第４４卷第１８期 人 民 长 江 Ｖｏ１．４４．Ｎｏ．１８ ２ ０ １ ３年９月 Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｓｅｐ．， ２０１３ 文章编号：１００１～４１７９（２０１３）１８—００１５—０３ 三峡试验坝 陆水水利枢纽科学试验回顾 魏安义 （长江水利委员会陆水试验枢纽管理局党群监审处，湖北赤壁４３７３００） 摘要：新中国成立之初，为根治中华民族的心腹之惠——水患，毛泽东主席提出“截断巫山云雨，高峡出平 湖”——兴建三峡工程的设想。受当时经济技术务件限制，出于为兴建三峡工程积累经验、储备人才考虑，长 江流域规划办公室（现称长江水利委员会）决定先建设“陆水试验大坝”。工程于１９５８年ｌ０月动工，１９６７年 １２月水库下闸蓄水，１９６９年１２月第１台机组投入运行，１９７４年４台装机并网。先后进行了预制安装筑坝、砂 基固结灌浆、干运式过坝建筑、励磁装置以及葛洲坝１７万ｋＷ机组转轮叶片中间试验等２００多项科技试验。 工程建设完全达到了预期目的，为我国的水利水电事业发展作出了巨大贡献。 关键词：混凝土大坝；筑坝试验；试验研究；陆水水利枢纽 中图法分类号：ＴＶ６４２ 文献标志码：Ａ １９５８年１０月２３ １３，中共中央同意长江流域规划 混凝土预制块装配的办法；坝基处理则通过高压水泥 办公室（以下简称长办）将陆水水利枢纽作为三峡试 灌浆使河床砂石凝固，即采用形成水下混凝土办法的 验坝动工兴建。因此，陆水水利枢纽成为最早直接为 来解决。这一设想如能成功，将使原来大坝混凝土上 兴建长江三峡工程进行专项试验的综合性水利枢纽工 升速度由每月上升４—５ ｍ提高到数十米。这样就可 程。工程主要是针对大坝施工新方法和基础处理新方 以解决过去混凝土大坝施工长期未解决的一系列困 法等进行现场试验，同时为三峡工程的勘测设计和施 难，并降低造价。对于长江三峡工程而言，同时也可以 工培养人才和训练队伍。 探索解决三峡坝区施工场地相对狭窄的问题，检验大 １ 混凝土大坝快速施工构想 型、超大型施工机械等装备的研制生产能力和水平，并 通过试验研究，解决大体积混凝土的接缝等不减少坝 （１）早１３实现三峡梦。三峡工程规模巨大、工期 体强度和在高水头压力下不透水的问题。 很长，缩短建设工期的关键是大坝能否快速施工和基 （２）为长办培养人才、积累工程经验。１９５８年８ 础处理能否简化。因大体积混凝土传统现浇施工方法 月，工程批准实施，长办抽调干部、技术人员和技术工 受水泥水化热温升限制，不得不在坝体施工中采取分 人，组成施工队伍进驻陆水工地，开始筹备预制混凝土 层分块的施工技术措施，并遵循一系列复杂的浇筑程 安装筑坝试验。 序、降温工艺以及严格的温控标准，因而限制了坝体上 经过科学攻关和反复试验，取得了预制安装筑坝 升速度和主体工程工期。１９５８年６月，时任长办主任 等一系列施工试验和建设管理成果。陆水枢纽工程规 林一山向周恩来总理汇报，提出在鄂南的蒲圻（现称 模虽然不大，但“五腑俱全”，包括混凝土主坝和１５座 赤壁市）正待兴建的陆水水利枢纽进行混凝土预制安 土石副坝、电站、干船过坝设施（世界少见的）等。这 装筑坝试验等加快混凝土大坝施工进度的构想，即事 些项目在２０世纪５０年代末开工兴建，是为解决、验证 先预制好大型混凝土块体，筑坝时把混凝土浇筑改为 三峡工程科研、设计与施工中的重大技术问题，研制适 收稿日期：２０１３—０７—３０ 作者简介：ｔｔ－￣义，男，处长，高级经济师，主要从事水电工程管理工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｅｉａｎｙｉ＠ｓｏｈｕ．ｔｏｍ １６ 用设备的一个整体性全过程的水工建筑试验。既锻炼 了队伍，又培养了人才，也出了试验成果。 坝一样安全可靠。 随着水利水电施工技术、施工设备以及新材料、新 工艺的不断发展，加快混凝土大坝施工进度的办法和 ２ 大坝预制块安装筑坝试验 初看这种施工方式似乎很简单，把混凝土预制块 措施不断出现，如碾压式混凝土筑坝技术的应用、温控 工艺的改进、机械化、自动化程度的提高等，使得这项 预制安装筑坝技术未能得到推广，但这丝毫不影响陆 体像“砌石”一样一块块用水泥沙浆粘接就成了。经 初步设计试验，表明采用单一的立方体并不能保证坝 体的整体强度，特别是接缝的强度，尤其是水平接缝的 强度存在问题。不仅存在新老混凝土接缝问题，尤其 水大坝开创性的施工技术革新探索的意义。整个试验 研究过程中的一些具体技术成果，在后来大坝施工技 术的发展中发挥了推动作用。 是水平层面上砂浆泌水和表面气泡不能排出更直接影 响胶结面的强度。为解决这些问题，对于块体的大小 和形状、水平缝的结构形状、接缝材料和胶结方式、施 工工艺等，需从理论设计，到室内模型试验，再到现场１ ：１的施工试验，密切配合，反复验证。 例如，针对预制块之间接缝胶结质量这一关键技 术问题，特别是影响水平缝胶结强度的泌水问题，以及 接缝材料粘结力、收缩变形、泌水量和和易性问题，进 行了爆破破坏试验、震动胶结试验、改变块体形状的胶 结试验和静压胶结试验。通过安装后取样检验大坝块 体接缝胶结质量，据以研究改进工艺水平的措施，开展 了预制块表面处理试验研究、改进工艺安装研究、垂直 缝的变形观测和胶结试验、预填骨料灌浆浆材行浆及 现场施工实践试验等。又如，对于预制块形状的选择， 就综合考虑立模和制作简单、起吊和安装稳定、接缝和 填料方便、错缝排列灵活、整体性优良、填缝料水化热 引起的温度场基本均匀等各种因素，曾研究过的试块 形状包括长方形、正方形、六方形、Ｉ字形、Ｌ字形、Ｔ字 形和锤形等７种之多，还要考虑当时装备水平和起吊 设备的起吊能力，考虑对特殊形状块体安装时的平放、 侧放等问题，适当调整高宽比保持其稳定性等，最终找 到了全面的综合性的理想方案。 当这些技术问题解决后，选择只在主坝和３号副 坝部分坝段进行了预制安装筑坝试验。这是因为这项 试验不是通常意义上的试验，可以允许新的方法筑坝 失败，但不允许一个永久性建筑物失事，所以必须谨慎 从事。预制安装正式开工前，对安装部位和数量，预制 块的储存，安装就位的方法，安装时的温控方式，运输 起重设备的能力和配置等方面，作了周密的试验和施 工组织设计。预制块安装施工的过程，也是对混凝土 块体制作、表面处理、运输、吊装、填料工艺及坝体温 度、应力控制等不断改进和总结完善的过程。 预制块安装筑坝，包括接缝材料在内，混凝土总量 达４万多立方米，预制块体达７ ５００多块。实践证明， 陆水大坝快速筑坝试验是成功的。大坝建成已近５０ 年，经历过数十次大洪水的考验，它像现浇的混凝土大 至于原计划中简化基础处理的砂基固结灌浆试 验，初试即止的原因，首先是施工进度不允许继续试 验，更不允许反复试验；同时，经初步试验后分析，认识 到大多数水利枢纽工程选定的坝址很少有较厚的砂石 覆盖层，清除覆盖层比固结灌浆还要节约工程量和时 间。 ３其他试验研究成果 陆水水利枢纽除重点进行混凝土预制安装筑坝试 验外，还开展了干式垂直升船机、水库拦鱼设施、机电 设备中间试验、电站自动控制系统等试验工作。 （１）通航建筑物。１９６０年至１９６５年，国家科委 考虑今后兴建特大型、高水头升船机等过坝建筑物的 需要，结合陆水水利枢纽的通航问题，提出在陆水建立 垂直升船机试验基地，为丹江口、三峡工程等特大型枢 纽工程的升船机设计、制造、安装做试验。１９７０年７ 月，建成２０ ｔ干运式垂直升船机，通过吊篮式承船架将 载重限量内的船只垂直运送过坝。通过试验和运行， 证明干运式垂直升船机具有结构和设备简单、投资少、 易于建造等优点，可为丹江口等枢纽工程的过坝建筑 物设计建设提供经验和科研数据，也解决了陆水水利 枢纽工程船只过坝通行问题。 （２）晶体管控制技术。为了提高电站自动化运用 水平，陆水水利枢纽瞄准当时先进技术，集中国内知名 高校和科研院所，高起点地进行了晶体管控制技术和 控制设备的试验与研究，重点开展了用半导体控制技 术全面替代传统的电磁有接点控制技术。经过３ ａ攻 关，于１９６９年试验完成了我国第１批晶体管自动控制 设备，包括第１台晶体管集中控制系统、第１台晶体管 水轮机组自动操作装置、第１台晶体管双调节电液调 速器、第１台晶体管继电保护装置、第１台可控硅励磁 装置及多种类小型自动化元器件等。这些设备经陆水 试验电厂试验并获得成功，并且第一个运用于发电生 产，取得了大量的试验成果和实际运行数据，为我国电 站控制技术的发展作出了重要贡献。 （３）水库拦鱼设施。陆水水库正常蓄水面积达 第１８期 魏安义：三峡试验坝——陆水水利枢纽科学试验回顾 １７ ５４ ｋｍ ，具备发展水产养殖的良好条件，也是水库开发 的功能之一。枢纽所肩负的拦鱼试验任务，当属国内 一研制的、国内领先的微机励磁装置也是通过在陆水试 验电厂进行中试后，批量生产销往全国、远销海外。 （５）电站事故顺序显示记录装置的研制应用。陆 项新课题。经过电栅拦鱼、锦纶悬网拦鱼和乙纶拦 鱼方案比选，１９６８年底，在主坝和３号副坝上游２００ ｎｌ 的主河道上进行了乙纶拦鱼设施的设计、施工安装和 试运行。通过试验和运行，验证了防止设定规格内的 鱼类逃逸有一定效果，同时对材料性能、网下逃逸和网 衣藻类附属物影响行洪等问题提出了新的研究课题， 因此，在陆水工程上停止了试验研究。 （４）机电设备中试。陆水试验电站自１９６９年第 １台机组发电以来，作为试验电站，先后承担了国家下 水试验电站为配合葛洲坝二江电站扩大初步设计工 作，承担了以微机处理机理为核心的电站事故顺序显 示装置的中间性试验。在包括陆水试验电站在内的国 内多家大专院校、科研单位的共同努力下，该装置于 １９８０年通过评审投人试验运行，成为国内电力系统首 次自行开发研制并采用微机处理的实时安全监视装 置，其研制、运行的实践，为我国电力系统微机技术应 用提供了可贵的试验经验。 达的各类各项机电设备试验任务多达百余项，其中，葛 洲坝１７万ｋＷ水轮发电机组转轮叶片材料强度试验 ４结语 陆水水利枢纽从建设、施工试验到运行管理，经历 了５５ ａ的风雨历程，当今展现在人们视野的，主要是 最为突出。该机组为我国自行设计制造，其转轮结构、 材料选择均为国内首创。为验证设计的正确性和叶片 新材料的强度及各项性能指标能否满足设计要求，考 验机组运行的安全、可靠、稳定性，经过模拟试验和参 加试验各方专家的科学论证，证明了１７万ｋＷ水轮机 防洪、灌溉、发电、供水、航运、养殖、水库风景旅游等水 利综合效益，科学试验及管理实践的光环似乎已不那 么地耀眼。然而，陆水试验枢纽的特性及其载人史册 的科学试验成果，以及大专院校、科研院所教学实习、 科研中试基地独特的优势，始终是陆水枢纽工程水利 综合功能有效发挥的重要支撑。 （编辑：徐诗银） 转轮的结构合理、静载强度有足够安全质量，能够保证 叶片材质的机械性能和工艺要求在２７ １３３水头下安全 运行。试验获得了大量的宝贵科学数据，中试获得理 想效果，试验成果直接应用于葛洲坝ｌ７万ｋＷ水轮发 电机组转轮的设计和制造。由陆水自动化设备厂开发 Ｒｅｖｉｅｗ ｏｎ ｓｃｉｅｎｔｉｉｃ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗｏｒｋｓ ｏｆ Ｌｕｓｈｕｉｆ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｘ， ａ ｔｅｓｔ ｄａｍ ｆｏｒ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｐｒｏｊｅｃｔ ＷＥＩ Ａｎｙｉ （Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｌｕｓｈｕｉ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｃｈａｎｇｉｆａｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，Ｃｈｉｂｉ ４３７３００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄｉｎｇ ｏｆ Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ。Ｃｈａｉｒｍａｎ Ｍａｏ Ｚｅｄｏｎｇ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎ ｉｄｅａ ｏｆ”ｔＯ ｈｏｌｄ ｂａｃｋ Ｗｕｓｈａｎ￣ｃｌｏｕｄｓ ａｎｄ ｒａｉｎ ｔｉｌｌ ａ ｓｍｏｏｔｈ ｌａｋｅ ｒｉｓｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｎａｒｒｏｗ ｇｏｒｇｅｓ”，ｎａｍｅｌｙ ｔｏ ｂｕｉｌｄ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｐｒｏｊｅｃｔ（ＴＧＰ）．Ｂｕｔ ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ ｂｙ ｂａｃｋｗａｒｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｐｏｏｒ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｔ ｔｈａｔ ｔｉｍｅ，ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｖａｌｌｅｙ Ｐｌａｎｎｉｎｇ Ｏｆｆｉｃｅ（Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｍｉｓ— ｓｉｏｎ）ｄｅｃｉｄｅｄ ｔｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ Ｌｕｓｈｕｉ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｘ ｉｎ ａｄｖａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｕｌｄ ｐｌａｙ ａ ｒｏｌｅ ｏｆ ｔａｌｅｎｔ ｔｒａｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｇａｉｎｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＴＧＰ．Ｔｈｅ Ｌｕｓｈｕｉ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｔａｒｔｅｄ ｉｎ Ｏｃｔｏｂｅｒ １９５８，ｉｍｐｏｕｎ— ｄｅｄ ｉｎ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １９６７，ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｕｎｉｔ ｗａｓ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １９６９，ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｗａｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｉｎ １９７４， Ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ２００ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｄａｍ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｂｙ ｐｒｅ—ｃａｓｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｌｏｃｋｓ，ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｆｏｒ ｓａｎｄｙ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｓｈｉｐ ｄａｍ—ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｈｉｐ—ｌｉｆｔ，ｅｘｃｉｔｅｒ，ｒｕｎｎｅｒ ｂｌａｄｅｓ ｔｅｓｔ ｆｏｒ １７０ＭＷ ｈｙｄｒｏ—ｔｕｒｂｉｎｅｓ ｏｆ Ｇｅｚｈｏｕｂａ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｇｏａｌ，ｍａｋｉｎｇ ｓｉｇｎｉｉｃａｎｔ ｃｏｎｔｒｉｆｂｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｄａｍ；ｔｅｓｔ ｏｆ ｄａｍ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；Ｌｕｓｈｕｉ Ｈｙｄｒｏｗｅｒ Ｃｏｍｐｌｅｘ