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CCTV《大三峽》第二集 西江石壁(視頻)
2009/10/5 20:18:44 新聞來源:cctv.com

  呈現三峽工程恢弘全景 獻禮新中國甲子華誕

  8集大型高清紀錄片《大三峽》

  10月3號-10號 CCTV-1 17:07

  大江截流

  一個舉世矚目的工程,從這天開始,將從圖紙一步步變為現實。三峽工程的設計者們,已經製訂了相當縝密、完備的方案,但麵對如此浩大的工程,誰也無法斷言還會出現多少意外。

  經過4年多的建設,1997年5月1日導流明渠完工。長3000米,底部寬350米的導流明渠,為浩蕩的江水和往來的船隻開辟了一個新的通道,接下來要做的就是截斷長江主流,為主河床段的大壩施工辟出場地。

  截斷長江主流,要從上下遊同時向河心拋投石料,讓上下遊兩道圍堰向河心推進,這就叫圍堰進占。但是三峽工程的大江截流,卻遇到了前所未有的困難。

  三峽截流的水深達到60多米,屬世界罕見。

  60米的水深,流速是每秒4米多,這意味著3噸以下的石頭根本到不了江底就被衝跑了。

  麵對技術難題,長江科學院的工程師楊文俊和同事們進行了大江截流的模型試驗。試驗場按1:100的比例模擬長江的水深、流速和流量,再用砂石料進行截流。但是,一開始就遇到了嚴重的問題:圍堰堤頭有坍塌的危險。

  由於水深,拋投的石料無法一下子到達江底,而是在坡麵上停留下來。石料隨著坡麵越積越陡,在水流的衝擊下,就會連同堤頂整個坍塌。

  這時首先要解決的是水深問題。長江科學院的工程師們嚐試在正式截流前,把河床最深的地方墊高,使水深隻有40米,如果石料能夠到達江底,便可以避免圍堰坍塌。但要實現這樣的構想,需要使用一種特殊的駁船。

  經過反複試驗,改裝後的駁船開往江心。駁船的倉底可以開啟,當船行駛到預定地點後,艙底打開,石料就會一下子傾入江中,將河床墊高。這就是平拋墊底的妙招。

  "尖底鍋"變成了"平底鍋",上下遊圍堰順利向江心推進,從460米束窄到40米,形成截流龍口。

  1997年11月8日的早晨,薄霧天氣,截流龍口在晨曦中靜靜等待。

  隨著合龍令的下達,400多輛巨型卡車輪番在上下遊圍堰4個堤頭向龍口拋投石料。葛洲壩集團一公司車隊司機朱顯清駕駛著自卸車一馬當先,投拋下第一車石料。

  在當年中央電視台的直播場麵中,一般觀眾看到的是巨車轟鳴、大石翻滾、浪花飛濺。其實,每一車石料尺寸、行駛線路、傾倒位置都有縝密的設計,嚴格的控製。無論哪一塊石頭滾落的位置不對,都會直接影響到下一階段的施工。

  從砂石料場到圍堰進占的路上,朱顯清和隊友們不斷往返著,龍口正逐漸收窄。

  下午3時30分,上遊左右兩道戧堤連接在一起,建設者們跨過合龍處,緊緊擁抱在一起。

  在一片歡騰聲中,時任中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席江澤民作了重要講話:"今天,舉世矚目的三峽水利樞紐工程勝利實現了大江截流,這是我國現代化建設的一件大事,也是人類改造和利用自然史上的一個壯舉"。

  截流拋投的石料和構築圍堰的沙石總共超過了1000 萬立方米。如果按一節火車皮通常裝載100立方米計算,相當於將10萬節火車皮的沙石拋入江中。大江截流完畢,標誌著工程實現從一期到二期的轉折。

  三峽工程大江截流施工技術,榮獲國家科技進步一等獎。


  圍堰防滲漏

  完成大江截流的圍堰隻是一個土石壩,難以防止江水的滲透。建設者要在砂石圍堰體內澆築一道防滲牆,並趕在洪水到來之前,加高圍堰抵擋汛期。二期圍堰特別是其中的防滲牆,可以講是三峽工程成敗的關鍵。

  為了創造幹地施工的條件,在圍堰中間必須填築起兩道總麵積9萬平方米的防滲牆。防滲牆要嵌入圍堰底部的基岩,才能抵抗水的壓力,站穩腳跟。這一切必須在汛期來臨之前完成,時間隻有8個月。

  三峽工程防滲牆的麵積之大,工藝之複雜,前所未有。為了與洪水搶時間,中國水電基礎局製訂了詳盡周密的工藝方案和流程,擺開了上百台大型設備。他們先用 "液壓雙輪銑槽機"對圍堰上部的砂石進行銑削,然後對中部的砂卵石用抓鬥機成槽,底部基岩則用衝擊鑽重鑿衝砸,砸出凹槽,再在凹槽上澆築牆體。

  這年夏天陰雨連綿,令人格外擔憂汛期會提前來臨。施工夜以繼日,連續作業,一再追趕進度。可就在鑽挖到岩石層時,卻遇到了意想不到的情況。

  中國水電基礎局有限公司原副總工程師胡迪煜介紹:這個陡坡帶原來地質資料提出的大概是隻有50多度,但是在我們施工過程中的時候,卻發現遠遠超過這個度數,大於70度。這樣的陡坡的話,施工很困難,鑽具坐不住,老一打就一溜,一打就溜,溜鑽。

  基岩無法鑿孔成槽,所有的人都焦急萬分。當務之急是盡快找到解決的辦法。

  中國水電基礎局有限公司原副總工程師胡迪煜介紹:原來我們采用機械衝擊,每分鍾是38到40下。這樣的話,由於衝擊頻率高,鑽頭不穩很容易打滑。我們後來改成手動衝擊,這樣的衝擊頻率可以大大地降低了,這樣的話鑽頭也就穩住了。能砸出一個小台階,砸出了這個小台階之後,在這個台階上下去定位管,再在定位管裏麵,下鑽具進行鑽孔。在這個台階上進行鑽孔,可以鑽到一定的深度之後,下去爆破筒,進行爆破。這樣的話可以達到束岩清槽的目的。

  采取新的施工方法大大加快了進度。1998年夏天,長江上遊特大洪水洶湧而至的時候,二期圍堰經受住8次洪峰的考驗,始終固若金湯。

  大江截流後上遊圍堰防滲牆施工技術與研究, 獲國家科技進步二等獎。



  混凝土澆築

  洪峰過後,圍堰內的江水被抽幹,萬古江底終見天日。

  大壩混凝土要澆築在新鮮的岩石上 ,建設者將風化鬆軟的岩石清理掉,這一刻,沉睡在江底億萬年的花崗岩向我們敞開了胸懷。為確保混凝土與基岩緊密粘合,施工人員用雪白的細棉布細心地擦幹基岩上的沙和水。1999年2月12日,大壩開始澆築。但與此同時,建設者又遇到了一個新的挑戰。

  按照施工總進度,三峽工程混凝土澆築高峰時段是在1999至2001年,每年必須澆築超過300萬立方米,平均每天澆築近1萬立方米,否則工期就會延誤。

  如果沿襲建設葛洲壩時代的澆築方案,用汽車運輸、再用起重機吊罐,每一罐隻有9立方米的混凝土,三峽大壩僅澆築就得20年。

  麵對挑戰 ,已經六十多歲的業主當家人陸佑楣依然活躍著創新思維。這時他想起,在美國考察時,美國墾務局的接待人員曾給他放了一段有關工程介紹的錄像,正是這段錄像,讓他看到了一樣東西。

  讓陸佑楣大感興趣的這樣東西叫塔帶機,是一種快速澆築設備。

  國務院三峽工程建設委員會原副主任、中國三峽總公司原總經理、中國工程院院士陸佑楣介紹:塔帶機就是塔式起重機吊一個皮帶機連續的澆,不是用混凝土罐,一罐一罐地來澆到大壩上。

  陸佑楣意識到這種在國內還沒有采用過的設備和施工方法,可以大大加快三峽大壩的混凝土澆築進度。

  陸佑楣介紹:以後我們就開始琢磨,長江水利委員會也派人到美國去,跟專利發明者羅泰克一起商量,在三峽大壩上怎麼使用,所以畫出這個方案,布置多少台?怎麼布置?那麼逐步逐步這個方案就成熟了。

  購買國外最先進設備要付出高昂的代價。這一點陸佑楣比誰都清楚,但是他算的是這樣一筆賬:如果工程滯後一年,損失要比買設備高出幾十倍甚至是上百倍。

  最終,三峽工程引進了6台塔帶機。僅一台塔帶機一個月就可澆築6萬立方米的混凝土。這樣整座三峽大壩就能按計劃在2006年澆築完成。

  巨型拌和樓內拌好的混凝土,順著架設好的地麵傳輸皮帶和"空中走廊"源源不竭地被送入指定的倉位。它們婉延起伏,相互交錯,形成壯觀的龍蛇矩陣,當年修建葛洲壩時,工地上聚集著十萬勞動大軍。而三峽工程的工地,人數最多時,也隻有3萬人,現代化的機械設備,讓中國水電工程施工徹底告別了人海戰術。

  2002年10月,左岸大壩完成混凝土澆築,矗立江中。

  左岸大壩混凝土澆築連續三年創造了築壩史上世界紀錄

  年澆築量最高為548萬立方米
  月澆築量最高為55.35萬立方米
  日澆築量最高為2.2萬立方米


  防裂縫 二次風冷

  一個月後,導流明渠截流成功,三峽工程第二次截斷長江。

  在右岸大壩的施工中,工程技術人員急需解決的是混凝土的裂縫問題。

  混凝土中水泥和水結合以後,會產生大量熱能使體積膨脹。但是澆築後的混凝土會遇冷收縮,表麵形成裂縫。這樣的裂縫哪怕不足一毫米,也會給大壩帶來致命的傷害。

  國務院三峽樞紐工程質量檢查專家組成員羅承管介紹:有一條很小的縫,在滲水以後,這個水滲進去以後,水的壓力很大,它慢慢像楔子一樣,慢慢楔進去,楔進去,一直可以把這個裂縫裂穿它。

  要避免裂縫,必須對混凝土實行預冷,常規的技術是用冷水浸泡砂石料,然後加冰攪拌。但是三峽工程的混凝土澆築量太大,既沒有足夠的場地來浸泡砂石,又難以處理因此而產生的大量廢水。

  三峽地區的高溫季節長達5個月,每年從3月到11月都要對混凝土進行預冷。尤其在夏季,地表砂石料的溫度高達攝氏50℃。這些都對混凝土的預冷工藝提出了更高的要求。

  長江水利委員會設計院的龍慧文和她的科研小組開始尋找一種既可行又簡單的辦法。試驗人員將傳統的水冷砂石料改為風冷,進入攪拌混凝土的拌合樓後再次冷風降溫,然後再往混凝土裏添加冰塊。反複幾次試驗,測得的混凝土平均溫度為攝氏6.8度,完全符合工程的需要。此前,國內外同行的定論是:混凝土出機口溫度難以達到7攝氏度以下。

  最後拌和樓拌出來混凝土是7度的,出機口是7度,然後再送到壩上去不超過10度、11度。

  "二次風冷技術"運用後,不但減少了占地,還降低了能耗,三峽工程因此節約投資近1億元。

  正是依靠嚴格溫控和工藝創新,三峽大壩的建設者攻克了高溫季節不宜大規模澆築混凝土的工程難題。

  對於溫度裂縫,國際通行標準是平均一萬立方米混凝土澆築不超過1條,而整個三峽大壩近1700萬立方米的澆築,溫度裂縫平均每一萬立方米隻有0.072條,不到國際標準的十分之一。三峽右岸大壩一共澆築了400多萬立方米混凝土,卻沒有出現一條裂縫。

  兩院院士、國務院三峽工程質量專家組組長潘家錚查勘了右岸大壩後說:"三峽右岸混凝土大壩創造了世界奇跡!"

  潘家錚曾說:我建議三峽的同誌們,可以寫篇論文,題目就叫沒有裂縫的混凝土大壩,在國際上發表,一定可以震驚世界。

  三峽右岸大壩的澆築建設,曆經了三個春秋。

  2006年5月20日下午14時,已在三峽工地幹了9年的澆築工人戚文和工友們完成了右岸大壩最後6立方米的混凝土澆築,退出澆築倉麵,抹平腳印。至此,全長2309米的三峽大壩全線到頂。

  2006年,"混凝土預冷二次風冷技術"獲國家技術發明二等獎。

  圍堰爆破

  大壩建成後將開始全線擋水,這時需要對碾壓混凝土圍堰進行爆破拆除。劉小鈞擔任了爆破現場副指揮。

  爆破計劃用192噸的炸藥,在13秒內掀掉近20萬立方米的混凝土。無論裝藥量和爆破的混凝土量,都堪稱"天下第一爆"。

  圍堰距離大壩不足100米,如此巨大的爆破量必然產生強大的衝擊波,波及到大壩和左岸14台正在發電的機組。如何確保大壩和發電機組不傷分毫,成了爆破成功與否的關鍵。爆破指揮部設計了最穩妥的爆破方案,決定采用水下延時爆破。

  這就要求炸藥能夠在40米深的水下浸泡7天,而爆破效果不發生改變。

  早在半年前,劉小鈞就和同事們開始研製這種特殊的乳化炸藥。乳化炸藥爆破力高,抗水性能好,但為了保護大壩,需要降低炸藥在爆破時產生的衝擊波。通過反複試驗,他們發現加入粗粒的鋁粉,可有效做到這一點。

  然而,國內外專家考察三期圍堰後,認為堰體堅固,必須采用高爆力的炸藥。

  劉小鈞和她的團隊通過不間斷的試爆,終於取得了最佳配方。

  試驗樣品被迅速送往國家炸藥檢測中心驗收。

  新研製的炸藥被裝入1864個炮孔,380米長、145米高的圍堰將在爆破聲中粉身碎骨。

  在波浪式的爆破中,圍堰成功拆除。剛剛建成17天的三峽大壩開始全麵承擔起擋水發電的功能。

  承擔著防洪、發電和航運等綜合效益的三峽大壩,中部是泄洪段,上下交錯設置了45個泄洪孔。兩座水電站廠房分別坐落在大壩的下遊坡腳。

  大壩的左端設置著垂直升船機。但是作為三峽工程主要組成部分的船閘,卻並沒有出現在大壩上。

  船舶的航行,對水的流速和水流的狀態,都有一定的要求。三峽大壩上由於布置了泄洪和發電裝置,壩前的水流和水態都發生了不利於船舶航行的改變。為了行船的安全,船閘的位置與大壩保持了一定距離。


  雙線五級船閘的高邊坡技術

  三峽大壩左岸,有一條人工開鑿的巨大峽穀,這就是三峽雙線五級船閘。船閘主體部分長1.6公裏,加上上下遊航道總長6.4公裏,有人把它稱作長江第四峽。

  1994年4月,當三峽大壩還在進行前期施工準備時,雙線五級船閘的開挖就已經動工了。

  船閘工程要削平18座山頭。為減少對山體的震動,武警水電部隊采用光麵爆破和預裂爆破等技術,在堅硬的花崗岩中開挖出上下兩道槽形航道,槽形航道兩側的直立牆高達68.5米,相當於23層普通居民樓的高度。

  188體育官網app 、露天采礦和道路修築等工程活動經常要開挖岩體,往往形成山坡一樣的開挖麵,這在工程上被稱作邊坡。一般認為高度超過60米、坡度大於30度的岩質邊坡屬於高邊坡。而三峽船閘開挖的邊坡,坡度為60到90度,最大開挖高度為170米。

  船閘開挖後如何確保兩邊岩石高邊坡的穩定,是一道世界級難題。山體被開挖後,兩邊岩體產生的應力會向中間釋放,就像從滿滿當當的書架上抽出幾本書,兩邊的書會向中間傾倒一樣,閘室若被擠壓變形,閘門不能正常啟閉,勢必影響航運。按照設計要求,直立牆的總體偏差要控製在20厘米以內。

  中國三峽總公司副總經理樊啟祥介紹:邊坡有變形,往外變形,我們給它適當地增加一個力,來控製它的變形,這樣的話,我們就在整個邊坡上麵,采取了以錨索、錨杆、坡護進行加固處理的措施。

  錨索由多股鋼絞線構成,通過鑽孔穿透變形或滑動的岩體,將一端的內錨頭錨固在穩定的岩層中,然後再錨固另一端的外錨頭,使鋼索產生強大的拉力,拽住不穩定的岩體。拉住一塊變形的岩體,要打進去很多根錨索,像納鞋底一樣,密密麻麻,緊緊錨固住船閘兩側山體。

  為確保船閘運行安全可靠,三峽建設者在船閘施工中布置了10多萬根高強度錨杆,4000多根錨索,要將這些錨索穿進山體,就需要打4000多個孔,每個孔深達60米,斜度誤差不能超過萬分之二,無論精確度還是技術難度,都屬世界罕見。工程技術人員在鑽杆上安裝扶正導向器,又嚴格控製風壓和推進進度,使鑽孔優良率達到了百分之九十。

  每一根60多米長的錨索,都需要80多人從5裏之外的車間扛到工地,再一步步抬上50米高的腳手架,然後一寸一寸地推進打好的孔洞。每穿一根錨索,少則兩小時,多則大半天,4200束錨索和17萬根錨杆,武警水電部隊的戰士們穿了整整五年!這些錨索和錨杆的總長度有200多萬米,相當220多座珠穆朗瑪峰的高度!

  被錨索和錨杆拉緊的岩體,保持了穩定,170米高邊坡的變形僅僅6厘米。別小看這6厘米,它的設計要術,難倒過國內外一流專家。

  預應力岩土錨固綜合技術及其應用,獲國家科技進步二等獎

  今天,當我們從空中俯瞰這座船閘的時候,不得不為每一位三峽建設者在這裏付出的智慧、流下的汗水而感歎。

  碩大的五級船閘承擔了113米水位落差,每級閘門大約分擔20到30米。為了提高通航能力,實行上行和下行同時過壩。

  長江水利委員會設計院院長鈕新強介紹:雙線連續五級船閘,這個規模在世界上是沒有的,一個是它的水頭,第二它的通航規模,和它所處的通航條件所決定的。我們這個船閘要滿足萬噸級的船隊,要滿足到2030年5千萬噸的、下水5千萬噸這樣的通航規模。

  船閘"人"字門的製作、運輸、安裝

  船閘的閘門關閉時,兩扇門形似大寫的中國漢字"人",故稱"人字門"。單扇的人字門重850噸,最大高度38.5米,寬約18米,麵積相當於兩個藍球場,堪稱"天下第一門"。

  雙線五級船閘一共有12套閘門,這些閘門分別由江南造船廠和武昌造船廠製造。在船廠製完成的閘門,拚裝驗收後,為方便運輸,再解體成12節,分批裝船運往三峽工地。如此巨大的閘門,不僅運輸難度大,安裝難度更大。

  由於船閘投入運行後,每扇閘門將要承受3萬多噸的水壓。這對於閘門來說是一個巨大的考驗。所以閘門在焊接拚裝過程中,要嚴格控製變形。為了做到這一點,施工人員每隔兩小時對門體的水平高度和兩端的垂直度進行測量,不斷調整焊接部位和順序。38.5米高的閘門安裝到位後,先後做了無水和有水調試。

  葛洲壩集團原船閘項目部李浩武介紹:就是我們在做有水調試的時候,對人字門進行檢測,檢測門軸柱和斜截柱在關閉狀態下的止水狀態,當時我們用的就是白紙和白布,和白的那種絨布,對整條,38.5米的整條止水帶進行擦試,擦試最後檢測的結果是,基本上是幹的,滴水不漏。

  重達800多噸的閘門嚴絲合縫,這是對施工質量最好的檢驗。經過9年的建設,這座世界上最大的內河船閘開始了船舶的通航。"水漲船高,水落船低",就在這不停地漲落中,貨船、客輪平靜通暢地駛過船閘航道,上達重慶,下行出海。

  幾年來,800多萬名乘客和近3億噸貨物,從這裏進出三峽,"黃金水道"從此名副其實。

  長江三峽二期工程永久船閘關鍵技術研究與實踐,獲國家科技進步二等獎


  中國工程院院士、中國科學院院士,國務院三峽樞紐工程質量檢查專家組組長 :潘家錚曾對三峽大壩的工程質量做了這樣的評價:所有這一切是要大自然來回答的,就是三峽工程的質量是優秀的,是合格的。我想用這個來回答,比我個人的下的判斷要好得多。

  在三峽大壩下遊的江邊,躺著一根10多米長的石柱,它是從右岸大壩澆築完成後的混凝土中鑽取的芯樣,石柱質地緊實堅硬,表達著中國人建造大壩的態度,也展示著中國築壩技術的嶄新高度。

三峽工程樞紐建築物的土石開挖方10259萬立方米
混凝土澆築2715萬立方米
鋼筋製作與安裝35.4萬噸
錨杆169.3萬米
混凝土防滲牆23.1萬平方米

  (來源:cctv.com)

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