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滴水不漏的铜墙铁壁(上)

三峡工程二期围堰――

□ 本报记者 于翔汉
 2002年7月1日上午9时,伴随着一阵爆竹般的爆破声,总长1075.9米的三峡左岸二期下游围堰,在9.55秒内被炸除。瞬时,汹涌的长江水从堰口直奔矗立于江中的三峡大坝。长江水以她那奔放的热情,拥抱着新长成的三峡大坝。这是继2002年5月1日三峡二期上游围堰破堰进水后的又一壮举。
 在爆破现场观战的人们,无不感念二期围堰在三峡工程建设中所立下的赫赫战功。是它,以铜墙铁壁般的身躯挡住浩浩长江之水,使三峡二期工程得以在无水条件下顺利建设;是它,经受住1998年长江8次洪峰的考验,以滴水不漏的战绩让世人瞩目。
改写世界水电史的科技之花
 “围堰”是水利工程中重要的临时建筑物,其作用是截断河流,迫使河水从一侧宣泄。将围堰中的水抽干,形成“基坑”,就可以在基坑中修建大坝。
 很多人在孩提时,都玩过这样的游戏:在溪水中用石头和泥巴筑“坝”,将“坝”围成一圈,将其中的水舀干,捕捉里面的鱼虾。这个游戏,正似于围堰。但是,如果在十几米,甚至几十米深的江水中修筑围堰,那就是复杂、浩大的工程了。
 三峡工程二期围堰的作用是截断长江主河床,迫使江水从右侧的导流明渠宣泄,与一期工程已建成的纵向混凝土围堰一起,共同确保三峡大坝泄洪坝段、左岸厂房坝段及左岸电站厂房在无水条件下施工。
 二期围堰施工水深达60米,是当今世界上最大的深水围堰,堰体80%填料需在水下施工。二期围堰包括上、下游围堰两部分。为挡住涛涛的长江水,上游围堰堰顶高程需达到近90米,而下游围堰堰顶高程也得达到80多米。
 在水利工程建设中,围堰施工的成败是影响主体工程建设成败的关键因素之一。围堰在修筑过程中会遇到各种技术难题。围堰修筑完后,还要经受渗水、洪水等诸多因素的考验。
 三峡工程二期围堰施工,具有工程规模大、施工水深、挡水水头高、基础地质条件复杂、工期短、技术复杂等特点,是三峡工程建设中最具挑战性的关键技术难题之一。
 早在1958年,我国水电科研工作者就对三峡工程二期围堰进行了专题研究。以后,这一专题研究又经历了国家“七五”和“八五”期间的两次攻关,从而初步解决了三峡二期围堰所存在的关键技术问题。三峡工程开工后,有关二期围堰的科学研究又结合实际条件的变化进行了补充研究,从而使施工方案更趋完善。
 可以毫不夸张地说,三峡工程二期围堰从科研理论到施工实践,经历了漫长的岁月。它的成 功实施,改写了世界水电围堰施工史。它既是中国水电科技自立于世界水电科技强国之林的镇山瑰宝,更是中国水电工作者奉献给世界水电界的一朵绚丽的科技之花。
世界级难题考验中国水电科技
 在水利工程建设中,特别是在围堰、截流施工中,“戗堤”一词作为专业术语被频繁使用。当第一车土石材料沿围堰轴线倒入江中,围堰工程就正式开始了。随着土石材料的不断倾入,就在江河中形成了“戗堤”。“戗堤”不断地向江河的中部进发,即所谓的“进占”。当“进占”到一定的程度,就在江中形成了“龙口”。此时,惊心动魄的截流工程,便正式拉开了帷幕。显然,江水在“龙口”的流速随着“戗堤”的不断“进占”而增大。在这种条件下,无疑加大了“戗堤”继续“进占”即截流的难度。而当“戗堤”进占到将“龙口”截断的时候,也就完成了截流。截流成功后,工程技术人员在戗堤上进行诸如加固、防渗等一系列后继工程,使得围堰滴水不漏。至此,整个围堰工程才算大功告成。
作为一项系统工程,三峡工程二期围堰施工早在1996年下半年就已启动。1996年9月25日,中国三峡总公司与葛洲坝集团签订二期围堰及大江截流施工合同。同年11月下旬至12月中旬,二期围堰四个接头段预进占先后开始,水下平抛垫底开工。二期围堰工程进入水上、陆上全面施工阶段。
 三峡工程二期围堰由上、下游土石围堰与混凝土纵向围堰、长江左岸合抱而成。为挡住滔滔的长江水,上游围堰堰顶高程需达到近90米,而下游围堰堰顶高程也得达到80多米。修成后的二期围堰,其水面面积约60万平方米。将其中的水抽干,就形成了基坑。
 在水流湍急、水深达60米的长江三峡段,修筑这样一个系统工程,其难度可想而知。
 首先,工程规模巨大,二期围堰是当今世界上最大的深水围堰;
 其次,施工水深大,这给施工带来一系列的难题。比如倾入江水的骨料能否到达指定位置,会不会被水流冲走等。
 再次,挡水水头高。1998年末,二期围堰承受的总水头高达63米。巨大的水压力时时考验着堰体的稳定及防渗性能。而诸如基础地质条件复杂、防渗要求高、施工难、工期紧、施工强度高、技术复杂等一系列问题,无时无刻不在考验着当今中国的水电科技。
 始自于1958的关于三峡二期围堰的科研工作,无疑为解决二期围堰所存在关键技术问题打下了坚实的理论基础,而实验室中所做的围堰施工模拟试验,更为科学制定围堰施工的组织方案,提供了理论及实践支持。
 1997年11 月6日,二期围堰在历时一年进占施工后,不足40米宽的围堰龙口已经形成。此刻,世界的目光聚焦三峡:中国人将要在三峡上演一场惊天地、泣鬼神的截断长江的壮举。
 让长江改道――中国水电人诠释科学与理性
 对三峡工程而言,1997年实在是不平凡的一年。在完成了三峡工程庞杂的各项准备工程后,三峡工程要在这一年完成二期围堰的里程碑项目――大江截流。
 在水利工程建设中,截流工程是围堰工程的一个重要组成部分。只有完成了截流,才能进行围堰工程施工,从而形成基坑并在基坑中修建大坝。
 1997年11月8日,三峡工地二期围堰截流现场车水马龙,彩旗飞扬。上午9时,李鹏总理正式下达了合龙令。刹时,上下游围堰4个堤头上整装待发的车辆,如同一群威武的雄狮,直逼江水奔腾的上下游龙口。400多辆巨型装载车紧张有序地轮番在上下游围堰4个堤头向龙口抛投石料,激起阵阵浪花,发出巨大的轰响。龙口被逐步收窄至30米、20米、10米……
 下午3时30分,上游围堰截流成功,左右两道戗堤完全连接在一起,建设者们跨过合龙处紧紧拥抱。此刻,截流现场变成了一个欢乐的海洋。江泽民和李鹏从会场主席台来到截流围堰堤坝,向施工人员表示热烈祝贺和亲切慰问,工地又出现一次欢乐的高潮。
 在不到7个小时的时间里,建设者将宽40米,上游龙口拦腰截断。这对看“热闹”的外行人来说,实在是出乎意料。对此,人们感到“不惊险、不刺激、不过瘾”。然而,对内行人来说,他们深知,这短短的7小时,凝结了几代中国水电科技工作者的智慧、汗水和心血。
 截流难。而在以急、深、险著称于世的长江三峡上截流,可以说是难上加难。从理论上看,在长江上截流有这样几个关键性的技术问题必须解决。
 一是流量大。1981年葛洲坝工程截流时,水流流量为每秒4720立方米,1978年巴西伊泰普水电工程截流时,水流流量为每秒8100立方米。而1997年三峡工程大江截流时,水流流量为每秒11600立方米。
 二是水深大。葛洲坝工程截流时,龙口水深达44米;巴西伊泰普水电工程截流时,龙口水深为25至40米。而三峡工程大江截流时,龙口水深达60米。
 三是龙口抛投量大。葛洲坝截流时,共向龙口抛投物料10.6万立方米;三峡工程大江截流时共向龙口抛投物料14万立方米。
 ……
 仅这几项技术指标,无论是在难度上,还是在完成质量上,已可当之无愧地称为“世界第一”。而为解决这些难题,中国的水 电科研人员研究了近半个世纪,进行了大量的试验和广泛的科学论证。仅以1997年三峡工程大江截流为例,科研人员在制作试验模型时,就按1:100、1:80、1:40三种比例进行了模拟试验。
 7个小时,在历史的长河中仅是极其暂短的一瞬。然而,就在这暂短的一瞬中,中国水电人实现了几代水电科学工作的宏图,并将他们多年的理论研究在现实的舞台上演绎到极致。这是人与自然的成功对话,更是科学与理性的胜利。
 就在三峡工程大江截流的当日,躺在北京医院病床上的我国著名水电专家、两院院士潘家铮,支撑着病体,睁大双眼注视着截流现场电视直播报道。当电视屏幕上出现国家领导人宣布大江截流取得圆满成功的画面时,这位将一生精力致力于三峡工程研究的老人热泪双流,他激动地说:三峡工程建设已立于不败之地! 

发布日期:2003年05月09日