关于三峡二期工程几个技术问题的意见

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　　1、关于水轮机蜗壳外围混凝土浇筑方式
　　
　　对于单机容量为70万kW的大型水轮机蜗壳，建议采用打压并保压88m水头进行外围混凝土浇筑，压水试验可以取消。可以适当减少外围混凝土的配筋量。
　　从目前我们所掌握的国外资料来看，单机34万kW以上的都是打压浇筑混凝土的。国内李家峡水电站单机容量40万kW，不用打压浇筑混凝土，在蜗壳上部加垫层，但尚未经过高水头运行的考验。设计单位很后悔没有采用打压浇筑混凝土。俄罗斯的萨杨诺水电站，单机64万kW，也不打压，也没有加任何垫层，而是将混凝土直接浇筑在蜗壳外围。由于技术保密，详细的情况我们并不了解。而单机容量为70万kW的水电站，采用打压浇筑蜗壳外围混凝土，有成功的经验。
　　基于三峡工程的重要性，以及我们现在了解的经验，三峡水轮机蜗壳外围混凝土应采用打压并保压方式浇筑。压力值可以取88m水头，可按上游水位145m来计算，而不是按135m水位来计算。因为135m水位运行时间并不是长期的，最多2～3年。
　　用加垫层浇筑混凝土的方法可以创新，但应逐步增大单机容量，取得经验，而不能由单机34万kW一下子提高到70万kW。
　　垫层材料不是弹性的，而是塑性的。蓄水位175m时，蜗壳承受高水压力，把垫层压紧，多年运行，垫层不可能弹回，蜗壳与外围混凝土之间将有空隙，这对水轮机抗震是不利的。
　　三峡蜗壳最好用打压进行试验，压力为最高运行水头的150%，也就200m水头。用这样高的水头做压力试验，堵头将很厚，在主厂房内放不下，需要放在副厂房内。为此要延误工期9个多月，投资也要增加。考虑到蜗壳设计制造要求能承受全部内水压力，而且目前已有先进的检验焊缝质量的手段，可以保证焊缝质量，所以不做打压试验也是可以的。可能焊缝有局部小漏水，可以在外围混凝土中做灌浆处理，不会影响蜗壳的安全。所以可以不做打压试验。保压堵头较薄，可放在主厂房内。如果地方不够，可把主厂房上游墙晚浇筑2.5m厚，上面用钢梁支撑吊车梁轨道。这样可以不延误工期。
　　蜗壳保压浇筑混凝土是88m水头的压力。这是正常运行的最低水头。在高水头时，外围混凝土中应加用钢筋，钢筋的允许应力可加大，减小安全系数。必要时，钢筋应力可进入硬化阶段。
　　
　　2、关于是否设置伸缩节
　　
　　如果能做好伸缩节，那么设置伸缩节当然最好。问题是对于直径12.4m的钢管，伸缩节的直径比12.4m还要大，要想做好是非常困难的。
　　关于是否设伸缩节，有两家单位都做了较详细的计算分析，结果也不一致。由于参数的不确定性，这些计算结果只能作为参考。
　　由于伸缩节不容易做好，将来运行时维修困难，建议左岸1号-6号岸坡坝段机组不设伸缩节。初步估计，即使岸坡岩体变模为100，000kg/cm2，岩体与厂房传力500t/m2，岩体变形只5mm，加上混凝土变形1～2mm，钢管不用伸缩节还是可以的。
　　河床段是否设置伸缩节，再作进一步研究。根据目前几家分析结果，厂坝内钢管轴向变形在5mm左右。有一家的分析结果，其垂直变位有17mm，似乎过大，请进一步核算。再者伸缩节对垂直变形也难以适应。所以看来也可能不用伸缩节。
　　
　　3、关于右岸24～26号机组厂房坝段
　　
　　我倾向于按原设计方案，采用明厂房方式，而不用半地下式，因为地质人员介绍此处岩体裂隙连通率比左岸1#～6#机组岩坡的裂隙连通率小得多，当然小裂隙较多，但不连通。24号-26号机组向右移，深挖岩坡也不好。而半地下式的尾水隧洞因覆盖岩层太薄，岩性也弱，隧洞开挖困难。尾水洞之间岩柱较薄，对厂坝抗滑帮助不大。此外，在枢纽布置中有三台机组为半地下式厂房也不美观。但我没有做深入研究，意见不足为凭，请长江委再进一步做勘探和研究，提出技术设计报告，经厂房专家组和大坝专家组进行审查，提出意见，由业主决策。这是对专家组的尊重。但我是倾向于24#～26#用明厂房的。
　　
　　4、关于永久船闸
　　
　　(1)闸室直墙的混凝土衬砌，因为有锚筋使其紧靠岩壁，而岩壁有台肩，且起伏不平，对混凝土有约束，必然产生水平温度裂缝，所以需要设水平缝，以减小温度应力。设几道水平缝需要仔细计算分析，不宜多设。水平缝最好设在岩壁台肩处，缝中设置可靠的止水。部分垂直向温度钢筋穿过水平缝以增加混凝土直墙的连系性。直墙内需要多用一些温度钢筋。由于直墙设了水平缝，直墙不是刚性的板，所以锚筋数目可以大大减少，主要承受墙后的水压力。锚筋在孔口段也不做外包段，因为直墙的垂直位移是不大的。这样可便于施工。
　　至于直墙混凝土衬砌后的排水设施，可以用木板做成开口槽子，紧扣在岩壁上。请木工锯木板来适应岩壁的起伏，最后用水泥砂浆堵缝，再浇筑直墙混凝土。这种方法比较简单，而排水可靠。
　　(2)输水廊道垫层混凝土不是结构的一部分。它只要求传压，不要求传拉、剪和弯。此外垫层混凝土可以起到减小对结构混凝土约束的作用。垫层混凝土可以稍干硬一些，以减小收缩和裂缝。
　　为了抢时间，垫层混凝土可以先行浇筑，但要注意邻近深槽开挖爆破的影响。要控制爆破时期，尽量避免把垫层的混凝土振松了。在浇筑结构混凝土以前，要把被振松了的垫层混凝土清除掉。因为垫层混凝土薄，如果有裂缝，把结构混凝土拉裂的力量是不大的，裂缝不会延伸到结构混凝土中。如果垫层混凝土与岩壁脱开，应灌浆堵缝。
　　(3)左线船闸左岸坡顶部超挖比较严重。修道路时如都用混凝土回填，方量很大，花费很多。可以考虑先铺土石料压紧后，再浇筑厚混凝土路面，在土石填层下做排水措施。
　　(4)永久船闸施工进度已拖延3个月到7个月，而且明年的混凝土浇筑任务很艰巨，要投入必要的人力和设备，做好组织管理，提高施工强度，在保证施工质量的前提下，尽量抢回工期。
　　
　　5、关于茅坪溪大坝下游坝壳土石料的含泥量标准
　　
　　对于沥青混凝土防渗墙下游坝壳内浸润线以上的土石料，含泥量标准可以由原来的6%提高到10%左右，但要碾压密实。由于在浸润线以上，不泡水，含泥不会软化和流动，含泥量大一些不会造成不良后果。但要经过试验，得出这种土石料压实后的摩擦强度，要能保证坝坡稳定。
　　6 关于右非5号坝段施工事故低强混凝土层的处理
　　右非5#坝段出现低强混凝土层，是十分严重的质量事故。对于这层低强混凝土，建议从一侧进行掏挖，向内掏挖质量事故的低强混凝土，要把绝大部分低强混凝土挖出。为了便于工人进入工作，要求有一定的洞高，要用风钻凿掉周围的强混凝土，这是必要的。掏挖验收合格后，用高强混凝土回填，做好固结灌浆。在重力坝断面以外的事故低强混凝土可以不加处理，因为坝的传力不会经过这部分混凝土的。
　　1997年将是大坝混凝土浇筑高峰，要吸取这起质量事故的教训，提高施工质量，加强质量监控。
　　
　　7、关于地下厂房
　　
　　地下厂房的施工暂不提前进行，但进水口段要事先做好。
　　另外，我认为用30m长的隧洞将地下厂房与主厂房相联接，不一定是最优的方案。地下厂房距离主厂房只有30m。将来爆破开挖地下厂房，可能影响主厂房，而且对坝坡稳定也不利。地下厂房装机容量420万kW。可以独立自成一厂房。地下厂房的布置，请长江委根据地质条件以及厂房与进水洞、尾水洞的最优布置来确定，不一定考虑与主厂房的连接，做出轮廓设计，经厂房专家组审查，提出意见，由业主决定。目前只修进水口建筑物等，所以不必要做出技术设计。
　　
　　8、关于三峡工程的监理
　　
　　三峡工程非常重要，必须做成一流工程。为此，三峡工程的建设是质量第一。设计单位要做好设计，安全而经济又便于施工。施工单位要提高施工技术，做好组织管理，保证施工质量、监理单位要做好质量控制，独立地工作，保证工程质量。业主负责监督和协调。目前的三级质量控制，三驾马车，取责不明确，值得进一步研究。监理单位依靠施工单位质检员，说是发挥两个积极性，实际上把大量监理工作推给施工单位质检员。施工单位质检员是为施工单位服务的。一方面帮助施工搞好质量，另一方面受施工单位领导控制，帮施工单位应付监理单位。监理单位依靠施工单位质检员，往往跟着走，形成施工单位自拉自唱，不能保证施工质量。业主监督监理单位的工作，并进行协调，不要干涉监理的质量控制，不使监理单位受到制约。监理单位应独立进行质量控制工作，一天三班倒在现场监控，取样试验，及时纠正不良施工工作。不能依靠施工单位质检员，也不听业主的质控意见。
　　目前监理单位对施工质量的评定，在一定程序上依靠施工质检员，评出的优良率过高，不符合实际。应严格按照规范办事。
　　混凝土取样试验几乎全部在机口取样，缺少仓面取样的校核，而且大部分试验工作在施工单位实验室做，监理单位只做少量试验。需要对这种情况做适当调整，不能过多依靠施工单位实验室。而所有监理单位，除长江委外，都没有实验室，委托业主的试验中心做质控试验。目前业主的试验中心仪器设备精良，是研究型的。为了质量控制，试验工作是大量的，不需要十分精密。目前试验中心的仪器设备、养护室、工作场地太小，不能满足质控试验需要。如果棕种状况不改变，将来会完全依靠施工单位实验室，是不好的。建议监理单位尽快建立自己的实验室，或加强、扩大业主的中心实验室，以满足质控试验的大量工作的要求。
　　[作者简介]
　　张光斗 男 清华大学教授 两院院士

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