三峡水利水电枢纽工程新技术的应用

三峡水利水电枢纽工程新技术的应用
三峡水利枢纽工程是一项规模巨大的工程，施工难度大，采用新的技术和新的施工方法，对提高施工质量，加快施工进度具有重要的意义，青云公司在三峡水利水电枢纽工程中紧密结合工程实际，组织开展了新技术的的研究和应用，新技术的应用在三峡工程建设中发挥了较大的作用，具体应用情况如下：1、三峡二期工程高流态砼配合比实验与应用
高流态混凝土技术在三峡工程的试验及现场应用的成功，有着非常重要的现实和历史意义，在水利工程和推广应用此技术的广阔的前景和良好的经济效益。

可使水利工程复杂结构施工水平和质量上一个台阶。

特别是钢管道底部，孔洞周边、预制结构、地下工程结构复杂、钢筋密集的隧洞，斜井、竖井等有广泛的应用价值。

2、三峡二期工程高程82米、高程120米施工栈桥安装
高程82米栈桥、高程120米是三峡大坝实施混凝土浇筑和金属结构安装的重要手段。

栈桥上安装布置门塔机。

二期大坝施工中水平运输和垂直运输都要通过栈桥才能实现。

在80年代，三峡栈桥就被列入国家“七五”科技攻关课题之一。

栈桥设计及施工具有以下的特点：
2.1、选择栈桥结构的类型和构造型式是实现栈桥快速施工的关键之一，施工栈桥上部结构全部采用上承式简支钢梁栈桥，断面型式为钢箱梁。

下部结构分别采用钢桥墩和混凝土承台基础。

2.2、钢箱梁断面形式，能充分利用材料的性能。

2.3钢箱梁为全焊接结构。

该结构型式简单、技术可靠、制作容易、质量保证，并可充分利用厂内整体制作，运输和架设的特点，发挥快速拆装重复使用的优势，可确保大坝砼的顺利浇筑和金属结构的运输和安装。

2.4上部结构型式拼装单元相对独立，结构稳定，极利吊装。

架设后辅助
作业少，无养护期，确保门机迅速投入运行。

2.5下部结构高墩采用钢桥墩，加工制作方便，质量保证，杆件轻便，吊
装快速且可拆卸重复使用；低墩采用砼结构，可与基础承台砼一并浇筑，施工
工期短可减少用钢量，节约造价。

三峡施工栈桥的安装通过荷载试验结果表明，可以满足设计要求，结构合
理，安全可靠，移梁使用是可行的，在三峡工程建设中发挥了重要作用。

3、脉冲电源富氩气体保护焊技术
三峡工程压力钢管焊接工作量大，技术难度高，施工条件差，质量稳定性
受各种因素干扰，传统手工焊进行钢管焊接焊缝，消耗劳动力多，需要的合格
焊工多，且效率较低，为了解决上述问题，决定将实芯焊丝脉冲电源全自动富
氩气体保护焊技术应用于三峡电站压力钢管的焊接上。

实芯焊丝脉冲电源富氩保护焊是一种在水电行业引水压力钢管焊接领域最
为先进、焊接质量可靠、科技含量高的焊接方式。

它不但具备了手工焊、普通
CO2气体保护焊的优点，更能体现药芯焊丝的特点，在相同板厚、相同坡口、相
同角度和焊接位置条件下进行试件试验对比，它不但有较好的工艺性能和较高的
熔敷金属力学性能，且焊接质量稳定，焊接飞溅小、不易堵塞焊咀、焊缝成型美
观，对焊工的操作技能要求不高，易于掌握，焊缝内部质量得到保证，生产效率
明显提高。

该技术不仅能够满足压力钢管焊接的要求，而且还具有提高焊接质量、
提高工作效率，降低劳动强度，改善焊接环境等许多优点，解决了优秀焊工需要
量大、焊接质量不稳定、焊缝外观成型差，焊工劳动强度大、工效低等问题。

因此，该压力钢管自动焊技术具有广泛推广的应用价值，并已显现出其优越性，具有一定的经济效益。

同时也填补了水电行业压力钢管全自动焊接技术的空白。

4、三峡水利枢纽摆塔式缆机安装
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1#、2#摆塔式缆机为世界上最先进的大型吊运设备之一，缆机塔架高度为152米，居世界第一位，跨度为1416米，跨度世界第二位。

缆机主塔安装在宽20米，长50米的临时船闸左非8#坝段高程185米平台上，副塔安装在右纵2#坝段高程.160米平台上，覆盖横向80米，纵向1416米的整个三峡二期工作面，担负砼运输和大型金属结构吊运任务。

安装总量30000吨。

该种类型缆机在国内尚属首次安装，由德国克虏伯公司与国内夹江水工厂联合制造，机构安装精度要求高，安装工艺复杂，整个缆机控制参数繁多，电气调试复杂。

为此，青云公司自中标该项目后，专门组织成立了缆机项目部，在方案制定和实施过程中，反复对所定方案进行探讨研究，并对计算过程进行细致的核定，从而保证了缆机安全顺利的安装。

5、三峡二期工程高强度钢纤维砼配合比实验与应用
钢纤维砼是在普通砼拌和物中掺入适量的均匀分散的短钢纤维，配制成的一种即可浇筑又可喷射的特种砼。

与常规砼相比，其抗拉、抗剪、抗弯强度及耐磨、抗冲击、抗裂等性能都有很大的提高，由于大量的钢钎维均匀地分布在砼中，钢钎维与砼的接触面很大，因而在所有方向上都使砼的强度得到提高，即具有各向同性的提高，极大地改善了砼的各项性能。

青云公司实验室一九九九年在长江科学院的技术咨询指导下开始对钢钎维砼配合比进行实验研究。

目前，已经在三峡二期左岸厂房坝段中的电站门机轨道、桥机轨道、高程.120栈桥路面等部位使用，取得了成功经验。

纤维增强混凝土的应用趋势已越来越广泛。

就目前情况来看，钢纤维混凝土在大面积混凝土工程上已成功运用。

比如，桥面部位的罩面和结构；公路、地面、街道及飞机跑道等等。

此外在预制构件方面，也有不少应用。

在水利水电工程建筑行业，我单位在此方面的研究水平也处于领先水平，并且研究成果也得到了成功的应用。

随着我局在建筑行业更加深入、全面的发展，相信更多的纤维增强混凝土会被更加广泛的应用。

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6、翻模技术应用
三峡电站机组进水口和渐变段底板，排沙孔进水口和渐变段底板，以及引水洞底拱均含有圆弧或反弧体型。

对于圆弧和反弧体型切线与水平面夹角小于30°的部位，一般不立模板，直接安装刮轨浇筑成型；大于30°的部位需安装模板，砼浇筑时，气泡难以彻底排出，部分气泡聚积吸附在模板面，拆模后砼表面存在气孔和麻面等表面质量缺陷。

针对孔口底部圆弧或反弧体型段砼施工中出现的问题，在初期施工时，采取了很多施工措施，如优化砼配合比、采取二次振捣、模板表面设置排气孔等措施，但效果均不理想。

经多次探讨研究和试验后，采取了在砼浇筑完后，在其未凝固且能自持时，按期收面顺序，将其模板提前拆除，人工进行压实抹光的方法来消除砼表面气泡，即翻模施工。

采用翻模施工时，重点时模板拆除方便和控制翻模时间。

翻模时间主要受砼标号、级配、陷度和外界气温等影响，在施工前应进行试验，以便确定翻模最佳时间。

模板宜采用组合异型钢模板，加固采用接安螺栓，如采用人工拆除时，单块模板重量不宜超过50kg。

另外在施工前需搭设施工平台。

7、接安螺栓和止浆海绵条应用
坝体内拉模板采用常规拉筋加固时，拆模后，模板拉筋头外露在砼外面，后期需专门将其割除、研磨和涂刮环氧胶泥。

三峡工程模板内拉固定时，拉筋采用了接安螺栓。

接安螺栓为一种新型的模板拉筋连接结构，由两部分结构组成，外部为圆锥型聚氯乙烯套，内部为钢结构套筒。

立模时，将模板拉筋制作成两部分，并将位于模板内侧拉筋一端滚丝，与接安螺栓连接，另一端固定在预埋锚环，位于模板外侧拉筋两端全部滚丝，其中一端穿过模板与接安螺栓连接，另一端固定模板围檩上。

拆模时，先拆除模板外侧拉筋，再拆除模板，最后拆除接安螺栓，然后采用预缩砂浆回填接安螺栓孔。

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由于因模板和砼浇筑变形等影响，坝体模板安装后，模板与砼面之间有
1mm左右的间歇，砼浇筑时，容易产生漏浆，对已施工砼面造成污染，严重时，还可能造成漏浆部位砼面成为麻面，影响砼面外观，增加后期表面缺陷修复量。

经多方咨询和试验后，决定在模板与砼面，以及模板与模板之间接缝处帖海面条，海绵条宽10mm，厚1mm。

8、钢筋机械连接技术及其在三峡工程中的应用
钢筋的机械连接，包括套筒冷挤压连接技术、锥螺纹连接技术和镦粗直螺纹连接技术等，钢筋机械连接技术发展迅速，国内外均已开发出了与钢筋母材强度等级强度的机械连接接头，逐步代替了传统的手工电弧焊，机械连接具有接头强度高，与母材等强，连接速度快，性能稳定，应用范围广，操作方便，用料省等优点，从而为提高混凝土结构工程质量，加快施工速度，降低工程成本创造了条件。

套筒冷挤压连接技术和镦粗直螺纹连接技术应用于三峡工程，提高了生产效率，降低了生产的成本，节约了材料。

9、爆破法消除焊接残余应力工艺在水电工程的应用
爆炸法是一种相对较新的消除焊接残余应力的方法，它是通过爆炸冲击波作用于构件的焊缝及其周围，使金属发生应力诱导下的塑性流变而达到的消除焊接残余应力的目的。

该工艺具有消除应力效果好，工艺简单易施工，不需要大型设备，适合不同材料等特点。

与局部热处理方式相比，其施工周期仅相当它的十分之一左右。

另外，爆炸时金属不被加热，不产生热处理效应，对调质结构钢没有副作用。

爆炸对于结构的力学性能无不良影响，且对于改善材料的韧性、钝化原始内部缺陷有一定作用。

此项工艺应用在三峡电站压力钢管下水平段焊缝爆破消应。

解决了大直径压力钢管整体热处理费用投入大，实施起来困难大等问题，安装环缝整体热处理无法解决的问题。

10、结论
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青云水利水电联营公司在三峡工程施工及管理过程中推广应用了一大批新技术、新工艺、新材料，提高了施工工效，降低了劳动者的劳动强度，改善施工条件；提高了施工过程中的施工质量，节约了投资，具有一定的经济效益；并且解决了比较复杂技术难题，对施工工艺和施工方法有所改进，为今后的推广和使用提供了借鉴的经验。

青云水利水电联营公司
2004年7月
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