高坝底流泄洪消能方式

中国三峡集团新闻中心 王 波

凡是近距离目睹过三峡大坝开闸泄洪的人，大概都难以忘记那气势磅礴、惊心动魄的一幕：十几个巨大的水柱以排江倒海之势从泄洪深孔喷涌而出，“从天而降”，冲向江面，激起滔天浊浪，水花翻飞，雾气弥漫，轰鸣声不绝于耳，很是壮观。

向家坝水电站仅次于三峡水电站、溪洛渡水电站，是目前国内第三大水电站。向家坝电站在汛期开闸泄洪时，最大泄量达4.9万立方米/秒，最大泄洪功率约4千万千瓦。倘若将向家坝水电站的泄洪方式设计成三峡工程的“挑流”消能方式，泄洪水流高高挑起再落到水面，也会非常壮观，而且水电站的这种“挑流”泄洪消能方式一大优点是节省工程投资，设计、施工也相对较为简单。但由于向家坝水电站自身地质条件和周边环境的限制，电站设计者不得不采用一种更为复杂，且需要增加工程投资的泄洪消能方式——带高低坎的“底流”泄洪消能方式。

“挑流”泄洪消能方式与“底流”泄洪消能方式的不同，好比用水管采用不同方式往水盆里注水。“挑流泄洪消能像是将水管置于空中，水自上而下倾泄入水盆”，利用水在空中与空气的摩擦和入江后水与水的混动将泄洪能量消除；而“底流泄洪消能则像是将水管伸到水盆里的水中注水”，使泄洪水度最浅43米、最深达57米，最大入岩深7米。修建10个这样的沉井并将它们连接起来，就成了一道混凝土“挡墙”，对围堰的稳定起到保护作用，从而为下一步挖走基坑内的覆盖层做好了准备。一期工程结束后，沉井还将作为二期纵向围堰的基础部分继续发挥作用。

沉井群沉到底后全貌。摄影/高峰

其实，沉井施工技术早已用于桥墩、港口、码头等工程的修建。而且从单个沉井来说，向家坝沉井不是最大的，但是由十个沉井组成的沉井群却是世界规模最大的，更由于其特殊的地质状况，使得其设计和施工没有类似经验，难度国内外罕见。

由于地质状况复杂，如何确保沉井垂直、平稳下沉是向家坝沉井群施工最大困难。施工者必须针对不同的地层采取不同的技术措施：穿越第一层砂砾层时，要通过严格控制不均衡下沉、对称开挖、加强观测、及时纠偏等进行施工，保证沉井在初始阶段形成正确的下沉轨迹。在穿越砂层时，要制定相应预案防备诸如管涌、流沙、突沉等各种地质灾害对沉井的危害。对于第三大层砂砾石中的超大直径崩块石，要采取局部开挖、局部爆破的方法处理。

同时，由于沉井群分批交错施工，工序复杂，设备及人员投入多，管理难度加大；沉井群离一期土石围堰脚最近距离仅8米，施工场地狭窄，临时设施布置受局限，沉井群立体交错施工，安全隐患大，沉井下沉不可预见因素多，易发生事故等等，都使施工组织和管理难度加大。

向家坝沉井群于2006年3月份开始施工，经过参建各方的团结协作、艰苦拼搏，这项全国之最的工程于2006年9月份顺利完成，并创造了施工质量和安全“双优”的成绩。