三峽升船機(jī)工程建設(shè)綜述

趙錫錦

（中國長江三峽集團(tuán)公司，北京 100038）

1 前言

1.1 升船機(jī)設(shè)計研究

升船機(jī)工程布置在樞紐的左岸，是三峽工程的通航設(shè)施之一，與雙線五級船閘聯(lián)合運(yùn)行，其主要作用是為客輪、貨輪和特種船舶提供快速過壩通道。三峽升船機(jī)過船規(guī)模為3 000噸級，最大提升高度為113m，上游通航水位變幅為30m，下游通航水位變幅為11.8m，設(shè)計下游最大水位變率為±0.5m/h，具有提升重量大、提升高度大、上游通航水位變幅大和下游水位變率快的特點，是目前世界上規(guī)模最大、技術(shù)難度最高的垂直升船機(jī)。

三峽升船機(jī)工程由上游引航道、上閘首、船廂室段、下閘首和下游引航道幾部分組成，全線總長約6 000m。

三峽升船機(jī)采用齒輪齒條爬升式，其方式比選經(jīng)歷了漫長過程。三峽升船機(jī)型式可以采取平衡重式、浮筒式、水壓式、液壓式、水力式及半水力式和帶中間渠道的兩級齒輪齒條爬升式等多種方案。自1958年開始，長江水利委員會會同國內(nèi)有關(guān)科研機(jī)構(gòu)、設(shè)計單位、大專院校對這些方案進(jìn)行了綜合研究分析比較。在1993年5月國家審查通過的《三峽工程初步設(shè)計報告》中，推薦采用“鋼絲繩卷揚(yáng)全平衡垂直提升式”[1]作為三峽升船機(jī)型式。

1995年之后，我國機(jī)械設(shè)備的加工裝備和制造能力得到迅速提升，已初步具備制造齒輪齒條爬升式升船機(jī)關(guān)鍵設(shè)備的能力。為提高升船機(jī)的安全可靠性，中國長江三峽集團(tuán)公司（三峽集團(tuán)公司）借鑒和吸收了國外在升船機(jī)建設(shè)方面的成功經(jīng)驗，同時委托長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院對齒輪齒條爬升式升船機(jī)方案進(jìn)行了深入的專項設(shè)計研究，先后提出了《三峽齒輪齒條爬升式升船機(jī)主體部分設(shè)計研究報告》和《三峽垂直升船機(jī)主體部分方案比選報告》。2003年3月，經(jīng)三峽集團(tuán)公司審查通過，三峽升船機(jī)方案由鋼絲繩卷揚(yáng)提升式改為齒輪齒條爬升式，并上報國務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會（簡稱三建委），同年9月，三建委第十三次全體會議批準(zhǔn)了對三峽升船機(jī)型式的修改，至此結(jié)束了三峽升船機(jī)型式比選的漫長經(jīng)歷。

自2004年起，三峽集團(tuán)公司組織長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院和德國“拉麥爾-K&K”設(shè)計聯(lián)營體（JV）對齒輪齒條爬升式升船機(jī)主體部分的總體布置、機(jī)械與電氣設(shè)備以及土建結(jié)構(gòu)進(jìn)行了長達(dá)3年的深入設(shè)計。2007年6月，依據(jù)設(shè)計成果，長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院編制完成了“長江三峽水利樞紐升船機(jī)總體設(shè)計報告”。同年7月，三建委質(zhì)量專家組通過了對該報告的審查，以此為標(biāo)志，三峽工程升船機(jī)建設(shè)進(jìn)入了設(shè)計和施工的重要階段[1]。

1.2 升船機(jī)工程現(xiàn)狀

三峽一期工程建設(shè)初期，升船機(jī)工程與左岸樞紐工程項目同時開始施工。1995年，三建委決定將升船機(jī)工程項目緩建，2003年10月決定恢復(fù)升船機(jī)工程項目建設(shè)。

2008年3月升船機(jī)船廂室段及下閘首二次開挖和邊坡支護(hù)工程全部完成。2012年8月塔柱高程196.00m以下混凝土完成施工。2013年6月塔柱頂部機(jī)房混凝土完成施工。2013年4月船廂結(jié)構(gòu)開始安裝，標(biāo)志著升船機(jī)工程由土建施工階段轉(zhuǎn)為金屬結(jié)構(gòu)安裝階段。升船機(jī)施工形象進(jìn)度見圖1。

圖1 施工形象進(jìn)度圖Fig.1 Progression graph of construction image

2 升船機(jī)方案優(yōu)化研究和比選

2.1 初步設(shè)計階段

初步設(shè)計階段，三峽升船機(jī)為“鋼絲繩卷揚(yáng)提升全平衡垂直升船機(jī)”（以下簡稱鋼絲繩卷揚(yáng)式升船機(jī)）。

該型式升船機(jī)的主要技術(shù)特點是載運(yùn)船舶的承船廂由超大型卷揚(yáng)機(jī)通過連接和懸吊承船廂的鋼絲繩系統(tǒng)提升。卷揚(yáng)提升設(shè)備布置于船廂室兩側(cè)的塔柱頂部。船廂總重量（船廂+水重）由布置于船廂兩側(cè)的平衡重系統(tǒng)“全平衡”，提升系統(tǒng)只需克服運(yùn)行阻力和提供維持加速度的力即可。

2.2 升船機(jī)方案優(yōu)化研究與確定

對于全平衡重式升船機(jī)，關(guān)鍵技術(shù)是如何確保船廂運(yùn)行中不會因各種可能的事故造成“全平衡”狀態(tài)被破壞，以及一旦平衡被打破后的安全防護(hù)措施。初步設(shè)計階段，鋼絲繩卷揚(yáng)式升船機(jī)技術(shù)方案中雖設(shè)置了相應(yīng)的安全保障系統(tǒng)，但只能保證船廂漏水不超過50%的工況。對于船廂在短時間內(nèi)全部漏空等工況尚缺乏考慮。

在升船機(jī)緩建期間，我國有關(guān)三峽升船機(jī)的試驗研究和理論分析都表明，鋼絲繩卷揚(yáng)式升船機(jī)存在發(fā)生船廂傾覆的可能性。通過對德國升船機(jī)進(jìn)行考察，并與其相關(guān)部門進(jìn)行技術(shù)交流得知，該升船機(jī)在運(yùn)行中曾經(jīng)發(fā)生船廂嚴(yán)重漏水的事故。

鑒于上述情況，應(yīng)針對升船機(jī)技術(shù)方案中的各種可能的安全隱患進(jìn)行深入研究，以進(jìn)一步提高三峽升船機(jī)的安全可靠性。為此，對初步設(shè)計確定的升船機(jī)主體部分方案進(jìn)行優(yōu)化。

在對國內(nèi)外升船機(jī)進(jìn)一步調(diào)研、考察的基礎(chǔ)上，決定借鑒和引進(jìn)德國的“齒輪齒條爬升、長螺母柱短螺桿安全保障機(jī)構(gòu)型式升船機(jī)”技術(shù)，對三峽升船機(jī)技術(shù)方案進(jìn)行優(yōu)化。1999年1月，三峽總公司委托德國聯(lián)邦航道工程研究院（BAW），對該型式升船機(jī)技術(shù)方案的可行性進(jìn)行了研究。長江水利委員會在此可行性研究成果的基礎(chǔ)上，對該型式升船機(jī)進(jìn)行深化設(shè)計，使之達(dá)到初步設(shè)計深度，并與初步設(shè)計階段確定的鋼絲繩卷揚(yáng)式升船機(jī)方案進(jìn)行了技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的全面比較，提出了《長江三峽水利樞紐垂直升船機(jī)主體部分方案比選報告》。

2003年3月，三峽總公司邀請國內(nèi)有關(guān)的知名專家對“比選報告”進(jìn)行了審查，審查意見認(rèn)為：“鑒于三峽工程的重要性和社會影響，專家組認(rèn)為確保三峽升船機(jī)的安全運(yùn)行是方案比選的首要因素。經(jīng)綜合分析表明齒輪齒條爬升方案，運(yùn)行安全可靠性高于鋼絲繩卷揚(yáng)提升方案（即初步設(shè)計方案）”?！耙虼?，專家組推薦采用齒輪齒條爬升、短螺桿長螺母柱安全保障的全平衡垂直升船機(jī)方案”。2003年10月，三建委正式批準(zhǔn)三峽升船機(jī)主體部分采用“齒輪齒條爬升式升船機(jī)”技術(shù)方案。優(yōu)化方案并未改變升船機(jī)的總體布置和基本技術(shù)條件，僅對升船機(jī)提升方式和安全保障系統(tǒng)及相應(yīng)部分的船廂結(jié)構(gòu)和土建結(jié)構(gòu)等做了修改，修改后，升船機(jī)仍屬全平衡垂直升船機(jī)這一基本類型，齒輪齒條爬升方案布置見圖2。

圖2 齒輪齒條爬升方案布置圖Fig.2 Layoutof rack and pinion climbing scheme

2.3 齒輪齒條爬升式升船機(jī)主要技術(shù)特點

主要技術(shù)特點有以下幾方面。a.船廂由4套驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過齒輪齒條的嚙合驅(qū)動升降，驅(qū)動力只需克服運(yùn)動阻力和加速度力。b.驅(qū)動機(jī)構(gòu)、安全機(jī)構(gòu)等機(jī)電設(shè)備都布置于承船廂上。c.事故狀態(tài)下，船廂依靠安全機(jī)構(gòu)的螺桿、螺母柱的螺紋自鎖，被鎖定在螺母柱上。d.安全機(jī)構(gòu)可在船廂漏水部分漏水直至全部漏空、船廂水充滿船廂超載、船廂室被淹、船廂對接時發(fā)生沉船、平衡重井進(jìn)水平衡重受浮力等各種事故工況下保護(hù)船廂的安全，提高船廂運(yùn)行的安全可靠性。

驅(qū)動、安全機(jī)構(gòu)布置見圖3。

圖3 驅(qū)動、安全機(jī)構(gòu)布置圖Fig.3 Layoutof driveand securitymechanism

3 升船機(jī)施工程序研究與調(diào)整

三峽升船機(jī)施工程序主要涉及塔柱混凝土及一期埋件施工、螺母柱/齒條等二期埋件安裝、螺母柱/齒條等設(shè)備安裝、承船廂安裝等幾個主要施工項目的相互銜接。從施工安全和埋件安裝精度要求考慮，施工程序為：塔柱結(jié)構(gòu)封頂后，進(jìn)行螺母柱、齒條等二期埋件的安裝；然后再進(jìn)行螺母柱、齒條安裝；承船廂及設(shè)備安裝可與螺母柱、齒條等設(shè)備安裝平行作業(yè)。

為減少塔柱變形對齒條和螺母柱安裝精度的影響，確保升船機(jī)安全可靠運(yùn)行，對調(diào)整升船機(jī)施工程序進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，在塔柱加載前、后，塔柱低高程（高程100.00m以下）的混凝土結(jié)構(gòu)縱向變形、橫向變形均在2mm左右，變形量較小，對螺母柱/齒條二期埋件及其安裝精度的影響有限，可對程序進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，即塔柱承重結(jié)構(gòu)高程196.00m橫向聯(lián)系未形成前，可同時進(jìn)行螺母柱/齒條及其二期埋件安裝，二期埋件安裝不超過高程110.00m，螺母柱/齒條安裝不超過高程100.00m；塔柱承受全部船廂結(jié)構(gòu)及其設(shè)備、水和平衡重的荷載之后，完成余下螺母柱/齒條及其二期埋件的施工，然后再進(jìn)行升船機(jī)的無水和有水調(diào)試[2]。

4 升船機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及管理

與鋼絲繩卷揚(yáng)提升式升船機(jī)方案相比，齒輪齒條爬升式升船機(jī)方案的運(yùn)行安全性雖然有了提高，但同時升船機(jī)的機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的技術(shù)復(fù)雜性和技術(shù)難度也增大了。其主要技術(shù)難點和風(fēng)險有以下幾點。

1）三峽升船機(jī)技術(shù)規(guī)模和運(yùn)行條件的復(fù)雜性遠(yuǎn)超出國內(nèi)外已有升船機(jī)，必將遇到許多新的待研究解決的技術(shù)難題。

2）為適應(yīng)三峽升船機(jī)的技術(shù)特點和要求，設(shè)計中開發(fā)和采用了較多尚未運(yùn)用過的新機(jī)構(gòu)和新結(jié)構(gòu)，缺乏工程實踐的運(yùn)行經(jīng)驗和考驗。

3）升船機(jī)船廂結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大，機(jī)電設(shè)備集中布置于船廂上，對船廂結(jié)構(gòu)的制造安裝精度及結(jié)構(gòu)的安全性要求高，施工技術(shù)難度大。

4）驅(qū)動機(jī)構(gòu)的齒條、齒輪和安全機(jī)構(gòu)的螺母柱、螺桿的主要技術(shù)參數(shù)已超出我國現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，且工程量大（約7 000 t），沒有成熟的設(shè)備制造工藝，更沒有安裝施工經(jīng)驗和質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)，項目實施技術(shù)風(fēng)險較大。

5）齒條、螺母柱等升船機(jī)埋件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、承受荷載大、施工程序多、安裝精度要求比較高，具有較大的施工難度，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到升船機(jī)能否安全可靠運(yùn)行。

6）升船機(jī)塔柱建筑為高聳（達(dá)169m）薄壁砼結(jié)構(gòu)，荷載大、體形復(fù)雜，塔柱結(jié)構(gòu)的施工工藝及其質(zhì)量控制，特別是混凝土施工中的溫控與裂縫控制將是土建施工的技術(shù)難點之一。

7）升船機(jī)由中德雙方聯(lián)合設(shè)計，雙方所依據(jù)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計工作程序、設(shè)計成果內(nèi)容與深度要求等都有較大差異，這將對升船機(jī)項目的后續(xù)實施有較大影響，因此設(shè)計過程中的協(xié)調(diào)統(tǒng)一工作難度大。

針對上述特點，必須從設(shè)計、制造、安裝、管理等方面采取相應(yīng)措施，確保升船機(jī)工程順利完成。

4.1 升船機(jī)主體部分的設(shè)計及其管理

4.1.1 設(shè)計任務(wù)及設(shè)計單位

為引進(jìn)齒輪齒條爬升式升船機(jī)技術(shù)，并結(jié)合我國國情，以便于今后施工，升船機(jī)主體部分采用中、外聯(lián)合設(shè)計方式，即由德方組成LI/KUK設(shè)計聯(lián)營體承擔(dān)船廂及其機(jī)電設(shè)備設(shè)計，三峽工程總體設(shè)計單位長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院承擔(dān)土建結(jié)構(gòu)設(shè)計和上、下閘首設(shè)計。要求德方的設(shè)計工作應(yīng)達(dá)到招標(biāo)設(shè)計深度，同時滿足三峽總公司組織的設(shè)計審查工作的要求。此外，還聘請原可行性研究單位德國聯(lián)邦航道工程研究院為“升船機(jī)船廂及其機(jī)電設(shè)備設(shè)計”的咨詢單位。

4.1.2 設(shè)計審查工作

為加強(qiáng)對設(shè)計質(zhì)量的控制，加強(qiáng)了對設(shè)計成果審查的環(huán)節(jié)。審查的重點是升船機(jī)關(guān)鍵部位、關(guān)鍵項目的安全可靠性及可持續(xù)性。

為此，聘請長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院對升船機(jī)設(shè)計的安全可靠性進(jìn)行復(fù)核審查，聘請由中國水利水電科學(xué)研究院牽頭、機(jī)械科學(xué)研究總院和中船重工第709研究所參加共同組成的聯(lián)合體對升船機(jī)設(shè)計的安全可靠性進(jìn)行評估。

三峽集團(tuán)公司組織各階段性審查，其最終設(shè)計成果由三峽工程質(zhì)量專家組組成的“升船機(jī)設(shè)計審查專家組”進(jìn)行最終的審查。

4.2 專項試驗研究

在對國內(nèi)設(shè)備制造廠生產(chǎn)能力進(jìn)行調(diào)研的工作基礎(chǔ)上，針對升船機(jī)技術(shù)難點和關(guān)鍵技術(shù)問題，安排了以下專項試驗研究。a.齒條、螺母柱埋件接縫灌漿材料技術(shù)性能及灌漿工藝試驗研究，以檢驗德方設(shè)計灌漿材料的物理力學(xué)性能及其工藝性能。b.螺母柱埋件結(jié)構(gòu)試驗研究。c.小齒輪托架運(yùn)動特性分析和試驗研究。d.齒輪、齒條制造工藝研究。e.螺桿、螺母柱制造工藝研究。f.船廂結(jié)構(gòu)關(guān)鍵制造工藝及運(yùn)輸、現(xiàn)場拼裝方案研究。g.齒條、螺母柱等埋件安裝工藝研究。h.塔柱結(jié)構(gòu)混凝土施工工藝研究。i.升船機(jī)船廂及其機(jī)電設(shè)備安裝、調(diào)試施工組織設(shè)計研究。j.施工控制點布置及測量方案研究。

通過上述試驗研究，將對升船機(jī)關(guān)鍵項目設(shè)計的合理性和可實施性進(jìn)行檢驗，并對升船機(jī)關(guān)鍵設(shè)備制造、安裝工藝和關(guān)鍵技術(shù)提前研究，力求減少項目實施的風(fēng)險。

4.3 齒條、螺母柱制造技術(shù)及管理

齒條、螺母柱是三峽升船機(jī)關(guān)鍵設(shè)備制造中技術(shù)難度最大的設(shè)備之一，其制造具有以下技術(shù)特點：一是齒條、螺母柱技術(shù)規(guī)模大、要求高，同等技術(shù)要求的設(shè)備在國內(nèi)外均屬首次研制，沒有成功制造的經(jīng)驗借鑒；二是其冶煉、鑄造、熱處理、機(jī)加工及廠內(nèi)預(yù)拼裝等加工過程大量采用了德國DIN（德國標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會）標(biāo)準(zhǔn)、歐洲EN（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)和ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)單位均沒有經(jīng)驗，標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定和涵義對于升船機(jī)齒條、螺母柱具體產(chǎn)品而言，需要進(jìn)行系統(tǒng)的消化研究；三是齒條100件、螺母柱208件，數(shù)量多，鑄件質(zhì)量等級要求高，直接影響批量生產(chǎn)產(chǎn)品合格率和交貨進(jìn)度；四是齒條表面感應(yīng)淬火加工為世界級難題，極易發(fā)生齒面開裂、淬火變形和后期運(yùn)行中淬硬層剝落、斷齒等破壞，嚴(yán)重影響升船機(jī)的安全可靠運(yùn)行，需對其工藝、破壞機(jī)理等進(jìn)行專題攻關(guān)和試驗研究。

三峽集團(tuán)公司重點采取了以下措施：一是進(jìn)一步完善質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系的建立，在前期對DIN標(biāo)準(zhǔn)研究的基礎(chǔ)上，全面梳理制造過程質(zhì)量控制要求，要求廠家提供的制造工藝方案必須緊緊圍繞各項質(zhì)量控制指標(biāo)并層層分解落實，積極組織專家審查，確保工藝的針對性和可操作性；二是提前策劃和緊密組織專題研究試驗，在設(shè)備招標(biāo)階段即進(jìn)行策劃，同時，采購合同簽訂后即組織科研單位、院校及制造廠進(jìn)行科研項目研究；三是不斷總結(jié)和深化研究，三峽升船機(jī)的建設(shè)過程是一個認(rèn)識、提高，再認(rèn)識、再提高的過程，設(shè)備制造過程中必須針對出現(xiàn)的新問題、新情況，及時進(jìn)行分析、研究，不斷完善設(shè)計和制造工藝。

4.4 船廂加載方案和無水調(diào)試研究

為保證齒條、螺母柱的安裝精度，要求高高程齒條、螺母柱的安裝需在塔柱承受額定載荷的條件下進(jìn)行。塔柱加載方案為：由鋼絲繩吊掛全部平衡重塊，在船廂結(jié)構(gòu)內(nèi)均勻裝砂，使船廂結(jié)構(gòu)、設(shè)備和砂的總重量與平衡重總重平衡。船廂加載完成后，進(jìn)行高高程齒條、螺母柱的施工，在此期間，同時進(jìn)行船廂設(shè)備的安裝以及單機(jī)調(diào)試、分系統(tǒng)調(diào)試，調(diào)試完成后，用裝砂的船廂進(jìn)行升船機(jī)無水調(diào)試；待所有齒條、螺母柱安裝完畢，鎖定船廂，將船廂內(nèi)的砂卸掉，向船廂充水，再進(jìn)行船廂有水調(diào)試和過船試驗。按照當(dāng)時確定的加載方案和施工總進(jìn)度安排，船廂加砂方案既可以滿足塔柱在壓載條件下進(jìn)行高高程齒條、螺母柱的施工，又可以縮短升船機(jī)的建設(shè)工期。

鑒于當(dāng)前設(shè)備安裝的實際進(jìn)度已經(jīng)與制定船廂加砂壓載方案時發(fā)生了很大改變，采用船廂加砂方案已不再有任何優(yōu)勢，且該方案還存在：需要專門制作數(shù)千個砂箱；裝箱、卸箱工作強(qiáng)度大、加/卸載工期長；砂的重量受雨水影響較大，為保持與平衡重的平衡需經(jīng)常調(diào)整，進(jìn)行無水調(diào)試試驗的難度大等缺點。而采用船廂充水壓載方案具有操作簡便、加載工作量小、工期短、無需卸載即可進(jìn)行有水調(diào)試等顯著的優(yōu)點。

考慮到齒輪齒條爬升式升船機(jī)與鋼絲繩卷揚(yáng)提升式升船機(jī)的差異，三峽集團(tuán)公司組織專家審查通過，塔柱壓載采用船廂裝水方案；可不再進(jìn)行升船機(jī)無水調(diào)試，待齒條、螺母柱安裝完成后直接進(jìn)行有水調(diào)試。

4.5 塔柱混凝土施工及一、二期埋件安裝施工研究

針對塔柱混凝土結(jié)構(gòu)高精度要求，經(jīng)過對影響結(jié)構(gòu)輪廓尺寸精度的材料、施工工藝等環(huán)節(jié)進(jìn)行專題研究和優(yōu)化，形成滿足升船機(jī)土建結(jié)構(gòu)精度要求的各專項施工技術(shù)方案或工藝流程。具體包括以下幾方面。a.將高層建筑物常用的液壓自升式模板應(yīng)用于水工混凝土施工。b.對液壓自升式模板不斷完善、改進(jìn)液壓自升式模板施工工藝。c.采用了高精度的數(shù)控鋼筋加工設(shè)備，鋼筋制作精度大大提高，確保了鋼筋安裝的精確定位，鋼筋安裝質(zhì)量和安裝進(jìn)度也大大提高。d.改變常規(guī)只采用單一的極坐標(biāo)法測量，創(chuàng)造性地綜合采用極坐標(biāo)法、綜合測量法、小鋼尺測量法多種測量方法，實現(xiàn)了混凝土結(jié)構(gòu)的精度控制。從混凝土形體檢測結(jié)果以及無損探傷檢測結(jié)果表明混凝土質(zhì)量優(yōu)良。

船廂室段金屬結(jié)構(gòu)一期埋件主要包括：螺母柱、齒條、縱導(dǎo)向及平衡重等一期埋件。其中，齒條、螺母柱通過預(yù)應(yīng)力鋼筋將齒條（螺母柱）、二期埋件、二期混凝土與一期混凝土墻連接，通過施加預(yù)緊力使齒條（螺母柱）、二期埋件與一、二期混凝土形成整體承載結(jié)構(gòu)。主要采取了以下措施。a.埋設(shè)在混凝土內(nèi)的螺母柱/齒條套管采用輔助定位鋼架固定，確保其在混凝土澆筑過程中不產(chǎn)生位移。b.一期外露插筋埋設(shè)位置逐根進(jìn)行精度測量定位。c.嚴(yán)格按照施工程序組織施工，鋼筋綁扎與鋼架安裝、套管安裝交替施工，套管分初調(diào)、精調(diào)、復(fù)測3個階段進(jìn)行測量驗收。拆模后現(xiàn)場復(fù)測結(jié)果表明，螺母柱/齒條一期埋件和插筋的定位、固定方式有效，未出現(xiàn)因混凝土澆筑而造成其位移或偏移的現(xiàn)象。

船廂室段設(shè)備及二期埋件主要包括螺母柱及其二期埋件、齒條及其二期埋件等。齒條二期埋件主要為π形組合鋼架及其配套件，螺母柱二期埋件主要為工字形組合鋼架及其配套件，為確保其安裝精度，進(jìn)行專題研究后采取的主要措施有以下幾個。a.二期埋件專用可拆卸式調(diào)整裝置。該裝置包括3套整體鋼梁系結(jié)構(gòu)、數(shù)組預(yù)埋固定錨件及調(diào)節(jié)螺桿等。其結(jié)構(gòu)簡單、使用快捷方便，能夠循環(huán)使用，滿足安裝精度需求。b.一對螺母柱相互間高程差調(diào)整采用專用工裝。該調(diào)整工裝由兩件精加工標(biāo)準(zhǔn)墊塊組成，配合框式水平儀及塞尺進(jìn)行調(diào)整控制。c.同高程的埋件同時安裝，便于控制螺母柱、齒條等埋件及設(shè)備群的相對位置的精度。從已安裝的二期埋件情況來看，一期埋設(shè)的套管與二期埋件預(yù)留孔位置相吻合，說明目前一期套管的埋設(shè)精度滿足要求。

在各參建單位的共同努力和相關(guān)專家的指導(dǎo)下，通過工藝方案優(yōu)化、專項科研以及試驗等聯(lián)合攻關(guān)，三峽升船機(jī)塔柱混凝土施工以及齒條、螺母柱一、二期埋件及設(shè)備安裝技術(shù)取得了重大技術(shù)突破，施工質(zhì)量均符合設(shè)計及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，施工進(jìn)度滿足工期要求，得到了國務(wù)院三峽質(zhì)量檢查專家組的充分肯定。

5 結(jié)語

三峽升船機(jī)是當(dāng)今世界上技術(shù)規(guī)模和技術(shù)難度最大，安全可靠性要求最高的升船機(jī)，它的建成將大大提高三峽水利樞紐工程的通航保證能力，促進(jìn)長江航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展。

目前，三峽升船機(jī)工程建設(shè)已全面展開，塔柱結(jié)構(gòu)混凝土已完成封頂，正在進(jìn)行船廂結(jié)構(gòu)、平衡重及齒條、螺母柱的安裝工作，工程由土建施工階段轉(zhuǎn)為金屬結(jié)構(gòu)安裝階段，預(yù)計2014年投入試運(yùn)行。盡管在招標(biāo)設(shè)計階段，中、德設(shè)計方對三峽齒輪齒條爬升式升船機(jī)進(jìn)行了深入的設(shè)計研究，設(shè)計中的主要技術(shù)問題已落實解決，并且該型式的升船機(jī)在國外已有成功的建設(shè)經(jīng)驗。但由于三峽升船機(jī)在提升高度、過船規(guī)模、技術(shù)復(fù)雜程度和通航水力學(xué)條件等方面，均遠(yuǎn)超已建升船機(jī)，國內(nèi)也沒有同類升船機(jī)的設(shè)計和建設(shè)經(jīng)驗可借鑒，因此，在升船機(jī)施工和設(shè)備制造、安裝、調(diào)試過程中，將不可避免地面臨諸多預(yù)想之中或之外的技術(shù)難題，需要設(shè)計、建設(shè)、制造等參建各方繼續(xù)聯(lián)合攻關(guān)，通過精心設(shè)計、精心制造、精心安裝與施工，并通過嚴(yán)密科學(xué)的組織與管理，早日建成一座安全可靠運(yùn)行的升船機(jī)。

[1] 鈕新強(qiáng)，覃利明，于慶奎.三峽工程齒輪齒條爬升式升船機(jī)設(shè)計[J].中國工程科學(xué)，2011，13（7）：96-103.

[2] 梁仁強(qiáng)，李 鋒.三峽升船機(jī)施工技術(shù)研究與實踐[J].人民長江，2011，42（16）：51-55.