三峽工程大壩初建時是如何成功截流的?

郭氏阿杰


截流就是截斷長江的水流,在要修築大壩施工的區域的上下游用圍堰擋住水流,然後抽乾圍堰中的水創造出一片無水的施工環境,這樣才能造得了大壩。

為了不能讓長江斷航,於是就決定了三峽工程不可能一次建成。必須先截斷一部分,等這段大壩修完後,再截斷另外一段,因此截流也就要分兩次進行。三峽大壩選址的三鬥坪江面寬約1200米,靠近右側(以面向下游方向來區分河流的左岸和右岸)有個中堡島,中堡島到左岸寬900米,到右岸寬約300米。

在截流之前,首先先要在中堡島到右岸的300米寬的地方開挖一條分支,專業術語叫做“導流明渠”,目的是大江截流之後,水流可以通過導流明渠流向下游,船隻也可以通過導流明渠通過施工的河段。

第一次截流叫做“大江截流”,截斷中堡島到左岸寬900米的河段,形成了二期土石圍堰,截流合攏時間是1997年11月8日,這是三峽工程一期完工的標誌。第二次截流是對導流明渠進行截流,形成三期圍堰,為三期工程作準備,截流合攏時間是2004年11月6日,這是三峽工程二期完工的標誌。

大江截流的難度是世界級的,因為截流處的水深達到60米,這在當時世界水利工程建設的歷史上已經是最深的了,普通的石料倒入江中無法一下子沉到江底,就無法形成圍堰。施工團隊在施工前進行了反覆的模型試驗,最後決定在修築截流的圍堰前先向江中大面積平拋砂石料,這樣既可以壓住江底鬆軟的泥沙又能把河床給墊高了,通過平拋墊底,深水變淺的方法,石料就能到達江底站穩腳跟,形成攔截水流的圍堰。

當圍堰缺口從460米縮窄到40米時形成,形成截流龍口。1997年11月8日,400多輛巨型卡車輪番在上下游圍堰四個堤頭向龍口拋投大型石塊,總共拋投了1000萬立方米的沙石用來阻截江水,這些沙石總共可以裝滿10萬節火車。下午3時30分,三峽工程實現大江截流。

當時三峽大壩的截流設計技術沒有國外經驗可以借鑑模仿,純粹靠工程師們自己摸索出來的,因此這項技術獲得了中國科技進步一等獎。

二次截流是對導流明渠進行截流,由於導流明渠截流龍口比第一次截流上下游水位的落差還大,水流更湍急,而且底部是幾乎水平的混凝土底板,因此難度更大。

導流明渠截流前,首先先要打開左岸大壩中洩洪壩段已建好的的22個導流底孔閘門,使江水從導流底孔通過,此時船舶走臨時船閘。導流明渠截流使用的是上游左右雙向同時往中間推進合龍、下游單方向進佔的方法。

導流明渠成功截流後,形成三期圍堰,然後在其中修建右岸大壩及電站,並使之與三峽左岸大壩連成一體。


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首先說佈局,按慣例面朝水流下游,左手為左岸,右手為右岸。三峽樞紐建成後,樞紐從左至右依次會是:永久船閘 | 臨時船閘 | 左側發電壩段 | 中部洩水壩段 | 右側發電壩段我們分別給他們取代號A、B、C、D、E,建成前叫a、b、c、d、e。

我們分別給他們取代號A、B、C、D、E,建成前叫a、b、c、d、e。

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開工之前,原始地貌如下圖所示,在江心偏右的地方有個小島:接下來我們開始修三峽啦~第一步(1992~1997年):以小島為據點,把右側圍起來,圍起來之後在內部修建一個渠。同時在左側修a永久船閘和b臨時船閘。此時的狀態稱“一期截流”,1997年電視直播的就是這個過程。此時江水基本如常,航運如常。這一過程見下圖:第二步(1998~2003年):B臨時船閘已經建好,船都從B過。右側的渠形成,圍堰拆掉,使江水可以通過。此時以左岸和渠為據點,把長江主河道截斷,稱“二期截流”。上下都截斷後,把中間水抽乾,挖開修建c左岸發電壩段和d中間洩水壩段。
第三步:當C左岸發電壩段和D中間洩水壩段都修好後,再把主河道的圍堰拆掉,再把右岸圍起來。最後一步(2004~2009年):右岸圍起來之後,稱“三期截流”。此時在圍堰內修e右岸發電壩段。修好後將圍堰拆除,長江截流任務達成!

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我們葛洲壩集團是三峽工程截流的主攻單位,我們一公司作為長江截流的主攻單位之一,擔負上游右岸圍堰的土石方拋投與碾壓任務,尤其上游兩岸土石方拋投,要築起一道擋起湍急江水的土石方圍堰,工程量大,任務十分艱鉅,組織指揮不好就會出現嚴重的不可估量的後果,所以公司挑選出精兵精將,挑選集中最好的設備,日夜三班與洪水(沽水期)爭時間,分秒必爭,隨著築起圍堰向江中心推進,江水越流越急,上下游落差越來越大,拋下去中、小塊石一眨眼不見蹤影,這時按設計時的方案開始拋投大型四面體混凝土預製塊,當時圍堰每向前延伸一步都很困難(沒留下具體數據),尤其是上游圍堰(當時稱為龍口)連接之前的一段距離,四面體拋入江中也站不住,這時不知誰先提出來,將幾個四面體用綱絲繩串起來,一起拋入龍口處,終於站住了啦 ! 這時早以準備的土石方加快回填碾壓並將圍堰加固,終於攔腰截斷長江,當時龍口合攏時羅鼓喧天、鞭炮齊鳴、彩旗飄揚的場面至今揮之不去。下游圍堰與上游圍堰基本上同時進行,上游先於下游截流,下游過程難度可想而知了。


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我的看法是首先,在長江河道修個分支,即一個人工河道,把長江河道的水引向他,原長江河道截流,就是往江裡倒石頭,土等,江水被沙石堵截,長江水就流如人工河道,就是繞道流向下游,等原長江河道乾枯,就在上面修壩.所以修攔河大壩對地形要求很高。而三峽應該是分段截流。

三峽是個偉大的工程,1994年動工,2009年竣工。花費了鉅額資金,它位於西陵峽中段的湖北省宜昌市境內的三鬥坪,距下游葛洲壩水利樞紐工程38公里。具體的網上都有,就不具體說了。


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填築一期土石圍堰,將中堡島及右岸後河圍護起來,形成一期基坑,將水抽乾,開挖至新鮮花崗岩石,修建混凝土導流通航明渠,長江水流和過往船舶仍從大江主河道通行。導流通航明渠和左岸臨時船閘竣工後,拆除一期土石圍堰,進行三峽工程的第一次截流--大江截流。1997年11月8日,大江截流的勝利實現,標誌著一期工程的完成和二期工程的開始。1998年-2003年為二期工程階段,主要任務有:在一個枯水期內完成二期上、下游土石圍堰的填築,將圍堰圍護的大江基坑內的水抽乾,開挖至新鮮岩石後,澆築混凝土重力壩的洩洪、左岸電廠、垂直升船機、左岸非溢流壩等壩段,澆築水電站廠房、安裝首批水輪發電機,同時修建左岸永久船閘。長江水流從導流明渠通過,過往船舶從導流明渠或臨時船閘中航行。2002年11月6日進行了三峽工程的第二次截流――導流明渠截流。截流成功後,在導流明渠內搶修碾壓混凝土圍堰至140米高程,長江水流從洩洪壩段底部的22個導流底孔中宣洩,船舶從臨時船閘通行。2003年6月1日,三峽水庫開始蓄水,6月中旬,蓄水至135米,永久船閘開始通航,10月,首批機組開始發電。三峽工程三鬥坪壩址處有一中堡島,將長江分為大江和後河,大江寬900米,後河寬約300米,為河床分期導流提供了良好的地形條件。根據國務院三峽工程建設委員會批准的“明渠通航、三期導流”的施工方案,1993年-1997年為準備工程和一期工程階段。準備工程的主要任務有:壩區(包括對外交通和砂石料場)徵地與移民,場地平整,場內外交通工程(包括西陵長江大橋和壩區碼頭工程等),供電、供水、排水、供風、通訊、倉儲等系統,房屋建築,砂石料、混凝土、製冷系統,綜合加工企業等。


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本人多次實地到宜昌葛洲壩、三峽大壩考察。一般人不知道,在長江上建水電站原理很簡單,一定要藉助“江心島”,或者講離不開江心島。江心島就是大壩的天然基樁,建壩時封堵島的左邊(建壩基),江水從島的右邊流過;封堵島的右邊(建溢洪道或船閘),江水從左邊已建好大壩通過。


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靠的是英明的領導,眾志成城的決心,無比牛逼的執行力,團結就是力量。只要中國人想幹的事沒有幹不成的



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三峽工程的截流大致分成大江截流和導流明渠截流兩部分。大江截流採用的是雙戧立堵法,輔助平拋護底,即上下游戧堤同時推進,用大型自卸汽車從兩岸(主要是左岸)向江中連續不斷地傾倒泥土石塊,用推土機推平,學術上叫做進佔。同時用底開型的駁船裝載石渣,傾瀉到不斷縮窄的大江過流斷面江底,最後用預製混凝土塊抵抗高速水流,最終在大江裡行成兩道土石牆,將長江水擠到右岸導流明渠去。三期的導流明渠截流類似,只是拋填的主要方向是從右岸向左岸推進,將長江水逼進二期大壩下部設置的導流底孔去,完成江水為建設改道的目的


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三峽工程分三期,一期以中堡島為界,開挖右岸為導流明渠,修建縱向圍堰,然後進行大江截流,上下游圍堰同時進佔。大江截流後,江水通過右岸導流明渠流向下游,同時兼顧通航。截流後的工作是加高圍堰,打地下防滲帷幕,使上下游圍堰之間的基坑處於無水狀態,便於施工,長江江底也第一次露出水面。三峽二期工程是左岸廠房壩段和溢流壩段的澆築。三期工程首先實行導流明渠截流,水從已澆築到頂壩段的底孔流向下游。三期截流後修建臨時混凝土擋水圍堰,同時實現135m蓄水目標。然後澆築右岸廠房壩段,至全線到頂。

三峽工程三期截流後現在的升船機位置為臨時船閘,解決通航問題,同時開挖長江第四峽-三峽工程永久船閘。之後永久船閘通航後,臨時船閘便改造成升船機,為翻壩提供一種快速方法。

三峽工程前期左岸14臺,右岸12臺裝機70萬千瓦的發電機,還有兩臺5萬千瓦的小發電機,後期在右岸山體中開挖地下廠房,共安裝6臺70萬千瓦的機組。總計裝機容量2250萬千瓦,居世界第一。

三峽工程建成後,在防洪、發電、通航方面發揮巨大效益。三峽工程按千年一遇的洪水設計,萬年一遇加百分之十的洪水校核,使下游最危險的荊江河段防洪水平從10年一遇提高到百年一遇(多少年一遇媒體報道說法很多,很多人就誤以為之前說的千年一遇是忽悠人,這種看法完全是外行,對應的標準不一樣,對應的洪水頻率也就不一樣)。發電就不用贅述了,通航方面,萬頓級船隊可直達重慶,川江自古不夜航成了歷史,而且船隻過壩後位置一下子升高一百多米,大大減少了燃油消耗,而且行船速度增加,降低了運輸成本。


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