大藤峡水利枢纽工程大江截流现场

1992年，勘测设计人员勘察枢纽工程的现场

2015年，设计人员巡查施工边坡

尺寸超过三峡船闸的大藤峡下闸首人字门底枢蘑菇头

工程泄洪

　　□齐立伟 王鹤 张显伟

　　“诚信、创新、卓越。”

　　这是位于吉林省长春市的中水东北勘测设计研究有限责任公司（以下简称“中水东北公司”）坚守的核心发展理念。在广西大藤峡水利枢纽工程设计工作中，中水东北公司以习近平总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路和关于治水重要论述精神为指引，全面系统论证工程任务，重点攻关关键核心技术，将重大水利工程打造成企业技术创新与责任担当的生动载体。

　　守初心：六秩接续求索，擘画枢纽宏图

　　自20世纪50年代大藤峡水利枢纽轮廓性规划提出后，中水东北公司开展了大量勘测设计科研工作，结合工程防洪任务的总体要求，对枢纽总体布局进行了多方案比较研究，提出了可研和初设阶段的勘察设计报告。受当时经济条件及防洪规模、淹没处理难度等因素制约，工程前期工作一度停滞。

　　中水东北公司党委书记、董事长马军说：“本世纪初，随着经济发展，大藤峡项目建设的必要性进一步显现。经过10年的反复论证与调整，相关部门基本达成共识。”

　　2003年11月，中水东北公司在项目建议书中提出大藤峡水利枢纽工程任务为“以防洪为主，结合发电、航运、灌溉与水资源配置等综合利用”，确定了水库的正常蓄水位、防洪库容、电站装机容量、通航规模、灌溉面积、水库淹没等主要指标。

　　2005年春，咸潮严重影响澳门及珠江三角洲饮水安全，同年6月，西江发生特大洪水，大藤峡水利枢纽工程建设的需求愈加迫切。

　　2006年，中水东北公司按照水利部提出的“通过降低运行水位、减少库容规模、动态控制汛限水位、增加装机容量等措施，在确保防洪安全和减少水库征地移民的前提下，提高枢纽综合利用效益”新思路，“以防洪为主，发电与水资源配置并重，兼顾航运、灌溉等综合利用”为目标修编项目建议书。

　　2009年，根据经济社会发展需要，项目建议书工程任务进一步调整为“防洪、发电、水资源配置为主，结合航运，兼顾灌溉等综合利用”。

　　2011年2月，国家发展改革委批复了大藤峡水利枢纽工程项目建议书。

　　中水东北公司针对广西打造“亿吨黄金水道”的新要求，重新开展船闸方案布置及结构设计工作。

　　2012年12月，中水东北公司完成可研报告，工程任务调整为“防洪、航运、发电和水资源配置为主，结合灌溉等综合利用”。

　　2014年10月，国务院批准大藤峡水利枢纽工程可研设计报告。

　　2015年5月，水利部批复大藤峡水利枢纽工程初步设计报告。

　　“大藤峡水利枢纽工程前期工作历时近60年。随着国民经济的飞速发展，不同发展时期对工程的任务和规模有不同的要求。”马军介绍，“中水东北公司在不同时期分别开展了大量的分析、研究和论证工作，解决了诸多技术难题，为工程顺利实施提供了有力技术保障。”

　　秉精心：聚力科研攻坚，破解技术瓶颈

　　复杂地质条件基础如何处理？大流量泄洪如何更好地消能？大容量轴流转桨机组如何选型及确定结构型式？高水头单级船闸输水系统及金属结构设备如何解决制造和精密安装？以及大流量截流及围堰填筑……

　　中水东北公司面临一系列重大技术难题。

　　设计总工程师王常义说：“项目建设期间，结合工程特点，公司组织开展了‘超高水头船闸输水系统运行模拟与结构优化’‘船闸超大金属结构设备可靠性’‘大型轴流发电机组结构与性能优化’‘泄水弧门超大推力闸墩结构及安全’‘工程施工关键技术’等多项专题研究，取得一系列创新研究成果。”

　　——多手段协同精准把控地质条件。大藤峡水利枢纽位于大藤峡峡谷与桂平盆地之间的低山丘陵地带，出露的地层主要为泥盆系下统那高岭组及郁江阶中下段，泥岩、泥质粉砂岩和可溶岩均有分布。中水东北公司通过多种勘探手段，查明了软弱夹层的空间分布和工程特性；结合孔间CT探测+声纳探测+瞬变电磁+高密度电法，基本查明岩溶发育特征和分布范围。

　　——网络统计量化复杂地质参数。采用三维裂隙网络统计法高效获取坝基岩体内裂隙的连通率和等效力学参数，进而运用数值模拟（离散单元法）和物理模型相结合的方法对泄水闸典型坝段基础的稳定性进行定量分析，推荐在泄水闸坝段上下游设置深齿槽，同时采用封闭式帷幕和抽排系统，降低坝基扬压力，有效解决了坝基深层抗滑稳定问题。

　　——全模型模拟，大数据分析。本工程泄水闸布置及消能问题非常复杂，泄洪消能属于典型大单宽流量、低佛氏数的水跃消能，处于弱水跃和颤动水跃消能率较低的范畴内，加之河床岩石抗冲能力较弱，消能形式的选择受多种因素影响。中水东北公司结合大藤峡水力学整体模型试验对平底消力池、逆坡消力池、宽尾墩+消力池、逆坡消力池+“T”形墩和“工”字形差动尾坎等多种消能型式进行比选，确定选用“工”字形差动尾坎方案，取得良好消能效果。

　　——多维度化解泄洪系统难题。为降低淹没范围，汛期维持低水位运行，闸门调度频繁，初设阶段将泄水底孔闸门型式由平板闸门改为弧形闸门。弧形闸门支铰采用支撑钢梁结构，但下游水位剧烈变动可能造成水跃拍打钢梁，且左侧部分底孔泄水闸堰顶高程低于滩地高程，汛期低水位运行期间推移质和施工围堰拆除的残留石渣过闸时可能冲击和磨蚀消能工。高水位泄洪时，消能工附近流速较高，存在空蚀的风险。中水东北公司进一步研究了二级消力池布置形式，通过对比试验，推荐“一级消力池设尾坎+二级逆坡消力池”方案，同时将闸室水平段向下游适当延伸。推荐方案将水跃完全限制在一级池内，在有效解决消能问题的同时，避免了水跃进入闸室拍打弧门底缘及支撑钢梁的问题。

　　准确预测地形陡变河床深水抛填围堰料与不同防渗体间的变形规律，创新提出土工膜与防渗墙、混凝土纵向围堰结构连接型式，实现围堰防渗体系安全可靠，满足长期挡高水位运行；针对低水头大容量、推力负荷大、水头变幅高的特点，对机组参数选择、总体结构及主要部件进行深入研究，推荐采用半伞式、推力轴承下机架布置、双平板座环结构，确保机组参数指标先进、运行稳定可靠；泄水闸弧门支铰推力巨大，创新采用充填混凝土钢箱梁与闸墩预应力锚索组合结构，解决了薄壁预应力闸墩混凝土锚块偏心受压颈部应力过大技术难题。

　　“诚信、创新、卓越是公司70多年来秉持的光荣传统，是激励员工自强不息、战胜困难、再创辉煌的不竭动力。”马军说，“我们在大藤峡水利枢纽的工作中充分传承了东勘人‘真诚做人，精心做事’的企业信条，发扬了以‘诚信’立业，以‘创新’创业，以‘卓越’兴业的企业精神。”

　　铸匠心：锻造行业标杆，圆梦世纪工程

　　中水东北公司在大藤峡水利枢纽工程建设中取得多项创新成果。其中，相当于16层楼高度的船闸下闸首人字闸门，创世界之最。

　　“为满足西江‘黄金水道’运输要求，单级船闸设计水头40.25米，为国内外已建单级水头最大的Ⅰ级船闸。闸室停泊条件与进入闸室的水流能量及消能方式关系密切，独特的水力学指标对输水系统布置提出更高的要求。”王常义说，“下闸首人字闸门高47.5米，单扇门叶重达1300吨，底部由底枢单点支撑，顶部采用单吊点启闭，人字门设计、制造及安装历经重重挑战与考验。”

　　为此，中水东北公司开展“高水头船闸输水系统及金属结构”技术攻关。当时，国内外已建较高水头船闸均采用4区段等惯性输水系统。鉴于大藤峡船闸进入闸室的水流能量更大，设计团队创新提出了自分流全闸室出水输水系统，将第二分流口优化为大空腔自分流体型，增加了出水支廊道长度，减小了船闸闸室输水过程中水流的纵横向流动，改善了闸室内船舶的停泊条件，提高了船舶过闸安全性及船闸的输水效率。

　　此外，通过人字闸门漂移特性、底枢及润滑结构、底枢结构智能监测及人字闸门抗疲劳等多项技术攻关，在高水头船闸人字门底枢材料和润滑结构、异型止水结构及底枢智能检测装置等核心技术均有突破，申请多项专利，极大地提高了大型船舶过闸通航安全。

　　如今，大藤峡船闸已经成为广西对接粤港澳大湾区的重要水运战略枢纽。2025年，船闸安全运行过闸船舶3.37万艘，核载量9926万吨，过闸货物4783万吨，为区域经济高质量发展提供有力水运支撑。

　　2022年9月，大藤峡水利枢纽工程通过了水利部主持的二期蓄水（61米高程）阶段验收；2023年9月最后一台机组投产发电，工程任务全面完成。工程运行至今，在流域防洪、水资源配置、提高西江航运等级、保障粤港澳大湾区供水安全、水生态治理等方面发挥了不可替代的作用，同时缓解了广西电力紧张局面、解决了桂中旱片缺水问题、带动了流域经济社会高质量发展，政治效益、社会效益、经济效益和环境效益非常显著。

　　“中水东北公司在大藤峡水利枢纽规划设计中攻克了诸多技术难题，取得了一系列重大创新成果，为工程的顺利推进、发挥效益提供了强有力的技术支撑。”马军说，“工程的建设经历，值得东勘人引以为傲，更是中水东北公司的宝贵财富。”