工程施工

核定的总工程量为：主体工程及导流工程土石方明挖814.72万m3，石方洞挖336.83万m3，土石方填筑量140万m3，混凝土量为598万m3。金属结构安装1.9万t。
　　施工导流分两期进行。一期采用隧洞导流，河床围堰一次断流，全年施工，导流标准为30年一遇，洪水流量13500m3/s。二期采用大坝底孔导流，标准为11月10日至翌年4月时段10年一遇洪水，流量1500m3/s。　　　　　　
　　两条导流隧洞分设于两岸，断面面积17.5m×23m，左、右导流隧洞长度分别为1089.75m和1167.08m，进口高程均为1010m。
　　上游围堰为粘土心墙堆石围堰，堰顶高程1062m，堰顶宽12m，最大堰高约56m，堰基防渗采用高压旋喷灌浆防渗墙，最大深度37m。下游围堰为粘土斜墙堆石围堰，堰顶高程为1030m，堰顶宽10m，最大堰高约30m，堰基防渗亦采用高压旋喷灌浆防渗墙，最大防渗深度54m。上、下游围堰的填筑量分别为94万m3和19万m3。
　　选用平堵、立堵综合截流方案，于1993年11月26日顺利截流。设计截流流量1500m3/s。合龙时实际截流流量为1090m3/s，截流河段上、下游总落差为9.94m。左岸和右岸导流隧洞分流的流量分别为440m3/s和600m3/s。截流过程中，当流量为1230m3/s时，最大一级龙口落差约3m，龙口下游表面流速约8.33m/s。抛投物全部取自工程开挖料，没有准备任何人工异型块体。合龙时多数块体直径超过1m，最大达3m，抛投强度600m3/h。合龙时使用了21辆自卸汽车和2台大型推土机。
　　二期导流的4个临时导流底孔分设于19～22号坝段，孔底高程1014m，孔口尺寸为宽4m，高8m，设计泄流量为1500m3/s。
　　混凝土设计平均月浇筑强度约10万m3，最高月强度14万m3，坝体最大年上升高度约94m。加上水垫塘、二道坝、厂房进水口、泄洪洞进口等部位，混凝土总量473万m3，平均月强度12万m3，最高月强度21万m3，最高年浇筑量187万m3。实际施工中，1996年浇筑了211.66万m3混凝土，高峰月强度24.5万m3，高峰日强度1.334万m3。
　　混凝土骨料采用料场开采料加工而成，砂石加工厂的设计生产能力为1000t/h。混凝土最大为4级配，粗骨料分为4.8～19mm、19～38mm、38～76mm、76～152mm；细骨料分为粗砂4.8～1.2mm，细砂1.2～0.74mm。
　　2座意大利CIFA公司生产的4×4.5m3的拌和楼，每座生产能力为360m3/h。预冷的制冷能力为830万kcal/h。大坝混凝土入仓温度不高于10℃。
　　混凝土浇筑采用3台30t幅射式缆机吊运混凝土入仓。缆机跨度1265m，其水平速度7.5m/s，垂直速度3m/s。吊罐容积9m3/s。这种缆机的移动端轨道可以根据地形条件设置纵坡，最大纵坡为19％。
　　大坝基础实际开挖量288万m3，最高开挖强度为19.4万m3/月。台阶高度为10m，使用AtlasRoc742HC-01钻机造孔，孔径76mm、89mm，炮孔间排距多在2.5m×2.5m和2m×2m之间，采用60mm乳化炸药卷，孔口堵塞深度为0.8～2m。
　　地下厂房施工属大洞室、高边墙开挖。围岩坚硬完整、地下水少，但地应力高。正长岩中最大主应力为20～30MPa，玄武岩中最大主应力为30～40MPa。开挖时，除合理布置各洞室开挖顺序和出渣通道，加强围岩变形监测外，在厂房、主变室和尾水调压室采用了大量175t级预应力锚索，在可能发生岩爆地段，根据地质预报及时使用钢纤维喷混凝土。
　　高压电缆斜井(37°58′)和9个竖井(最深186m)的开挖都用天井钻机钻出直径1.5m的溜碴导井，然后自上而下采用常规扩挖方法。孔的偏斜低，280m斜孔孔底偏差不足20cm，实际生产率每台时达0.5～0.7m。
　　两条导流隧洞的围岩的地质条件也是良好的，存在的主要工程地质问题为：岩体中两条软弱岩带(裂面绿泥化玄武岩、绿泥石、阳起石化玄武岩)，正长岩与玄武岩的接触间的破碎带以及高地应力所引起的岩爆。地应力的最大主应力值为20～35MPa，作用方向基本上垂直于河
流且倾向河床，倾角约为10°～30°。导流隧洞以上、中、下3层钻爆掘进开挖方法为主，最初支护一般采用随机锚杆，局部喷混凝土，最终支护采用系统锚杆、喷混凝土以及局部钢筋混凝土衬砌。为满足高速水流和木材流送的要求，边墙与底板均采用钢筋混凝土薄衬。

其　　他

重大工程技术问题
　　(1)二滩水电站规模大、技术难度高，在初步设计的基础上，对许多重大技术问题又作了深入的研究，对设计方案进行了优化。优化设计成果包括：①水轮机单机容量由50万kW调整为55万kW，总装机容量增加30万kW；②坝轴线向上游移动30m，提高坝肩稳定性和有利于枢纽布置；③调整了3套泄洪建筑物的泄量分配，并将泄洪洞由有压流改为无压流，坝下水垫塘保护长度缩短70m；④双曲拱坝体型优化，加大了纵向曲率，调整了水平拱圈剖面、减少了坝肩开挖深度。与初步设计比较，拱冠梁底部最大厚度由70.34m减为55.74m，坝肩开挖量由315万m3减为279万m3，坝体混凝土由474万m3减为400万m3,取消坝体设置的纵缝，简化了施工程序和工作量；⑤地下厂房轴线方位，在初步设计阶段研究的范围为NE6°～NW6°，根据岩石裂隙组合及最大地应力方向，综合考虑，选定NW6°。主厂房与主变压器开关室的洞室间距由57.4m缩减为35m，主变压器开关室与尾水调压室的洞室间距由50m缩减为30m；⑥左、右岸导流隧洞分别缩短133m和148m，减少洞挖17万m3。
　　(2)二滩水电站河谷狭窄、水头高、流量大，水流最大下泄功率达3000万kW，如果采用集中泄洪，单宽下泄功率达30万kW/m，将对下游河床造成严重冲刷。采用现行的表孔、中孔和右岸两条泄洪洞的泄洪布置，下游设置二道坝形成水垫消力池，适合二滩大坝具体情况，具有以下优点：①3套泄洪设施，流量分配接近，均能单独宣泄常年洪水，可以互为备用，运行灵活可靠；②3套泄洪设施单独运行时，有3个消能区，每个消能区的下泄功率大致相近，避免了下游产生过大的集中冲刷；③水流扩散碰撞消能效果良好。如表孔采用大差动跌坎，水流平面扩散，设分流齿，在单独泄流时可分散水流。中孔采用不同鼻坎挑角，扩散水流。宣泄大流量时，表孔与中孔水流碰撞消能，使水流充分扩散掺气；④水垫塘对下游河床有良好的保护作用。

2.德基坝Deji或Tehchi Dam

概　　述

位于中国台湾省中部大甲溪上游达见村附近，是大甲溪梯级开发最上游的一座电站，曾名达见坝、大成坝，是一座防洪、发电、灌溉等综合利用的水利枢纽。混凝土双曲拱坝，最大坝高181m，装机容量23.4万kW,年发电量4.73亿kW·h，工程于1969年10月开工，1974年建成。
　　坝址离西海岸约87km，控制流域面积514km2。坝址处多年平均流量为31m3/s，年输沙量216万m3。水库总库容2.32亿m3，其中有效库容1.75亿m3。水库面积4.45km2，设计洪峰流量为6400m3/s，相当于30年来实测最大流量的2.5倍。
　　坝址处河谷狭窄，两岸山坡陡峻，枯水位宽20余m，枯水位以上200m处的河谷宽度为200余m，坝顶处的河谷宽高比仅1.6。基岩为石英与板岩，节理发育，无大断层。
　　枢纽工程包括混凝土双曲拱坝、泄水建筑物及左岸地下厂房。最大坝高181m，坝顶长290m，平面上为三心圆弧，中心角80°～130°。坝顶厚4m，底厚20m，厚高比0.11。大坝体积45.6万m3。
　　泄水建筑物包括：坝顶中部溢洪道设5个表孔，每孔装有11.0m×4.5m工作闸门，总泄量1400m3/s；在正常蓄水位以下60m深处设2个泄水底孔，进口各装一扇4.3m×5.8m定轮闸门，总泄量1600m3/s；在正常蓄水位以下90m深处，设有2条直径2m的放水钢管，管端各装1个直径1.6m的锥形阀，用于放空水库，总泄量250m3/s；左岸设有1条"龙抬头"式、自由溢流的马蹄形无压泄洪隧洞，长730m，洞宽11.6m，扇形进水口共5孔，每孔宽9.3m设平面闸门控制，出口采用挑流消能，最大泄量为3400m3/s。
　　电站厂房宽17.5m，长73m，高33m，内装3台单机容量7.8万kW的混流式水轮发电机组。由于这一级水库的调节作用，增加了下游4个梯级电站(青山水电站、谷关水电站、天轮水电站、新天轮水电站，总装机98.5万kW)的发电量。
　　主要工程量：土石方开挖为157.6万m3，土石方回填为65万m3，混凝土为73.5万m3。

3.天生桥Ⅰ级水电站Tianshengqiao Ⅰ HydropowerStation

概　　述

天生桥Ⅰ级(坝盘)水电站位于中国贵州省安龙县和广西壮族自治区隆林县交界处、珠江水系西江干流南盘江上。坝址左岸属贵州安龙县，右岸属广西隆林县，上游距南盘江支流黄泥河上的鲁布革水电站约90km，下游距天生桥Ⅱ级水电站7km。电站东北向距贵阳市的直线距离为240km，西距昆明市250km。天生桥Ⅰ级水电站以发电为主，装机容量120万kW，保证出力40.52万kW，多年平均发电量52.26亿kW·h。电站建成后，还可提高下游天生桥Ⅱ级、岩滩和大化水电站的保证出力88.89万kW，增加年发电量40.77亿kW·h。库区淹没耕地4539hm2，迁移人口4.43万人。工程于1991年4月正式开工，1994年12月25日截流，1998年12月第一台机组发电。
　　坝址以上集水面积50139km2，坝址多年平均径流量193亿m3，多年平均流量612m3/s；多年平均悬移质输沙量1578万t，推移质输沙量70万t。主体工程按千年一遇洪水设计，相应流量20900m3/s，库水位782.87m，相应泄流量15282m3/s；按可能最大洪水校核，入库流量28500m3/s，相应库水位789.86m，相应下泄流量21750m3/s。水库系山区峡谷型水库，正常蓄水位780m，死水位731m，总库容102.57亿m3，有效库容58亿m3，具有不完全多年调节能力。电站最大工作水头143m，最小工作水头83m，设计水头126.65m。
　　大坝座落在由石灰岩、砂岩、泥岩及泥灰岩组成的岩层上。坝址区地震基本烈度为6度，设计烈度为7度。

枢纽布置

工程由混凝土面板堆石坝、右岸放空隧洞及开敞式溢洪道、左岸引水系统及厂房等建筑物组成。
　　混凝土面板堆石坝，坝顶高程791m，防浪墙顶高程792m（墙高4.7m，露出坝顶1m），最大坝高178m，坝顶长1137m，坝顶宽12m，上下游坝坡均为1∶1.4。
　　溢洪道布置在右岸垭口处，全长1665m，其中引渠长1122m，引渠底宽120m，底部高程745m，引渠最大泄流量21750m3/s，最大流速3.8m/s。渠道两侧为垂直边坡，每隔22m设12m宽的马道，不衬砌。引渠后紧接溢流堰，堰顶高程760m，设5孔弧形闸门，孔口宽13m、高20m。堰后为陡槽，槽长538m，中间设隔墙将陡槽分左、右两槽。左槽3孔，净宽47m，右槽净宽30m。槽后接挑流鼻坎，挑角45°，半径50m。泄槽用钢筋混凝土衬砌，设有5道掺气槽。
　　放空隧洞置于右岸坝肩，进口底坎高程660m，全长1062.17m，前段为有压隧洞，长557.67m，圆形断面，内径9.6m；后段为无压隧洞，长489.5m，方形断面，宽×高为8m×11m。距进口339.17m处设事故闸门井，井高131m，内径11m，内设6.8m×9m事故平板定轮闸门，距进口560.67m有压隧洞末端为工作闸门室，设弧形工作门，尺寸为6.4m×7.5m。
　　引水道进口布置在坝上游左岸，进口尺寸长98m，宽27.5m，高79.5m，内设16扇拦污栅，1扇检修门及4扇事故门。进水口底板高程711.0m。引水道由4条内径9.6m、长551.49～652.86m的低压隧洞及其后的4条内径7～8.2m、长185m的高压钢管组成。
　　厂房为坝后地面式，顺河向布置，长145m，宽26m，高67m，内设4台单机容量为30万kW的混流式水轮发电机组，水轮机机型HLA330-LJ-530。变压器布置在上游侧副厂房屋顶上，发电机和变压器之间采用单独单元结线。

工程施工

主要工程量：土石方开挖2655万m3，土石方填筑1913万m3(其中坝体1797万m3)，混凝土132万m3，帷幕灌浆5.4万m，固结灌桨2.32万m，钢材总量61350t。采用隧洞导流方案。上下游围堰按20年一遇枯水期流量设计，流量1670m3/s，堰顶高程分别为651m和644.2m。截流后的第一个汛期，允许围堰和坝面过水(堰面用0.9m厚楔形混凝土块保护)，与导流洞联合泄洪，泄洪标准按30年一遇设计，流量为10800m3/s。第二个汛期利用堆石坝体挡300年一遇洪水，导流洞和放空隧洞联合泄洪，流量17400m3/s，以后随坝体上升度汛标准逐年提高。1994年底截流。围堰过水9次，过水时最大流量为4800m3/s，大坝填筑实际工期为28个月，比设计工期少8个月，1997年9月～1998年6月平均月填筑强度为56万m3。

其　　他

混凝土面板堆石坝
　　天生桥Ⅰ级水电站的面板堆石坝是中国目前已建、在建的同类型坝中最高的一座。根据工程筑坝材料性质和面板坝的工作条件，坝体剖面分垫层料区、过渡料区、主堆石料区、砂泥岩堆石料区和下游堆石区。根据设计要求，垫层料最大粒径80mm，大于5mm颗粒含量为45％～65％，应达到的填筑标准是：相对密度0.8，相应干密度2.2g/cm3，孔隙率0.19。铺层厚0.4m，振动碾压6遍。过渡料采用溢洪道开挖的灰岩料，最大粒径300mm，铺层厚0.4m，振动碾压6遍。主堆石料采用溢洪道或采石场开挖的弱风化、微风化和新鲜灰岩料，最大粒径800mm，铺层厚0.8m，振动碾压6遍。砂泥岩堆石料采用微风化和新鲜岩石开挖料，允许最大粒径800mm，铺层厚0.8m，振动碾压6遍，下游堆石料采用灰岩开挖料，最大粒径1600mm，铺层厚1.6m，振动碾压6遍。
　　面板顶部厚30cm，底部最大厚度90cm，总面积15.6万m2，体积8.87万m3，面板混凝土标号为R250，B12，D100，设一层双向筋，含筋率0.3％～0.4％。面板设垂直缝，间距16m，坝肩分别有10和15条张性垂直缝，其余为压性垂直缝。垂直缝为平接硬缝，底部均为铜片止水，缝顶柔性填料止水仅用于张性垂直缝。面板分三期浇筑，在高程640m和725m处设水平缝。面板和趾板之间设周边缝。周边缝底部设铜片止水，中部PVC止水，顶部柔性止水，死水位以下的周边缝均用粘性土覆盖。
　　趾板建基面在弱风带内2m。最大宽度为10m，厚1m。在地形和地质条件变化处设缝，上部设一层双向钢筋。用钢筋和基岩连接。通过趾板进行灌浆，帷幕灌浆深度按单位吸水率0.03L/(min.m.m)确定，最大深度80m。对表层中等透水岩体进行固结灌浆。

4。龙羊峡水电站 Longyangxia HydropowerStation
概　　述


龙羊峡水电站位于中国青海省共和县与贵南县交界处的黄河干流上游龙羊峡上口，工程以发电为主，兼有防洪、防凌、灌溉和工业用水等综合效益。混凝土重力拱坝，最大坝高178m，水库总库容276.3亿m3，电站装机容量128万kW，保证出力58.9万kW，多年平均发电量59.42亿kW·h。1978年7月开工，1979年12月截流，1986年10月开始蓄水，1987年9月底第一台机组发电，1992年全部机组投运。
　　坝址位于龙羊峡峡谷进口下游1.5km处，两岸山坡陡峭，谷深约150m，整个河谷横断面呈"V"型。河流自西向东，平水期水深约10m，水面宽30～40m。河谷顶部宽约200m。坝轴线下游约300m处，有宽100m的大断层横切河床，形成冲沟。两岸坝肩山体较为单薄。除右岸副坝局部坝段外，建筑物基岩为坚硬的花岗闪长岩，但断裂较为发育。坝址区有8组断裂，主要为北北西向横贯两岸的压扭性断层和北东向斜穿大坝上下游的张扭性断裂。近坝库区右岸是超固结粘性土为主的河湖相地层，岸坡高达300～500m。坝址区受河西系构造影响，地震基本烈度为8度，主要水工建筑物按9度设防。
　　坝址以上流域面积13.142万km2，多年平均流量650m3/s，多年平均输沙量2490万t，含沙量1.21kg/m3。千年一遇设计洪水流量7040m3/s，相应库水位2602.25m。校核洪水流量(可能最大洪水)10500m3/s，相应库水位2607m，相应库容276.3亿m3。正常蓄水位2600m，相应库容247亿m3，相应水库面积383km2。死水位2530m，调节库容193.5亿m3，具有多年调节性能。水库淹没耕地5.78万hm2，移民2.97万人。


枢纽布置


枢纽由主坝、泄水建筑物及坝后式厂房等组成。
　　挡水建筑物(包括混凝土重力拱坝、重力墩和副坝)前沿总长1277m。主坝长396m，坝顶高程2610m，最大中心角85°02′39″，外半径265m，拱冠断面坝顶厚15m，坝底厚80m，厚高比0.45，弧高比2.21，坝体混凝土工程量约157万m3。共分18个坝段，设纵缝和横缝。右岸重力墩长103.35m，左岸重力墩长57.18m。副坝2座，最大坝高43m，坝顶宽7m，总长约700m。
　　泄水建筑物有溢洪道、中孔、深孔及底孔4层。右岸泄槽式溢洪道，设2个表孔，进口布置于右副坝上，由引水渠、溢流堰、明渠泄槽(水平与陡坡段)及挑流鼻坎等组成。堰顶高程2585.5m，设有滑动平面闸门与弧形闸门，孔口尺寸分别为12m×14.5m和12m×17m，最大泄流量4493m3/s。差动式对称曲面贴角窄缝鼻坎挑流消能。
　　左岸中孔泄水道位于主坝6号坝段，由坝内压力段、坝后弧门闸室段、明槽段及尾坎组成。进口底坎高程2540m，事故检修平板闸门与弧门孔口尺寸分别为8m×11m和8m×9m，最大泄洪量2203m3/s。采用扩散斜扭鼻坎挑流消能。深孔及底孔泄水道分别位于右岸主坝12号和11号坝段内，呈非径向布置，由坝内压力段、坝后弧门闸室段、明槽段及尾坎组成。进口底坎高程分别为2505m和2480m，弧门孔口尺寸均为5m×7m。最大泄流量分别为1340m3/s和1498m3/s。深孔采用扩散加小挑坎斜扭鼻坎挑流消能，底孔采用曲面贴角斜鼻坎挑流消能。底孔弧形闸门，工作水头120m，支座最大推力62978kN，支承结构采用预应力混凝土。各泄水建筑物均设有掺气设施：深底孔偏心铰弧门后侧墙突扩60cm，底板突跌分别为1.5m和2.0m；下游另设2道掺气槽(坎)，Δ１为40cm，Δ ２为50cm；表孔泄水道上的掺气槽(坎)Δ为80cm+70cm；中孔掺气槽(坎)Δ为50cm。
　　厂房为坝后地下混合式厂房，位于大坝下游约60～70m处。采用坝内压力钢管引水，钢管内7.5m，管壁厚20～40mm。主厂房内设4台单机容量32万kW的混流式水轮机发电组。水轮机转轮直径6m，转速125r/min，额定出力32.56万kW，最高效率93％，设计点效率91.5％。水轮发电机为半伞空冷式，额定电压15.75kV，额定容量355.6MVA，额定功率因数0.9。采用发电机－变压器组单元接线。电站设计水头122m，最大水头149m，最小水头111m。

工程施工

主体工程量：石方开挖334万m3，混凝土浇筑316万m3，钢筋、钢材及金属结构约6.8万t。
　　由于坝址有10条大断层，因此进行了大规模的处理工作。坝基处理的主要措施有：调整拱坝体形，使坝肩向两岸适当深嵌，避开坝肩被断裂割切的不利影响，使拱端推力方向与可能滑移面近于正交；对近坝断层采用网格式混凝土置换洞塞；对较宽的断层及其交汇带采用混凝土传力洞塞和传力槽塞，传力洞断面达60m2；在F73断层上，设置网格式混凝土抗剪洞塞；对断层周围岩石和近坝未经置换处理的断层进行高压固结灌浆；对两岸局部不稳定岩体，采用抗剪洞塞，预应力锚索、锚桩、锚杆、表面衬护、排水等方法加固；坝基防渗帷幕和排水幕延伸至两岸深部并在坝前用混凝土封堵、高压固结灌浆、化学灌浆等方法拦截渗流。帷幕灌浆孔为2排，谷底孔深80m，左岸孔深160m。基础处理总工程量为：地下岩石洞挖18万m3，回填混凝土12万m3，帷幕灌浆16.4万m，固结灌浆26.1万m，化学灌浆1.45万m，排水孔5.3万m，岩锚7万t，喷锚护面2万m2。
　　采用隧洞导流，基坑全年施工的方式。导流隧洞为马蹄形，底宽15m，边墙高12～14m，按20年一遇洪水(Q＝4000m3/s)设计。上游堆石围堰高53m，长85m，用厚0.96～1.94m的钢筋混凝土心墙防渗。围堰右端设有施工期用的非常溢洪道，底宽10.5m，最大泄流能力700m3/s。1981年9月发生200年一遇大洪水，流量5570m3/s，从非常溢洪道分流540m3/s。1979年12月截流，流量690m3/s，用铅丝笼块石、13t混凝土四面体立堵，最大落差1.4m。
　　设有3座500m3/s的拌和楼，5台20t平移式缆机配6m吊罐浇筑混凝土，并辅以60t高架门机和10t门机。

5。三峡水利枢纽ThreeGorge Hydroproject

概　述


三峡水利枢纽位于中国湖北省宜昌县三斗坪、长江三峡的西陵峡中，距下游宜昌市约40km。具有巨大的防洪、发电、航运等综合利用效益，是治理和开发长江的骨干工程。经过长期的研究论证，坝段、坝址、正常蓄水位、重庆至宜昌河段的一级开发与二级开发以及分期开发等多方面的比较，最后选定了"一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民"的方案。坝顶高程185m，正常蓄水位175m,初期运用水位156m。混凝土重力坝，最大坝高175m，总库容393亿m3。防洪库容221.5亿m3，可以使下游荆江河段，防洪标准可提高到百年一遇，在遇到千年一遇以上特大洪水时，配合以中游分蓄洪工程等，可以避免发生毁灭性洪灾。水电站装容量1820万kW，保证出力499万kW，多年平均发电量846.8亿kW·h。向华中、华东和川东供电。设有双线五级连续船闸，年单向通过能力5000万t，万吨船队可直达重庆。1993年开始施工准备，1998年截流，预计2003年第一台机组发电，2009年全部建成。
　　坝址地形开阔，河谷宽达1000余m，右侧有中堡岛顺江分布，两岸谷坡平缓。基岩主要为前震旦纪斜长花岗岩，岩性均一、完整、力学强度高。微风化与新鲜基岩饱和抗压强度100MPa，变形模量30～40GPa，纵波速度大于5000m/s。岩体透水性微弱，单位吸水量一般小于0.01L/(min·m·m)。坝区有两组断裂构造，一组走向北北西，一组走向北北东，倾角在60°以上。断层规模不大，且岩石胶结良好。花岗岩体的风化层分为全、强、弱、微4个风化带。风化壳的厚度(指全、强、弱3个带)在两岸山体地地段较大，可达20～40m，漫滩地段较薄，主河床中一般无风化层或风化层厚度较小。库区和坝区地壳稳定，地震基本烈度为6度，建筑物按7度设防。水库建成后，可能产生的水库诱发地震，估计最高震级为5.5级。水库库岸总体稳定条件较好。
　　坝址以上流域面积100万km2，多年平均径流量4510亿m3，多年平均输沙量5.3亿t。正常蓄水位175m时，库容393亿m3，防洪限制水位145m时，相应库容171.5m3，防洪库容221.5亿m3。枯季消落低水位155m，库容228亿m3，调节库容165亿m3。主要建筑物按千年一遇洪水设计，万年一遇洪水加10%校核，相应洪峰流量分别为98800m3/s和124300m3/s，相应水位为175m和180.4m(库容为450亿m3)。


枢纽布置

枢纽布置自左至右顺序为双线五级连续船闸、升船机左侧非溢流坝段、升船机、临时船闸、左岸非溢流坝段、左厂房坝段及左岸厂房、导墙坝段、泄洪坝段、纵向围堰坝段、右厂房坝段及右岸厂房、右岸非溢流坝段，大坝轴线总长度为2335m。
　　泄洪坝段长383m，分为23个坝块，每个坝块长21m。共设23个7m×9m(宽×高)的深孔和22个净宽8m的表孔。深孔布置在坝块的中部，进水口底部高程90m。表孔在2个坝块之间跨缝，堰顶高程158m。在表孔的正下方跨缝布置三期导截底孔，孔口尺寸6m×9m，孔底高程55.5m，底孔共22个。左侧导墙坝段和右侧纵向围堰坝段各设1个泄洪排漂孔，孔口尺寸为10m×12m，进水口底面高程133m。另在右岸非溢流坝段设1个排漂孔，排漂孔坝面处孔口尺寸为7m×4m，孔底高程为130m。共布置7个排沙孔，其中左、右厂房坝段中间安装场及厂房左端坝块共设5个4m×7m的排沙孔，进口孔底高程为75m；在厂房左端1号机组、右厂房右岸26号机组各设1个排沙孔，进口底部高程90m。深孔采用有压短管明流泄槽形式，有压段设3道闸门，进口上游面设反钩检修叠梁门(9.6m×14m)，中部设平板定轮事故闸门(7m×10.59m)，末端出口设弧形工作闸门(7.0m×9.0m)。表孔尺寸为8.0m×18.0m，设置平板定轮工作门和事故检修门各一道。库水位135、145、175、183m时深孔的泄流能力分别为33510、37880、48680、51180m3/s。包括深孔、表孔、排沙孔、排漂孔，电站24台机组在内的总泄流能力，当库水位135、145、175、180m和183m时，分别为56470、63440、97090、110430、119050m3/s。
　　电站厂房为坝后式，布置于泄洪坝段两侧，左右厂房分别安装14台和12台70万kW机组，厂房中部各设1个安装场，左、右岸端各设高、低安装场2个。机组间距为38.3m，左、右厂房(包括安装场)为643.7m和584.2m。厂房上部横向(顺水流方向)为38.0m，水下部分横向宽度68m。厂房总高度为93.8m。在主厂房上、下侧为副厂房，分别布置中央控制室、主变压器和六氟化硫封闭开关(GIS)。电站出线共13个回路，左岸电站7回，右岸电站6回。后期准备扩机6台，共420万kW，厂房布置在右岸山体下，采用地下厂房。电站进水口采用小进口方案，喇叭口与闸门进口面积之比可做到最少为1.5∶1。闸门进口面积基本与引水钢管面积相等。电站进口底坎高程为110.0m。进口设有两道闸门，一道为液压操作的快速工作门，尺寸为9.2m×13.4m，另一道为检修闸门。拦污栅布置在进口段上游，为平板式呈一列式布置，栅后各机组可互相补水，当部分机组拦污栅堵塞时，可减少过栅水头损失。设有两道拦污栅，一道工作，一道检修时备用。引水钢管按流速8m/s计算，确定钢管直径为12.4m。引水钢管的布置采用下游坝面预留槽形式，钢管全部或部分埋在坝面以下。压力引入管道在不同部位采用不同结构：在坝内的进口和渐变段为钢筋混凝土结构，不设钢板衬砌，坝内斜直段为钢衬、钢筋混凝土联合受力结构，坝后背管段为钢衬、钢筋混凝土联合受力结构。
　　永久通航建筑物包括永久船闸和垂直升船机，均布置在左岸。永久船闸总水头113m，按设计水平2030年单向下水货运量5000万t的要求，采用双线船闸，闸室有效尺寸为280m×34m×5m(长×宽×槛上水深)。可通过万吨级船队。当流量为56700m3/s(相当于P=1%)时仍可通航。上游运行水位，初期为135.0～156.0m，正常期为145.0～175.0m。下游运行水位为62.0～73.8m。从第一级船闸上闸首至第五级下闸首结构长度为1607m，上游引航道长度2113m，下游引航道长度2722m。输水系统采用侧向取水的方式，左右两线船闸的进水口均布置在上游隔流堤的右侧，每线设有5个6m×7m(宽×高)的进水孔，进水口下接10m×10m的进水廊道，在第一级闸前，进水廊道分成两支，分别与左、右船闸两侧的输水主廊道相接。输水主廊道为双侧布置，置于闸室两侧岩体内。廊道断面为上半圆下矩形，面积一般为24.32m2，仅第一级船闸的廊道为30.82m2，输水阀门采用反向弧形门，共24个。阀门尺寸：第一级船闸的充水阀门和第五级船闸的泄水阀为4.5m×5.5m(宽×高)，其他各级均为4.2m×4.5m。在闸室内采用等惯性底部纵支长廊道四区段顶部分散出水加消能盖板的输水系统。为了避免船闸泄水引起下游引航道内水位波动，泄水廊道采用以泄水箱涵直接泄入主河道为主以泄入引航道为辅的方式。由于船闸布置在深开挖的花岗岩上(船闸底板建基面需挖至高程120～50m，最大开挖深度达170m)，闸槽结构采用衬砌式混凝土墙，用锚杆将墙体与岩体锚固成整体，共同受力，以充分利用花岗岩风化壳以下岩体比较完整、强度高的特性。在闸室段墙厚为1.5～2.4m，在闸首段因布置工作门和检修门的需要，墙厚18～18.9m。两线船闸间的中隔墩也采用保留岩体的方案。保留岩体厚55～57m，两侧衬砌混凝土1.5～2.4m。
　　升船机为垂直均衡重式，承船厢尺寸为120m×18m×3.5m(长×宽×船厢水深)，一次可通过一条3000t级客货轮或一条1200马力推轮顶推的1500t级驳船。升船机由上游引航道、上闸首、升船机主体、下闸首及下游引航道等主要部分组成，上游导航墙长250m，主体建筑物(包括上、下闸首及升船机主体)长243.5m，下闸首至下游引航道口门长约4400m，自上游口门至下游口门全长约5000m。上闸首位于非溢流坝段，兼有大坝挡水和升船机闸首双重功能，总宽62.0m，总长120.0m，顶高程185.0m，采取与升船机承重柱分开的结构形式。垂直升船机包括承船厢、卷扬提升设备、平衡重、承重塔柱及柱顶机房等。承重塔柱柱基高程为48.0m，船厢室底板高程为50.0m，塔柱柱顶高程为197.0m。下闸首宽58.4m，长32.5m。承船厢轮廓尺寸为132.0m×23.4m×10.0m带水总重量为11800t，为钢质槽形结构，两端设卧倒式闸门及防撞梁。与承船厢保持全平衡平衡重块总重量也为11800t。平衡重有两种，一种是总重量9200t的重力平衡重，由144根钢丝绳分成8组通过机房内的平衡重滑轮与船厢直接相连；另一种是重量2600t的转矩平衡重，分成8组由48根钢丝悬吊缠绕并固定在机房内的16个卷筒上，同时卷筒上另有48根出绳方向之相反的钢丝绳，其一端缠绕固定在卷筒上，另一端经过液压均衡油缸，与船厢相连，主提升设备的主要技术参数为：总提升力6000kN，最大提升高度113m，提升速度0.2m/s，起、制动加速度0.01m/s2，事故减速度0.04m/s2，总制动力27000kN，钢丝绳安全系数不小于8.0，电机功率8×220kW。

工程施工

长江是中国的重要水运交通干线，不允许施工期断航。因此，施工通航问题与施工导流方案乃至枢纽布置方案的拟定密切相关。经过多方案比较，采用分三期施工导流方案。第一期围右岸，将导流明渠由250～300m加宽至350m以满足通航要求，明渠内不修建任何建筑物。长江主河道仍可通航。第二期围主河床，明渠用作导流兼通航，在流量不大于20000m3/s时，可以顺利通航；另在左岸修建一线单级临时船闸辅助通航。第三期再围右岸，江水由河床溢流坝段导流底孔及永久泄洪深孔宣泄。水库蓄水前，船只经左岸临时船闸通航。当明渠上游碾压混凝土围堰修建至设计高程，水库充水至135m时，永久船闸投入运行。
　　计划总工期17年。施工准备期和一期工程共5年，二期工程6年，三期工程6年。工程于1993年开始施工准备，1997年11月8日已实现截流，完成一期工程现正进行二期工程施工。
　　一期工程的碾压混凝土纵向围堰，混凝土总量159.33万m3，其中碾压混凝土134.96万m3。二期截流时主河床最大水深60m，设计中采用从11月中旬至12月中旬时的5%最大日平均流量作为截流标准，其流量分别为19400m3/s和14000m3/s。在1996年汛末从左岸和纵向围堰左侧开始向河中进占修建戗堤，预留龙口宽度130m，对河床深槽部位(高程40m以下)平抛垫底至高程40m。实际截流时根据施工进度提前于1997年10月23日形成了130m宽的龙口，10月26日又提前形成了40m宽的龙口。当龙口由90m向60m缩窄时是戗堤推进的最困难的阶段，当时流量约11600m3/s，龙口流速4.22m/s，落差0.66m，水深33m。从25日8时至26日7时，共抛投土石料15万m3。在10月14～15日进行截流合龙实战演习时，动用了130辆载重量77t的大型卡车，创下了日抛投强度19.4万m3的世界纪录。在11月8日15时30分合龙，截流成功。合龙时，流量为8480m3/s，龙口流速2.6m3/s，水位落差0.32m。下游围堰龙口宽50m，于同日18时30分合龙。截流时出现的困难一是明渠淤积严重，影响分流比；二是深水抛填时堤头坍塌，通过在龙口平抛垫底得以解决。
　　三期截流时，河水从22个有弧形闸门控制的导流底孔通过，孔口尺寸为6m×9m，进口高程55.5m，设计截流流量9010m3/s，水头差少于3.5m。
　　初步设计审定的枢纽工程主体建筑物工程量为：土石方开挖10259万m3，土石方填筑2933万m3，混凝土浇筑2715万m3，金属结构安装28万t，钢筋35万t。
　　一期工程施工的控制项目是导流明渠的开挖和临时船闸的施工。导流明渠开挖总量为2221万m3，开挖宽度350m，长度3407.4m，总工期3年8个月，最大月开挖强度为817万m3。临时船闸土石开挖844万m3，最大挖深113m，混凝土浇筑36.5万m3，金属结构安装4300t。二期工程主要控制项目为二期围堰施工和河床泄洪坝段浇筑和永久船闸施工。二期上下游横向围堰总填筑方量1218.9万m3，高峰月土石填筑强度达281.3万m3。混凝土防渗墙面积9.6万m2，土工膜防渗面积5.7万m2，高峰月混凝土防渗墙施工强度1.26万m3，施工最大水深60m，施工总工期9个月。实际施工时围堰最高月填筑量200万m3，最高日填筑量19.44万m3，上游围堰最高月成墙面积6440m2。河床泄洪坝段总混凝土方量499.7万m3，最大月浇筑强度为15.6万m3，河床深槽坝段最大坝高175m,总工期45个月，要求平均月上升高度4.4m。明渠内三期碾压混凝土纵向围堰轴线长572m，堰顶高程140m，最大堰高124m，混凝土总量168万m3(在一期工程中已完成导流明渠底板高程50～50m以下的40.4万m3，施工部位的最大高度90m)，要求月上升高度18m，平均月强度25.52万m3，最大月上升高度23m，最大月浇筑强度为39.8万m3，最大日浇筑量达18000万m3。实际施工中，二期工程在1999年浇筑了454.45万m3混凝土，其中11月份浇筑了55.4万m3。土石方开挖工程量大，强度高，最大挖深为175m。其中约有70%的方量须采用钻爆法施工。开挖时运用预裂爆破、光面爆破或缓冲爆破技术。为提高开挖效率采用凿裂法、深孔梯段爆破技术和保护层一次爆破技术。
　　大坝和厂房的混凝土浇筑，采用以塔带机为主的方案，包括6台塔带机，4台胎带机，1台大塔机、8台高架门机，2台摆塔式缆机，2台履带吊。相应设有7座生产能力为240～360m3/h的拌和楼2个。人工骨料加工系统，月生产能力分别为46万m3和14万m3。三期上游碾压混凝土围堰将用自卸汽车与皮带机结合运送混凝土。
　　对外交通采用以公路为主的方案。专用公路为全线4车道全封闭的准一级公路。

其　　他

三峡工程建设中需要解决的重大技术问题，除上面已述及的外，对以下几个问题补充说明如下：
　　(1)二期上游横向围堰。围堰最大挡水水头85m，堰体最大高度82.5m，土石填筑量大，施工强度大。围堰基础覆盖层中有块球体和葛洲坝水库蓄水后的新淤沙，基岩为闪云斜长花岗岩，强风带中含风化块球体，弱风化带岩体中有强透水带，给围堰防渗处理增加了难度。最后选定下部连续管柱墙双墙上部接土工膜方案。上游围堰在河床深槽段，塑性混凝土防渗墙顶高程73m，上接土工合成材料至86.2m高程，墙底嵌入弱风化岩体1m，防渗墙高度35～74m。采用两排墙，墙厚1m；两岸漫滩段，塑性混凝土防渗墙顶部高程79～73m，上接土工合成材料至86.3m高程，防渗墙厚0.8及1.0。对防渗墙底基岩进行帷幕灌浆处理。双墙段下游墙布置在围堰轴线上，上游墙与其相距6.0m。上游先施工，下游后施工，堰体由风化沙、石碴、石碴混合料、过渡料和块石填筑而成，风化砂水下填筑的干密度至关重要，经长期研究，取得了重要成果。下游围堰的形式与上游围堰基本相同。上下游围堰填筑方量1060万m3，堰体高度2/3位于枯水位以下，填料80%为水中抛填施工。防渗墙最大高度74m，截水面积8.49万m2。土工合成材料截水面积5.87万m2。施工中结合实际情况采用铣削成槽法，两钻一抓(铣)成槽法，铣、砸、爆结合成槽法，两钻三抓(铣)成槽法、上抓(铣)下钻成槽法，使防渗成墙技术获得重大发展和突破，解决了围堰防渗墙两岸接头处理、围堰深槽陡岩段防渗结构、防渗墙穿过复杂地层成墙、防渗墙基础块球体处理以及高防渗墙底帷浆灌浆施工等复杂技术问题。并经受了2个汛期洪水考验，堰体和基础总渗水量为50L/s。
　　(2)船闸高边坡稳定问题。三峡双线五级船闸系在山体中深切开挖修建。在微风化和新鲜岩体部位，为充分利用花岗岩的高强度特性，闸室边墙为锚固在直立边坡岩体上的混凝土衬砌式结构，边坡断面下陡上缓，闸墙部位为50～70m高的直立坡。闸墙顶以上开挖边坡：全风化带1∶1～1∶1.5，强风化带1∶1，弱风化带1∶0.5，微风化和新鲜岩体1∶0.3。船闸主体段最大开挖深度达170m，边坡高度，在第三闸首附近约400m长范围为120～160m，其余部位高50～100m。边坡基岩整体稳定性较好，但通过二维、三维弹性有限元分析以及地震动力响应分析，局部边坡存在塑性破损区；施工中存在局部块体失稳问题。为提高边坡的稳定性，主要采取以下措施：①设置防渗及排水系统。②边坡加固支护，包括喷混凝土支护、预应力加固、系统锚杆加固和预应力锚索加固。施工过程中加强观测、分析，进行动态分析和相应的调整。目前已成功地完成施工。
　　(3)工程泥沙问题。经过大量现场调查、数学模型计算、物理模型试验以及和已建工程分析对比，对三峡工程的泥沙问题认识已比较深入。水库采用"蓄清排浑"的运用方式。据计算水库运用100年后，泥沙趋于冲淤平衡，此时仍保留86%～91%的防洪库容和92%～96%的调节库容。不会影响水库长期使用。在变动回水区泥沙淤积抬高洪水位，水库运用100年后(不考虑上游建库拦沙影响)，重庆市百年一遇洪水位将抬高4.8m，不会影响重庆市主要市区。通过改善水库调度、整治工程和机械清淤等措施可以保证航道畅通。枢纽运用70～100年后，坝区的悬移质含沙量和粒径基本上恢复天然情况。由于泄水前缘布置有深孔和排沙孔，排沙条件好，辅以围隔措施，坝前泥沙淤移不会影响电站和通航建筑物的正常使用。水库蓄水后，三峡水利枢纽下游河道将发生河床冲刷，冲刷自上游河段向下游河段发展，预计运行90年后，发展到大通。个别河段因河床冲刷可能引起的河势变化以及对通航的不利影响，可以需采取河势控制和整治工程措施。
　　(4)巨型水轮发电机组的选型、制造与安装。三峡水电站装机容量大，水头变幅52m，要求选择单机容量为70万kW左右的混流式水轮机。目前国外已有适合三峡水电站的巨型水轮发电机组的制造、安装、运行的实例和经验。在引进第一批国外机组和技术的基础上，选择的机组要适合我国目前的机组制造能力和水平，尽快实现自行制造这种机组；经过长期的研究论证，最后选用单机容量70万kW的混流式水轮机。根据选用的机组，三峡水电站的主要特征参数为：装机容量1820万kW，保证出力初期360万kW，后期499万kW，共26台机组，多年平均发电量846.8亿kW·h。装机利用小时，初期3960h，后期4650h。最大水头初期94m，后期113m。加权平均水头初期77.1m，后期90.1m。额定水头80.6m。最小水头，初期61m，后期71m。水轮机比速系数选用2349，相应转速为75r/min，比转速为261.7m·kW。水轮机装机高程为57m，吸出高度为-5m。发电机额定容量778MVA，并设置840MVA最大容量，频率50Hz，功率因数0.9，纵轴瞬变电抗X′d不大于0.35，飞轮力矩GD2不少于450000t-m2，短路比(SCR)不少于1.1，效率不小于98.6%。水轮机转轮直径9.85m，单台总重3500t，发电机单台总重3500t，因此每台机组的设备安装工作量达8000t以上。单机设计安装工期约31个月。计划第一批机组开始发电的第一年投产2台，以后每年投产4台。无论从安装量、安装速度和复杂性都是前所未有的。
　　(5)生态和环境影响。三峡工程对生态和环境的影响主要有：大气环境、局地气候、水温水质、陆生动植物资源、水生生物、环境地质、人群健康，自然景观和文物古迹、下游河道冲刷、对海口和邻近海域影响、库区移民环境容量等方面，进行了长期研究，取得了有效成果，制定了"趋利避害"的措施。
　　(6)水库淹没和移民。水库淹没总面积1084km2，其中陆地面积632km2，据1991～1992年调查，淹没人口84.62万人，其中非农业人口48.47万人，占57%；农业人口36.15万人，占43%。考虑到各类影响和增长因素，规划动迁人口约110余万人。淹没耕地(含旱地、水田、菜地)17160hm2，河滩地3867hm2，园地(含柑桔地)7346.7hm2，林地3273hm2，各类工厂企业1599个(其中大型6个)，房屋3479.47万m2。三峡工程移民数量大、牵涉面广、问题复杂、政策性强，是一项具有自然科学和社会科学双重属性的系统工程。水库淹没及移民安置，是工程建设的重要组成部分，也是工程成败的关键问题之一。决定采用开发性移民方针及其一系列实施政策，结合库区经济发展，把移民安置、库区建设、资源开发、环境保护等方面有机结合起来，达到移民安置长治久安的目的。通过试点工程，已证明这一方针是行之有效的。

6东风水电站Dongfeng Hydropower Station

东风水电站位于中国贵州省、乌江上游，距贵阳市88km。混凝土双曲拱坝，最大坝高168m，水库总库容10.25亿m3，水电站装机容量51万kW，保证出力11万kW，多年平均发电量24.2亿kW·h。工程主要用于发电。1984年11月开工，1995年12月全部投产。
　　坝址区河谷呈"Ｕ"形，枯水期水面仅宽50～60m，河床覆盖层1～9m。基岩为三叠系下统永宁镇组灰岩、白云岩和白云质灰岩，岩性坚硬，岩溶不甚发育。大坝建基面以下50～60m处有半坚硬完整的九级滩页岩，是良好的隔水层。
　　坝址以上流域面积18161km2，多年平均流量345m3/s，年径流量109亿m3，年输沙量1260万t，千年一遇设计洪水流量14200m3/s。水库正常蓄水位970m，相应库容10.25亿m3。死水位936m，相应库容5.35亿m3。调节库容4.9亿m3，属不完全年调节水库。水库淹没耕地564hm2，迁移人口8018人。
　　建筑物包括河床混凝土拱坝、左岸泄洪隧洞和岸边溢洪道、右岸引水系统和地下厂房。坝顶高程978m。坝顶中心弧长254m，中心角64.56°～94.1°，坝顶宽6m，最大底宽27m，厚高比为0.176。
　　坝身设有3个表孔和3个中孔。表孔尺寸为11m×5m，底坎高程967.0m。中孔的2个边孔尺寸为5m×6m，中间孔尺寸为2.5m×4.5m，底坎高程为890m。左岸无压泄洪隧洞，进口堰顶高程为950m，隧洞尺寸为12m×20m。岸边开敞式溢洪道进口堰顶高程为950m，孔口尺寸为15m×20m。校核情况下，表孔、中孔、泄洪隧洞、岸边溢洪道的泄流量分别为2300、2620、3410、4225m3/s。
　　地下厂房长105.6m，宽21.7m，高48m。安装3台混流式水轮发电机组，单机容量17万kW。最大水头132m，设计水头117m，最小水头95m。水轮机转轮直径4.5m，转速187.5r/min，额定流量160.5m3/s，最高效率95.5％，设计点效率93.88％，吸出高度-4.5m。3条直径为6.5m的压力引水隧洞，每条隧洞后接内径6m的压力钢管，引水道平均长约227m。主变压器洞内设有3台200MW的三相变压器，220kV高压配电装置为气体绝缘金属封闭电器，亦设在地下。
　　主体工程量为：土石方明挖227万m3，石方洞挖83万m3，土石方填筑11万m3，混凝土浇筑135万m3，帷幕灌浆29万m3。
　　采用隧洞结合过水围堰方式导流。导流隧洞位于右岸，进口底坎高程832m，断面尺寸为12m×14.13m，长580m，按枯水期20年一遇洪水流量设计。在坝体836m高程预留后期导流用的3个临时底孔，尺寸为5m×7.24m。上游土石过水围堰高17.5m，顶面用3.3m×2m×0.2m的混凝土楔形块保护。
　　设计过堰单宽流量为104m3/s，最大水深15.6m，最大流速11.6m/s，实际过堰流量4250m3/s，单宽流量57m3/s，堰上水深10.3m。混凝土施工设备为2座2×1.5m3拌和楼和2台20t辐射式缆机。
　　地面及地下洞室的开挖均采用控制爆破技术，并在地下厂房和溢洪道高边坡处理中采用锚喷作为施工和永久支护。
　　防止水库渗漏的帷幕灌浆全长3650m，面积约40万m