长江三峡水利枢纽工程

长江三峡水利枢纽工程水电0902班向毅200919040421 长江三峡水利枢纽工程简称“三峡工程”，是当今世界上最大的水利枢纽工程。

三峡工程位于长江三峡之一的西陵峡的中段，坝址在三峡之珠——湖北省副省域中心城市宜昌市的三斗坪，三峡工程建筑由大坝、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成。

大坝为混凝土重力坝，大坝坝顶总长3035米，坝高185米，设计正常蓄水位l75米，总库容393亿立方米,其中防洪库容221.5亿立方米。

水电站左岸设14台，右岸12台，共26台水轮发电机组。

水轮机为混流式，单机容量均为70万千瓦，总装机容量为1820万千瓦，年平均发电量847亿千瓦时。

后又在右岸大坝“白石尖”山体内建设地下电站，设6台70万千瓦的水轮发电机。

2009年三峡工程完工后，届时的年发电量可达1000亿千瓦时。

通航建筑物包括永久船闸和垂直升船机，均布置在左岸。

永久船闸为双线五级连续船闸，位于左岸临江最高峰坛子岭的左侧，单级闸室有效尺寸为280米×34米—5米(长×宽—坎上水深)，可通过万吨级船队，年单向通过能力5000万吨。

升船机为单线一级垂直提升式，承船箱有效尺寸为l20米、18米、3.5米，一次可通过一艘3000吨级客货轮或1500吨级船队。

工程施工期间，另设单线一级临时船闸，闸室有效尺寸240米×24米×4米。

本工程预计总投资1800亿元。

三峡大坝全景图坝址选择三峡大坝坝址曾进行过长时期的比较和研究,1979年经选坝会议综合研究比较，选定三斗坪坝址，可行性研究报告肯定了这一坝址，初步设计经复核仍选用此坝址。

三斗坪坝址位于湖北宜昌三斗坪镇，下游距已建成的葛洲坝水利枢纽约40公里。

长江水运可直达坝区。

工程开工后，修建了宜昌至工地长约26 公里的准一级专用公路及坝下游4公里处的跨江大桥——西陵长江大桥。

还修建了一批坝区码头坝区已具备良好的交通条件。

坝址控制流域面积100万平方公里，年平均径流量4500亿立方米，年平均输沙量约5.3亿吨。

坝址区河谷宽阔，两岸岸坡较平缓，江中有中堡岛顺江分布，具备良好的分期施工导流条件。

坝轴线高程185米处的宽度约2250米，左、右岸临江最高山脊高程分另别为263米和243米。

枢纽建筑物基础岩石为坚硬完整的前震旦纪闪云斜长花岗岩体。

岩石抗压强度约100兆帕；岩体内断层、裂隙不发育，且大多胶结良好、透水性微弱。

坝区地壳稳定，经国家有关部门多次鉴定，地震基本烈度为Ⅵ度。

这些因素构成了修建混凝土高坝的优良地质条件。

三峡工程大坝的坝址选在三斗坪，是经过大量地质勘探，在两个坝区、15个坝段、数十个坝轴线中，历时24年，由专家充分论证后才选定的。

（见图：三峡枢纽工程坝区坝段位置示意图）从三峡出口南津关起，向上游延伸至石牌止，长13千米，从中选择了5个坝段，统称为南津关石灰岩坝区；从莲沱起，沿江而上至美人沱止，长25千米，从中选择了10个坝段，统称为美人沱花岗岩坝区。

对15个坝段进行勘察研究，经初步筛选，选择南津关坝区的南津关坝段和美人沱坝区的三斗坪坝段作为坝区比较的代表性坝段进行深入地质勘察。

历时三年，完成了区域地质背景研究，大、小比例尺的地质测绘，约53000米钻探，大量的水文地质、工程地质和岩石力学试验研究工作。

通过深入的地质勘察显示，石灰岩坝区地质有严重的缺陷：河谷狭窄，覆盖层较厚；岩层倾向下游，缓倾角断层较发育，且构造岩软弱；岩溶发育，工程地质、水文地质条件复杂。

而花岗岩坝区河谷开阔，覆盖层一般不超过10米；基岩完整坚硬；断裂构造虽较发育，但构造岩经重结晶作用胶结良好。

不论地形、地质、枢纽建筑物布置和施工条件，花岗岩坝区明显优于石灰岩坝区。

因此于1959年选定了美人沱花岗岩坝区。

花岗岩坝区的10个坝段，构造背景、岩性条件基本相似，地质条件的差异主要反映在河谷地貌和岩石表面风化深度两个方面。

10个坝段大体分为两种类型，经比较，一类选择了中等宽河谷的太平溪坝段为代表，另一类选择了宽河谷的三斗坪坝段为代表；前者适合于布置地下厂房，工程防护条件较好；后者适合于布置坝后式厂房，施工场地开阔；两坝段均具备兴建混凝土高坝的地质条件。

至坝址选定时，两坝段仅钻探工作量一项，分别达3万米和5.3万米。

三斗坪坝段又有6条坝轴线进行比较，上a、上b，中a、中b，下a、下b。

综合比较后，长江流域规划办公室推荐上a坝轴线。

经多次全国性的专家会议讨论，最后在1979年的选坝会议上，选定三斗坪上a坝轴线作为三峡工程拦江大坝的坝址。

隧洞及地下洞室开挖的新奥法创始人，国际著名的岩石力学、工程地质学权威——奥地利的缪勒教授，在1986年5月查勘了三斗坪坝址后，赞叹地说：“这真是一个好坝址，三峡坝址是上帝赐给中国人的一个好坝址。

”凡是到三斗坪坝址查勘过的国内外工程地质专家也都称赞说：“三峡坝址是一个难得的好坝址。

”原因如下：第一，风光如画的三峡江段，上起奉节白帝城、下至宜昌南津关，全长192千米。

从工程地质学角度看，只有庙河至莲沱，长31千米，为火成岩——闪云斜长花岗岩(以下简称花岗岩)，三斗坪坝址就位于这一江段，是适于建设混凝土高坝的坝址。

往上游看，上游的白帝城至庙河，长141千米，为变质岩、砂岩、石灰岩；下游的莲沱至南津关，长20千米，为岩溶发育的石灰岩，均很难选出好的坝址。

如果再放大到南津关到重庆，长658千米，也只有这31千米是地壳深处喷发出来的花岗岩(白帝城至重庆大面积分布着砂岩和泥岩)。

第二，坝址的花岗岩，岩性均一，岩体完整，力学强度高，饱和抗压强度达100兆帕，相当于一万米的水柱压力；坝址区有两组断层(地质学上也叫断裂构造)，规模均不大，倾角多在60°以上，且胶结良好。

这也是很难得的，因为国内外高坝坝址中，大多都有1条或数条规模较大的断层，而且断层之间大多夹有破碎带甚至像硬粘泥一样的泥化夹层。

第三，岩体透水性微弱，单位吸水量一般小于0.01升／分·米·米，即在1分钟内、1米水头下、1米孔段长度范围内的透水量一般小于0．01升。

这在国内外的高坝坝址中也是很少见的。

大多是虽然总体上透水性微弱，但局部地段透水性较强，需要进行特别的防渗处理。

第四，坝址位于前震旦纪多期岩浆活动形成的结晶基底的黄陵背斜核部。

从区域地质背景及新构造运动特征分析，黄陵结晶基底区无活动性断裂及孕育中强震的发震构造，是一个稳定性较高的刚性地块。

以坝址为中心，半径320千米范围内近2000年历史记载证明，区内地震水平不高，强度小，频度低，属典型弱震环境。

国家地震部门多次鉴定，1987年再次复核，并经国家地震局地震烈度评定委员会核准，均将坝址区地震基本烈度定为Ⅵ度，十分难得。

但是，三斗坪坝址也不是就没有缺点。

由于坝址处属潮湿多雨的亚热带气候，漫长的暴露历史以及相对稳定的地质环境，使花岗岩形成了较厚的表层风化层，即常说的风化壳。

例如一级阶地的风化壳厚度达20米左右，两岸山脊的风化壳厚度达30米，增加了剥离至新鲜花岗岩的工作量。

总之，三峡大坝三斗坪坝址以上的优越条件，几乎集中了国内外高坝坝址所有的优点，这在国内外是很少见的，是一个难得的好坝址。

枢纽布置三峡工程枢纽主要建筑物由大坝、水电站、通航建筑物等三大部分组成。

主要建筑物的型式及总体布置，经对各种可等性方案的多年比较和研究，并通过水力学、结构材料和泥沙等模型试验研究验证，均已确定。

第一大部分为挡水泄洪建筑物。

由混凝土重力坝的非溢流坝段和溢流坝段组成，坝轴线全长2310米。

非溢流坝段用来挡水；溢流坝段顶部装有弧形闸门，非汛期闸门关闭，用来挡水，汛期闸门打开，用来泄洪。

大坝坝顶高程(采用的是以吴淞口海平面为零点的高程，以下同)185米、最大坝高181米(新鲜花岗岩岩面高程4米)。

第二大部分为水力发电建筑物。

由左右两侧各一座坝后式水电站厂房组成，两座厂房均紧靠混凝土重力坝的下游坡脚。

左侧厂房内安装单机容量为70万千瓦的水轮发电机组14台，右侧厂房内安装同样容量的水轮发电机组12台；共安装26台，装机总容量为1820万千瓦。

第三大部分为通航建筑物。

由双线五级连续梯级船闸、钢丝绳平衡重式垂直升船机和施工期通航用的临时船闸组成，均位于左岸。

双线五级连续梯级船闸每年下水货运通过能力为5000万吨，垂直升船机每次可通过一艘3000吨级客轮，临时船闸每年下水货运通过能力为1000万吨。

选定的枢纽总体布置方案为：泄洪坝段位于河床中部，即原主河槽部位，两侧为电站坝段和非溢流坝段。

水电站厂房位于两侧电站坝段后，另在右岸留有后期扩机的地下厂房位置。

永久通航建筑物均布置于左岸。

三大部分建筑物布置从右至左依次见三峡工程枢纽平面布置示意图。

右岸非溢流坝段(面对下游，左手侧为左岸，右手侧为右岸)，右水电站厂房坝段及安装12台水轮发电机组的坝后式厂房，纵向围堰坝段，坝顶溢流泄洪坝段，左导墙坝段，左岸非溢流坝段(1)，临时船闸坝段，垂直升船机坝段，左岸非溢流坝段(2)，以上坝段的坝轴线总长2335米，走向北东43度。

距左岸坝端约355米处布置有双线五级连续梯级船闸，其轴线与坝轴线交角约76度。

枢纽设计1 设计概况三峡工程设计包括可行性研究、初步设计、单项工程技术设计、招标设计、施工详图设计等五个阶段。

三峡工程的设计最早可以追溯到1919年，孙中山先生在《实业计划》中提出了改善川江航运条件，开发三峡水能资源的设想。

最早提出可称为开发计划的，是美国垦务局设计总工程师萨凡奇。

他1944年考察了三峡，编写了一份《扬子江三峡计划初步报告》。

三峡工程的前期设计研究工作始于20世纪50年代中期。

中央在50年代初即考虑尽早修建三峡工程，用以解决长江防洪问题。

但考虑到三峡工程规模巨大、技术复杂，中央采取了积极而又慎重的态度。

1970年，中央决定先修建葛洲坝工程，为三峡工程做“实战准备”。

1984年，国务院原则批准了三峡工程150方案的可行性研究报告，并决定立即开始进行施工前期准备工作。

后来由于有关部门和专家提出了一些不同的意见和建议，1986年党中央、国务院决定组织重新论证。

经过近3年的补充论证工作，通过了14个专题论证报告。

三峡工程的设计工作由水利部长江水利委员会全面承担。

1989 年,长江流域规划办公室根据重新论证成果完成可行性研究报告后，即着手开展初步设计阶段的工作。

1992年4月3日,全国人大七届五次会议通过《关于兴建长江三峡工程决议》后，初步设计工作全面展开。

初步设计报告分为枢纽工程、水库淹没处理和移民安置、输变电工程三大部分。

初步设计（枢纽工程）于1992年12月编制完成上报，1993年7月由国务院三峡工程建设委员会审查批准。

随后即进行单项工程技术设计和部分工程的招标设计、施工详图设计。

在三峡水利枢纽设计中，大坝、水电站厂房、永久船闸、垂直升船机、二期上游围堰等属于重要单项技术设计。