（一）概况

长江三峡水利枢纽工程（简称三峡工程），因位于长江干流三峡河段而得名。三峡河段全长约200km，上起四川奉节白帝城，下迄湖北宜昌南津关，由瞿塘峡、巫峡、西陵峡组成。选定的坝址位于西陵峡中的三斗坪镇。坝址地质条件优越，基岩为完整坚硬的花岗岩（闪云斜长花岗岩），地形条件也有利于布置枢纽建筑物和施工场地，是一个理想的高坝坝址。选定的坝线在左岸的坛子岭及右岸的白岩尖之间，并穿过河床中的一个小岛——中堡岛。该岛左侧为主河槽，右侧为支汊（称后河）。

工程总布置如图3-2-1所示。

长江三峡工程，采用“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”方案。大坝为混凝土重力坝，坝顶总长3035m，坝顶高程185m，正常蓄水位175m，总库容393亿m3，其中防洪库容221.5亿m3。每秒排沙流量为2460m3，排沙孔分散布置于混凝土重力坝段和电站底部。泄洪坝段每秒泄洪能力为11万m3，水电站厂房位于泄洪坝段左、右两则，共装机26台，单机容量70万kW，总容量1820万kW，年均发电量847亿kW·h。左岸的通航建筑物，年单向通过能力5000万t。双线五级船闸，可通过万吨级船队；单线一级垂直升船机，可快速通过3000吨级的客货轮。

主体工程土石方开挖约10260万m3，土石方填筑约2930万m3，混凝土浇筑约2715万m3，金属结构安装约28.1万t。准备期2年，主体工程总工期15年，第9年开始启用永久通航建筑物和第一批机组发电。水库最终将淹没耕地43.13万亩，最终将动迁113.18万人。

按1993年物价水平计算，静态总投资954.6亿元。其中枢纽工程500.9亿元；移民安置300.7亿元；输变电工程153亿元。

长江三峡工程竣工后，将发挥防洪、发电、航运、养殖、旅游、保护生态、净化环境、开发性移民、南水北调、供水灌溉等十大效益，是世界上任何巨型水利工程都无法比拟的。

（二）主要建筑物

三峡工程由大坝、水电站厂房、通航建筑物等主要建筑物组成。

1.大坝

大坝为混凝土重力坝，坝顶高程185m，大坝轴线总长2309.47m。大坝的主要设计条件如下。

三峡工程为Ⅰ等工程。大坝、水电站厂房及左导墙为1级建筑物；右导墙（下游纵向围堰）为2级建筑物；电站次要建筑物视情况分别为2级、3级建筑物。

图3-2-1　三峡水利枢纽总体布置图

（1）设计洪水标准：大坝、厂房按0.1%洪水设计，0.01%洪水加大10%校核。

（2）消能防冲：泄洪坝段坝趾保护按0.1%洪水设计，0.01%洪水加大10%校核。导墙保护按1%洪水设计，0.1%洪水校核。

（3）地震烈度：场地基本烈度为6度，大坝设计烈度为7度。

（4）坝前泥沙淤积高程：泄洪坝段88m；厂房坝段110m；非溢流坝段120m。

（5）设计中的若干规定。

1）坝基面扬压力。采用封闭抽排措施的坝段，上游主排水帷幕处的残余扬压力系数，α1为0.25，下游残余扬压力系数α2为0.15。常规帷幕排水坝段，扬压力折减系数取α为0.25。

2）基础岩体的利用。部分利用弱风化下部岩体，部分利用微风化顶板作大坝建设基面。

3）抗震设计中允许应力。在地震作用下，允许出现瞬时拉应力，仅由地震荷载引起的拉应力小于0.5MPa，地震荷载与其他静荷载叠加后的拉应力小于0.1MPa。

4）坝基面及坝体碾压混凝土抗剪断参数。

混凝土与基岩结合面：f′=1.1，c′=1.3MPa。

碾压混凝土：f′=1.0，c′=1.0MPa（R90150号），c′=1.2MPa（R90200号）。

5）大坝稳定、应力计算工况。

基本荷载组合：正常蓄水位175m，下游尾水位62m。

特殊组合①：校核洪水位180.4m，下游水位83.1m。

特殊组合②：基本荷载组合加地震荷载。

6）大坝抗滑稳定分析。采用抗剪断强度计算公式

式 （3-2-1）中K′值的标准为基本荷载组合不小于3.0，特殊组合①不小于2.5，特殊组合②不小于2.3。

坝体典型断面布置图如图3-2-2、图3-2-3、图3-2-4所示。

（6）基础处理措施。

1）适当降低坝基面高程，限制坡高，并在坝踵形成齿槽，以增加阻滑作用。

2）加大坝上游底宽，帷幕排水前移，以充分利用坝前水重。

3）大坝与厂房基础设封闭抽排系统，降低扬压力。

4）厂房混凝土与岩坡之间设锚筋及接触灌浆系统，后期进行接触灌浆，使混凝土与岩坡结合良好。

5）对临空高陡边坡分区进行支护。

6）控制施工爆破影响，确保坝基岩体的完整性；并进行详细的坝基面地质素描，以备必要时采取进一步的处理措施。

7）加强固结灌浆。

8）其他。如坝段间设置横缝键槽，加强整体作用等。

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图3-2-2　深孔坝段剖面图 （单位：m）

图3-2-3　表孔及导流底孔坝段剖面图 （单位：m）

2.电站厂房

厂房采用坝后式厂房，位于泄洪坝段左、右两侧，共装机26台，单机容量70万kW，总容量1820万kW。厂房布置形式如图3-2-4所示。

图3-2-4　左厂房坝段及左厂房剖面图（单位：m )

3.船闸结构及高边坡处理

三峡双线连续5级船闸，系在山体中深切开挖修建。在微新岩体部位，闸室边墙为锚固在直立边坡岩体上的混凝土衬砌式结构。

5级船闸主体段长1607m，纵向呈台阶形下降，从上游至下游各闸室底板岩基面高程分别为122.6m，112.95m，92.2m，71.45m，50.7m。两线船闸间50～70m高的中间岩体隔墩，顶部亦为与闸室底板一致的阶梯式平台。

边坡断面下陡上缓，闸墙部位为50～70m高的直立坡。闸墙顶以上的开挖边坡：全风化带为1∶1～1∶1.5，强风化带1∶1，弱风化带1∶0.5，微新岩体1∶0.3。边坡每15m高差设一水平马道，马道一般宽5m，坡高较大部位，在两侧边坡弱风化顶部设一级宽10～15m的马道。

船闸主体段最大开挖深度达170m。边坡高度，位于第3闸首附近约400m长范围为120～160m，其余部位坡高50～100m。

船闸高边坡以坚硬的微新花岗岩为主组成，岩体完整，整体强度高，力学性能好，具备形成高陡边坡的条件。船闸布置方案如图3-2-5所示。

（三）工程效益

长江三峡工程，是具有防洪、发电、航运、养殖、旅游、保护生态、净化环境、开发性移民、南水北调、供水灌溉等巨大综合效益的宏伟工程。

1.防洪

长江中下游平原是我国工农业精华地区，但地面普遍低于洪水位6～17m，全靠总长33000多km的堤防保护。长江自古洪灾频繁，约每10年一次，最大洪水量达110000m3/s，而荆江至武汉段的行洪能力仅为60000～70000m3/s。三峡建坝后，能控制百年一遇洪水，确保中下游安全。遇千年一遇洪水，配合分洪区分洪，可避免发生毁灭性灾害。如遇战争，只需战前将水库水位泄至安全水位，就能确保中、下游不受毁坝的危害。所以长江三峡工程，是直接确保中、下游防洪体系内近2300万亩耕地和1500万人民生命财产及京广、京九铁路大动脉安全的“守护神”。

2.发电

三峡建坝后，滔滔江水为三峡水电站做功发电，并为三峡至葛洲坝区间的航运梯级进行反调节，再为葛洲坝水电站做功发电，以至三峡和葛洲坝年均总发电量将达1050亿kW·h。若每千瓦时电价0.1元，则年度创现值105亿元；若每千瓦时电创产值5元，则每年可为国家增创产值5250亿元；若人均年创产值1万元，则可安置525万人就业。三峡水电站地处我国腹地，至全国各大负荷中心的输电距离均约在1000km内，是未来全国各地大电网联网中心。电网联网后，既可与全国的火、水、核电互补，又能大大提高电网运行质量和效益。因此，三峡水电站，将是我国未来电力调度中心。

3.航运

600km的宜—渝江段落差120m，有滩险139处，单航段46处，重载货轮需牵引段25处，年单向航运能力不足1000万t。三峡建坝后，将淹没所有滩险、单航段和牵引段，航道将平均扩宽至1100m，万吨级船队将通江达海，航运成本可降低37%，年单向航运能力超5000万t。所以，横贯中华东、西大黄金水道的形成，对发展和繁荣长江两岸至沿海地区经济，必将起如虎添翼的效应。

图3-2-5　闸室结构（单位：m)

4.养殖

三峡建坝后，库区将形成1150km2的水面。除航道外，仍有近700km2水面，流速变缓、水质变清变肥、表水层转暖，是虾、贝、鱼、鳖等庞大的淡水水产养殖基地。因此，三峡水库形成后，必将是推动库区两岸农、林、牧、副、渔、工、商、科、旅、贸等全面迅速发展的强大动力。

5.旅游

三峡建坝后，坝前水位抬高110m。回水壅至海拔1000余m山脉的瞿塘峡和巫峡江段，水位仅分别抬高36～46m。除屈原祠、张飞庙和少数石刻需上迁外，其他各景点的雄姿依旧。随着水陆交通条件的改善，将增添如大足石刻、高岚、小三峡、神农架、溶洞群、神农溪、格子河石林等千姿百态的仙境画廊，再加之两座现代奇观——葛洲坝和三峡大坝。到那时，布满宜昌至重庆沿江两岸的仙境画廊与现代科技奇葩交相辉映，必将陶醉五洲四海的旅游宾客。

6.保持生态

人类可以没有电，但不能没有水。三峡建坝后库区气温将夏降、冬升各约2℃，更有利于桐、桔、栗、桑、茶、草药等喜温作物生长。珍稀植物大多分布于海拔300m以上 （处于淹没区之上），淹没区珍稀动物分布极少。中华鲟回游产卵问题，已在葛洲坝采用人工繁殖投放和自行回游至中游自然繁殖成功。对白鳍豚、扬子鳄、大鲵和江豚的生息繁衍均无影响。中下游洪灾得到控制，有利于消灭虰螺和杜绝血吸虫病及各种瘟疫的流行。三峡建坝后，水受大坝调节，枯水期下泄流量增大，但不影响中下游沿岸地区自行排水，地下水位也不会变化，更不会加剧土壤沼泽化和潜育化。三峡大坝每年10月因蓄水而下泄流量将相应减小，但下泄流量仍大于上海地区降盐度所需流量。在咸潮入侵严重的枯水期，下泄流量仍将大于建坝前流量，对冲淡咸潮和降低盐度的效果更显著。三峡建坝后，河口的盐渍土仍将继续向脱盐方向好转，水体营养水平将进一步提高。重庆市区高程均在210m 以上，三峡建坝后，千年一遇洪水位，将不超过朝天门码头的200m高程；即使不考虑重庆以上江段100年内建水库拦沙和调节洪水等有利因素，重庆不但不受洪水和泥沙威胁，而且将有利于改善港口条件。三峡水库为河道型水库，首、尾落差120m，长江每立方米的泥沙含量是黄河水含沙量的1/30。三峡建坝后，采用“蓄清排浑”即 “静水通航、动水拉沙”并辅以 “机械清淤”措施，水库运行100年后，仍将保留92%的调节库容。1300km的库区两岸，有22个可能失稳滑坡体，总量3.8亿m3，即使全部滑入水库，也仅占9‰的库容。大坝建在沿江约110km、横跨长江约70km的花岗岩地壳上，并按7度抗震烈度设防，不论天然地震还是水库诱发地震，其烈度均不超过6度，均不危及大坝安全和水库寿命。因此，长江三峡工程，是保护和改善流域生态环境的和平 “卫士”。

7.净化环境

三峡建坝后，年均发电约850亿kW·h，相当于每年节约5000万t原煤。若以火电代替，需建14座130万kW的大型火电站和3座年产超1500万t的煤矿以及修建 （相当于秦皇岛至大同）800km的供煤铁路复线，成年累月、夜以继日地运煤，还要占用大量的耕地。三峡水电站比同等发电量的火电站，每年将少排放CO21.2亿t、SO2200万t、氮氧化物37万t、CO1万t以及大量的废水和废渣。所以，长江三峡工程是无法比拟的人类环境“净化器”。

8.开发性移民

从1985～1993年，累计投资移民（含试点）经费12亿元，先后建设、改造水平梯田和低产田超过21万亩，为城镇搬迁建楼、舍、涵、桥、道路和供水工程近1500项，安置移民近3万人，迁厂建厂近100家，取得了可喜的移民安居乐业和镇厂搬迁及人才培训等方面的宝贵经验，深受库区人民欢迎。因此，移民工作正伴随着工程进行而相继展开。经验证明，只要对移民迁居的生产和生活安置做到“全面规划、统一安排、因地制宜、科学开发、负责到底”，则开发性移民方针必是指导双文明建设，率领百万移民脱贫致富奔小康，实现库区长治久安的必由之路。由此可见，兴建长江三峡工程，给库区两岸人民带来了千载难逢的经济腾飞之良机。

9.南水北调

长江，年入海水量为黄河的23倍。2000年后，长江流域耗水总量约为2100亿m3，并可回收半数以上，而华北水荒已众所周知。北京在20世纪70年代曾发生多次水危机，1981年因缺水而电厂停产，使工业损失近20亿元，自来水难上高楼屡见不鲜，但高级宾馆、饭店等建筑仍如雨后春笋。为缓解日益加剧的水危机，只好改灌溉为主的官厅水库和密云水库为北京城区供水。2000年后，平顶山、郑州、焦作、邯郸、石家庄、保定、北京等市，年度缺水近400亿m3，而南水北调中线方案的调水源头丹江口大坝，加高至175m后，也只能调水230亿m3。其出路何在？在长江三峡、三峡建坝后，利用每天零点至凌晨外送电负荷锐减之特点，从回水区支流的兴山县香溪河，将三峡水库之水再提升10多m，穿越神农架，引至丹江口水库，便可汇入南水北调中线方案的总干渠，流经河南、河北直至北京的玉渊潭，即解沿途各市及首都北京 （乃至天津）的水荒之危。因此，兴建长江三峡工程不仅能解我国北方水荒之危，并对缓解在北煤南运中争交通、挤投资、占耕地、恶化生态、污染环境等诸方面，都具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。

10.供水灌溉

黄河、淮河、海河流域的河川径流量仅占全国的6.5%，其耕地却占全国的40%。过去内河航运发达的沙颍河、大清河、子牙河等，现已多年难见帆影。驰名中外的白洋淀，已数度干涸。因此，出现了污水稀释自净能力降低，水体污染严重，生态环境日趋恶化，对土壤和人民健康造成威胁。又如1979年，滏阳河枯竭，1992年，黄河也几乎断流。为抗旱救灾保灌溉，曾不惜以杯水车薪的代价，开采有限的地下水，但均未挽回城市供水危机和工农业损失严重的惨痛局面。特别是近几十年来，华北城乡工、农、商、科、旅、贸迅速发展，人口急增，使粮棉重要产区的黄、淮、海平原，每年缺水近700亿m3。要解黄、淮、海平原燃眉之急，出路何在？仍在长江三峡。所以，只需充分利用南水北调中线方案的总干渠“满负荷”运行，即可让滚滚长江之水，源源不断地浇灌久旱的北方大地，使中华沃野更加生机盎然，民族更焕发青春和活力。

三峡工程主要特征指标见表3-2-1。

表3-2-1　三峡工程主要特征指标

续表