(一)攻克300米级高拱坝的设计和施工
小湾拱坝为目前世界在建的最高拱坝之一,修建在高地震裂度区,基岩峰值水平加速度、坝顶弧长、总水推力等数据,在世界拱坝建设中均居第一。拱坝的布置与体形受制于特定的地质地形条件、枢纽总布置以及坝基稳定,其体形设计要同时满足施工期、正常运行期以及地震时的应力标准,难度很大。为此,除采用传统的多拱梁法外,还引入厚壳单元法、有限单元法等,对拱坝体形进行优化,较好地解决了小湾拱坝体型设计的安全和经济问题。对于目前水电施工规范中尚未涉及到的高拱坝坝踵开裂问题,采用国内外最新发展起来的多种分析方法,从不同角度进行了深入研究,提出了解决这一问题的工程措施。
(二)解决了高水头大流量泄洪消能难题
小湾水电站泄洪流量最高为每秒20745立方米,加之泄洪水流落差大,泄洪功率高达4600万千瓦;坝址区内河谷狭窄,岸坡陡峻,泄洪消能区又位于坝肩抗力岩体范围内,泄洪消能设施布置受到很大限制。为此,围绕这些问题开展了大量的数值分析和模型试验,采用坝身表、中孔及岸边泄洪洞联合泄洪的方式,确保枢纽泄洪安全;坝身泄洪按照纵向分层拉开、横向单体扩散、空中对撞消能、总体分散归槽的原则和方法,达到了理想的消能效果。
(三)成功开挖了超大型地下洞室群
小湾水电站地下引水发电系统规模宏大,主副厂房、主变室、尾水调压室及闸门室平行布置,其中主厂房长323米,宽30.6米,最大高度82米,犹如30层楼高的地下宫殿,且中间没有一根柱子,相当于挖出了一个100万立方米的地下空间。施工中采用了大量工程措施稳定地下洞群岩壁,在国内外首次开展了带模型机组的机电一体化水力过渡过程试验研究等。对于这样的地下洞室群开挖,小湾水电站是国内首次尝试。
(四)700米高边坡成功治稳
小湾电站枢纽区天然岸坡高达1000余米,最终开挖边坡高达600至700米,高边坡问题突出。小湾电站人工处理边坡之高、边坡稳定条件之差、技术处理难度之大,在国内外水电建设乃至其他行业工程尚属罕见。
(五)坝肩开挖堪称“艺术品”
小湾电站坝肩槽建基面恰逢E4、E5蚀变带和F11断层,给预裂造孔和控制造孔精度造成极大困难。经过创新施工,小湾电站坝肩开挖槽面平整,半孔率达95%,施工质量受到专家高度肯定。工程院院士谭靖夷曾将小湾电站坝肩槽喻为“艺术品”。
(六)发电机组世界首屈一指
小湾电站安装的水轮发电机组及金属结构,具有“高、大、全”的特点,大孔口、高水头闸门的的结构、抗震、抗气蚀、大荷载支撑等问题,均为世界首屈一指。