[分享]“三峡工程”建设  世纪梦想成现实

 

1918年，革命先行者孙中山在《建国方略》一文中提出了建立三峡工程的原始设想：“当以水闸堰其水，使舟得溯流以行，而又可资其水力。”

孙中山开发三峡水电资源的论著发表后，国民政府工商部曾计划在西陵峡内黄陵庙和葛洲坝修建两座总装机容量分别为32万千瓦、50万千瓦的低水头电站，总预算1.665亿美元。但这一计划在当时也仅仅是纸上谈兵。

1944年5月，世界著名水坝专家、美国垦务局总工程师萨凡奇博士提出《扬子江三峡计划初步报告》。在该《报告》中，他建议在南津关至石牌之间选定坝址、修建电站。该电站设计坝高225米，总装机容量1056万千瓦，兼有防洪、航运、灌溉之利。这个以发电为主的综合利用方案，当时被视为水利工程的一大创举。

1945年，国民政府原则同意萨凡奇的三峡计划。随后，组成三峡水利发电计划技术研究委员会，并于1946年组队入峡进行地形测量和经济调查。

三峡工程建设需要众多学科的综合集成，涉及水工、施工、泥沙、航运、水文、气象、地质、材料、金属结构、机电设备、生态、环境、信息等众多学科和专业领域。除直接参与工程建设的业主、设计、施工、监理单位的科技人员外，新中国成立以来，尤其是改革开放后，全国有数十家科研院所和高校、数万名科技人员投入三峡工程的科技工作，提交了近万份科技成果报告。同时针对重大技术难题，汇集全国科技精华，充分发挥专家的作用，展开科技攻关，并借鉴国外先进经验，科学决策。

这些科技成果为三峡工程建设和枢纽运行等重大问题的科学决策奠定了基础，对优化设计、改进施工工艺、保证工程质量、节约工程投资、促进现代化管理发挥重要作用。

三峡工程是中华民族自主创新能力的集中体现。面对一系列世界级难题，参加三峡工程建设的全体建设者，始终把科技创新贯穿于工程建设的全过程。除机组和少数施工设备从国外引进外，其余的设备、材料、设计、施工全部由中国自己的队伍完成。经过探索和实践，三峡工程在集成创新(大坝混凝土快速施工、双线连续五级船闸工程、导截流及围堰工程)、引进消化吸收再创新(以三峡工程为载体，推进大型机电装备国产化)、原始创新(中国自主开发的发电机蒸发冷却技术)等方面取得了一系列的重大成就，形成具有自主知识产权的“三峡品牌”的技术。

三峡工程在建设过程中，成功地研究解决了一系列重大科技难题，多项成果具有世界领先水平，走出一条三峡特色的自主创新道路。截至三峡大坝建成，三峡工程科技成果已获得国家科技奖励14项，省部级科技进步奖200多项，获得专利数百项，同时创造了100多项世界之最。

 三峡工程混凝土工程量巨大，总量达2800万立方米，其中大坝混凝土量达1600万立方米，高峰施工强度需要1年浇筑混凝土逾500万立方米。如何在高强度混凝土施工中，实现混凝土浇筑的高质量，让三峡工程按期保质，甚至提前发挥其巨大的综合效益，一直是三峡工程设计、施工与工程管理的核心问题。为此，三峡总公司组织参建各方和科研单位从混凝土原材料与配合比、混凝土浇筑方案与配套工艺、大体积混凝土温控防裂等方面进行综合攻关，采用一系列最新技术，集成创新，成效显著。

新型的混凝土原材料与配合比：为充分利用工程本身开挖出的花岗岩基岩，三峡工程在国内率先将花岗岩破碎后用作混凝土骨料，首次利用性能优良的I级粉煤灰作为混凝土掺合料，投入数百万元研究混凝土配合比，包括进一步改进高性能的外加剂，使混凝土综合性能达到最优水平。经多家权威研究机构和总公司试验中心平行试验，优选出的大体积混凝土配合比单位用水量仅90公斤/立方米左右，达到世界先进水平。

革命性的混凝土浇筑方案：混凝土浇筑方案和配套工艺是大坝混凝土施工的关键。经国内外多次调研、深入论证，三峡总公司决定引进国外最先进的大坝浇筑专用设备——塔带机，确定了以塔带机为主的混凝土浇筑方案。该方案的特点是，混凝土从拌和楼生产出来后，通过皮带机将混凝土输送到塔带机上，再由塔带机直接将混凝土有序地摊铺到大坝仓面上。这种工厂化的生产方式，相比间断式的汽车运输加起重机吊罐入仓的传统浇筑工艺，可以说是一场大坝浇筑的工艺革命。

创新性的混凝土温控防裂技术：大体积混凝土温控防裂是大坝施工的又一重点与难点。由于皮带机运送预冷混凝土时温度回升较大，夏天高温季节时，每运送150米，混凝土温度约回升1℃，更增加了这一问题的难度。

三峡工程在这个世界水电工程的老大难问题上取得了突破性进展：首创混凝土骨料二次风冷技术，盛夏时将拌和楼生产出的混凝土全部预冷到7℃；突破并严于规范要求，对高标号混凝土进行“个性化”通水冷却，很好地控制了混凝土最高温度；采用保温性能优良的聚苯乙烯板进行大坝表面的永久保温；在管理上总结出“天气、温度控制、间歇期”三项预警制度，保证了混凝土温控各个环节的高质量。

建设大坝必须截流构筑围堰，建设方通过多年的方案比较研究，确立了“三期导流、明渠通航、围堰挡水发电”的施工方案。

三峡工程截流包括大江截流和导流明渠截流，截流成功后都面临在一个枯水期快速修建深水高土石围堰或高碾压混凝土围堰的难题。三峡工程大江截流和明渠截流的难度，与世界上单项水力学指标最高的一些截流工程比较，都是较高的，其综合困难程度乃世界截流史所罕见。1997年11月8日大江截流和2002年11月6日导流明渠提前截流成功，标志着我国河道截流技术已跻身世界领先地位。

大江截流是修建二期上下游土石围堰关键性的第一道工序，其目的是截断长江主河道，迫使长江水流改道从导流明渠宣泄。截流最大水深达60米。针对大江截流水深，戗堤进占出现堤头坍塌的难题，建设方探讨了深水截流堤头坍塌的机理，提出并创造性地采用深水平抛垫底措施，有效防止了堤头坍塌事故的发生。1997年11月8日，龙口顺利合拢。

明渠截流具有截流流量大、截流水深、落差大、龙口流速大、截流总功率大等特点，是当今世界上截流综合难度最大的截流工程。为此，建设方进行了多年的一系列关键技术攻关研究。不论是截流工程关键技术研究，还是高质量截流的信息跟踪及动态决策保障系统研究等方面均取得了创新成果。《长江三峡工程大江截流设计及施工技术研究与工程实践》获1999年国家科技进步一等奖。

与此同时，深水土石围堰关键技术也是高水平的。二期上游土石围堰最大高度82.5米，堰体施工最大水深60米，为深水土石围堰。围堰基础地形地质条件复杂。围堰型式为两侧石渣及块石体、中间风化砂及砂砾石堰体，塑性混凝土防渗墙上接土工合成材料防渗心墙。围堰填筑方量达1032×104立方米，且80%堰体为水下抛填，防渗墙面积达8.4×104平方米，需在1998年汛前建成度汛，工期紧、强度高、施工难度大，为国内外已建水利水电工程罕见。围堰于1998年6月抢至度汛高程，先后经受长江8次洪峰考验，在洪水流量61000立方米每秒，最高水位77.8米时，围堰运行正常。

据统计，三峡工程蓄水135米水位后，2003、2004年货运量分别达到1475万吨、4308万吨。2005年，三峡坝区通过货运量为4393万吨，其中双线五级船闸共通过货物3291万吨、旅客188.4万人次；滚装翻坝运输31.48万台次，货运量1102万吨。远远超过三峡船闸未通航前葛洲坝三座船闸年货运量1800万吨的历史纪录，是葛洲坝水利枢纽多年(1981～2003年)平均货运总量958万吨的4.6倍。蓄水后，库区的航运条件大大改善，有效降低了运输成本，长江已成名副其实的“黄金水道”。

从孙中山1918年的梦想到2012年7月4日三峡电站最后一台水电机组投产历时近一个世纪，三峡水利枢纽由梦想变为了现实。三峡工程功在当代、利在千秋，既是效益巨大的经济工程，又是彪炳千秋的民生工程；既是凸显中国特色社会主义制度优越性的政治工程，又是河、库和湿地保护修复的生态工程；更是国之重器！

今年4月24日，习近平总书记在湖北考察时说，三峡工程是国之重器。他强调：真正的大国重器，一定要掌握在自己手里。核心技术、关键技术，化缘是化不来的，要靠自己拼搏。