1 概述三峽水利樞紐是目前世界上已建或在建中的大水利水電工程，面臨著許多復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。工程開(kāi)工前雖已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的試驗(yàn)研究和論證，解決或明確了一些原則性問(wèn)題，但限于各個(gè)設(shè)計(jì)階段要求不同，不可能把具體問(wèn)題都研究透徹。鑒于三峽工程的規(guī)模和復(fù)雜性，國(guó)務(wù)院三峽工程初設(shè)審查委員會(huì)在批準(zhǔn)初設(shè)的同時(shí)，決定責(zé)成設(shè)計(jì)部門編制8個(gè)單項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)，包括4座主要的建筑物（大壩、廠房、永久船閘和升船機(jī)）、機(jī)電、二期圍堰、建筑物的監(jiān)測(cè)和泥沙專題。其后，國(guó)務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱三建委）又決定授權(quán)中國(guó)長(zhǎng)江三峽工程開(kāi)發(fā)總公司（以下簡(jiǎn)稱總公司）負(fù)責(zé)審查8個(gè)單項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)。
技術(shù)設(shè)計(jì)仍由長(zhǎng)委會(huì)負(fù)責(zé)進(jìn)行，總公司成立技委會(huì)并在全國(guó)聘請(qǐng)專家負(fù)責(zé)審查工作。應(yīng)當(dāng)指出，技術(shù)設(shè)計(jì)是在施工準(zhǔn)備工作已經(jīng)開(kāi)始亟待提出招標(biāo)設(shè)計(jì)的情況下突擊進(jìn)行的，有些問(wèn)題還要補(bǔ)充做試驗(yàn)研究，特別緊急，困難也很多。所幸近2年來(lái)，總公司、專家組和長(zhǎng)委會(huì)密切合作，采取多種方式把設(shè)計(jì)、科研和審查工作有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在有關(guān)院校和科研單位的支持協(xié)作下，技術(shù)設(shè)計(jì)和審查工作按計(jì)劃順利進(jìn)展，滿足了招標(biāo)設(shè)計(jì)和施工的需要。目前，不少單項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)已完成終審，許多較重要的問(wèn)題或方案已經(jīng)明確，當(dāng)然也還有少數(shù)復(fù)雜問(wèn)題在繼續(xù)深入研究和協(xié)調(diào)中。
2 若干問(wèn)題的研究結(jié)論和決策
2.1 壓力鋼管型式
三峽工程壓力鋼管直徑和PD2數(shù)值之大已趨世界之冠。經(jīng)過(guò)反復(fù)比較研究，確定采用鋼襯鋼筋混凝土聯(lián)合受力方案，這不僅可以減少極厚鋼管制作和施工的困難，而且也可減小在極端情況下壓力鋼管爆破失事的概率。
2.2 大壩穩(wěn)定和基礎(chǔ)處理
三峽大壩壩基地質(zhì)條件總的講是良好的，但在局部地段如左岸1～5號(hào)廠房壩段，經(jīng)采用先進(jìn)手段查明，壩基下存在不利的緩傾結(jié)構(gòu)面，大壩下游又有較深的開(kāi)挖形成的臨空面，影響穩(wěn)定性。經(jīng)深入分析研究，決定適當(dāng)降低建基面高程，并將壩體與廠房緊密結(jié)合，基礎(chǔ)采用抽排等措施，以確保大壩的深層抗滑安全系數(shù)能滿足要求。
2.3 壩體導(dǎo)流及泄洪消能
壩體底部預(yù)留的導(dǎo)流底孔是保證后期施工中大壩安全度汛的措施。經(jīng)詳細(xì)試驗(yàn)，比較了“短有壓管（即明管）”和“長(zhǎng)有壓管（即壓力洞式）”方案的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合考慮各種因素后，決策采用長(zhǎng)有壓管（即壓力洞）方案，以提高安全度。對(duì)于壩體泄洪總布置，表、深、底孔的具體體型設(shè)計(jì)及水力試驗(yàn)，也經(jīng)多次討論、審議，不斷改進(jìn)和優(yōu)化。
2.4 大壩部分采用碾壓混凝土問(wèn)題
大壩部分區(qū)域（主要在底部）采用碾壓混凝土，有許多優(yōu)點(diǎn)，但必須采取一切必要措施確保施工質(zhì)量，并要充分發(fā)揮碾壓混凝土的特點(diǎn)，爭(zhēng)取壓縮更多的工期。審查后已決定在一期混凝土圍堰上進(jìn)行全面的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)。但審議中不少專家認(rèn)為，三峽工程是否適宜和必需采用碾壓混凝土尚值得商榷；且在一期圍堰試驗(yàn)中也出現(xiàn)一些問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題尚待結(jié)合施工設(shè)備的招標(biāo)采購(gòu)作綜合考慮后確定。
2.5 廠房布置和結(jié)構(gòu)
三峽工程的廠房是目前世界上大的水電站廠房，洪水時(shí)尾水位也很高，要妥善解決好從進(jìn)水口到尾水管的布置、結(jié)構(gòu)和水力學(xué)上的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)和審議中，搜集了世界上許多巨型水電廠房的資料進(jìn)行分析對(duì)比，尤其對(duì)廠房結(jié)構(gòu)剛度、下游墻體結(jié)構(gòu)方案和蝸殼外圍混凝土結(jié)構(gòu)型式等問(wèn)題研究更多，以期提高廠房的抗震能力。有些問(wèn)題還在進(jìn)一步比較中。
2.6 永久船閘
三峽的永久船閘是當(dāng)今世界上水級(jí)高、規(guī)模大的雙線船閘。設(shè)計(jì)中要解決好總體布置、水工結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)閘、高邊坡穩(wěn)定和閘閥水力學(xué)等一系列重大問(wèn)題。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和審議討論，目前船閘的軸線、總體布置、閘室和閘墻結(jié)構(gòu)、輸水系統(tǒng)布置和結(jié)構(gòu)等均已確定。由于輸水閘閥的水頭特大，因而防止空化是個(gè)重要課題。經(jīng)反復(fù)研究，決定采用反向孤門，因?yàn)樵趪?guó)內(nèi)外均有成熟經(jīng)驗(yàn)，葛洲壩工程中已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期考驗(yàn)。同時(shí)，采用增大初始淹沒(méi)水深，快速啟門和在門后設(shè)置頂擴(kuò)、底擴(kuò)等措施，以解決消能和防蝕等問(wèn)題。
船閘的人字門承受極其巨大的水壓力，為保證安全，確定超灌水頭不得超過(guò)20cm，開(kāi)啟時(shí)間控制在2min左右，啟閉機(jī)采用液壓直推式，并在閘門設(shè)計(jì)和安裝中留有適當(dāng)余地以適應(yīng)兩側(cè)閘墻可能發(fā)生的變形。
永久船閘閘室系從山體中開(kāi)挖而成，形成了高邊坡。為保證其安全穩(wěn)定，進(jìn)行了大量科研和試驗(yàn)工作，按動(dòng)態(tài)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)、采取多種措施加固，并從施工期起就進(jìn)行觀測(cè)反饋。
技術(shù)設(shè)計(jì)仍由長(zhǎng)委會(huì)負(fù)責(zé)進(jìn)行，總公司成立技委會(huì)并在全國(guó)聘請(qǐng)專家負(fù)責(zé)審查工作。應(yīng)當(dāng)指出，技術(shù)設(shè)計(jì)是在施工準(zhǔn)備工作已經(jīng)開(kāi)始亟待提出招標(biāo)設(shè)計(jì)的情況下突擊進(jìn)行的，有些問(wèn)題還要補(bǔ)充做試驗(yàn)研究，特別緊急，困難也很多。所幸近2年來(lái)，總公司、專家組和長(zhǎng)委會(huì)密切合作，采取多種方式把設(shè)計(jì)、科研和審查工作有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在有關(guān)院校和科研單位的支持協(xié)作下，技術(shù)設(shè)計(jì)和審查工作按計(jì)劃順利進(jìn)展，滿足了招標(biāo)設(shè)計(jì)和施工的需要。目前，不少單項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)已完成終審，許多較重要的問(wèn)題或方案已經(jīng)明確，當(dāng)然也還有少數(shù)復(fù)雜問(wèn)題在繼續(xù)深入研究和協(xié)調(diào)中。
2 若干問(wèn)題的研究結(jié)論和決策
2.1 壓力鋼管型式
三峽工程壓力鋼管直徑和PD2數(shù)值之大已趨世界之冠。經(jīng)過(guò)反復(fù)比較研究，確定采用鋼襯鋼筋混凝土聯(lián)合受力方案，這不僅可以減少極厚鋼管制作和施工的困難，而且也可減小在極端情況下壓力鋼管爆破失事的概率。
2.2 大壩穩(wěn)定和基礎(chǔ)處理
三峽大壩壩基地質(zhì)條件總的講是良好的，但在局部地段如左岸1～5號(hào)廠房壩段，經(jīng)采用先進(jìn)手段查明，壩基下存在不利的緩傾結(jié)構(gòu)面，大壩下游又有較深的開(kāi)挖形成的臨空面，影響穩(wěn)定性。經(jīng)深入分析研究，決定適當(dāng)降低建基面高程，并將壩體與廠房緊密結(jié)合，基礎(chǔ)采用抽排等措施，以確保大壩的深層抗滑安全系數(shù)能滿足要求。
2.3 壩體導(dǎo)流及泄洪消能
壩體底部預(yù)留的導(dǎo)流底孔是保證后期施工中大壩安全度汛的措施。經(jīng)詳細(xì)試驗(yàn)，比較了“短有壓管（即明管）”和“長(zhǎng)有壓管（即壓力洞式）”方案的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合考慮各種因素后，決策采用長(zhǎng)有壓管（即壓力洞）方案，以提高安全度。對(duì)于壩體泄洪總布置，表、深、底孔的具體體型設(shè)計(jì)及水力試驗(yàn)，也經(jīng)多次討論、審議，不斷改進(jìn)和優(yōu)化。
2.4 大壩部分采用碾壓混凝土問(wèn)題
大壩部分區(qū)域（主要在底部）采用碾壓混凝土，有許多優(yōu)點(diǎn)，但必須采取一切必要措施確保施工質(zhì)量，并要充分發(fā)揮碾壓混凝土的特點(diǎn)，爭(zhēng)取壓縮更多的工期。審查后已決定在一期混凝土圍堰上進(jìn)行全面的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)。但審議中不少專家認(rèn)為，三峽工程是否適宜和必需采用碾壓混凝土尚值得商榷；且在一期圍堰試驗(yàn)中也出現(xiàn)一些問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題尚待結(jié)合施工設(shè)備的招標(biāo)采購(gòu)作綜合考慮后確定。
2.5 廠房布置和結(jié)構(gòu)
三峽工程的廠房是目前世界上大的水電站廠房，洪水時(shí)尾水位也很高，要妥善解決好從進(jìn)水口到尾水管的布置、結(jié)構(gòu)和水力學(xué)上的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)和審議中，搜集了世界上許多巨型水電廠房的資料進(jìn)行分析對(duì)比，尤其對(duì)廠房結(jié)構(gòu)剛度、下游墻體結(jié)構(gòu)方案和蝸殼外圍混凝土結(jié)構(gòu)型式等問(wèn)題研究更多，以期提高廠房的抗震能力。有些問(wèn)題還在進(jìn)一步比較中。
2.6 永久船閘
三峽的永久船閘是當(dāng)今世界上水級(jí)高、規(guī)模大的雙線船閘。設(shè)計(jì)中要解決好總體布置、水工結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)閘、高邊坡穩(wěn)定和閘閥水力學(xué)等一系列重大問(wèn)題。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和審議討論，目前船閘的軸線、總體布置、閘室和閘墻結(jié)構(gòu)、輸水系統(tǒng)布置和結(jié)構(gòu)等均已確定。由于輸水閘閥的水頭特大，因而防止空化是個(gè)重要課題。經(jīng)反復(fù)研究，決定采用反向孤門，因?yàn)樵趪?guó)內(nèi)外均有成熟經(jīng)驗(yàn)，葛洲壩工程中已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期考驗(yàn)。同時(shí)，采用增大初始淹沒(méi)水深，快速啟門和在門后設(shè)置頂擴(kuò)、底擴(kuò)等措施，以解決消能和防蝕等問(wèn)題。
船閘的人字門承受極其巨大的水壓力，為保證安全，確定超灌水頭不得超過(guò)20cm，開(kāi)啟時(shí)間控制在2min左右，啟閉機(jī)采用液壓直推式，并在閘門設(shè)計(jì)和安裝中留有適當(dāng)余地以適應(yīng)兩側(cè)閘墻可能發(fā)生的變形。
永久船閘閘室系從山體中開(kāi)挖而成，形成了高邊坡。為保證其安全穩(wěn)定，進(jìn)行了大量科研和試驗(yàn)工作，按動(dòng)態(tài)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)、采取多種措施加固，并從施工期起就進(jìn)行觀測(cè)反饋。