推荐三峡工程建造中碰到的问题 精品.docx

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推荐三峡工程建造中碰到的问题精品

核心提示:

　　从开工，到竣工，整整十七年，尽管伴随着种种争议与担忧，三峡工程仍然创造了世界水电工程建设的多项世界纪录:

大江截流、深水围堰、混凝土快速施工、双线五级船闸和大型水轮发电机组的制造与安装等等，在整个施工过程中，最多的时候同时有三万人在工地上工作，体现出一种“天行健，君子以自强不息”的美，我们也从中看到了中国特有的时代符号。

　　凤凰卫视12月15日《凤凰大视野》节目以下为文字实录:

　　陈晓楠:

20XX年5月，受当时三峡工程总公司总经理，中国工程院院士陆佑楣之邀，李锐来到了正在施工中的三峡工地。

看到施工现场之后，一向反对三峡上马的李锐，在座谈会上谈了他的两点意见，一个呢是这个工程，说明我们近半个世纪来技术的进步。

三峡电站容量比新安江大了近30倍，二是国家必须考虑到，建成之后出现的种种问题。

他强调这将关系子孙万代。

从开工到完工整整十七年，在建设过程当中，三峡水利枢纽主体建筑物总工程量的各项指标，都是世界已建和在建水利枢纽工程当中最大的。

　　解说:

1998年，三峡大坝的主体建筑物，开始进行混凝土浇筑，但是几个月之后难题接踵而至。

首先如何保证浇筑质量？

混凝土浇筑会造成裂缝隐患，是困扰各国工程界的难题。

其次如何保证浇筑如期完工？

大坝主题作业面庞大，如果使用常规浇筑方法，作业时间会长达二十多年，将远远超出计划范围。

最后如何保证施工安全进行，如何在这样的空间内，保证工程人员和施工设备的安全，成为了首要解决的难题。

　　陆佑楣:

整个工程有2800万立方米的混凝土，就集中在一个坝区，这么大的工作面要上升浇筑，用常规的手段，不行。

　　解说:

陆佑楣，中国工程院院士，三峡工程技术总负责人。

　　陆佑楣（中国工程院院士、中国三峡总公司总经理）:

这么大的工作量需要很多塔式起重机都在一起，空中的搭架就很难解决，很不安全。

地面的汽车运输量也非常大，环境是非常恶劣的，很容易出现事故

解说:

由于作业面狭窄，因此给大坝主体混凝土浇筑带来了很多困难，为了打破旧有的施工模式，陆佑楣在考察了国外很多建筑工地后，决定购买世界上最先进的混凝土浇筑机械---塔带机。

　　画面中这种有着超长械臂的大型机械，就是塔带机，首先由于它集运输和浇筑于一体，因此大大缩短了浇筑混凝土所需要的时间，而且塔带机可以连续浇筑，可以在一定程度上避免裂缝的出现。

中国长江三峡集团公司进口了六台塔带机，这样的施工规模在世界上都是非常罕见的。

　　郑守仁（中国工程院院士、水利部长江水利委员会总工程师）:

就是从这个拌和楼里出来的混凝土，用这个胶带机直接送到这个仓面上。

　　陆佑楣:

它就是用皮带机连续地生产、连续地施工、连续地浇筑、连续地运输。

　　杨清（中国长江三峡集团公司副总经理）:

六台塔带机起了很大的作用，它一个浇筑速度快，一个互相干扰少，安全保证好。

　　解说:

六台塔带机的使用，立竿见影地打破了施工困局，但是混凝土浇筑的最大难题，却并没有就此解决。

三峡地处高温多雨地区，夏季温度通常都在40摄氏度左右，浇筑好的混凝土内部和外部会慢慢出现巨大温差，因此就会产生危害极大的裂缝。

　　曹广晶（中国长江三峡集团公司副总经理）:

混凝土，它是一种流态的状态，然后到凝固的过程当中，它是一种化学反应，这个化学反应的过程，是一种放热的过程，凝固的过程它是一种放热，放热之后，就要产生温度控制问题，放热之后，它就要产生体积的膨胀，在收缩的时候，就在它的底部，或者是在表面，就会产生拉应力，极有可能导致裂缝。

解说:

为了避免产生裂缝，三峡工程监理单位规定，出机口处的混凝土温度不得超过7摄氏度。

当时世界上很多施工水平发达的国家，在夏天也不会轻易尝试浇筑混凝土，但是为了保证连续浇筑并能如期完工，三峡工程建设人员想到了一个办法。

　　陆佑楣:

要加冰拌和，不是加水，水泥跟一部分水，其他是冰，然后一起搅拌。

搅拌的过程，冰也化了，但是拌出来的混凝土温度就很低。

　　解说:

当混凝土浇筑工作开始以后，工地上开始流传这样一种说法，夏天吃冰棍，冬天盖棉被，原来冬天控制混凝土内外温差的办法与夏天刚好相反。

　　曹广晶:

到冬天的时候，还要把模板拆除以后，要立即进行保温，防止外面的寒潮，和混凝土之间温差过大。

所以每一个季节都有每一个季节的特点，每一块混凝土，甚至都有每一块混凝土的特点。

所以三峡，我们在温控方面应该说花了很大的代价，管理上采取了很多的措施，我们工地上流行的一个词，叫个性化的温控措施。

　　解说:

总之，为了控制混凝土的内外温差，工程人员想尽办法。

但是即便如此，三峡大坝的坝体却依然出现了裂缝。

20XX年3月，《南风窗》发表题为“为了三峡大坝不留隐患”的文章，第一次在中国媒体上，公开披露三峡大坝的裂缝问题。

作者称，只见大坝壁上从上到下有条条裂痕，缝宽可以插入成年人手掌，一时间各种质疑的声音纷至沓来。

李永安（中国长江三峡集团公司总经理）:

在开始的时候，大坝出现了一些裂缝，这个时候社会上的议论是比较多的。

　　陆佑楣:

在外部一传，说三峡大坝出现了裂缝，是“豆腐渣”工程，这个是夸大了，但是我们也千方百计要避免这种裂缝出现。

　　郑守仁:

当时这个事情也是轰动了，可以讲国内外吧，这个引起了国务院领导同志的重视。

　　解说:

作为世界上最大的水利枢纽工程，三峡备受世界各国关注。

20XX年7月，来自美国、俄罗斯、瑞士、韩国和日本的五国11家媒体的16位记者，都针对“大坝裂缝”的问题做了采访和报道。

　　杨清:

不在场的人一听说三峡大坝裂缝了，裂开了，汽车可以开进去了，这些都耸人听闻了。

　　陆佑楣:

但这些裂缝也只有0.2毫米的这种裂缝，表层裂缝，对坝体是没有太大的影响。

　　曹广晶:

这个裂缝，专家们都有结论是属于浅表型的，就是比较浅表面的裂缝。

　　解说:

尽管三峡左岸坝体出现的只是浅表层裂缝，对整个坝体安全并不构成威胁，但是为了做到万无一失，工程人员还是对裂缝进行了五道工序的细致修复。

李永安:

我们对出现的这些问题非常重视，采取了非常严格的措施来处理裂缝，进行灌浆，灌浆，表面又进行了保护。

通过采取严格的措施以后，经过运行了一段，我们又进行了检查，这些裂缝没有发展，而且可以得出这样的一个结论，这些裂缝不会对工程带来任何隐患。

所以当时社会上提出的这些质疑，应该说对我们是一个提醒。

所以我们在后期进一步地改进了施工工艺，使质量逐步得到提高，在三期大坝施工里面没有出现一条裂缝。

　　解说:

在随后的混凝土浇筑过程中，施工单位和监理单位都更加严格要求，甚至不惜推倒重来，也要保证三峡的坝体安全，在随后的三期工程中，三峡右岸坝体混凝土施工，首次创造坝体无任何裂缝的世界奇迹。

　　解说:

长江自古以来，就是贯穿中国腹地的黄金水道，但是每到枯水期，江水断流或船只搁浅的情况时有出现，给两岸百姓的生活带来巨大影响。

在三峡进行论证的时候，专家们就开始思考这个问题，三峡建成后，如何保证船只的正常运行，蓄水后的三峡水位落差有一百多米，一个简单的船闸无法解决通航问题，因此修建一个双线五级船闸的设想应运而生，但是伴随而来的是施工难度也将史无前例。

　　1994年1月，双线五级船闸破土动工，当时由中国武警水电部队承建，主要工作是连续开凿十八座山头，打通一条通航作业廊道。

　　陆佑楣:

为了保证以后使用的方便、安全，跟发电跟泄洪没有干扰的话，就在左岸的山体里边开挖的，要挖175米深，等于是挖出一个峡谷来。

解说:

然而在花岗岩山体内开凿300米宽、175米深的永久性船闸，其技术与施工难度均前所未有。

　　李少华（湖北电影制片厂导演）:

现在我们看到的那个船闸，它是十八座山头挖出来的，它挖下去高的地方就要170多米，非常壮观。

　　杨清:

就整个儿是一个平的了，是一个山包，山体了，完了整体上开挖下一百多米，就开挖到底。

　　解说:

连续开挖十八座山头，船闸的座基才初具规模，，但是随着对山体的开挖，形成了世界水利工程史上最高边坡，纵深170多米。

而且由于两侧山体的岩石松动，并向外释放张力，这将会导致船闸闸门无法开启。

　　陆佑楣:

这是由于岩石的岩体的，本来自然的硬的状态是稳定的，开挖了以后，它就失去了原来的，地应力就发生了变化。

可能造成岩石不稳定，会往外挤，如果往外挤，就会把船闸挤坏，挤坏了闸门开不了，关不了，那这个船闸就根本报废，没法运行。

所以这是一个很大的难题，从理论上计算各种各样的结果，说最终变形有的说要一米多，那这个就根本不成立了，有的说二十公分。

　　杨清:

你虽然开挖完了，支护完了以后，但是它的能量还没释放完，就要浇混凝土了，浇混凝土会不会由于开挖出来的岩体里的能量在释放的时候，岩体是动的，这个闸，除了闸墩是重力式的，它是坐在这儿的，闸墩是坐在这儿的，但是我整个臂是动态的，会不会造成由于山体的动，造成“人”字，不是闸墩完有“人”字门吗，造成山体动的话，“人”字门的最后顶的时候漏水，就关不上了。

　　郑守仁:

如果边坡变形大了，“人”字门开启就困难了，所以要控制山体的变形，达到毫米级。

就是要满足闸门运行要求，这是一个比较大的难题，我们最高的边坡是170多米高，所以要控制山体的变形。

解说:

由于山体自身具有的张力，开挖后两侧高边坡不具备稳定性，为了平衡山体的张力，工程人员采用了一个大胆的设想，通过打入锚杆、锚索并注入混凝土，将两侧的山体各自缝死锁紧。

　　郑守仁:

我们一个就是锚固，把山体开挖出来，直立坡采用预应力锚索锚固，再有一个，就是还有很多预应力锚杆了，锚杆、锚索给它加固。

　　陆佑楣:

挖出来的槽子两侧用30米到60米深的钻孔，用预应力锚索，施加每一根锚索都施加300吨，使得表层的岩体跟深层的岩体锚固在一起。

　　杨清:

所以这样的话，这么大的山体，等于是整个五级船闸，所以这个工程不可想象。

　　解说:

这条需要几十个人才能抬起来的，就是最长的一根锚杆，而在两侧不到25.6万平方米的直立边坡中，需要打进长短不一的锚杆九万余根。

不仅如此，工程人员还沿着锚杆插入的方向，向山体里插入钢筋，并浇筑大量混凝土，随着混凝土的凝固，锚杆和山体就合为了一体。

　　为了保证建成后的船闸固若金汤，三峡工程建设者在锚固施工中，使用对穿锚索和端头锚索2100多根，95000多米，索孔锚杆、普通锚杆和高强锚杆171000多根，1963000多米，各类锚索和锚杆共计173000多根，总长2千多公里，相当于从重庆到上海的水路距离。

这么多的锚索、锚杆，足以显示永久船闸这项工程的艰巨与浩大。

我们现在就穿行在这条人工开凿出来的峡谷中，两侧山体已看不出本来面目，为了保证闸室两边岩体的稳定，工程人员在岩体中打入了17万根锚杆和锚索。

一针一线地将直立墙和两侧的高边坡“缝”成了铜墙铁壁，使船闸两边的岩体保证了自身稳定。

　　陆佑楣:

最终监测到的岩体变形的最大只有两公分五，那是在原来预计的范围之内，所以下面的船闸闸室结构都是安全的。

　　解说:

在长达6年的开挖中，工程人员完成土石方开挖4200多万立方米，如果将它垒成截面1平方米的石墙，可以绕地球赤道整整一周。

而建成的三峡永久船闸分为五级，水位落差113米，上水和下水的船只分开航行，所以又被称为双线五级船闸。

　　陆佑楣:

这就要把三千吨级的轮船，或者是万吨级的船队都能够从上面下来，下面也可以上去。

　　郑守仁:

我们这个单向货运要达到五千万吨，就是一年五千万吨。

　　解说:

当前由于气体排放而产生温室效应，成为全世界都面临的环境问题，那么被称为清洁能源的水力发电，是否存在这一问题呢。

　　李永安:

水力发电是属于国家提倡的，清洁能源一种很重要的能源，而且我们国家的水能资源丰富，尤其现在我们的开发程度还比较低，应该说在这一次能源结构调整里面，国家还是要求要加快水电的这个发展。

陆佑楣:

现在世界上排放二氧化碳最大的国家就是中国和美国，全球都在讨论怎么来减排，应该充分地利用水能资源，三峡工程在这个上面，我说作出了重大的贡献。

它一年发的电量相当于，少燃烧四千万吨到五千万吨煤炭，要排放一亿到一亿二千万吨的二氧化碳。

现在不是全球都在说要减排多少，就三峡工程，一个工程就可以减排一亿多吨，那么这个是改善环境的一个工程。

　　解说:

1996年6月，中国长江三峡集团公司对外宣布，左岸电站将一次采购14台70万千瓦水轮发电机组，在当时70万千瓦的发电机组实数罕见，不仅中国没有，外国也是寥寥无几。

　　陆佑楣:

70万千瓦，以前的火电站，一个电站就是70万千瓦，我一台机组就是70万千瓦，980万千瓦的机组一次招标，在世界上都引起了轰动的。

　　李永安:

三峡14台机组，这个是一个比较大的单子，更重要的国外的厂商，是看到了中国未来市场的潜力，所以他们积极地响应我们招标的条件。

　　解说:

当这个世界上最大的水电设备采购项目一经公布，中国三峡立刻吸引了全球眼光，10家跨国公司组成6个投标体竞争投标，形成激烈角逐。

但是中国对此却另有打算。

　　李永安:

你必须向我们国内的工厂，转让你的核心技术。

　　解说:

中国长江三峡集团公司将同步引进资金和技术，写入了招标文件中，14台70万千瓦的发电机组，成为了当时国际市场上一块诱人的大蛋糕。

尽管条件苛刻，仍然有很多厂商前来洽谈。

杨清:

三峡有26台机组，上来就招了14台，这个份额很大，而且他们也知道，三峡后边还有向家坝、溪洛渡、乌东德、白鹤滩，有上百台70万以上的机组，这个我得进去。

因为世界上大概上百台70万机组，就是一百三四十台，80%在三峡公司，是三峡公司开发的。

就世界上的最大的市场是三峡，这个后续，所以他们呢，就宁肯拿最好的技术来买，所以有这个可能性。

　　杨亚（中国长江三峡集团公司总会计师）:

当时为了引进它的资金，我们就把需要使用出口信贷，基本要求，写到了我们的招标文件里面，这样的话，投标的厂商要想竞这个标，所以它就必须提供出口信贷。

　　解说:

不仅仅是购买国外的先进技术，引进国外资金也是当时三峡工程的一个目标，在对外发布的标书中，中国长江三峡集团公司，要求中标国家的信贷机构必须提供相应的信贷支持。

　　杨亚:

我们一共是采购了14台水轮发电机组，涉及到了10个国家，20多个厂商的制造，所以我们就跟10个国家的出口信贷机构都打交道，所以当时我们采取逐一突破的方式。

就这10个国家的出口信贷机构，一个一个去拜访，去拜访主要是做什么，就是讲三峡的这个故事，就是水能的资源有多少，每台机组的装机容量，投产发电以后，每一台机每年可以发多少电量，最终的产出是多少。

　　解说:

1997年秋天，中国长江三峡集团公司与法国阿尔斯通和德国西门子等多家公司签订了采购合同，国外企业也依照合同向中国输送了相关技术。

这就是其中一台70万千瓦水轮发电机组，它重达7700吨，一个转轮就有500吨。

当时的中国并没有安装经验，因此整个安装过程都充满了挑战。

杨清:

机组一大了，等于很多加工的这东西不是在制造厂，制造厂加工完了运不过来了，它只能在现场再做加工。

所以实际上机组一大，就形成了现场机组的最后一个加工厂。

　　解说:

杨清，中国长江三峡集团公司副总经理，水轮发电机组安装总负责人。

　　杨清:

比如说基座，这个基座整个，分成六块运过来可以，否则22米直径的一个基座怎么运，道路，哪都过不去。

　　解说:

但是由于长江是季节性河流，每年夏季汛期来临时，水位落差最高可达113米，由于不同水位带来的压力也不相同，因此水轮发电机组的转轮叶片所承受的压力也有所变化，而这种变化却会给发电机组带来安全隐患。

　　杨清:

这个条件下，它就用采用混流式的，就固定浆叶，它不能调，这样的话，肯定会某个区间会出现水力学的振动，一旦振动，跟机组其他部分再产生共振，这就是造成裂纹的主要原因。

　　解说:

水轮发电机组由于共振而产生裂缝，是一个世界级技术难题，无论是国内还是国外，很多水电工作都受到这一问题的困扰。

　　杨清:

三峡应该讲最难，我们目前还是面临着很大挑战的，问题就是机震的问题。

我们做过这方面的试验和测试，最后发现很难保，就是水力学的转轮转动，跟转频和我其他的钢材，或者这些方面的频率不重合，就不产生振动，计算都没办法保证。

解说:

为了解决机组共振的问题，杨清带领团队寻找解决办法。

　　杨清:

所以这方面也做了几十年的工作，各个方面一点一点都要算的，国内国外都算，而且即使这样算，但是在三峡初期的时候，所有的机组哪一种类型都遇到过强机震。

当然我们还是有一些办法。

　　解说:

此后三峡工程右岸，12台70万千瓦的水轮发电机组再次招标，中国两家公司中标，并在指定时间内完成了机组的生产和安装。

　　20XX年10月26日，三峡右岸电站最后一台机组，15号机组完成安装，并进入72小时试运行阶段。

在72小时试运行过程中，工程人员将一元钱的硬币放在机身上面，竟然纹丝不动。

　　20XX年6月30日上午8点，三峡左右两岸电站26台机组，首次实现同步并网发电，三峡年发电量相当于十个小浪底水利枢纽，发电规模居世界水电站之冠。