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三峽工程 百年夢圓

2020-01-11 01:22:42本刊綜合
發明與創新·大科技 2020年12期
關鍵詞:混凝土

巍然屹立的三峽工程,為長江健康、江河不老提供了有力保障。它是當今世界水利水電領域的一面旗幟,更是中華民族自強不息、求實創新偉大精神鑄就的豐碑。這曲蕩氣回腸、可歌可泣的壯麗華章,必將進一步激發奮斗熱情,激勵人民加快實現中華民族偉大復興的中國夢!

它是長江中下游防洪的關鍵性工程;它擁有迄今為止世界上裝機容量最大的水電站;它對發揮長江航運優勢、促進長江經濟帶發展作出了重大貢獻;它為我國提供了重要的淡水資源戰略儲備庫;它在綠色能源、生態補水等方面發揮了有益作用……它就是舉世聞名的國之重器——三峽水利樞紐工程(下稱“三峽工程”)。

論證半世紀,建設十七載;高峽出平湖,當驚世界殊。三峽工程已全面完成建設任務,經受了13年試驗性蓄水檢驗,持續保持安全高效運行,綜合效益全面發揮,百萬移民妥善安置。11月1日,三峽工程翻開了嶄新的一頁——整體竣工驗收全部程序完成!

百年風雨筑壩路

時光回溯到1919年。孫中山先生在《建國方略》之二《實業計劃》中,首次提出建設三峽工程構想。然而,當時國似散沙、戰亂頻仍,開發三峽、治理長江之夢難以企及。

新中國成立后,1953年毛澤東提出:在三峽這個總口子上卡起來,畢其功于一役。

1982年對是否興建三峽工程,鄧小平果斷拍板:看準了就下決心,不要動搖。

1986年至1989年,國務院組織多位專家對三峽工程進行全面論證。大多數專家認為建設三峽工程技術上可行、經濟上合理。1992年4月,第七屆全國人民代表大會第五次會議通過了關于興建三峽工程的決議。

圓夢號角吹響,建設日新月異——

1994年,三峽工程正式開工;

1997年,大江截流成功;

2003年,三峽工程如期實現蓄水135米、船閘試通航、首批機組發電的三大目標;

2006年,三峽大壩全線達到海拔185米高程;

2008年,三峽工程開始175米試驗性蓄水;

2012年,三峽工程地下電站全部投產發電;

2016年,三峽水利樞紐升船機工程進入試通航階段;

2019年,三峽水利樞紐升船機工程完成通航及竣工驗收;

2020年11月,截斷巫山云雨的國之重器三峽工程建設終于畫上一個圓滿句號!

造福民生 效益顯著

百年大計,國運所系,高峽平湖的宏偉藍圖,由夢想邁進現實。三峽工程投入運行以后,全面發揮綜合效益,在長江流域乃至全國經濟社會發展中都發揮著重要作用。

大壩鎖蛟龍,防洪能力躍升

防洪是三峽工程首要任務。從蓄水至今年8月底,三峽水庫累計攔洪總量超過1800億立方米。2010年、2012年、2020年入庫最大洪峰均超過每秒7萬立方米,經過水庫攔蓄,削減洪峰約40%,極大減輕了長江中下游地區防洪壓力。

“老水利”徐星華回憶,1998年長江流域發生全流域性洪水,荊江分洪區33萬群眾大轉移。“那時,不僅全員上堤防洪,整個公安縣轉移一空。”他唏噓不已。

“通過建設三峽工程,長江形成了以三峽工程為骨干、效益巨大的防洪體系?!彼块L江水利委員會副總工程師陳桂亞說,通過科學調度,三峽工程的防洪調控范圍已從當初設計的荊江河段向下游拓展,對城陵磯及武漢河段也發揮了巨大的防洪作用。

供清潔能源,點亮萬家燈火

三峽電站總裝機容量達2250萬千瓦。截至今年8月底,三峽電站累計發電量達13 541億千瓦·時,有力支持了華東、華中、廣東等地區電力供應,成為我國重要的大型清潔能源生產基地。三峽輸變電工程覆蓋了長江經濟帶華中、華東和廣東電網,各區域電網之間可以獲得事故備用和負荷備用容量,提高了電網的安全性和經濟性。

同時,工程的建成和電力系統規模的擴大,使電網動態調節性能得到改善,抵御事故沖擊的能力得到提高,并為推動全國范圍的電力市場建設和電力交易創造了有利條件。

江可夜航,建設“黃金水道”

長江是溝通我國東南沿海和西南腹地的交通大動脈。三峽工程建成運行后,進一步發揮了長江航運優勢,吸引了產業加快向沿江地帶聚集。庫區航道等級由建庫前的Ⅲ級提高到Ⅰ級標準,5000噸以上船舶成為三峽過閘主流船型。蓄水后,平均每年水上交通事故數下降了2/3。截至今年8月底,累計過閘貨運量14.83億噸,2011年過閘貨運量首次突破1億噸。

蓄豐亦補枯,優化配置資源

發揮保障長江流域供水安全、改善中下游枯水季水質、有利于南水北調等方面的水資源配置作用;當下游河段遇干旱災害、重大水污染及海損事件時,發揮應急調度作用……三峽水庫蓄水至175米后,具有興利調節庫容165億立方米,成為我國重要的淡水資源戰略儲備庫。

隨著經濟社會發展和生態環境變化,長江中下游地區用水量呈現遞增趨勢,用水需求與初步設計相比有了較大變化。三峽水庫“蓄豐補枯”,每年枯水季節為長江中下游補水200多億立方米。截至今年8月底,三峽水庫為下游累計補水2267天,補水總量2894億立方米。

重生態保護,打造綠色走廊

三峽工程運行后,可減少洪水淹沒對生態環境的破壞,減少汛期分流入洞庭湖的洪水和泥沙,減緩洞庭湖的淤積和萎縮;三峽電站投產以來,累計發電量相當于節約標準煤4.30億噸,減少二氧化碳排放11.69億噸;三峽工程改善航道和水域條件,庫區每千噸公里船舶耗油量顯著下降,為建設長江綠色生態走廊創造了條件……三峽工程在生態環境保護方面發揮的有益作用,同樣意義重大。

作為提高我國綜合國力、造福億萬百姓的民族工程、民生工程、復興工程,三峽工程不斷拓展的綜合效益,正逐漸在更大范圍惠及百姓、助力發展。

三峽工程號稱“全球一號水電工程”,是水利水電領域世界難題“題庫”。全體建設者精心組織、精細設計、精心施工,勇擔使命,開拓創新,攻克了一系列世界級的技術難題,建成了質量一流的精品工程。

“夏吃冰棍、冬穿棉襖”造就無裂縫大壩

攻堅克難 突破世界級技術難題

“夏吃冰棍、冬穿棉襖”,對我們來說是正?!安僮鳌?,可是你知道嗎,三峽大壩的混凝土也享有這樣的“待遇”。正是這樣細致周到的呵護,才造就了三峽右岸“無裂縫大壩”的奇跡。

在國內外水利水電工程建設中,歷來有混凝土大壩“無壩不裂”之說。這是由于大體積混凝土在凝固過程中會產生熱量,導致大壩內部溫度升高。當外界環境溫度較低時,大壩內外部的溫度差形成的拉力會破壞混凝土,產生溫度裂縫。

三峽大壩是三峽工程最核心的建筑物,屬于混凝土重力壩,混凝土工程量很大?!叭龒{工程是優質工程,建設者們創造了奇跡——大壩右岸連發絲般的裂縫都沒有,二期淺層溫度裂縫經技術修補處理也沒有留下隱患。”兩院院士、負責三峽工程驗收的專家組組長潘家錚如是說。

三峽大壩施工中研發出的綜合混凝土溫控生產體系和施工工藝,形象地被人們比喻為“夏吃冰棍、冬穿棉襖”。

“夏吃冰棍”指的是夏季(25℃以上的高溫季節)拌和混凝土時加入冰屑,配合負溫風冷骨料(用-10℃以上的冷風對骨料進行冷卻)等措施,拌和出7℃低溫混凝土,從而減少混凝土內部溫度與外界環境溫度差,避免產生溫度裂縫。其實,夏季施工的混凝土不光“吃冰棍”,還會“坐”上皮帶機,在遮陽棚的保護下被運往澆筑現場。

“冬穿棉襖”指的是冬季(5℃以下的低溫季節)來臨之前,給一年以內的拆除模板的壩段,在混凝土表面覆蓋保溫被、泡沫塑料板等保溫材料,防止混凝土表面因為外界環境溫度驟降產生溫度裂縫。一到冬季,符合條件的壩段會“穿”上色彩鮮艷的“保溫服”,為色彩單調的冬季增加了亮麗的景色。

“豆腐塊”里建“地下宮殿”

三峽大壩是在江水中建起來的嗎?大壩橫亙于長江之中,說它是在水里建起來的,當然不錯。但是實際上,為了保證大壩混凝土澆筑質量,修建大壩一般需先用“圍堰”(臨時擋水的壩)把將要建大壩的位置全部或部分圍起來形成“基坑”,同時讓江水“改道”,流向預先建好的泄水通道,這一過程在水利水電行業中稱之為“施工導流”。

為了統籌解決好大壩施工導流過程中的江水渲泄、通航等關系,一般需進行施工導流方案選擇和規劃??紤]到長江作為我國水運交通動脈,在施工期間不能斷航,以及三峽大壩壩址的自然條件等因素,經過多種技術方案比較,三峽工程施工導流采用“三期導流、明渠通航”的施工方案,在整個建設過程中“三圍長江、兩改江流”。

負責1997年的大江截流和2002年的導流明渠截流的,是中國工程院院士、三峽工程設計總工程師鄭守仁。鄭守仁生前曾說,這是“一生最大的挑戰,也是最大的榮耀”。

1997年的大江截流,是在葛洲壩工程形成的水庫中實施的,水深超過60米,超出一般的特大型工程截流水深的2~3倍,江底還有20多米的松軟淤沙。導流明渠截流流量大、落差高,龍口合龍單寬能量世界第一,江底為人工開挖修整形成,平整光滑,截流難度可想而知。

面對困難,鄭守仁集中群體智慧,首創“人造江底,深水變淺”預平拋墊底方案,在正式截流前的一個枯水季,用石渣料將大江截流龍口深槽河段的最大水深先墊至水深40米以內,把截流江段江底的淤沙“壓住”,這樣既可以確保安全施工,又降低了截流合龍時的拋投強度。導流明渠截流前,他花了兩年時間,通過水工模型反復試驗和比較研究,提出“雙戧截流、分擔高水頭落差”的良方。

三峽工程三期導流和兩次截流,其規模、難度和復雜程度堪稱世界之最。三期導流的順利實施,確保了施工期長江航運通暢,使三峽大壩順利建成、橫貫長江,讓“截斷巫山云雨,高峽出平湖”的愿望變成現實。

一提到三峽工程,很多人腦海中都會浮現出宏偉壯觀的三峽船閘,還有借助船閘“爬樓梯”過壩的大小船舶。

三峽船閘的全名是“三峽工程雙線五級連續梯級船閘”,也被稱為“三峽工程雙線五級永久船閘”,是目前世界上級數最多、上下游水位落差最大、輸水系統承擔的水頭(能量單位,指單位重量的液體所具有的機械能)最大的內河船閘。永久船閘共有24扇人字閘門,其外形與重量均為世界之最,號稱“天下第一門”。

五線船閘全長6.4千米、寬300米,堪稱是從堅硬的花崗巖山體中整體開挖出來的一條“人工運河”。由于船閘上下游水位落差達113米,它的直立邊坡最高達175米。如何控制高邊坡岸體內容易發生的斷裂、潛流、滲水及風化等地質活動,使船閘避免出現失衡滑坡的危險,是水利施工中公認的一道世界難題。

據當時的新聞報道,承擔主要施工任務的原武警水電部隊工程技術人員與我國水電專家一道共同努力,先后運用100多項新技術、新材料、新工藝,以及聲光、電子、化工、冶金、液壓傳動、材料力學等10多個學科知識,成功解決了船閘施工中遇到的各種難題。

梳理記載原武警水電部隊施工過程的相關資料,其中有兩個比喻讓人印象深刻。一個是關于開挖邊坡的:他們采用光面爆破和預裂爆破等控制爆破技術,“像刀切豆腐一般”從堅硬的花崗巖山體中開挖出直立高邊坡。據測算,如果將船閘開挖完成的土石方壘成截面1平方米的石墻,可以繞地球赤道一周。另一個比喻是關于高邊坡加固的:他們對高邊坡實施錨固鎖定方案,在巖體中“像納鞋底一樣”,打入10萬根高強錨桿和數千根錨索,將直立墻和兩側的高邊坡密密匝匝地“縫”成銅墻鐵壁。

此外,科研人員還在邊坡內修建了14條排水洞,解決了高邊坡巖體滲水問題。相關監測結果表明,永久船閘高邊坡十分穩定,變形值有效控制在設計允許的范圍內。(本刊綜合)

匯聚更為壯闊的力量

這是一個令人激動人心的時刻:從1994年正式開工,到1997年實現大江截流、2002年實現導流明渠截流、2006年全線澆筑到頂,再到2010年首次實現試驗性蓄水至175米正常蓄水位目標,以及如今全面完成建設任務,三峽工程走過了漫長而艱辛、偉大而壯闊的建設歷程。

站在高遠的歷史節點上,更能感受到三峽工程走到這一步的不易。有人說:“一部百年三峽史,正是近代中國強國史、奮斗史的生動寫照?!贝搜圆惶?,沒有強大的國力,沒有科技的進步,沒有集中辦大事的制度優勢,是不可能建設三峽工程的。據報道,三峽工程創造了100多項世界之最,建立起100多項工程質量和技術標準。從這個方面,也不難得出這樣一個結論:三峽工程是國之重器,是靠勞動者的辛勤勞動和自力更生創造出來的。

一代代人為何懷抱建設三峽工程的夢想?建設三峽工程究竟有何深遠意義?簡單地說,就是更好地開發和利用三峽資源,更好地造福人民。三峽工程的成功建成和運轉,使一代代人開發和利用三峽資源的夢想變為現實,成為改革開放以來我國發展的重要標志。高標準建設三峽工程,高效率運行三峽工程,高質量發揮三峽工程的歷史性作用,是緊緊相扣的三個階段。每個階段都極其重要,都需要全力推進。

作為迄今為止世界上規模最大的水利樞紐工程和綜合效益最廣泛的水電工程,三峽工程被寄予了厚望,它的意義絕不僅體現在一個層面、一個方面,而是對整個國民經濟發展都能發揮基礎性工程的作用。特別在當前,國家以“共抓大保護、不搞大開發”為導向推動長江經濟帶發展,三峽工程更是扮演了重要角色,無論踐行生態優先、綠色發展理念,還是推動科技發展、加強自主創新等,都能強有力地服務于國家戰略。

“神女應無恙,當驚世界殊?!比龒{工程是關系千秋萬代的系統工程,建設好、管理好、運行好才能最大程度發揮出社會效益、生態效益和經濟效益。中華民族的偉大復興,不會是歡歡喜喜、熱熱鬧鬧、敲鑼打鼓那么輕而易舉就實現的。以全面完成建設任務為契機,凝聚共識,匯聚力量,三峽工程將為全面建設社會主義現代化國家而盡到應盡的責任。(據光明網)

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