科技托起巍巍大坝
中国水利报
本报通讯员 王百恒 周长征
2003-06-10
6月1日,当今世界上最大的水电工程——长江三峡工程下闸蓄水。这是三峡工程建设的重要里程碑。
水利部长江水利委员会作为三峡工程设计总成单位,上世纪50年代受命进行三峡水利枢纽工程的水文、勘测、规划、设计、科研、监理、移民规划、环境评价和专题论证等工作,经过几代人的不懈努力,为三峡工程建设提供了强有力的技术支撑。
肩 负 使 命
回首开工建设的10年,长委始终把搞好三峡工程建设作为首要大事,集中各方面专家、技术骨干,优先保证三峡工程技术力量,为工程提供全方位的、一流的技术服务。
设计是工程的灵魂,设计质量是工程建设质量的基础。长委面对三峡工程设计工作中的挑战和机遇,不断实施技术创新,提高设计研究水平,加强对设计工作的动态管理和跟踪检查,强化现场技术服务,结合现场地质水文条件、施工方案进行动态设计,及时解答和研究解决工程施工中出现的技术难点问题,优化设计,加强对施工过程尤其是质量问题的检查,并积极研究处理措施。设计的图纸数以万计,满足了现场施工的需要。
围绕三峡工程坝区、坝段、坝址和方案的比较,长委进行了大量的地质勘测工作。据不完全统计,几十年来总的钻探工作量达到20万米以上,其中三峡工程坝址的钻探工作量在8万米以上。为三峡工程坝址的选定、三峡工程的论证和工程方案的决策以及保证工程的正常施工和运行提供了翔实、可靠的地质依据。
水文为工程规划、设计、施工、运行等方面提供了重要的基础资料和分析成果。在设计洪水、施工期水文泥沙观测、大江截流和明渠截流水文监测、水文气象预报、梯级调度自动化系统设计等方面进行了全面深入的研究,为三峡工程提供了可靠的科研、设计和施工依据,其作用已在三峡工程的建设中得到了充分体现。
就三峡工程的重大技术问题,长委开展了大量的科研工作,涉及的重大技术问题包括泥沙、泄洪消能、施工导截流、高坝坝基与高边坡稳定、材料结构等诸多方面。据不完全统计,共完成各类科研成果报告近3000份,20多项科技成果达国内领先或国际先进水平。
三峡水库移民因总量逾百万而成为三峡工程建设成败的关键。在长期的三峡工程探索研究中,移民规划设计工作与主体工程一样,一直是重点工作之一。长委组织力量认真编制了三峡移民安置规划,指导移民搬迁安置的实施。实施过程中积极参与移民工程的管理,承担了库区移民综合监理工作。目前,三峡二期移民任务已全面完成。
在10年的工程监理实践中,采用了工程项目管理的理论和方法,对工程进行合同目标控制、现场监督管理、工程信息管理、合同关系协调等。保证了工程在受控状态下有序施工,质量得以控制。所提供的工程质量方面的资料得到了三峡工程安全鉴定专家及国务院三峡工程验收组和技术专家的肯定。
针对三峡工程环境影响报告书中提出的不利影响,长委开展了三峡工程环境保护初步设计,提出了应当采取的措施。三峡工程开工后,又编制了三峡库区移民安置区的环境保护规划、三峡工程生态环境监测系统实施规划、三峡施工区环境保护实施规划等,并从三峡工程开工起就进行了库区水质监测工作。
三峡库区水土流失问题得到全社会的普遍关注。长委以治水为主线,以小流域为单元,实施了水土流失重点防治工程,在三峡库区,“长治”工程累计治理水土流失面积1.61万平方公里。
正是由于长委全面的技术服务保障,三峡工程自开工以来进展顺利。
克 难 攻 坚
三峡工程号称“全球一号水电工程”,有20多项经济技术指标为“世界之最”。面对超难技术“题库”,长委几代科研技术人员苦苦思索,在三峡工程规划、论证、设计、建设过程中,攻克了一系列世界级技术难题。整个工程的设计水平代表了我国水利水电工程设计水平,总体上达到世界先进水平,在某些方面为世界领先水平。
三峡大江截流是当今世界截流流量最大、截流水深最大的截流工程。截流时河床最大水深60米,居世界首位,合龙时的设计流量比“原世界纪录保持者”——巴西伊泰普工程还要高1倍多。其主要难点是截流河床表层有新的淤沙层,在截流堤进占过程中,堤头出现坍塌,危及施工人员及机械设备的安全。针对这一难题,设计部门通过大量的水工模型试验和计算分析,提出在截流龙口预平抛砂砾石及石渣、块石料垫底的方案,并解决了平抛垫底抛投料水下成形及安全度汛问题。平抛垫底减少了截流的水深,从而防止了截流合龙过程中堤头坍塌,保证了截流堤进占施工安全,为龙口顺利合龙奠定了基础。
三峡工程船闸为世界上最大的双线五级船闸,全长6.4公里。它是在三峡工程大坝左侧的花岗岩山体中开挖出来的。由于船闸上下游水位落差达113米,修建船闸要在花岗岩山体中切出一道最大开挖深度176米的高边坡。如何控制高边坡岸体内容易发生的断裂、潜流、渗水及风化等地质活动,使船闸避免出现失衡滑坡的危险,是水利施工中公认的一道世界级难题。经过多年潜心攻关,设计人员提出船闸高边坡设计方案,较好地解决了高边坡的稳定和变形控制问题。
三峡工程大坝要用1610万立方米混凝土浇筑而成,比现有最大的俄罗斯萨扬舒申斯克大坝多691万立方米,年浇筑强度达到548万立方米,刷新了巴西伊泰普水电站创造的年浇筑304万立方米的世界纪录。浇筑强度的增加必然增加技术难度,从砂石系统、建筑材料、温控措施都将达到更高强度。长委经过长时间的系统研究,针对高强度混凝土浇筑最大风险在温度控制的问题,采用了二次风冷技术,预冷骨料,生产制冷混凝土控制了最高浇筑温度。这些方面都达到了世界领先水平。
泥沙问题对三峡工程的防洪、发电与航运至关重要。自上世纪50年代以来,长委组织了上千人次的泥沙研究人员参与研究。经过无数次模拟试验和数学计算分析得出结论表明,采取“蓄清排浑”方式,三峡水库在使用百年后,水库冲淤可基本达到平衡,水库仍保留有91.5%的防洪库容和86%的兴利库容,可保证枢纽长期运行。
精 神 丰 碑
在三峡工程40年研究论证、10年建设过程中,几代长委人发扬“传、帮、带”技术接力、民主决策的优良传统,弘扬了团结、奉献、科学、创新的长委精神,铸造了一座与大坝同样坚固无比的精神丰碑。
据不完全统计,长委有3000多人长年在一线从事三峡工程设计、勘测、科研等各方面的工作,迅速及时地解决了三峡工程中的各种技术难题。
几十年前从事的野外勘测饱含长委人多少辛酸自不必说,仅在工程开工的10年里,长委人舍小家、顾大家,克服各种困难,带病工作,长年坚守工地一线的感人事迹就数不胜数。
三峡工程建设工地的每个夜晚,长委在工地的设代局办公室都是灯火通明,设计、监理人员夜以继日地工作着。长时间紧张、超负荷的工作,不少人落下了职业病,但他们无怨无悔。
长委几十年来一贯的技术民主在三峡工程建设工地得到很好的发扬。在技术讨论会上,大家都可以充分发表不同意见,发挥各自的聪明才智,一批年轻人也因此在三峡工程建设中经受了锻炼,并迅速成长为技术骨干。在三峡工程建设中,长委涌现出像郑守仁、杨甫生、钮新强、刘华亮、张小厅等一大批获国家、省部级奖励的先进个人。
长委人为三峡工程建设做出了巨大贡献,三峡工程建设也锤炼了长委人。实践表明,长委人有能力承接任何一项水利水电工程。