三峡工程的标志性建筑。船闸布置紧凑，减少占地，节约用水。船闸投入运行后，长江中、上游的通过能力可由目前年单向约1000万t提高到5000万t，通行的最大船队由3000t级提高到万吨级，每年万吨级船队可直达重庆的时间约50%,运输成本下降约33，长江真正成为名副其实的“黄金水道”。二、新技术应用与科技创新1、较好地解决了通航水流泥沙淤积问题。2、采用了“加大淹没水深、快速启门、门楣通气、门后突扩体型、优化阀门形式”等综合技术，解决了船闸阀门和闸室水力学难题。船闸上游采用上引航道全断面分散取水，下游采用超长廊道泄水外泄长江为主的方案和技术，分别解决了上、下引航道内的水力学问题。3、两线船闸间采用保留中隔墩岩体的衬砌式直立闸室墙和分离式闸首结构形式；采用高强锚杆、预应力锚索、衬砌闸室闸墙和闸首后排水系统等措施，解决了高陡边坡稳定，减少工程量和工程投资，保证了船闸工期。4、船闸人字门规模、淹没水深、启闭力三项成果指标均超过了世界水平，工程采用了低周高应力疲劳的方法计算，有效地增加了人字门运行的安全和耐久性，改进了支拉垫块线接触形式，提高了刚性止水性能。采用了大行程卧缸直推式无级变速液压启闭机，并在油缸尾部增设弹性支撑降低挠度，提高油缸稳定性。5、研究开发了一套对船闸在不同工况下运行并能对各种设备的工作状态进行自动监控的系统，填补了复杂过闸工艺船闸自动监控运行技术的空白。6、提出了直立边坡开挖成型、高精度水平长锚索施工和闸门等设备安装的成套工艺和标准，采用了混凝土高薄闸室衬砌墙单侧滑模、滑框倒模等先进施工技术。7、总体设计创新。通过几十种方案研究，优选出“枢纽左岸布置，独立人工航道，保证通航安全；双线连续五级，分级适应水头，满足输水要求；保留中隔岩体，采用衬砌结构，节省工程投资”的总体设计方案。同时具有运行管理方便，减少工程占地，节约用水等优点。8、输水系统创新。研究出与主体结构分开的高空化数输水廊道、阀门后底部突扩体形、全包式反向弧型门体结构、改进型等惯性输水系统等输水新技术；研究出平面对称分散、错开孔口高程、变廊道断面的上游正向取水技术和下游长廊道旁侧泄水的泄水技术。解决了超高水头船闸水力学问题。9、高边坡技术创新。船闸高边坡最大开挖深度170m，下部为50m70m的直立边坡，研究提出了：合理的边坡开挖形态，截、防、排相结合的减荷措施，预应力锚索、锚杆、挂网喷混凝土等加固技术，科学的开挖顺序等新技术。三峡双线五级船闸于1994年4月17日破土动工，2003年6月16日试通航，2004年7月正式通航。在135米至139米水位运行的3年时间内采用四级运行的方式。随着三峡工程蓄水位提高到156米，需按初步设计要求，对双线船闸一、二闸首进行人字门底槛加高等完建施工，以适应145米至175米水库后期水位的运行需要，以实现船闸五级联合运行目标。三峡船闸完建施工开始于2006年9月15日，主要以加高一、二闸首人字门底槛高程和抬升二闸首人字门为主要内容。三峡南线船闸经过128天的紧张检修、完建，于2007年1月20日提前恢复通航。随后三峡北线船闸又经过101天的完建及检修，于5月1日恢复双线通航。(船闸完建工期由原设计1年，缩短为7个半月。在完建期间，虽然只有单线运行，由于采取多种有力措施使船闸过坝运量达到了乃至超过了双线通航时的水平，被三峡三期枢纽工程验收组副组长潘家铮称为“是一个奇迹”。)三峡船闸的规模大、设计水头高，船闸需适应的上游水位变幅大、坝址复杂河势和含沙水流等条件的复杂程度，均大大超过了世界各国已建船闸的水平。船闸完建工程全部完工，标志着这座世界上设计水头最高、技术条件十分复杂的大型船闸，已圆满地完成了全部建设任务，全部解决了各项重大技术问题并得到了运行实践的验证。三峡船闸的成功建成，大大完善和发展了高水头大型船闸的设计理论和工程实践，使世界高水头大型船闸的设计和建设达到了一个崭新的高度。三峡大坝船闸通行能力达到极限 船只拥堵成常态化三峡大坝成为长江航运大堵点，不少船只要排队通过船闸船只拥堵常态化，通航能力达极限“想过三峡大坝，一等就是一两天，过坝拥堵的现象已成常态化。”一位资深航运人士表示。“基本是满负荷运营，原设计中，三峡船闸每年的正常通航天数在320天左右，而现在几乎维持在365天全年运行。” 日前，21世纪经济报道引述三峡通航管理部门相关人士表示。即使如此，不少船运物流企业还是感慨，通行量滞后给企业带来了不少麻烦。上述管理人士介绍，三峡船闸设计通行能力为每年单向通行5000万吨，“而这个通航能力我们原计划是维持到2030年，但目前的通航需求量远远超出我们的预计。”这意味着三峡船闸目前的通行能力，已经在2013年接近其设计运力。日前，国务院总理李克强在重庆重提借长江黄金水道推动长江经济带建设，推动涵盖6亿人口的区域经济增长。不过，要想发展长江黄金水道，首先得解决目前最大的制约因素三峡大坝碍航的问题。专家表示，随着长江经济带的发展，要突破长江运力瓶颈，修建大坝第二船闸和翻坝转运或许都是有必要的。专家：修建二闸和翻坝转运或可共存据了解，针对目前三峡大坝碍航问题，业内人士介绍主要有两种主张，一是开辟三峡水运新通道，推进三峡第二船闸的建设。第二种则是打造“翻坝”产业。两种主张都有自己的优势l ”湖北省社会科学院副院长秦尊文表示，翻坝的优势在于时间短，而现在船舶候闸已经常态化，动辄三五天时间。为此，宜昌市打造“翻坝产业园”于2010年就开始动工，在第二船闸尚未成型的阶段，起到了很重要的作用。l 不过，从成本方面考虑，不少航运物流企业人士表示，“我一艘船有500多个集装箱，需要有几十上百辆卡车来转运，一个40呎(大箱)的箱子，翻坝成本是1500元至2000元，一船合50万元至60万元，如果直接走船闸，则几乎是零成本。”“修建第二船闸能否一劳永逸解决通航需求量的问题，还需要时间去检验。随着长江经济带的发展，修建二闸和翻坝产业或许都是有必要的。”秦尊文说。三峡升船机布置在三峡河床左岸，距其左侧的三峡船闸约1km。三峡升船机和三峡船闸同为三峡工程的通航建筑物，是三峡工程的重要组成部分。当前，三峡船闸已按计划建成并投入正常运行，正在建设中的三峡升船机是客货船及部分货船过坝的快速通道，升船机建成以后，可以大大缩短船舶过坝时间，对促进长江航运发展将发挥巨大作用。 升船机由上、下闸首和船厢室，上、下游引航道等建筑物组成，升船机的上、下游引航道大部分与三峡船闸共用，线路总长约6000m。承船厢由齿轮-齿条爬升系统驱动、安全装置采用长螺母柱-短螺杆方案，最大提升高度113m，上游通航水位变幅30m，下游通航水位变幅11.8m，承船厢与厢内水体总重约16000t。三峡升船机主要特点是升程高、提升重量大，上游水位变幅大、下游水位变率大，三峡升船机是目前世界上规模最大、技术最复杂的升船机。记者：三峡升船机在许多技术领域堪称世界之最，请您简要介绍一下它的技术特点。杨清：与国内外已建和在建的升船机相比较，三峡升船机的设计、制造和施工难度都是最大的。具体讲有这样几个方面的特点。一是建设规模大。三峡升船机为单线一级垂直升船机，它由上下游引航道、上下闸首和升船机船厢室段等建筑物组成，全线总长6000米。升船机最大过船吨位为3000吨级，承船厢外型尺寸为长132米、宽23.4米、高10米，承船厢内有效水域为长120米、宽18米、3.5米水深。升船机最大提升高度为113米，提升总量约12800吨。三峡升船机的主要技术参数目前居世界第一。 二是工况条件复杂。三峡水利枢纽具有较大的防洪库容，且枯水期和汛期过坝流量差异大，使得上、下游水位变幅大，通航水位差分别达到30米和11.8米；同时，三峡水电站具有较大的调峰容量，造成上游涌浪高、下游水位变化快，分别达到最大涌浪高0.5米和最大水位变率0.5米小时。因而，三峡升船机的运行条件比其他水利枢纽或运河设置的升船机要复杂得多。 三是安全可靠性要求高。三峡升船机主要是为客轮提供通道，运载对象的特殊性使得安全可靠性的标准高于一般升船机。要求在任何工况条件下，包括发生升船机承船厢大泄漏、承船厢内船舶碰撞（沉船）等特殊工况，甚至在发生地震、火灾、风害等情况时都能够避免重大事故，确保人身和设备安全。三峡升船机的特点决定了其建设的技术难度是前所未有的，在设计、制造、安装、运行等建设全过程充满了探索性和挑战性。记者：我们知道，三峡升船机是在经历了近半个世纪的技术攻关和研究后，才最终确定为目前的“全平衡重齿轮齿条爬升一级垂直升船机”方案。请简要介绍一下这一技术方案的形成过程。杨清：三峡升船机的技术方案研究经历了漫长的过程，大体上分为三个阶段。 自1958年开始研究，到1993年5月审查通过初步设计报告，这个阶段初步确定了三峡升船机的选型和技术方案。通过对多种型式的升船机的技术特点进行反复研究和比选，并吸收国外的经验，确定了采用“全平衡重式一级垂直升船机”型式。在设计方案选择方面，针对全平衡垂直升船机的两种典型的提升和安全保障方式进行了大规模的科研、攻关，研究认为两种方案都能满足技术要求，钢丝绳卷扬提升和盘式制动器锁定方案国内已有实践，在设计和制造方面相对难度低，可立足于国内；而齿轮齿条爬升和螺母螺杆锁定方案，在设计、制造、安装方面难度大，国内不易实现。因此，明确了三峡升船机采用“全平衡钢丝绳卷扬一级垂直升船机”技术方案。三峡工程开工以后，升船机项目进入到技术设计阶段。1995年4月，国务院三峡工程建设委员会研究决定三峡升船机缓建，但工程缓建并没有影响设计研究工作。这个期间通过大量的中间试验和模型试验，全面检验三峡升船机的前期科研成果，不断完善技术方案。在1996年水口升船机模型试验和1998年三峡升船机模型试验过程中都出现了承船厢倾翻的情况，引起了高度的重视。通过进一步的调研，德国尼德芬诺和吕内堡升船机在运行中也曾发生过承船厢泄漏导致螺母螺杆安全锁定装置发挥作用的情况，再次引发了对钢丝绳卷扬提升方案安全可靠性的疑虑。同时，随着对三峡工程认识，特别是对三峡升船机特殊性认识的不断提高，提出了安全可靠性是评价技术方案的首要因素，“零事故率”是三峡升船机的最低设计要求。由此决定对三峡升船机技术方案重新研究比选。为了提高三峡升船机技术方案重新比选工作的质量，1999年1月委托德国联邦航道工程研究院（）对三峡升船机齿轮齿条爬升及螺母螺杆安全保障系统方案进行可行性研究；同时，对三峡升船机钢丝绳卷扬提升方案按照新的设计要求进一步完善，以利方案能够在同等条件下进行比较。鉴于三峡工程已进入到第二阶段，升船机土建施工已具相当规模，比选研究是在主要几何尺寸和主体塔柱的结构型式已经固定的条件下进行的。为了确保方案的适用性，在初步评审通过该方案后，又进行了齿轮齿条爬升及螺母螺杆安全保障系统方案设备机构与土建结构衔接关键技术专题研究。在上述工作的基础上，于2003年2月召开了三峡升船机方案比选论证会，与会专家一致认为两个方案在技术上都是可行的，齿轮齿条爬升方案运行安全可靠性高于钢丝绳卷扬提升方案，在关键设备制造、安装难度和总投资方面相差不大，推荐齿轮齿条爬升方案。2003年9月国务院三峡工程建设委员会批准三峡升船机采用“全平衡齿轮齿条爬升一级垂直升船机”技术方案，并恢复项目建设。记者：“钢丝绳卷扬提升”和“齿轮齿条爬升”两种技术方案应该说都是成熟可行的，为什么选择了后者？杨清：三峡升船机设计方案的不断完善过程，反映了人们对安全可靠性认识的不断提高。不仅是我们，国外新建成和在建的升船机项目也反映了安全可靠性标准的不断提高。比利时斯特勒比升船机可以看作是三峡升船机钢丝绳卷扬提升方案的原型机，已于2002年9月正式投入运行。它在原方案基础上多次优化后，已较大幅度地增加了升船机的提升能力，并能有效防范承船厢大泄漏、承船厢内船舶碰撞（沉船）等特殊事故。同时设计方案的不断完善也反映出我国技术进步，特别是装备工业制造能力的不断发展。三峡升船机的超大型非标设备、部件的设计和制造，已经从“难度极大、不易解决”到“有难度、能够实现”发生了质的变化，为比选研究创造了条件。全平衡重式升船机纲丝绳卷扬提升方案和齿轮齿条爬升方案都已有成功的实践。比选研究的核心是两种技术方案哪一种更适合三峡水利枢纽的特点。在安全可靠性方面，齿轮齿条爬升方案其安全锁定装置是靠“自锁”而不借助“外力”工作，因而在抵御非正常工况下的事故有优势。在适应工况条件方面，对上下游水位变幅大、变率快的三峡工程，齿轮齿条爬升方案沿程保安装置结构简明、适应性较强。而钢丝绳卷扬提升方案沿程保安装置结构比较复杂，有待实践。总体上看，在三峡升船机的特定条件下齿轮齿条爬升方案安全可靠性更高一些、应用技术也更成熟一些。央视3月27日新闻直播间节目播出“三峡大坝升船机世界规模最大技术难度最高”，以下为文字实录：主持人：为了提高船舶的过坝效率，从2005年开始三峡大坝已经还是修建升船机。所谓升船机，形象地说就是船舶过坝的一部巨型电梯。目前升船机的主体结构已经进入到了最后的施工冲刺阶段。解说：三峡升船机是世界上规模最大，技术难度最高的升船机工程，最大提成高度为113米，整个提升重量为世界之最。记者在施工现场看到，四个塔柱筒体浇铸施工已经全部超过189米高长，比三峡大坝高出一头。郭彬（三峡集团公司机电工程局副局长）：三峡升船机它的原理和我们通常乘坐的电梯原理是一样的，它有一个乘船箱，然后有平衡动机构和驱动机构、安全机构，船舶开到船箱以后，垂直提升，从下游提升到上游，三峡的最大提升高度是113米，把它垂直提升上去，提升的速度是每分钟12米，速度是很快的。解说：三峡升船机建成之后，可以让三千吨级的船舶以坐“电梯”的形式轻松过坝，每年的通过能力超过两千万吨，将会有效减轻三峡五级船闸的运输压力。郭彬：像三峡五级船闸（过坝）要2个多小时到3个小时，但是三峡的升船机只要37分钟就可以使船舶通过大坝，是船舶过坝的一个快速通道。解说：目前三峡升船机各项施工进展顺利，对主体结构的浇铸已经进入到最后阶段，今年上半年将完成土建结构的施工。郭彬：下半年船箱开始进场拼装，到2014年的年底，完成整个升船机的无水调试，2015年上半年进行有水调试和试通航。