长江三峡水利枢纽升船机工程通航暨竣工技术预验收要点

2020-01-19

中国水能及电气化 2020年1期

(水利部建设管理与质量安全中心，北京 100038)

1 概述

三峡升船机是三峡水利枢纽的重要组成部分，也是最后建设的一个项目，建设过程经历了13年缓建和8年续建。1993年5月国家批准的《三峡工程初步设计报告》中，建设方案是“钢丝绳卷扬全平衡垂直提升式”，并在主体一期工程建设初期，与左岸枢纽工程项目同时开始施工。由于原设计方案很难保持承船厢平衡， 1995年4月国务院三峡工程建设委员会决定暂缓三峡升船机的建设。2003年3月，通过论证，三峡升船机方案由钢丝绳卷扬提升式改为齿轮齿条爬升式，同年10月决定恢复升船机工程项目建设。三峡升船机工程于2007年开工建设，2014年9月通过下游基坑进水验收，2016年5月通过试通航验收，2016年9月正式进入试通航，2018年1月通过通航暨竣工技术预验收。

2 工程概况

三峡升船机布置在左岸，位于船闸7号、8号非溢流坝段之间，建设内容由上游引航道、升船机主体段、下游引航道组成，全线总长约7300m。其中升船机上下游引航道与三峡双线五级船闸共用，上游引航道内布置有导流浮堤、靠船墩和隔流堤；下游引航道布置有导航墙、靠船墩和隔流堤；升船机主体段包括上闸首、主体段、下闸首三个部分。其主要功能是为客货轮和特种船舶提供快速过坝通道，并与双线五级船闸联合运行，加大枢纽的航运通过能力和保障枢纽的通航质量，主要运行参数为：过船规模为3000t级，最大/最小提升高度为113m/71.2m；年平均工作天数为335天；日工作时间为22h；平均日运转次数(上升和下降循环)为18次；升船机上升或下降历时22min。具有提升高度大、提升重量大、上游通航水位变幅大和下游水位变化速率快的特点，是目前世界上提升高度最高、重量最大、技术难度最高的升船机，工程建设质量和运行安全一直备受国内外关注。

3 验收依据

根据国务院三峡工程建设委员会印发的《长江三峡水利枢纽升船机工程验收大纲》，升船机工程验收分为下游基坑进水前验收、试通航前验收、通航暨竣工验收，其中下游基坑进水前验收由国务院长江三峡工程整体竣工验收委员会(以下简称竣工验收委)授权中国三峡集团负责组织，试通航前验收、通航暨竣工验收由竣工验收委枢纽工程验收组主持，均分为技术预验收和竣工验收两个阶段。此次进行的升船机工程通航暨竣工技术预验收，就是其中的一个阶段。验收工作的主要依据为：国务院批准的《关于长江三峡工程整体竣工验收工作的意见》《水利水电建设工程验收规程》(SL 223—2008)[1]、《水电站基本建设工程验收规程》(DL/T 5123—2000)[2]等国家和行业有关规程、规范等技术标准，以及《长江三峡水利枢纽升船机工程总体设计报告》《长江三峡水利枢纽升船机工程总体设计报告及设计概算审查意见》等升船机工程技术设计文件和设计单位根据批准设计文件提供的施工图纸、设计报告、相关标准及要求，提出的重大设计变更、修改文件等。

4 验收范围

三峡升船机竣工技术预验收范围为长江三峡水利枢纽初步设计报告升船机工程有关部分和升船机工程总体设计报告建设内容。

其中，验收项目如下：

a.升船机上闸首土建、金属结构和机电设备安装及埋件工程。

b.船厢室段土建及建筑安装工程。

c.船厢室段金属结构和机电设备安装及埋件工程。

d.下闸首土建、金属结构和机电设备安装及埋件工程。

e.上下游引航道及通航设施土建、金属结构和机电设备安装及埋件工程。

f.安全监测工程。

检查项目如下：

a.尾工项目完成情况。

b.涉及升船机工程历次验收意见建议落实情况。

c.试通航期间设备设施调整检修情况。

d.试通航运行情况。

e.监测资料整理及分析。

f.上下游引航道维护及水流条件观测。

5 技术预验收要点

竣工技术预验收由竣工验收委枢纽工程验收组组织的专家组负责，技术预验收专家组成员由中国工程院院士、设计大师、行业知名专家、领导及工程运行管理单位技术人员组成，其中2/3以上成员来自工程非参建单位。专家组下设土建组和金结机电组两个专业工作组。

5.1 检查工程完成情况

技术预验收的主要工作内容就是检查工程是否按批准的设计完成。技术预验收专家组依据初步设计批复文件和设计变更批复文件，通过查看现场，听取汇报，查阅相关资料，对批复的设计建设内容逐项进行核对，对工程建设完成情况作出评价。

三峡升船机主体部分设计方案由原批复的钢丝绳卷扬提升式修改为现在的齿轮齿条爬升式，优化方案仅对升船机提升方式和安全保障系统及相应部分的船厢结构和土建结构等做了修改，并未改变升船机的总体布置和基本技术条件[3]。

三峡升船机工程实体建设内容包括在三峡主体工程一期工程、二期工程中已完成部分土建工程以及续建工程完成剩余的主体工程。其中一期工程于1993—1997年建设完成，并已通过大江截流前枢纽工程验收；二期工程于1998—2003年建设完成，并已通过三峡枢纽工程蓄水135m、156m、175m水位验收；续建工程建设内容为船厢室段、下闸首及下游引航道二期开挖及支护。续建工程分别通过2014年9月4日由中国三峡集团主持的下游基坑进水前验收和2016年5月13日由竣工验收委枢纽工程验收组主持的试通航前验收。

鉴于历次验收发现的问题已得到妥善处理，技术预验收专家组经讨论认为，三峡升船机工程验收范围内的水工建筑物、金属结构、机电设备及安全监测工程等建设内容均通过各阶段验收，符合国家和行业有关技术标准和设计要求，三峡升船机工程已按批复或核准的设计规模和设计方案全部建设完成，无遗留工程。

5.2 评价工程质量

工程质量是工程能够得到永续利用的基础，也是工程建设最重要的控制性指标。在技术预验收时对工程质量作出评价，主要是通过现场查看，查阅建设过程中质量评定及验收资料、查看《安全鉴定报告》《安全监测报告》等方式。

三峡升船机工程根据施工时段分为一、二期工程和复建工程，其中一、二期工程根据合同标段划分为8个分部工程、11个分项工程和1497个单元工程。续建工程根据合同标段划分为30个分部工程、84个分项工程和5095个单元工程。

该工程自1994年12月开工以来，经历了《水利水电工程施工质量评定规程(试行)》(SL 176—1996)和《水利水电工程施工质量检验与评定规程》(SL 176—2007)及《水利水电建设工程验收规程》(SL 223—1999)和《水利水电建设工程验收规程》(SL 223—2008)两个规程的交替更新。根据工程建设的实际情况，除续建工程按照新规程进行质量评定验收外，其余工程按照老规程进行评定验收。

三峡升船机工程共划分为6592个单元工程，质量全部合格。其中主体工程共5587个单元，合格率100%，优良单元工程5284个，优良率94.58%。对用于38个分部工程、95个分项工程的钢材委托国家建筑钢材质量监督检验中心进行了现场抽检，各拌和系统试验室按规范要求的取样数量和检测项目对水泥、粉煤灰、外加剂、骨料等进行了检测，中国三峡集团实验中心同时进行了各种原材料的现场抽样检测，原材料质量合格，混凝土拌和物质量优良；金属结构、启闭机及机电产品制造合格；主要单元工程、重要隐蔽工程及关键部位的单元工程质量优良，且未发生过质量事故，分部分项工程合格率100%，优良率100%，分部工程质量优良。

根据施工单位自评、监理单位复核、业主认定的质量评定验收资料，结合安全鉴定意见，及工程经过一年试运行情况，技术预验收专家组认为，土建工程施工质量、金属结构及机电设备的制作安装质量满足国家和行业有关技术标准以及设计要求。

5.3 分析工程初期运行情况

运行管理单位的运行管理报告是竣工技术预验收专家组评价工程是否达到建设要求的重要依据[4]。进入试通航后，三峡枢纽建设运行管理局负责三峡升船机的运行管理，三峡通航管理局负责三峡升船机的通航管理。2016年9月18日—2017年3月28日，由安装调试单位负责三峡升船机的运行维护工作，2017年3月28日起三峡通航管理局具体承担三峡升船机的运行维护工作，待三峡升船机通过竣工验收并正式交接后，三峡通航管理局负责升船机的日常运行维护及日常运行修理。因此《试通航期间运行情况报告》由三峡枢纽建设运行管理局和三峡通航管理局共同编写。

为了进一步检验升船机各类设备设施的运行状况和船舶对船厢、航道的适应性，根据交通运输部批复的试航方案，长江航务管理局组织相关单位开展了两个阶段的实船试航工作，2016年7月15—22日开展了第一个阶段4种船舶类型8艘船舶21个测次的试航，第二阶段多个时段的不同科目的试航；同年11月11—12日进行3艘船舶的175m水位试航和夜间试航，11月22日开展了大风条件对船舶过厢影响观测。2017年6月10—13日，完成了145m水位试航，进行了4艘船舶14测次的试航。此外，还开展了大尺度船舶过厢测试和升船机满负荷运行测试。据统计，试通航期间船舶通过升船机总平均历时为1h4min28s，其中上行船舶过厢平均历时为1h4min34s，下行船舶过厢平均历时为1h4min27s。通过试航检验了三峡升船机具备发挥快速过坝通道的作用。

运行管理单位认为试航期间升船机设备设施运行平稳，设备控制程序及运行工艺满足运行要求，未发现重大缺陷及问题。升船机通航指挥系统满足试通航运行要求。

5.4 检查历次各类验收及安全鉴定情况

根据国务院三峡工程建设委员会制定的《长江三峡水利枢纽升船机工程验收大纲》，三峡升船机工程验收分为下游基坑进水前验收、试通航前验收、通航暨竣工验收。技术预验收专家组重点检查历次各类验收的程序、内容和条件是否符合规定。

2014年9月，由国务院长江三峡工程整体竣工验收委员会(以下简称竣工验收委)授权中国三峡集团负责组织进行了三峡升船机基坑进水前验收；2016年5月由竣工验收委枢纽工程验收组(以下简称枢纽验收组)主持在三峡坝区召开长江三峡水利枢纽升船机工程试通航前验收会议。

2017年3月28日集团公司以三峡枢〔2017〕76号文(《中国长江三峡集团公司关于长江三峡水利枢纽升船机工程项目竣工环境保护验收的请示》)向环境保护部提出验收申请。5月3日收到环境保护部《关于长江三峡水利枢纽升船机工程项目竣工环境保护验收的复函》，通过环保验收。

2017年6月中国三峡集团编制了《长江三峡水利枢纽升船机工程水土保持实施总结报告》。2017年7月6日向水利部报送了《中国长江三峡集团公司关于长江三峡水利枢纽升船机工程项目竣工水土保持设施验收的请示》。2017年7月17日收到《水利部办公厅关于长江三峡水利枢纽升船机工程项目竣工水土保持设施验收的复函》，通过水保验收。

宜昌市消防支队于2016年5月11日、5月30日、6月30日、7月5日对升船机工程进行了预验收，2016年9月13日，三峡升船机通过宜昌市消防支队的消防验收。

升船机工程的劳动安全与工业卫生专项验收工作由国家安全监督管理总局负责，验收具体工作委托水电水利规划设计总院开展。2017年7月28日通过水电水利规划设计总院组织的长江三峡水利枢纽升船机工程劳动安全与工业卫生专项竣工验收。

2017年10月17日三峡升船机工程档案通过了国家档案局组织的正式验收，形成了《长江三峡水利枢纽升船机工程档案验收意见》(档函〔2017〕219号)，通过档案验收。

根据验收规程的要求，2014年8月中国三峡集团委托水电水利规划设计总院承担了长江三峡水利枢纽升船机工程安全鉴定工作。在分别于2014年8月和2016年4月完成下游基坑进水前安全鉴定和试通航前安全鉴定后，2017年6月开始进行了通航暨竣工验收安全鉴定。

上述验收工作符合相关规定，验收中发现的问题均得到了妥善处理。

5.5 关注重大技术问题

小齿轮、齿条、螺母柱、短螺杆以及小齿轮托架机构、超大型船厢结构等设备结构是三峡升船机的核心部件。其中，齿条和螺母柱铸件、小齿轮和安全机构旋转螺杆锻件材料质量等级达到德国DIN标准ME级(最高级别)，齿条表面感应淬火处理后硬度HV610±20，小齿轮表面渗碳热处理硬度HV740±20，淬硬层深度不小于6mm，螺母柱成对组装技术复杂，制造工艺要求高、难度大，同等技术规模在国内外均属首次研制，没有成熟经验借鉴，设备制造质量控制存在较大的风险。三峡集团于2006年即组织进行上述项目关键工艺的系列研究，研究认为依靠国内技术力量和现有装备，能够完成三峡升船机关键设备的加工制造。在招标阶段，要求各个投标人按1∶1试制齿条、螺母柱样件进行投标，并组织评标专家对投标人试制样件的各项检测结果进行评审。在制造过程中，对关键工序进行专项科研，通过两年多时间的研制，成功解决了各项技术难题，确保了设备制造产品合格率和制造周期，保证了三峡升船机建设顺利进行。