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

    (1)葛洲坝二期土石围堰。该围堰最大高度50m，最大挡水头40m，施工水深20多米，围堰须挡水3a，保证通航发电安全，因此按半永久工程设计。传统的水下抛土围堰，安全度不够。经过研究，决定采用混凝土防渗墙方案。防渗墙要承受40多米水头压力，要求防渗墙下游填筑体能够承载且压缩变形很小。水下填土不能满足要求，故采用级配良好的砂卵石料，其水下填筑的容重为2.2t/m3。在砂砾石填料中建两道混凝土防渗墙(经计算，一道墙可能断裂)，防渗墙下面的基岩进行帷幕灌浆，葛洲坝大江上游围堰断面图见文献[2]。

    (2)三峡工程二期土石围堰。三峡工程二期土石围堰最大堰高80m，挡水头75m，填筑水深60m，施工难度很大，是世界水利工程史上罕见的。如采用传统的水下抛填土石围堰则难以保证施工安全。这一课题曾列入国家“七五”科技攻关计划。美国、加拿大、意大利专家也提出了有关建议方案。经过几十年研究，最后选定双排混凝土防渗墙方案，二期土石围堰断面图见文献[3]。由于混凝土防渗墙允许变形很小，所以要求墙下游填料变形模量较大。因当地砂卵石料很少，故选用当地的风化砂砾料(开挖弃料，粒径大于5mm的含量为30%~60%)，用75kW振冲器加密，使其干容重满足1.65t/m3(上部)及1.8t/m3(下部)的要求。两排防渗墙中心距6m、水上部分采用土工薄膜防渗。经专家鉴定，该专题研究成果总体上达到国际先进水平。三峡二期土石围堰与20世纪70年代修建的巴西伊泰普工程围堰相当。伊泰普围堰历时2a完工，而三峡二期围堰施工只用了一个枯水期即告建成。

    (3)三峡工程三期碾压混凝土围堰。三峡三期围堰挡水头115m，拦蓄库容147亿m3，按二级临时建筑物设计。设计洪水按10a一遇考虑，保堰洪水按100a一遇考虑。从50m高程至坝顶140m高程，要浇混凝土130万m3。从2003年3月开始浇筑，进度要与洪水赛跑，5月中旬浇至118m高程，6月中旬至140m高程。其中3月份上升了14.3m，4月份上升了23.0m，5月份上升了23.6m。混凝土运输方式采用32t自卸卡车转皮带机入仓，然后用大型推土机平仓、10t以上双筒振动碾振实。其模板、上游面采用自升式悬臂组合式钢模板，下游面系台阶式浇筑，采用普通模板。混凝土温控要求，2~3月份基础部位浇筑温度控制在10~15℃，混凝土最高温度不超过25℃。有效避免了贯穿性裂缝。由于精心设计研究和施工，顺利建成并经过了实践的考验。

    2低温混凝土生产技术

    20世纪50年代，我国有几座混凝土坝曾发生了有害裂缝，如佛子岭、柘溪、丹江口等，前苏联50年代建设的布赫达尔明和克拉斯洛亚尔斯克坝也曾出现过有害裂缝。丹江口工程初期混凝土发生裂缝后，水电部指示，组织“丹江口温控防裂科研组”。经过半年调研，提出了调研报告，认为这些裂缝与混凝土施工质量、温度控制措施、气温骤降等有着密切关系，建议采取预冷粗骨料和加冷水拌和等措施生产低温混凝土。混凝土内通水冷却，降低水泥水化热产生的温升。大坝采取薄层柱状块段间歇均匀上升等办法浇筑混凝土，并对混凝土表面进行保温、保湿，以提高混凝土的抗裂能力。

    丹江口大坝混凝土生产工艺为:对混凝土粗骨料，先用冷水浸泡降温，再加冷水拌和混凝土。粗骨料预冷工艺是在大型预冷缸中用冷水(温度2.2~3.5℃)浸泡80~100min，使粗骨料温度由22~27℃降至3.0~5.4℃，再经脱水工序送至拌和楼顶部的储料仓，运送途中温度有所回升，再加冷水拌和，混凝土拌和后温度可控制在14℃以下。这套工艺效率低、成本高，且出机温度只能降低至14℃，不能满足葛洲坝和三峡工的需要。为此，葛洲坝和三峡工程都需进一步科技攻关，采用更先进和更经济的工艺，并使混凝土拌和后温度降至7!，且效率更高、成本更低。

    2.1葛洲坝低温混凝土生产工艺

    葛洲坝混凝土浇筑特点是板、框架结构多，平面尺寸大而厚度较小，混凝土凝固后的降温幅度比丹江口更大，所以混凝土拌和后温度必须降至7℃才行。可行的办法是参照美国德沃夏克7℃混凝土的生产工艺，即采用隰水冷+风冷+加冰拌和的生产方式。当时，外购是不现实的，只有自行设计。长江委的设计人员通过研究，设计出了具有世界先进水平的低温混凝土生产系统。

    (1)水冷系统。首先改进冷水浸泡工艺，采取更先进的皮带输送淋冷水工艺。即修建专门的隔热廊道，其中布置两条宽1.4m、长150m的皮带，皮带在廊道内缓慢运行，在骨料上喷淋3~4℃的冷水。按7月份的平均温度设计，所使用的4种骨料由初温28.4℃分别降至6℃(大石)、7℃(中石)、8℃(小石)和13℃(粉末石)。冷水的制冷循环系统装机容量为4652kW，制冷量400万kcal/h，制冷水的螺旋管蒸发器面积为2560m2。为节省冷冻容量，对废水加药沉淀过滤后重复使用。为避免水冷后的骨料在风冷时结冰，对水冷后的骨料用振动筛脱水。

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