船閘通航驗收分為船閘下游引航道破堰進水驗收、船閘試通航前驗收和船閘通航(135~139m水位)驗收三個階段進行,其中的船閘下游引航道破堰進水驗收由國務院驗收委員會授權中國長江三峽工程開發總公司(以下簡稱三峽總公司)負責,于2002年7月18日完成。船閘試通航前驗收由國務院驗收委員會樞紐工程驗收組負責,于2003年5月21日完成。
根據國務院三峽工程建設委員會(以下簡稱三峽建委)批準的《長江三峽二期工程船閘通航(135~139m水位)驗收工作大綱》,經三峽建委批準,水利部牽頭成立了“長江三峽二期工程船閘通航驗收委員會”(以下簡稱船閘通航驗收委員會),主持船閘通航驗收工作。船閘通航驗收委員會下設專家組。
船閘試通航期間,三峽總公司根據《長江三峽二期工程船閘試通航前驗收鑒定書》的建議.于2003年12月10日至23日和2004年2月20日至3月5日分別組織對南線、北線船閘進行了排干檢查和處理。船閘通航驗收委員會專家組對南線、北線船閘排干檢查情況分別進行了調研,并于2004年5月26日至30日進行了驗收前調研。
2004年6月30日至7月5日,專家組在三峽壩區召開了船閘通航技術預驗收會議,提出了《長江三峽二期工程船閘通航(135~139m水位)驗收技術預驗收意見》。7月5日至8日,船閘通航驗收委員會在三峽壩區召開了船閘通航(135~139m水位)驗收會議,通過了本驗收鑒定書。
1工程概況
1.1船閘工程概況
船閘是三峽工程主要通航建筑物,布置在壩址左岸壇子嶺左側,采用雙線連續五級型式。在三峽工程圍堰擋水發電期(135~139m水位)和初期運行期(156m水位),船閘按四級運行。
船閘工程包括上、下游引航道工程、船閘主體段工程、輸水系統工程、山體排水系統工程及金屬結構、機電設備、集中監控系統和消防設備等,沿航線方向從上游引航道口門至下游引航道口門總長6442m。
船閘主體段分南、北兩線,均在山體巖石中深切開挖修建,中心線相距94m,中間為57m的巖體隔墩(襯砌后為60m)。開挖形成的南北兩側高邊坡最高達170m,直立坡高60m,采用大量錨桿、錨索進行錨固,共采用高強錨桿93122根,普通錨桿213924根,錨索4376束。每線船閘主體段由6個閘首和5個閘室組成,總長1621m,每個閘室有效尺寸280mX34m~5m(長X寬X檻上水深)。
輸水系統由上游進水箱涵、輸水隧洞、分流口及閘室輸水廊道、輔助泄水廊道、下游泄水箱涵等組成。
每線船閘自上游至下游依次布置有一閘首臨時封堵疊梁門、事故檢修閘門、一至六閘首人字門、二、三閘首防撞警戒裝置、六閘首浮式檢修閘門。輸水隧洞依次布置有進水口攔污柵、各級閘室反向弧形工作閥門及其上下游檢修閘門、六閘首輔助泄水廊道工作閥門和檢修閘門,以及操作控制各閘、閥門的液壓啟閉機和現地電控設備、橋式啟閉機、集中監控系統等。船閘設有各類消防設備及火災自動報警和消防聯動控制系統。
船閘上、下游引航道與升船機共用。上游引航道全長2113m,底部高程130m,底寬180m,上口門底寬220m。上游引航道設有輔導墻、浮式導航堤、靠船墩、進水箱涵和隔流堤等水工建筑物。下游引航道全長2708m,底部高程56.5m,底寬180~220m。下游引航道設有輔導墻、墩板式導航墻、靠船墩、泄水箱涵和隔流堤等水工建筑物。
山體排水系統由船閘南、北邊坡山體內順船閘軸線方向自下而上各7層排水洞及排水孔幕組成,排水洞總長13524m。
1.2設計和施工簡要情況
船閘設計方案的比選始于20世紀80年代初。1991年8月國務院審查委員會審查通過了《長江三峽水利樞紐可行性研究報告》。1991年9月長江水利委員會(以廠簡稱長江委)編制完成《長江二峽水利樞紐初步設計永久船閘布置方案選擇專題報告》,推薦雙線連續五級船閘布置方案,通過三峽建委審查。1992年4月全國人大七屆五次會議審議通過了《關于興建長江三峽:工程的決議》。1993年7月,三峽建委批準民三峽工程初步設計(樞紐部分)。1994年12月,三峽工程正式開工。
船閘工程主要項目包括開挖及邊坡支護工程,高邊坡山體排水工程,上下游引航道及隔流堤工程,基礎處理、混凝土及滲控工程,金屬結構和機電設備制造、安裝與調試工程,集中監控系統設備安裝及調試工程等。船閘工程于1994年4月17日開工,2003年6月16日開始試通航。船閘工程主要工程量:土石方開挖5587萬m3,混凝土澆筑465萬m3,金屬結構及機電設備安裝43260t。
1.3參加船閘建設及運行管理的單位
業主單位:中國長江三峽工程開發總公司。
設計單位:長江水利委員會長江勘測規劃設計研究院。
主要施工單位有:武警水電三峽工程指揮部,中國葛洲壩集團公司三峽工程施工指揮部,宜昌三峽工程三七八聯營總公司,宜昌三峽工程三聯總公司,中船重工集團公司第七O九研究所,長江巖土工程公司三峽工程指揮部,鐵道部武漢人橋局等。
主要監理單位有:國電公司中南勘測設計研究院三峽建沒監理中心,國電公司華東勘測設計研究院三峽建設監理中心,鄭州機械設計研究所三峽項目監造部等。
主要金屬結構設備制造單位有:武昌造船廠,江南造船廠,夾江水工廠,葛洲壩集團有限公司,中國水利水電第八工程局,中船重工集團(709、704研究所,388、471廠),南京洛普公司,大連大起集團等。
三峽總公司負責對三峽樞紐進行統一管理,委托長江三峽通航管理局三峽船閘管理處(簡稱三峽船閘管理處)承擔三峽船閘的日常運行維護工作。
1.4工程試通航情況
船閘于2003年5月21日通過試通航前驗收,6月16日開始試通航。從6月18日開始向社會船舶開放,至2004年6月17日共366日歷天,僅因流量超限停航1天,實現安全通航365天。在此期間南線排干檢查14天,北線排千檢查15天,排干檢查期間為單線通航。一年來,船閘共運行8381閘次,通過船舶68617艘次,旅客203.6萬人次,貨物3013萬噸(其中下行1951.1萬噸)。
2驗收的依據和范圍
2.1驗收依據
(1)三峽建委批準的《長江三峽二期工程船閘通航(135~139m水位)驗收工作大綱》;
(2)三峽建委《關于長江三峽二期工程船閘通航(135~139m水位)驗收的批復》(國三峽委發辦字[2004]20號)。
2.2驗收范圍
船閘上下游引航道(含口門區和連接段)、主體段范圍內的全部土建、金屬結構和機電設備工程。
2.3檢查項目
(1)船閘試通航及管理情況。
(2)“船閘試通航前驗收鑒定書”提出的9條建議以及對枯水期提高蓄水位至139m通航所提意見落實情況。
(3)船閘試通航期間排干檢查情況。
(4)船閘建筑物安全監測資料整理和分析。
(5)實船試驗情況。
3驗收鑒定意見
3.1地面工程(土建部分)
3.1.1工程形象及質量
地面工程全部完成,工程形象滿足船閘通航要求,工程質量符合國家和行業有關技術標準的規定,滿足設計要求。
3.1.2試通航期安全監測情況
—年來試通航的監測資料表明,船閘建筑物工作性態正常。
3.1.3排干檢查處理情況
南、北線船閘試通航及排干檢查結果表明,地面工程(土建部分)排于檢查前已處理過的質量缺陷,其處理質量基本滿足設十十要求,排干檢查中發現的質量缺陷已按設計要求進行處理,沒有發現影響結構和通航安全的質量問題。
3.2地下輸水系統(土建部分)
3.2.1工程形象
地下輸水系統(土建)在船閘試通航前驗收時已全部完成,工程形象滿足船閘通航要求。
3.2.2排干檢查處理情況
南、北線船閘試通航及排干檢查結果表明,地下輸水系統(土建部分)出現的質量缺陷處理滿足設計要求,沒有發現影響結構和通航安全的質量問題。
3.3船閘主體段高邊坡工程
3.3.1工程形象
邊坡開挖工程、支護工程、山體排水系統等在船閘試通航前驗收時已全部完成。根據國務院三峽樞紐工程質量檢查專家組建議新增的閘室基礎低高程排水孔幕亦于試通航前完成。各類監測設施工作正常。
3.3.2試通航期安全監測情況
(1)變形:蓄水后高邊坡表面位移沒有異常增加的趨勢,多數測點的位移測值趨于穩定。南北坡排水洞靠近上游側的垂直位移,尚有緩慢變化,但無異常發展趨勢。
(2)滲流:高邊坡南北側各排水洞滲流量逐漸減小,地下水位趨于穩定,船閘及高邊坡的排水體系發揮了重要的作用。
(3)錨索應力:高邊坡上約有100根錨索安裝有測力計,大部分測力計顯示錨索安裝后出現不同程度的預應力損失,但—般不超過15%,現均處于相對穩定狀態。
主體段兩側高邊坡經過一年的水庫蓄水和船閘試通航考驗,各部位監測資料表明,高邊坡整體穩定性良好。
3.3.3地質復雜區段處理與監測
經觀測分析,船閘高邊坡地質復雜區段、斷層區及不穩定塊體的變形與錨索應力、測壓管水位等監測值均在允許范圍內,沒有出現異常情況。
3.4上下游引航道及隔流堤工程
3.4.1工程形象及質量
目前,工程形象滿足船閘通航要求,工程質量符合國家和行業有關技術標準的規定,滿足設計要求。
3.4.2試通航期的泥沙淤積及清淤
船閘上游引航道沒有明顯淤積,航道底高程均在130.2m以下;口門區受回流、緩流影響,有小區域淤積現象,目前對通航沒有不良影響,今后應加強觀測。
3.4.3試通航期水流流速、流態
根據試通航期上下游引航道水流觀測成果,樞紐下泄流量40000m3/s時,上游引航道連接段和口門區(九嶺山至隔流堤頭)最大縱向流速為0.82m/s,橫向流速不超過0.15m/s,引航道內水流順逆不定,但流速較小,不影響通航;下游引航道口門區和連接段(隔流堤頭至鷹子咀)最大流速為2.68m/s,口門區左側航道最大回流流速為0.29m/s,仍可通航。
試通航期沒有因引航道及口門區流速和泥沙問題影響通航。
3.5金屬結構和機電設備工程
目前,金屬結構和機電設備工程形象滿足船閘通航(135~139m水位)要求。
試通航期間,金屬結構與機電設備運行正常,影響通航的設備故障僅有3次,累計時間2.9小時。
3.5.1人字閘門
試通航以來,南北兩線二至六閘首各人字門門體結構和頂、底樞連接牢固,轉動正常;頂樞拉架錨桿和人字門背拉桿已按設計要求施加了預應力,背拉桿檢查時未發現松弛現象,人字門形體檢測數據及徑向跳動量與原安裝驗收數據相比變化不大。
頂樞拉桿楔塊配合緊密,楔子板無松動;門軸柱和支枕墊塊的接觸間隙及斜接柱承壓條接觸間隙符合安裝技術要求。主要受力焊縫未發現異常現象。部分人字門在高氣溫下啟閉時,其背拉桿有振動現象,應注意觀測。
人字門底樞首次采用自潤滑球面軸承,南北線船閘排干檢查時,均進行了底樞外觀、潤滑管路及軸承部位的檢查;并將北四人字門頂升148mm,使用工業內窺鏡對底樞蘑菇頭、球瓦及密封圈和固體潤滑劑、摩擦副表面進行了檢查。檢查結果表明,底樞密封圈完好,摩擦表面固體自潤滑膜已開始形成,底樞工作正常。
3.5.2反向弧形閥門
試通航一年來,南、北兩線二至六閘首的反向弧形閥門及埋件,運行情況正常。閥門支鉸與支鉸座螺栓、支鉸與基礎支架間螺栓結合緊固正常,反向弧形閥門底、側止水基本正常。但反向弧形閥門頂止水損壞嚴重,試通航期間共更換16處,通過調整安裝工藝現已經得到有效抑制。
在南、北兩線船閘排干檢查中發現的反向弧形閥門底緣上游側及支臂下方有類似銹蝕斑點,應注意加強觀測。
3.5.3集中監控系統
在蓄水有水調試和試通航運行過程中,全面檢查了系統各部分程序的正確性,進行了聯合運行,并在此基礎上優化了運行工藝,提高了系統性能,調整和設定了各設備在整體運行中應采用的參數,及時更換了出現故障的個別設備和元件。日前,南北兩線二至六閘首各設備的運行速度和充泄水時間均已達到設計要求。在試通航期間,集中監控系統經歷了長時間的連續運行,系統設備完好,性能穩定,滿足設計要求。
3.5.4船閘機械設備
試通航期間,二至六閘首各人字閘門、反向弧形閥門、六閘首輔助泄水閥門的液壓啟閉機、一閘首橋式啟閉機及三閘首防撞警戒裝置等機械設備運行正常,末出現影響通航的故障。設備的各項技術性能符合設計要求。
3.5.5其他金屬結構
船閘一閘首事故檢修門、輸水隧洞檢修門、六閘首輔助泄水廊道的工作閥門和檢修門、浮式檢修門、閘室浮式系船柱、輸水隧洞正向進水口拱形活動攔污柵等金屬結構均滿足設計要求,運行正常。
試通航以來,金屬結構及機電設備的運行狀況總體良好,設備故障率明顯下降,處于可控狀態,已滿足設計和船閘正式通航的要求。
3.6安全監測
雙線五級船閘安全監測儀器按關鍵、重點和一般斷面三個層次布設,監測項目包括變形、滲流、應力應變、水力學、動力學等。安全監測工程從1994年開始施工至2003年6月l口初期蓄水前,按設計要求完成了所有監測儀器的埋設安裝,并及時取得了基準值。同時根據專家意見,在2004年2月船閘北線排干檢查前,完成南北基礎排水廊道新增10個量水堰的安裝工作,并取得初始值。截止2004年4月底,雙線五級船閘共埋設安裝儀器3293支,外觀監測儀器運行完好率為100%,內觀監測儀器運行完好率為92.8%。
總體說來,船閘安全監測項目比較齊全,監測儀器工作正常,能滿足安全監測的需要。其變形、滲流及應力應變的監測資料連續、完整,可靠性及精度符合有關規范的規定。經初步分析,測值末見異常及異常的趨勢變化,表明船閘結構工作性態正常。
3.7工程運行管理
船閘試通航以前,三峽總公司根據國務院辦公廳《關于三峽樞紐工程建設期通航建筑物管理體制有關問題的通知》(國辦函[2002]86號)確定的船閘通航管理體制,與三峽通航管理局簽訂了船閘日常運行維護生產準備委托協議,組建了船閘日常運行維護隊伍,進行了通航的生產:準備,為船閘的通航、日常運行維護和管理奠定了基礎。
船閘白2003年6月16日試通航以來,隨著通航管理水平不斷提高,設施、設備逐步磨合、改進,船舶駕駛人員過閘的熟練程度不斷提高,三峽總公司與長江通航管理部門等單位密切協作,口通航閘次和過閘船舶(船隊)數量及貨運量逐漸提高。船閘設施、設備的故障率逐步下降。根據試通航期內船閘通航的實際統計資料分析,船舶平均過閘歷時由試通航初期的4.2小時縮短到目前的3.17小時;兩線船閘閂均通航閘次由初期的17.5次提高到目前的27.4次,口平均通過船舶艘次由初期的135艘次穩步提高到目前的234艘次。試通航以來。年過壩貨運量超過葛洲壩樞紐建成以來的最高水平。
為適應船舶過閘需求持續增長和機動駁、滾裝船顯著增加的形勢,滿足節假日客運高峰的需求,緩解船閘壓力,解決葛洲壩樞紐沖沙、三峽船閘排干檢查或檢修、流量超限船閘停航等問題,共組織了10次翻壩轉運。
4建議
(1)進一步完善高邊坡變形、滲流場和預應力錨索的監測自動化系統。
(2)高度重視船閘通航設施的檢查、維護和安全運行管理工作。
(3)復核分析與測算近期船閘的設計通過能力,研究長期翻壩轉運的方案和機制,進一步提出和落實提高船閘通過能力的綜合措施。
(4)抓緊研究閘室內火災預防措施和滅火救援應急預案,增配必要的救生設備和裝置,以提高應急救生能力;進一步研究人字閘門的防撞保護安全設施;加強船閘運行調度和水上交通安全管理。
5結論
試運行一年來,船閘地面建筑物和輸水系統性態正常,運行情況良好,排干檢查中未發現異常和影響安全的質量問題:高邊坡整體穩定;金屬結構與機電設備運行正常,集中監控系統性能穩定;上、下游引航道和口門區水流條件能滿足通航要求;上游引航道無明顯淤積,下游引航道及口門區淤積經維護性疏浚后,航道暢通;監測項目齊全,系統工作正常,滿足安全監測需要;消防工程已通過專項驗收;船閘管理部門已建立,有關規程、辦法已制訂,船閘運行管理工作有效,通航能力逐步提高。