长江科学院-获奖成果详情国家科学技术进步奖

获奖名称: 长江三峡二期工程船闸关键技术研究与实践

获奖等级: 二等奖

获奖类别: 国家科学技术进步奖

授奖单位: 国务院

完成单位: 长江勘测规划设计研究院、中国长江三峡工程开发总公司、中国人民武装警察部队水电三峡工程指挥部、水利部交通部电力工业部南京水利科学研究院、长江水利委员会长江科学院

获奖年度: 2005

获奖人员: 郑守仁、钮新强、宋维邦、曹广晶、樊启祥、周光奉、任继礼、李江鹰、魏文炜、杨本新

成果简介:项目背景情况三峡船闸是三峡工程三大主要建筑物之一，双线连续5级，总设计水头113m，级与级之间的输水水头45.2m，可通过万t级船队。与目前世界上已建的船闸相比，三峡船闸的主要技术难点有：① 船闸的总体设计；② 特高水头的船闸输水；③ 高陡边坡；④ 高薄衬砌式船闸结构；⑤ 人字闸门及其启闭机；⑥ 船闸的运行监控。三峡船闸的一系列技术难题，在世界上尚无实践经验可循，通过大量设计研究工作，在关键技术问题上，作出了多项水利科技创新，经运行实践检验，所采用的技术先进、合理、可靠。船闸建设世界船闸技术取得了突破性的发展，完善和发展了高水头大型船闸的设计理论和工程实践，使世界高水头船闸的设计和建设达到了新的水平。主要技术创新（1）总体设计。采用适合于三峡泥沙淤积特点的清淤技术和考虑在必要时进一步加大冲淤能力的预案，解决了船闸的布置，保证了工程的长期使用；采用将船闸的总设计水头进行分级连续布置的多级船闸，解决船闸的输水问题；船闸的主要建筑物采用在直立岩坡上浇筑分离式钢筋混凝土薄衬砌墙的结构型式。（2）超高水头船闸输水技术。采用了不需溢水，只在少数时间需要补水、级间阀门最大工作水头45.2m的连续五级船闸方案；闸室内4区段8条分支廊道等惯性带消能盖板分散出水，保证了闸室输水的快速、平稳；输水主廊道采用隧洞的型式，以充分降低阀门段廊道高程，加大输水阀门的淹没水深；采用快速开启阀门，门后突扩体型，门后通气等辅助措施，使输水系统的效率和运行安全得到了充分保证。（3）深切开挖高陡边坡稳定及变形控制技术。采用对边坡开挖几何形态进行整体控制；地下水控制；对边坡岩体进行系统和随机的加固支护；施工程序与开挖爆破控制等综合技术，解决了船闸高陡边坡的技术难题。（4）高薄衬砌结构技术。闸首采用分离式衬砌结构，闸首边墩结构为衬砌结构—锚杆—岩体联合受力的空间结构体系；墙背设置排水系统；闸室墙借助锚杆与岩体联成整体，共同承受结构荷载。（5）闸门及启闭机技术。引入了低周高应力疲劳的概念；使用自润滑材料解决了高大人字闸门底枢润滑可靠性的问题；采用在油缸尾部设置支撑小轮、调整活塞杆拉门点位置等技术，保证了人字门启闭机的液压传动系统具有良好的静态和动态响应特性和系统的运行平稳。（6）船闸整体运行监控技术研究。监控系统，上、下层间采用光纤双环(冗余)以太网络联接；研究推导了自动判断运行级数及补水量计算的数学公式并建立数学模型，编制了运用级数判断，自动监测和计算补水程序。