音頻科普:三峽大壩的前期工程
發(fā)布時(shí)間:2020-12-03
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音頻科普:三峽大壩的前期工程

三峽,位于我國(guó)湖北省宜昌市夷陵區(qū)境內(nèi),是愛(ài)國(guó)詩(shī)人屈原和古代四大美女之一王昭君的故鄉(xiāng);李白、杜甫、蘇軾、歐陽(yáng)修等歷史文化名人,無(wú)不對(duì)神奇秀麗、如詩(shī)如畫(huà)的三峽魂?duì)繅?mèng)繞,從而留下了許多寶貴詩(shī)篇。?

  如今,炎黃子孫又在這片神奇的土地上,創(chuàng)造了舉世矚目的文明奇跡,它就是目前世界上最大的水利樞紐——三峽工程。它是治理和開(kāi)發(fā)長(zhǎng)江的關(guān)鍵性骨干工程,具有防洪、抗旱、發(fā)電航運(yùn)、生態(tài)補(bǔ)水等巨大綜合效益的多目標(biāo)開(kāi)發(fā)工程。這項(xiàng)工程的建設(shè)包括移民工程、輸變電工程、樞紐工程三大部分,壩址位于長(zhǎng)江三峽西陵峽河段,控制流域面積達(dá)100萬(wàn)平方公里。?

  三峽工程,可以說(shuō)是我們夢(mèng)想了將近一個(gè)世紀(jì)的大工程。從1918年開(kāi)始,人們就在對(duì)這項(xiàng)工程進(jìn)行規(guī)劃和選址。到了1958年,我國(guó)水利專家才確定修建大壩的位置在西陵峽中的三斗坪,但由于歷史的原因,建造工程久久未能啟動(dòng)。專家在勘測(cè)、科研和論證中,對(duì)這座大壩又期盼了將近半個(gè)世紀(jì)。?

  今天,當(dāng)這個(gè)百年夢(mèng)想已經(jīng)成為世界上規(guī)模最大的水利樞紐工程時(shí),讓我們回眸過(guò)去,共同尋找夢(mèng)的起點(diǎn)。?

  1958年,我國(guó)水利專家確定的修建大壩地址——三斗坪坐落在西陵峽谷,相傳很久以前,有人在這里以三斗米開(kāi)了一家小店,三斗坪因此而得名。據(jù)專家們探測(cè),三斗坪下面存在大量的優(yōu)質(zhì)花崗巖,抗壓強(qiáng)度更是達(dá)到了每平方厘米能經(jīng)得起一噸的重壓,被認(rèn)為是建筑高壩最為理想的地質(zhì)巖體。而三峽大壩就是這樣的高壩,它要以自身的重量來(lái)抵御110多米的水位落差帶來(lái)的水平推力,還要應(yīng)對(duì)洪水、地震等威脅的考驗(yàn),所以大壩對(duì)基巖的要求非常高。?

  俗話說(shuō),萬(wàn)丈高樓平地起,但如果沒(méi)有堅(jiān)固的地基,別說(shuō)高樓了,就是普通樓房都無(wú)法建造,更何況這個(gè)實(shí)際高度為181米的大壩,所以,這片用花崗巖作基石的三斗坪就成了非常理想的修壩地址。另外,還有一個(gè)原因是它有地段上的優(yōu)勢(shì),這里地形比較開(kāi)闊,有利于分期導(dǎo)流和大壩的施工布置。?

  想要把混凝土一方一方地澆筑在江底基巖上固化成大壩,就需要臨時(shí)攔住水堤圍出一片水域,這個(gè)攔水堤被稱為圍堰,然后將圍堰內(nèi)的水抽干后,暴露出干涸的河床,才能形成干地施工的作業(yè)面,并澆筑混凝土大壩。不過(guò),這個(gè)施工場(chǎng)地占用了原來(lái)的主河道,所以,必須先為江水和船舶開(kāi)辟另外一條通道,這樣的通道被稱為導(dǎo)流明渠。?

  簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái),就是先在長(zhǎng)江的中間建造一個(gè)“大碗”,然后把“碗”中的江水抽空,這樣才可以在“碗底”進(jìn)行施工,剛剛所說(shuō)的圍堰就相當(dāng)于“碗邊”了。而導(dǎo)流明渠實(shí)際上就是在圍堰,也就是這個(gè)“大碗”外沿的兩邊開(kāi)辟出兩條河道,用來(lái)滿足來(lái)往的船舶和江水的流動(dòng)。?

  1994年12月14日,三峽工程正式開(kāi)工。這個(gè)舉世矚目的水利工程,從這一天開(kāi)始,正慢慢地從圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。雖然三峽工程的設(shè)計(jì)者們已經(jīng)制定了相當(dāng)縝密完備的方案,但面對(duì)如此浩大的工程,誰(shuí)也不敢掉以輕心。經(jīng)過(guò)幾年堅(jiān)持不懈的建設(shè),1997年5月1日,長(zhǎng)3000米,底部寬350米的導(dǎo)流明渠正式完工,為浩蕩的江水和往來(lái)的船舶開(kāi)辟了新的通道。?

  導(dǎo)流明渠是完工了,但這只是千里之行的第一步。想要為主河床段的大壩施工開(kāi)辟出場(chǎng)地,還需要截?cái)嚅L(zhǎng)江主流。這樣的做法,聽(tīng)起來(lái)就非常令人不可思議,浩浩蕩蕩的長(zhǎng)江奔騰而過(guò),更不要說(shuō)三峽截流的水深達(dá)到了60多米,流速可以達(dá)到每秒4米多,這意味著3噸以下的石頭,根本到不了江底就被水流沖跑了。?

  面對(duì)這個(gè)前所未有的技術(shù)難題,三峽水利工程建設(shè)者并沒(méi)有畏懼,而是迎難而上,解決問(wèn)題。當(dāng)時(shí)長(zhǎng)江科學(xué)院的工程師楊文俊和同事們進(jìn)行了長(zhǎng)江截流的模擬實(shí)驗(yàn),試驗(yàn)場(chǎng)按1:100的比例真實(shí)模擬了長(zhǎng)江的水深、流速和流量,再用砂石料進(jìn)行截流。但由于江水太深,投放的石料沒(méi)有辦法直接到達(dá)江底,而是在坡面上停留下來(lái),石料隨著坡面越積越陡,在水流的沖擊下,就會(huì)連同堤頂整個(gè)坍塌。?

  出現(xiàn)這種情況,首先要解決的就是水深問(wèn)題。于是長(zhǎng)江工程院的工程師們,嘗試在正式截流前,把河床最深的位置墊高,使水深只有28米左右。如果石料能夠到達(dá)江底,就可以避免圍堰坍塌。?

  要實(shí)現(xiàn)這樣的構(gòu)想,需要使用一種特殊的駁船,當(dāng)船行駛到預(yù)定地點(diǎn)后,艙底打開(kāi),石料就會(huì)一下子傾入江中,將河床墊高,這就是平拋墊底的妙招,讓“尖底鍋”變成了“平底鍋”,進(jìn)而使上下游圍堰向江心順利推進(jìn),從460米束窄到40米,形成截流龍口,然后由400多輛裝載著石料的巨型卡車輪流在上下游圍堰,從4個(gè)堤頭向龍口拋投石料,大石翻滾,浪花飛濺,最終在卡車不斷的運(yùn)送下,龍口逐漸收窄,上游左右兩道戧堤也慢慢連接在一起,合住了龍口。?

  后來(lái)有人粗略計(jì)算過(guò),對(duì)于截流拋投使用的石料和構(gòu)筑圍堰的沙石,如果按一節(jié)火車皮裝載100立方米來(lái)算的話,那就相當(dāng)于把10萬(wàn)節(jié)火車皮的沙石拋入江中,由此可見(jiàn)這是多大的工程量。值得一提的是,這次的三峽工程大江截流施工技術(shù)榮獲了國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。?

  完成了大江截流的圍堰,三峽工程還要繼續(xù)。因?yàn)檫@只是建起了一個(gè)土石壩,建設(shè)者們還要在砂石圍堰體內(nèi)澆筑一道防滲墻,并趕在洪水到來(lái)之前,加高圍堰抵擋汛期。并且,這道防滲墻的建成與否,可以說(shuō)是三峽工程成敗的關(guān)鍵。?

  如果說(shuō)三峽大壩的開(kāi)始是建造一個(gè)“大碗”,那么接下來(lái)就相當(dāng)于是給這個(gè)“大碗”的“碗壁”上加一層“防滲膜”。這就意味著,建設(shè)者們需要筑起兩道總面積9萬(wàn)平方米的防滲墻,進(jìn)而抵抗長(zhǎng)江水流的壓力。這兩道防滲墻不僅要為干地施工創(chuàng)造條件,還要能夠經(jīng)受住長(zhǎng)江洪水的沖擊。?

  1998年夏天,長(zhǎng)江上游特大洪水洶涌而至,樹(shù)立在江中的防滲墻經(jīng)受住了8次洪峰的考驗(yàn),始終固若金湯。而且關(guān)于大江截流后,上游圍堰防滲墻施工技術(shù)與研究,還榮獲了國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。?

  改革開(kāi)放以來(lái),有很多工程出現(xiàn)在大眾的視野里。但三峽水利工程僅僅在前期就獲得了兩次國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng),這樣的工程是屈指可數(shù)的。由此可見(jiàn),20世紀(jì)90年代末,我國(guó)科技水平正在迅速提高??萍脊ぷ髡邆兊臐撔难芯?,為國(guó)家工程的建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的力量。?



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