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CCTV《大三峡》第二集 西江石壁(视频)
2009/10/5 20:18:44    新闻来源:cctv.com

  呈现三峡工程恢弘全景 献礼新中国甲子华诞

  8集大型高清纪录片《大三峡》

  10月3号-10号 CCTV-1 17:07

  大江截流

  一个举世瞩目的工程,从这天开始,将从图纸一步步变为现实。三峡工程的设计者们,已经制订了相当缜密、完备的方案,但面对如此浩大的工程,谁也无法断言还会出现多少意外。

  经过4年多的建设,1997年5月1日导流明渠完工。长3000米,底部宽350米的导流明渠,为浩荡的江水和往来的船只开辟了一个新的通道,接下来要做的就是截断长江主流,为主河床段的大坝施工辟出场地。

  截断长江主流,要从上下游同时向河心抛投石料,让上下游两道围堰向河心推进,这就叫围堰进占。但是三峡工程的大江截流,却遇到了前所未有的困难。

  三峡截流的水深达到60多米,属世界罕见。

  60米的水深,流速是每秒4米多,这意味着3吨以下的石头根本到不了江底就被冲跑了。

  面对技术难题,长江科学院的工程师杨文俊和同事们进行了大江截流的模型试验。试验场按1:100的比例模拟长江的水深、流速和流量,再用砂石料进行截流。但是,一开始就遇到了严重的问题:围堰堤头有坍塌的危险。

  由于水深,抛投的石料无法一下子到达江底,而是在坡面上停留下来。石料随着坡面越积越陡,在水流的冲击下,就会连同堤顶整个坍塌。

  这时首先要解决的是水深问题。长江科学院的工程师们尝试在正式截流前,把河床最深的地方垫高,使水深只有40米,如果石料能够到达江底,便可以避免围堰坍塌。但要实现这样的构想,需要使用一种特殊的驳船。

  经过反复试验,改装后的驳船开往江心。驳船的仓底可以开启,当船行驶到预定地点后,舱底打开,石料就会一下子倾入江中,将河床垫高。这就是平抛垫底的妙招。

  "尖底锅"变成了"平底锅",上下游围堰顺利向江心推进,从460米束窄到40米,形成截流龙口。

  1997年11月8日的早晨,薄雾天气,截流龙口在晨曦中静静等待。

  随着合龙令的下达,400多辆巨型卡车轮番在上下游围堰4个堤头向龙口抛投石料。葛洲坝集团一公司车队司机朱显清驾驶着自卸车一马当先,投抛下第一车石料。

  在当年中央电视台的直播场面中,一般观众看到的是巨车轰鸣、大石翻滚、浪花飞溅。其实,每一车石料尺寸、行驶线路、倾倒位置都有缜密的设计,严格的控制。无论哪一块石头滚落的位置不对,都会直接影响到下一阶段的施工。

  从砂石料场到围堰进占的路上,朱显清和队友们不断往返着,龙口正逐渐收窄。

  下午3时30分,上游左右两道戗堤连接在一起,建设者们跨过合龙处,紧紧拥抱在一起。

  在一片欢腾声中,时任中共中央总书记、国家主席、中央军委主席江泽民作了重要讲话:"今天,举世瞩目的三峡水利枢纽工程胜利实现了大江截流,这是我国现代化建设的一件大事,也是人类改造和利用自然史上的一个壮举"。

  截流抛投的石料和构筑围堰的沙石总共超过了1000 万立方米。如果按一节火车皮通常装载100立方米计算,相当于将10万节火车皮的沙石抛入江中。大江截流完毕,标志着工程实现从一期到二期的转折。

  三峡工程大江截流施工技术,荣获国家科技进步一等奖。


  围堰防渗漏

  完成大江截流的围堰只是一个土石坝,难以防止江水的渗透。建设者要在砂石围堰体内浇筑一道防渗墙,并赶在洪水到来之前,加高围堰抵挡汛期。二期围堰特别是其中的防渗墙,可以讲是三峡工程成败的关键。

  为了创造干地施工的条件,在围堰中间必须填筑起两道总面积9万平方米的防渗墙。防渗墙要嵌入围堰底部的基岩,才能抵抗水的压力,站稳脚跟。这一切必须在汛期来临之前完成,时间只有8个月。

  三峡工程防渗墙的面积之大,工艺之复杂,前所未有。为了与洪水抢时间,中国水电基础局制订了详尽周密的工艺方案和流程,摆开了上百台大型设备。他们先用 "液压双轮铣槽机"对围堰上部的砂石进行铣削,然后对中部的砂卵石用抓斗机成槽,底部基岩则用冲击钻重凿冲砸,砸出凹槽,再在凹槽上浇筑墙体。

  这年夏天阴雨连绵,令人格外担忧汛期会提前来临。施工夜以继日,连续作业,一再追赶进度。可就在钻挖到岩石层时,却遇到了意想不到的情况。

  中国水电基础局有限公司原副总工程师胡迪煜介绍:这个陡坡带原来地质资料提出的大概是只有50多度,但是在我们施工过程中的时候,却发现远远超过这个度数,大于70度。这样的陡坡的话,施工很困难,钻具坐不住,老一打就一溜,一打就溜,溜钻。

  基岩无法凿孔成槽,所有的人都焦急万分。当务之急是尽快找到解决的办法。

  中国水电基础局有限公司原副总工程师胡迪煜介绍:原来我们采用机械冲击,每分钟是38到40下。这样的话,由于冲击频率高,钻头不稳很容易打滑。我们后来改成手动冲击,这样的冲击频率可以大大地降低了,这样的话钻头也就稳住了。能砸出一个小台阶,砸出了这个小台阶之后,在这个台阶上下去定位管,再在定位管里面,下钻具进行钻孔。在这个台阶上进行钻孔,可以钻到一定的深度之后,下去爆破筒,进行爆破。这样的话可以达到束岩清槽的目的。

  采取新的施工方法大大加快了进度。1998年夏天,长江上游特大洪水汹涌而至的时候,二期围堰经受住8次洪峰的考验,始终固若金汤。

  大江截流后上游围堰防渗墙施工技术与研究, 获国家科技进步二等奖。



  混凝土浇筑

  洪峰过后,围堰内的江水被抽干,万古江底终见天日。

  大坝混凝土要浇筑在新鲜的岩石上 ,建设者将风化松软的岩石清理掉,这一刻,沉睡在江底亿万年的花岗岩向我们敞开了胸怀。为确保混凝土与基岩紧密粘合,施工人员用雪白的细棉布细心地擦干基岩上的沙和水。1999年2月12日,大坝开始浇筑。但与此同时,建设者又遇到了一个新的挑战。

  按照施工总进度,三峡工程混凝土浇筑高峰时段是在1999至2001年,每年必须浇筑超过300万立方米,平均每天浇筑近1万立方米,否则工期就会延误。

  如果沿袭建设葛洲坝时代的浇筑方案,用汽车运输、再用起重机吊罐,每一罐只有9立方米的混凝土,三峡大坝仅浇筑就得20年。

  面对挑战 ,已经六十多岁的业主当家人陆佑楣依然活跃着创新思维。这时他想起,在美国考察时,美国垦务局的接待人员曾给他放了一段有关工程介绍的录像,正是这段录像,让他看到了一样东西。

  让陆佑楣大感兴趣的这样东西叫塔带机,是一种快速浇筑设备。

  国务院三峡工程建设委员会原副主任、中国三峡总公司原总经理、中国工程院院士陆佑楣介绍:塔带机就是塔式起重机吊一个皮带机连续的浇,不是用混凝土罐,一罐一罐地来浇到大坝上。

  陆佑楣意识到这种在国内还没有采用过的设备和施工方法,可以大大加快三峡大坝的混凝土浇筑进度。

  陆佑楣介绍:以后我们就开始琢磨,长江水利委员会也派人到美国去,跟专利发明者罗泰克一起商量,在三峡大坝上怎么使用,所以画出这个方案,布置多少台?怎么布置?那么逐步逐步这个方案就成熟了。

  购买国外最先进设备要付出高昂的代价。这一点陆佑楣比谁都清楚,但是他算的是这样一笔账:如果工程滞后一年,损失要比买设备高出几十倍甚至是上百倍。

  最终,三峡工程引进了6台塔带机。仅一台塔带机一个月就可浇筑6万立方米的混凝土。这样整座三峡大坝就能按计划在2006年浇筑完成。

  巨型拌和楼内拌好的混凝土,顺着架设好的地面传输皮带和"空中走廊"源源不竭地被送入指定的仓位。它们婉延起伏,相互交错,形成壮观的龙蛇矩阵,当年修建葛洲坝时,工地上聚集着十万劳动大军。而三峡工程的工地,人数最多时,也只有3万人,现代化的机械设备,让中国水电工程施工彻底告别了人海战术。

  2002年10月,左岸大坝完成混凝土浇筑,矗立江中。

  左岸大坝混凝土浇筑连续三年创造了筑坝史上世界纪录

  年浇筑量最高为548万立方米
  月浇筑量最高为55.35万立方米
  日浇筑量最高为2.2万立方米


  防裂缝 二次风冷

  一个月后,导流明渠截流成功,三峡工程第二次截断长江。

  在右岸大坝的施工中,工程技术人员急需解决的是混凝土的裂缝问题。

  混凝土中水泥和水结合以后,会产生大量热能使体积膨胀。但是浇筑后的混凝土会遇冷收缩,表面形成裂缝。这样的裂缝哪怕不足一毫米,也会给大坝带来致命的伤害。

  国务院三峡枢纽工程质量检查专家组成员罗承管介绍:有一条很小的缝,在渗水以后,这个水渗进去以后,水的压力很大,它慢慢像楔子一样,慢慢楔进去,楔进去,一直可以把这个裂缝裂穿它。

  要避免裂缝,必须对混凝土实行预冷,常规的技术是用冷水浸泡砂石料,然后加冰搅拌。但是三峡工程的混凝土浇筑量太大,既没有足够的场地来浸泡砂石,又难以处理因此而产生的大量废水。

  三峡地区的高温季节长达5个月,每年从3月到11月都要对混凝土进行预冷。尤其在夏季,地表砂石料的温度高达摄氏50℃。这些都对混凝土的预冷工艺提出了更高的要求。

  长江水利委员会设计院的龙慧文和她的科研小组开始寻找一种既可行又简单的办法。试验人员将传统的水冷砂石料改为风冷,进入搅拌混凝土的拌合楼后再次冷风降温,然后再往混凝土里添加冰块。反复几次试验,测得的混凝土平均温度为摄氏6.8度,完全符合工程的需要。此前,国内外同行的定论是:混凝土出机口温度难以达到7摄氏度以下。

  最后拌和楼拌出来混凝土是7度的,出机口是7度,然后再送到坝上去不超过10度、11度。

  "二次风冷技术"运用后,不但减少了占地,还降低了能耗,三峡工程因此节约投资近1亿元。

  正是依靠严格温控和工艺创新,三峡大坝的建设者攻克了高温季节不宜大规模浇筑混凝土的工程难题。

  对于温度裂缝,国际通行标准是平均一万立方米混凝土浇筑不超过1条,而整个三峡大坝近1700万立方米的浇筑,温度裂缝平均每一万立方米只有0.072条,不到国际标准的十分之一。三峡右岸大坝一共浇筑了400多万立方米混凝土,却没有出现一条裂缝。

  两院院士、国务院三峡工程质量专家组组长潘家铮查勘了右岸大坝后说:"三峡右岸混凝土大坝创造了世界奇迹!"

  潘家铮曾说:我建议三峡的同志们,可以写篇论文,题目就叫没有裂缝的混凝土大坝,在国际上发表,一定可以震惊世界。

  三峡右岸大坝的浇筑建设,历经了三个春秋。

  2006年5月20日下午14时,已在三峡工地干了9年的浇筑工人戚文和工友们完成了右岸大坝最后6立方米的混凝土浇筑,退出浇筑仓面,抹平脚印。至此,全长2309米的三峡大坝全线到顶。

  2006年,"混凝土预冷二次风冷技术"获国家技术发明二等奖。

  围堰爆破

  大坝建成后将开始全线挡水,这时需要对碾压混凝土围堰进行爆破拆除。刘小钧担任了爆破现场副指挥。

  爆破计划用192吨的炸药,在13秒内掀掉近20万立方米的混凝土。无论装药量和爆破的混凝土量,都堪称"天下第一爆"。

  围堰距离大坝不足100米,如此巨大的爆破量必然产生强大的冲击波,波及到大坝和左岸14台正在发电的机组。如何确保大坝和发电机组不伤分毫,成了爆破成功与否的关键。爆破指挥部设计了最稳妥的爆破方案,决定采用水下延时爆破。

  这就要求炸药能够在40米深的水下浸泡7天,而爆破效果不发生改变。

  早在半年前,刘小钧就和同事们开始研制这种特殊的乳化炸药。乳化炸药爆破力高,抗水性能好,但为了保护大坝,需要降低炸药在爆破时产生的冲击波。通过反复试验,他们发现加入粗粒的铝粉,可有效做到这一点。

  然而,国内外专家考察三期围堰后,认为堰体坚固,必须采用高爆力的炸药。

  刘小钧和她的团队通过不间断的试爆,终于取得了最佳配方。

  试验样品被迅速送往国家炸药检测中心验收。

  新研制的炸药被装入1864个炮孔,380米长、145米高的围堰将在爆破声中粉身碎骨。

  在波浪式的爆破中,围堰成功拆除。刚刚建成17天的三峡大坝开始全面承担起挡水发电的功能。

  承担着防洪、发电和航运等综合效益的三峡大坝,中部是泄洪段,上下交错设置了45个泄洪孔。两座水电站厂房分别坐落在大坝的下游坡脚。

  大坝的左端设置着垂直升船机。但是作为三峡工程主要组成部分的船闸,却并没有出现在大坝上。

  船舶的航行,对水的流速和水流的状态,都有一定的要求。三峡大坝上由于布置了泄洪和发电装置,坝前的水流和水态都发生了不利于船舶航行的改变。为了行船的安全,船闸的位置与大坝保持了一定距离。


  双线五级船闸的高边坡技术

  三峡大坝左岸,有一条人工开凿的巨大峡谷,这就是三峡双线五级船闸。船闸主体部分长1.6公里,加上上下游航道总长6.4公里,有人把它称作长江第四峡。

  1994年4月,当三峡大坝还在进行前期施工准备时,双线五级船闸的开挖就已经动工了。

  船闸工程要削平18座山头。为减少对山体的震动,武警水电部队采用光面爆破和预裂爆破等技术,在坚硬的花岗岩中开挖出上下两道槽形航道,槽形航道两侧的直立墙高达68.5米,相当于23层普通居民楼的高度。

  水电建设、露天采矿和道路修筑等工程活动经常要开挖岩体,往往形成山坡一样的开挖面,这在工程上被称作边坡。一般认为高度超过60米、坡度大于30度的岩质边坡属于高边坡。而三峡船闸开挖的边坡,坡度为60到90度,最大开挖高度为170米。

  船闸开挖后如何确保两边岩石高边坡的稳定,是一道世界级难题。山体被开挖后,两边岩体产生的应力会向中间释放,就像从满满当当的书架上抽出几本书,两边的书会向中间倾倒一样,闸室若被挤压变形,闸门不能正常启闭,势必影响航运。按照设计要求,直立墙的总体偏差要控制在20厘米以内。

  中国三峡总公司副总经理樊启祥介绍:边坡有变形,往外变形,我们给它适当地增加一个力,来控制它的变形,这样的话,我们就在整个边坡上面,采取了以锚索、锚杆、坡护进行加固处理的措施。

  锚索由多股钢绞线构成,通过钻孔穿透变形或滑动的岩体,将一端的内锚头锚固在稳定的岩层中,然后再锚固另一端的外锚头,使钢索产生强大的拉力,拽住不稳定的岩体。拉住一块变形的岩体,要打进去很多根锚索,像纳鞋底一样,密密麻麻,紧紧锚固住船闸两侧山体。

  为确保船闸运行安全可靠,三峡建设者在船闸施工中布置了10多万根高强度锚杆,4000多根锚索,要将这些锚索穿进山体,就需要打4000多个孔,每个孔深达60米,斜度误差不能超过万分之二,无论精确度还是技术难度,都属世界罕见。工程技术人员在钻杆上安装扶正导向器,又严格控制风压和推进进度,使钻孔优良率达到了百分之九十。

  每一根60多米长的锚索,都需要80多人从5里之外的车间扛到工地,再一步步抬上50米高的脚手架,然后一寸一寸地推进打好的孔洞。每穿一根锚索,少则两小时,多则大半天,4200束锚索和17万根锚杆,武警水电部队的战士们穿了整整五年!这些锚索和锚杆的总长度有200多万米,相当220多座珠穆朗玛峰的高度!

  被锚索和锚杆拉紧的岩体,保持了稳定,170米高边坡的变形仅仅6厘米。别小看这6厘米,它的设计要术,难倒过国内外一流专家。

  预应力岩土锚固综合技术及其应用,获国家科技进步二等奖

  今天,当我们从空中俯瞰这座船闸的时候,不得不为每一位三峡建设者在这里付出的智慧、流下的汗水而感叹。

  硕大的五级船闸承担了113米水位落差,每级闸门大约分担20到30米。为了提高通航能力,实行上行和下行同时过坝。

  长江水利委员会设计院院长钮新强介绍:双线连续五级船闸,这个规模在世界上是没有的,一个是它的水头,第二它的通航规模,和它所处的通航条件所决定的。我们这个船闸要满足万吨级的船队,要满足到2030年5千万吨的、下水5千万吨这样的通航规模。

  船闸"人"字门的制作、运输、安装

  船闸的闸门关闭时,两扇门形似大写的中国汉字"人",故称"人字门"。单扇的人字门重850吨,最大高度38.5米,宽约18米,面积相当于两个蓝球场,堪称"天下第一门"。

  双线五级船闸一共有12套闸门,这些闸门分别由江南造船厂和武昌造船厂制造。在船厂制完成的闸门,拼装验收后,为方便运输,再解体成12节,分批装船运往三峡工地。如此巨大的闸门,不仅运输难度大,安装难度更大。

  由于船闸投入运行后,每扇闸门将要承受3万多吨的水压。这对于闸门来说是一个巨大的考验。所以闸门在焊接拼装过程中,要严格控制变形。为了做到这一点,施工人员每隔两小时对门体的水平高度和两端的垂直度进行测量,不断调整焊接部位和顺序。38.5米高的闸门安装到位后,先后做了无水和有水调试。

  葛洲坝集团原船闸项目部李浩武介绍:就是我们在做有水调试的时候,对人字门进行检测,检测门轴柱和斜截柱在关闭状态下的止水状态,当时我们用的就是白纸和白布,和白的那种绒布,对整条,38.5米的整条止水带进行擦试,擦试最后检测的结果是,基本上是干的,滴水不漏。

  重达800多吨的闸门严丝合缝,这是对施工质量最好的检验。经过9年的建设,这座世界上最大的内河船闸开始了船舶的通航。"水涨船高,水落船低",就在这不停地涨落中,货船、客轮平静通畅地驶过船闸航道,上达重庆,下行出海。

  几年来,800多万名乘客和近3亿吨货物,从这里进出三峡,"黄金水道"从此名副其实。

  长江三峡二期工程永久船闸关键技术研究与实践,获国家科技进步二等奖


  中国工程院院士、中国科学院院士,国务院三峡枢纽工程质量检查专家组组长 :潘家铮曾对三峡大坝的工程质量做了这样的评价:所有这一切是要大自然来回答的,就是三峡工程的质量是优秀的,是合格的。我想用这个来回答,比我个人的下的判断要好得多。

  在三峡大坝下游的江边,躺着一根10多米长的石柱,它是从右岸大坝浇筑完成后的混凝土中钻取的芯样,石柱质地紧实坚硬,表达着中国人建造大坝的态度,也展示着中国筑坝技术的崭新高度。

     三峡工程枢纽建筑物的土石开挖方10259万立方米
     混凝土浇筑2715万立方米
     钢筋制作与安装35.4万吨
     锚杆169.3万米
     混凝土防渗墙23.1万平方米     

  (来源:cctv.com)

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