科技托起巍巍大壩
中國水利報
本報通訊員 王百恒 周長征
2003-06-10
6月1日,當今世界上最大的水電工程——長江三峽工程下閘蓄水。這是三峽工程建設的重要里程碑。
水利部長江水利委員會作為三峽工程設計總成單位,上世紀50年代受命進行三峽水利樞紐工程的水文、勘測、規劃、設計、科研、監理、移民規劃、環境評價和專題論證等工作,經過幾代人的不懈努力,為三峽工程建設提供了強有力的技術支撐。
肩 負 使 命
回首開工建設的10年,長委始終把搞好三峽工程建設作為首要大事,集中各方面專家、技術骨干,優先保證三峽工程技術力量,為工程提供全方位的、一流的技術服務。
設計是工程的靈魂,設計質量是工程建設質量的基礎。長委面對三峽工程設計工作中的挑戰和機遇,不斷實施技術創新,提高設計研究水平,加強對設計工作的動態管理和跟蹤檢查,強化現場技術服務,結合現場地質水文條件、施工方案進行動態設計,及時解答和研究解決工程施工中出現的技術難點問題,優化設計,加強對施工過程尤其是質量問題的檢查,并積極研究處理措施。設計的圖紙數以萬計,滿足了現場施工的需要。
圍繞三峽工程壩區、壩段、壩址和方案的比較,長委進行了大量的地質勘測工作。據不完全統計,幾十年來總的鉆探工作量達到20萬米以上,其中三峽工程壩址的鉆探工作量在8萬米以上。為三峽工程壩址的選定、三峽工程的論證和工程方案的決策以及保證工程的正常施工和運行提供了翔實、可靠的地質依據。
水文為工程規劃、設計、施工、運行等方面提供了重要的基礎資料和分析成果。在設計洪水、施工期水文泥沙觀測、大江截流和明渠截流水文監測、水文氣象預報、梯級調度自動化系統設計等方面進行了全面深入的研究,為三峽工程提供了可靠的科研、設計和施工依據,其作用已在三峽工程的建設中得到了充分體現。
就三峽工程的重大技術問題,長委開展了大量的科研工作,涉及的重大技術問題包括泥沙、泄洪消能、施工導截流、高壩壩基與高邊坡穩定、材料結構等諸多方面。據不完全統計,共完成各類科研成果報告近3000份,20多項科技成果達國內領先或國際先進水平。
三峽水庫移民因總量逾百萬而成為三峽工程建設成敗的關鍵。在長期的三峽工程探索研究中,移民規劃設計工作與主體工程一樣,一直是重點工作之一。長委組織力量認真編制了三峽移民安置規劃,指導移民搬遷安置的實施。實施過程中積極參與移民工程的管理,承擔了庫區移民綜合監理工作。目前,三峽二期移民任務已全面完成。
在10年的工程監理實踐中,采用了工程項目管理的理論和方法,對工程進行合同目標控制、現場監督管理、工程信息管理、合同關系協調等。保證了工程在受控狀態下有序施工,質量得以控制。所提供的工程質量方面的資料得到了三峽工程安全鑒定專家及國務院三峽工程驗收組和技術專家的肯定。
針對三峽工程環境影響報告書中提出的不利影響,長委開展了三峽工程環境保護初步設計,提出了應當采取的措施。三峽工程開工后,又編制了三峽庫區移民安置區的環境保護規劃、三峽工程生態環境監測系統實施規劃、三峽施工區環境保護實施規劃等,并從三峽工程開工起就進行了庫區水質監測工作。
三峽庫區水土流失問題得到全社會的普遍關注。長委以治水為主線,以小流域為單元,實施了水土流失重點防治工程,在三峽庫區,“長治”工程累計治理水土流失面積1.61萬平方公里。
正是由于長委全面的技術服務保障,三峽工程自開工以來進展順利。
克 難 攻 堅
三峽工程號稱“全球一號水電工程”,有20多項經濟技術指標為“世界之最”。面對超難技術“題庫”,長委幾代科研技術人員苦苦思索,在三峽工程規劃、論證、設計、建設過程中,攻克了一系列世界級技術難題。整個工程的設計水平代表了我國水利水電工程設計水平,總體上達到世界先進水平,在某些方面為世界領先水平。
三峽大江截流是當今世界截流流量最大、截流水深最大的截流工程。截流時河床最大水深60米,居世界首位,合龍時的設計流量比“原世界紀錄保持者”——巴西伊泰普工程還要高1倍多。其主要難點是截流河床表層有新的淤沙層,在截流堤進占過程中,堤頭出現坍塌,危及施工人員及機械設備的安全。針對這一難題,設計部門通過大量的水工模型試驗和計算分析,提出在截流龍口預平拋砂礫石及石渣、塊石料墊底的方案,并解決了平拋墊底拋投料水下成形及安全度汛問題。平拋墊底減少了截流的水深,從而防止了截流合龍過程中堤頭坍塌,保證了截流堤進占施工安全,為龍口順利合龍奠定了基礎。
三峽工程船閘為世界上最大的雙線五級船閘,全長6.4公里。它是在三峽工程大壩左側的花崗巖山體中開挖出來的。由于船閘上下游水位落差達113米,修建船閘要在花崗巖山體中切出一道最大開挖深度176米的高邊坡。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級難題。經過多年潛心攻關,設計人員提出船閘高邊坡設計方案,較好地解決了高邊坡的穩定和變形控制問題。
三峽工程大壩要用1610萬立方米混凝土澆筑而成,比現有最大的俄羅斯薩揚舒申斯克大壩多691萬立方米,年澆筑強度達到548萬立方米,刷新了巴西伊泰普水電站創造的年澆筑304萬立方米的世界紀錄。澆筑強度的增加必然增加技術難度,從砂石系統、建筑材料、溫控措施都將達到更高強度。長委經過長時間的系統研究,針對高強度混凝土澆筑最大風險在溫度控制的問題,采用了二次風冷技術,預冷骨料,生產制冷混凝土控制了最高澆筑溫度。這些方面都達到了世界領先水平。
泥沙問題對三峽工程的防洪、發電與航運至關重要。自上世紀50年代以來,長委組織了上千人次的泥沙研究人員參與研究。經過無數次模擬試驗和數學計算分析得出結論表明,采取“蓄清排渾”方式,三峽水庫在使用百年后,水庫沖淤可基本達到平衡,水庫仍保留有91.5%的防洪庫容和86%的興利庫容,可保證樞紐長期運行。
精 神 豐 碑
在三峽工程40年研究論證、10年建設過程中,幾代長委人發揚“傳、幫、帶”技術接力、民主決策的優良傳統,弘揚了團結、奉獻、科學、創新的長委精神,鑄造了一座與大壩同樣堅固無比的精神豐碑。
據不完全統計,長委有3000多人長年在一線從事三峽工程設計、勘測、科研等各方面的工作,迅速及時地解決了三峽工程中的各種技術難題。
幾十年前從事的野外勘測飽含長委人多少辛酸自不必說,僅在工程開工的10年里,長委人舍小家、顧大家,克服各種困難,帶病工作,長年堅守工地一線的感人事跡就數不勝數。
三峽工程建設工地的每個夜晚,長委在工地的設代局辦公室都是燈火通明,設計、監理人員夜以繼日地工作著。長時間緊張、超負荷的工作,不少人落下了職業病,但他們無怨無悔。
長委幾十年來一貫的技術民主在三峽工程建設工地得到很好的發揚。在技術討論會上,大家都可以充分發表不同意見,發揮各自的聰明才智,一批年輕人也因此在三峽工程建設中經受了鍛煉,并迅速成長為技術骨干。在三峽工程建設中,長委涌現出像鄭守仁、楊甫生、鈕新強、劉華亮、張小廳等一大批獲國家、省部級獎勵的先進個人。
長委人為三峽工程建設做出了巨大貢獻,三峽工程建設也錘煉了長委人。實踐表明,長委人有能力承接任何一項水利水電工程。