长江三峡二期工程船闸通航验收鉴定
2004-01-07
船闸通航验收分为船闸下游引航道破堰进水验收、船闸试通航前验收和船闸通航(135~139m水位)验收三个阶段进行,其中的船闸下游引航道破堰进水验收由国务院验收委员会授权中国长江三峡工程开发总公司(以下简称三峡总公司)负责,于2002年7月18日完成。船闸试通航前验收由国务院验收委员会枢纽工程验收组负责,于2003年5月21日完成。
根据国务院三峡工程建设委员会(以下简称三峡建委)批准的《长江三峡二期工程船闸通航(135~139m水位)验收工作大纲》,经三峡建委批准,水利部牵头成立了“长江三峡二期工程船闸通航验收委员会”(以下简称船闸通航验收委员会),主持船闸通航验收工作。船闸通航验收委员会下设专家组。
船闸试通航期间,三峡总公司根据《长江三峡二期工程船闸试通航前验收鉴定书》的建议.于2003年12月10日至23日和2004年2月20日至3月5日分别组织对南线、北线船闸进行了排干检查和处理。船闸通航验收委员会专家组对南线、北线船闸排干检查情况分别进行了调研,并于2004年5月26日至30日进行了验收前调研。
2004年6月30日至7月5日,专家组在三峡坝区召开了船闸通航技术预验收会议,提出了《长江三峡二期工程船闸通航(135~139m水位)验收技术预验收意见》。7月5日至8日,船闸通航验收委员会在三峡坝区召开了船闸通航(135~139m水位)验收会议,通过了本验收鉴定书。
1工程概况
1.1船闸工程概况
船闸是三峡工程主要通航建筑物,布置在坝址左岸坛子岭左侧,采用双线连续五级型式。在三峡工程围堰挡水发电期(135~139m水位)和初期运行期(156m水位),船闸按四级运行。
船闸工程包括上、下游引航道工程、船闸主体段工程、输水系统工程、山体排水系统工程及金属结构、机电设备、集中监控系统和消防设备等,沿航线方向从上游引航道口门至下游引航道口门总长6442m。
船闸主体段分南、北两线,均在山体岩石中深切开挖修建,中心线相距94m,中间为57m的岩体隔墩(衬砌后为60m)。开挖形成的南北两侧高边坡最高达170m,直立坡高60m,采用大量锚杆、锚索进行锚固,共采用高强锚杆93122根,普通锚杆213924根,锚索4376束。每线船闸主体段由6个闸首和5个闸室组成,总长1621m,每个闸室有效尺寸280mX34m~5m(长X宽X槛上水深)。
输水系统由上游进水箱涵、输水隧洞、分流口及闸室输水廊道、辅助泄水廊道、下游泄水箱涵等组成。
每线船闸自上游至下游依次布置有一闸首临时封堵叠梁门、事故检修闸门、一至六闸首人字门、二、三闸首防撞警戒装置、六闸首浮式检修闸门。输水隧洞依次布置有进水口拦污栅、各级闸室反向弧形工作阀门及其上下游检修闸门、六闸首辅助泄水廊道工作阀门和检修闸门,以及操作控制各闸、阀门的液压启闭机和现地电控设备、桥式启闭机、集中监控系统等。船闸设有各类消防设备及火灾自动报警和消防联动控制系统。
船闸上、下游引航道与升船机共用。上游引航道全长2113m,底部高程130m,底宽180m,上口门底宽220m。上游引航道设有辅导墙、浮式导航堤、靠船墩、进水箱涵和隔流堤等水工建筑物。下游引航道全长2708m,底部高程56.5m,底宽180~220m。下游引航道设有辅导墙、墩板式导航墙、靠船墩、泄水箱涵和隔流堤等水工建筑物。
山体排水系统由船闸南、北边坡山体内顺船闸轴线方向自下而上各7层排水洞及排水孔幕组成,排水洞总长13524m。
1.2设计和施工简要情况
船闸设计方案的比选始于20世纪80年代初。1991年8月国务院审查委员会审查通过了《长江三峡水利枢纽可行性研究报告》。1991年9月长江水利委员会(以厂简称长江委)编制完成《长江二峡水利枢纽初步设计永久船闸布置方案选择专题报告》,推荐双线连续五级船闸布置方案,通过三峡建委审查。1992年4月全国人大七届五次会议审议通过了《关于兴建长江三峡:工程的决议》。1993年7月,三峡建委批准民三峡工程初步设计(枢纽部分)。1994年12月,三峡工程正式开工。
船闸工程主要项目包括开挖及边坡支护工程,高边坡山体排水工程,上下游引航道及隔流堤工程,基础处理、混凝土及渗控工程,金属结构和机电设备制造、安装与调试工程,集中监控系统设备安装及调试工程等。船闸工程于1994年4月17日开工,2003年6月16日开始试通航。船闸工程主要工程量:土石方开挖5587万m3,混凝土浇筑465万m3,金属结构及机电设备安装43260t。
1.3参加船闸建设及运行管理的单位
业主单位:中国长江三峡工程开发总公司。
设计单位:长江水利委员会长江勘测规划设计研究院。
主要施工单位有:武警水电三峡工程指挥部,中国葛洲坝集团公司三峡工程施工指挥部,宜昌三峡工程三七八联营总公司,宜昌三峡工程三联总公司,中船重工集团公司第七O九研究所,长江岩土工程公司三峡工程指挥部,铁道部武汉人桥局等。
主要监理单位有:国电公司中南勘测设计研究院三峡建没监理中心,国电公司华东勘测设计研究院三峡建设监理中心,郑州机械设计研究所三峡项目监造部等。
主要金属结构设备制造单位有:武昌造船厂,江南造船厂,夹江水工厂,葛洲坝集团有限公司,中国水利水电第八工程局,中船重工集团(709、704研究所,388、471厂),南京洛普公司,大连大起集团等。
三峡总公司负责对三峡枢纽进行统一管理,委托长江三峡通航管理局三峡船闸管理处(简称三峡船闸管理处)承担三峡船闸的日常运行维护工作。
1.4工程试通航情况
船闸于2003年5月21日通过试通航前验收,6月16日开始试通航。从6月18日开始向社会船舶开放,至2004年6月17日共366日历天,仅因流量超限停航1天,实现安全通航365天。在此期间南线排干检查14天,北线排千检查15天,排干检查期间为单线通航。一年来,船闸共运行8381闸次,通过船舶68617艘次,旅客203.6万人次,货物3013万吨(其中下行1951.1万吨)。
2验收的依据和范围
2.1验收依据
(1)三峡建委批准的《长江三峡二期工程船闸通航(135~139m水位)验收工作大纲》;
(2)三峡建委《关于长江三峡二期工程船闸通航(135~139m水位)验收的批复》(国三峡委发办字[2004]20号)。
2.2验收范围
船闸上下游引航道(含口门区和连接段)、主体段范围内的全部土建、金属结构和机电设备工程。
2.3检查项目
(1)船闸试通航及管理情况。
(2)“船闸试通航前验收鉴定书”提出的9条建议以及对枯水期提高蓄水位至139m通航所提意见落实情况。
(3)船闸试通航期间排干检查情况。
(4)船闸建筑物安全监测资料整理和分析。
(5)实船试验情况。
3验收鉴定意见
3.1地面工程(土建部分)
3.1.1工程形象及质量
地面工程全部完成,工程形象满足船闸通航要求,工程质量符合国家和行业有关技术标准的规定,满足设计要求。
3.1.2试通航期安全监测情况
—年来试通航的监测资料表明,船闸建筑物工作性态正常。
3.1.3排干检查处理情况
南、北线船闸试通航及排干检查结果表明,地面工程(土建部分)排于检查前已处理过的质量缺陷,其处理质量基本满足设十十要求,排干检查中发现的质量缺陷已按设计要求进行处理,没有发现影响结构和通航安全的质量问题。
3.2地下输水系统(土建部分)
3.2.1工程形象
地下输水系统(土建)在船闸试通航前验收时已全部完成,工程形象满足船闸通航要求。
3.2.2排干检查处理情况
南、北线船闸试通航及排干检查结果表明,地下输水系统(土建部分)出现的质量缺陷处理满足设计要求,没有发现影响结构和通航安全的质量问题。
3.3船闸主体段高边坡工程
3.3.1工程形象
边坡开挖工程、支护工程、山体排水系统等在船闸试通航前验收时已全部完成。根据国务院三峡枢纽工程质量检查专家组建议新增的闸室基础低高程排水孔幕亦于试通航前完成。各类监测设施工作正常。
3.3.2试通航期安全监测情况
(1)变形:蓄水后高边坡表面位移没有异常增加的趋势,多数测点的位移测值趋于稳定。南北坡排水洞靠近上游侧的垂直位移,尚有缓慢变化,但无异常发展趋势。
(2)渗流:高边坡南北侧各排水洞渗流量逐渐减小,地下水位趋于稳定,船闸及高边坡的排水体系发挥了重要的作用。
(3)锚索应力:高边坡上约有100根锚索安装有测力计,大部分测力计显示锚索安装后出现不同程度的预应力损失,但—般不超过15%,现均处于相对稳定状态。
主体段两侧高边坡经过一年的水库蓄水和船闸试通航考验,各部位监测资料表明,高边坡整体稳定性良好。
3.3.3地质复杂区段处理与监测
经观测分析,船闸高边坡地质复杂区段、断层区及不稳定块体的变形与锚索应力、测压管水位等监测值均在允许范围内,没有出现异常情况。
3.4上下游引航道及隔流堤工程
3.4.1工程形象及质量
目前,工程形象满足船闸通航要求,工程质量符合国家和行业有关技术标准的规定,满足设计要求。
3.4.2试通航期的泥沙淤积及清淤
船闸上游引航道没有明显淤积,航道底高程均在130.2m以下;口门区受回流、缓流影响,有小区域淤积现象,目前对通航没有不良影响,今后应加强观测。
3.4.3试通航期水流流速、流态
根据试通航期上下游引航道水流观测成果,枢纽下泄流量40000m3/s时,上游引航道连接段和口门区(九岭山至隔流堤头)最大纵向流速为0.82m/s,横向流速不超过0.15m/s,引航道内水流顺逆不定,但流速较小,不影响通航;下游引航道口门区和连接段(隔流堤头至鹰子咀)最大流速为2.68m/s,口门区左侧航道最大回流流速为0.29m/s,仍可通航。
试通航期没有因引航道及口门区流速和泥沙问题影响通航。
3.5金属结构和机电设备工程
目前,金属结构和机电设备工程形象满足船闸通航(135~139m水位)要求。
试通航期间,金属结构与机电设备运行正常,影响通航的设备故障仅有3次,累计时间2.9小时。
3.5.1人字闸门
试通航以来,南北两线二至六闸首各人字门门体结构和顶、底枢连接牢固,转动正常;顶枢拉架锚杆和人字门背拉杆已按设计要求施加了预应力,背拉杆检查时未发现松弛现象,人字门形体检测数据及径向跳动量与原安装验收数据相比变化不大。
顶枢拉杆楔块配合紧密,楔子板无松动;门轴柱和支枕垫块的接触间隙及斜接柱承压条接触间隙符合安装技术要求。主要受力焊缝未发现异常现象。部分人字门在高气温下启闭时,其背拉杆有振动现象,应注意观测。
人字门底枢首次采用自润滑球面轴承,南北线船闸排干检查时,均进行了底枢外观、润滑管路及轴承部位的检查;并将北四人字门顶升148mm,使用工业内窥镜对底枢蘑菇头、球瓦及密封圈和固体润滑剂、摩擦副表面进行了检查。检查结果表明,底枢密封圈完好,摩擦表面固体自润滑膜已开始形成,底枢工作正常。
3.5.2反向弧形阀门
试通航一年来,南、北两线二至六闸首的反向弧形阀门及埋件,运行情况正常。阀门支铰与支铰座螺栓、支铰与基础支架间螺栓结合紧固正常,反向弧形阀门底、侧止水基本正常。但反向弧形阀门顶止水损坏严重,试通航期间共更换16处,通过调整安装工艺现已经得到有效抑制。
在南、北两线船闸排干检查中发现的反向弧形阀门底缘上游侧及支臂下方有类似锈蚀斑点,应注意加强观测。
3.5.3集中监控系统
在蓄水有水调试和试通航运行过程中,全面检查了系统各部分程序的正确性,进行了联合运行,并在此基础上优化了运行工艺,提高了系统性能,调整和设定了各设备在整体运行中应采用的参数,及时更换了出现故障的个别设备和元件。日前,南北两线二至六闸首各设备的运行速度和充泄水时间均已达到设计要求。在试通航期间,集中监控系统经历了长时间的连续运行,系统设备完好,性能稳定,满足设计要求。
3.5.4船闸机械设备
试通航期间,二至六闸首各人字闸门、反向弧形阀门、六闸首辅助泄水阀门的液压启闭机、一闸首桥式启闭机及三闸首防撞警戒装置等机械设备运行正常,末出现影响通航的故障。设备的各项技术性能符合设计要求。
3.5.5其他金属结构
船闸一闸首事故检修门、输水隧洞检修门、六闸首辅助泄水廊道的工作阀门和检修门、浮式检修门、闸室浮式系船柱、输水隧洞正向进水口拱形活动拦污栅等金属结构均满足设计要求,运行正常。
试通航以来,金属结构及机电设备的运行状况总体良好,设备故障率明显下降,处于可控状态,已满足设计和船闸正式通航的要求。
3.6安全监测
双线五级船闸安全监测仪器按关键、重点和一般断面三个层次布设,监测项目包括变形、渗流、应力应变、水力学、动力学等。安全监测工程从1994年开始施工至2003年6月l口初期蓄水前,按设计要求完成了所有监测仪器的埋设安装,并及时取得了基准值。同时根据专家意见,在2004年2月船闸北线排干检查前,完成南北基础排水廊道新增10个量水堰的安装工作,并取得初始值。截止2004年4月底,双线五级船闸共埋设安装仪器3293支,外观监测仪器运行完好率为100%,内观监测仪器运行完好率为92.8%。
总体说来,船闸安全监测项目比较齐全,监测仪器工作正常,能满足安全监测的需要。其变形、渗流及应力应变的监测资料连续、完整,可靠性及精度符合有关规范的规定。经初步分析,测值末见异常及异常的趋势变化,表明船闸结构工作性态正常。
3.7工程运行管理
船闸试通航以前,三峡总公司根据国务院办公厅《关于三峡枢纽工程建设期通航建筑物管理体制有关问题的通知》(国办函[2002]86号)确定的船闸通航管理体制,与三峡通航管理局签订了船闸日常运行维护生产准备委托协议,组建了船闸日常运行维护队伍,进行了通航的生产:准备,为船闸的通航、日常运行维护和管理奠定了基础。
船闸白2003年6月16日试通航以来,随着通航管理水平不断提高,设施、设备逐步磨合、改进,船舶驾驶人员过闸的熟练程度不断提高,三峡总公司与长江通航管理部门等单位密切协作,口通航闸次和过闸船舶(船队)数量及货运量逐渐提高。船闸设施、设备的故障率逐步下降。根据试通航期内船闸通航的实际统计资料分析,船舶平均过闸历时由试通航初期的4.2小时缩短到目前的3.17小时;两线船闸闩均通航闸次由初期的17.5次提高到目前的27.4次,口平均通过船舶艘次由初期的135艘次稳步提高到目前的234艘次。试通航以来。年过坝货运量超过葛洲坝枢纽建成以来的最高水平。
为适应船舶过闸需求持续增长和机动驳、滚装船显著增加的形势,满足节假日客运高峰的需求,缓解船闸压力,解决葛洲坝枢纽冲沙、三峡船闸排干检查或检修、流量超限船闸停航等问题,共组织了10次翻坝转运。
4建议
(1)进一步完善高边坡变形、渗流场和预应力锚索的监测自动化系统。
(2)高度重视船闸通航设施的检查、维护和安全运行管理工作。
(3)复核分析与测算近期船闸的设计通过能力,研究长期翻坝转运的方案和机制,进一步提出和落实提高船闸通过能力的综合措施。
(4)抓紧研究闸室内火灾预防措施和灭火救援应急预案,增配必要的救生设备和装置,以提高应急救生能力;进一步研究人字闸门的防撞保护安全设施;加强船闸运行调度和水上交通安全管理。
5结论
试运行一年来,船闸地面建筑物和输水系统性态正常,运行情况良好,排干检查中未发现异常和影响安全的质量问题:高边坡整体稳定;金属结构与机电设备运行正常,集中监控系统性能稳定;上、下游引航道和口门区水流条件能满足通航要求;上游引航道无明显淤积,下游引航道及口门区淤积经维护性疏浚后,航道畅通;监测项目齐全,系统工作正常,满足安全监测需要;消防工程已通过专项验收;船闸管理部门已建立,有关规程、办法已制订,船闸运行管理工作有效,通航能力逐步提高。