固若金湯的大壩、宏偉順暢的船閘、運(yùn)行穩(wěn)定的機(jī)組……。擁有數(shù)十個(gè)“世界之最”的長(zhǎng)江三峽工程,歷經(jīng)13年建設(shè),在高峽平湖之間已經(jīng)創(chuàng)造出人類(lèi)文明史上的曠世奇觀。
現(xiàn)代科技是創(chuàng)造三峽奇跡的第一推動(dòng)力。
攻克難題
作為世界上最大的水利工程,三峽工程面臨一系列世界級(jí)難題。在三峽工程上馬之前,國(guó)家組織了長(zhǎng)達(dá)40多年的三峽技術(shù)難題攻關(guān),有數(shù)千名科研人員投入三峽科研大會(huì)戰(zhàn),取得了數(shù)百項(xiàng)科研成果,提交了2000多份科技成果報(bào)告。1993年三峽工程正式施工后,國(guó)家又將三峽工程的有關(guān)科研項(xiàng)目列為攻關(guān)課題和國(guó)家重大項(xiàng)目,其領(lǐng)域涉及泥沙、航運(yùn)、水文、地質(zhì)、水工、施工、建材、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備、生態(tài)環(huán)境、人文等多學(xué)科、多專(zhuān)業(yè)。
在長(zhǎng)江河床上修筑起來(lái)的三峽大壩,全長(zhǎng)2309米,最大壩高181米。大壩的布置,既要考慮防洪,又要考慮發(fā)電和航運(yùn)。通過(guò)攻關(guān)創(chuàng)新,三峽大壩設(shè)計(jì)最大泄洪流量為124300立方米每秒,26臺(tái)大容量機(jī)組布置于大壩左右兩側(cè),采用壩后式電站廠房,船閘和升船機(jī)則利用有利的河道地形條件布置于長(zhǎng)江左岸。優(yōu)化比選后確定的方案,成功地解決了大流量、多機(jī)組帶來(lái)的河床寬度不足的難題。
三峽大壩泄洪壩段全長(zhǎng)483米,汛期約有四分之三的洪水要從這一壩段通過(guò),如何保證在特大流量情況下,洪水從大壩安全下泄,是三峽工程遇到的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難題。在大壩建設(shè)中,對(duì)泄洪壩段采用了三層孔口布置方式,布置23個(gè)深孔,22個(gè)表孔,為進(jìn)行三期施工導(dǎo)流和截流布置22個(gè)導(dǎo)流底孔,從而解決了在高水頭、大流量、多排沙復(fù)雜條件下,大壩因高速水流可能出現(xiàn)的空化及泥沙磨蝕和消能防沖問(wèn)題,確保了大壩安全運(yùn)行。
三峽工程雙線(xiàn)五級(jí)船閘是世界上總水頭最大,連續(xù)級(jí)數(shù)最多的船閘。整個(gè)船閘開(kāi)挖要在花崗巖山體中深切,兩側(cè)要形成最大高度達(dá)170米的直立高邊坡,如何保持如此復(fù)雜的船閘高邊坡的穩(wěn)定,在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)先例,是一道世界級(jí)難題。在船閘建設(shè)中,通過(guò)運(yùn)用大量高新技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)和多學(xué)科綜合試驗(yàn)研究,采取預(yù)裂爆破、光面爆破、坡面噴錨等新工藝,成功地解決了高邊坡開(kāi)挖失穩(wěn)和變形的問(wèn)題。
大壩混凝土澆筑出現(xiàn)裂縫,是水利工程的“常見(jiàn)病”、“多發(fā)病”。三峽大壩混凝土澆筑初期,也出現(xiàn)了一些裂縫,一度是三峽施工的最大頑癥。為攻克頑癥,確保工程質(zhì)量,三峽工程圍繞混凝土施工展開(kāi)了科技攻關(guān)。為滿(mǎn)足三峽混凝土耐久性的特殊要求,優(yōu)化混凝土原材料及配合比,創(chuàng)造出二次風(fēng)冷技術(shù)、綜合溫度控制技術(shù)等一系列新技術(shù)、新工藝。技術(shù)創(chuàng)新,有效地減少了混凝土的收縮變形,控制了裂縫的產(chǎn)生,使混凝土澆筑產(chǎn)生裂縫的頑癥得到根治,2003年下半年三峽工程進(jìn)入三期施工后,大壩澆筑質(zhì)量不斷躍上新臺(tái)階。2004年,三峽主體工程混凝土單元工程質(zhì)量?jī)?yōu)良率達(dá)92.7%,比二期工程提高了10個(gè)百分點(diǎn)。
現(xiàn)代科技的運(yùn)用,自主創(chuàng)新的實(shí)施,確保了中華民族千秋大業(yè)的建設(shè)質(zhì)量。大量監(jiān)測(cè)表明,三峽左岸大壩自2003年6月蓄水運(yùn)行以來(lái),運(yùn)行安全正常。2004年9月8日,三峽出現(xiàn)特大洪峰,當(dāng)洪峰以60500立方米每秒的峰值通過(guò)三峽時(shí),大壩安然無(wú)恙,布置在大壩上的發(fā)電機(jī)組也運(yùn)行如常。
提升效益
三峽工程是具有防洪、發(fā)電、航運(yùn)等巨大綜合效益的多目標(biāo)開(kāi)發(fā)工程,其發(fā)電能力位居世界水電站之首,機(jī)組全部投產(chǎn)后年平均發(fā)電847億千瓦時(shí)。
現(xiàn)代科技不僅為三峽工程質(zhì)量提供了保證,還為三峽速度和效益的大幅提升提供了巨大動(dòng)力。
三峽工程在大壩混凝土快速施工技術(shù)方面取得了一系列重大突破。在施工上,三峽創(chuàng)造了以塔帶機(jī)為主,輔以高架門(mén)機(jī)、塔機(jī)和纜機(jī)的綜合施工方案,使水電工程混凝土施工從傳統(tǒng)常規(guī)的吊罐澆筑,升華為混凝土一條龍連續(xù)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了工廠化作業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)。
三峽工程創(chuàng)造的混凝土快速施工工藝和現(xiàn)代化施工管理體系,因其標(biāo)準(zhǔn)高于同行業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),被建筑界譽(yù)為“三峽標(biāo)準(zhǔn)”。
新技術(shù)、新工藝使三峽建設(shè)全面提速。從1999年到2001年,三峽工程進(jìn)行了連續(xù)3年的高強(qiáng)度混凝土施工,年澆筑量都在400萬(wàn)立方米以上,其中2000年創(chuàng)造了年澆筑548萬(wàn)立方米,月澆筑55.3萬(wàn)立方米、日澆筑2.2萬(wàn)立方米的三項(xiàng)混凝土澆筑世界紀(jì)錄。
由于三峽大壩施工進(jìn)展加快,國(guó)務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會(huì)決定提前一年在2006年長(zhǎng)江汛后將三峽水位提高到156米高程,這樣不僅可以提前發(fā)揮三峽工程的防洪調(diào)控作用,而且將提高三峽機(jī)組的發(fā)電能力,并顯著改善三峽航道的航行條件。
三峽發(fā)電機(jī)組的科技攻關(guān),在三峽效益的提升方面效果最為顯著。通過(guò)“技術(shù)轉(zhuǎn)讓——消化吸收——自主創(chuàng)新”三部曲,三峽工程用五、六年的時(shí)間實(shí)現(xiàn)了幾十年的跨越。2003年三峽工程首批投產(chǎn)6臺(tái)機(jī)組,比原計(jì)劃多投產(chǎn)4臺(tái),機(jī)組投產(chǎn)創(chuàng)造了一個(gè)電站一年內(nèi)連續(xù)投產(chǎn)6臺(tái)70萬(wàn)千瓦大型機(jī)組,單個(gè)電站裝機(jī)容量達(dá)到470萬(wàn)千瓦的世界紀(jì)錄。三峽當(dāng)年發(fā)電86億千瓦時(shí),日發(fā)電量躍居全國(guó)發(fā)電廠第一。
到2005年9月初,三峽工程已有13臺(tái)機(jī)組提前投產(chǎn)發(fā)電,三峽累計(jì)發(fā)電已達(dá)770多億千瓦時(shí)。
三峽工程建設(shè)總工期17年,將于2009年完工。工程建設(shè)初期曾預(yù)計(jì)整個(gè)三峽工程的總投資需要2039億元,由于工程成本的降低,現(xiàn)在預(yù)計(jì)工程投資將控制在1800億元之內(nèi),節(jié)省200億元。三峽投資大幅節(jié)省,科技創(chuàng)新功不可沒(méi)。
實(shí)現(xiàn)超越
現(xiàn)代科技不僅解決了三峽工程自身的道道難題,也因此帶動(dòng)了我國(guó)諸多領(lǐng)域的科技進(jìn)步。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),自1993年開(kāi)工以來(lái),三峽工程已有10多項(xiàng)科研項(xiàng)目獲得國(guó)家級(jí)科技成果獎(jiǎng),200多個(gè)科研項(xiàng)目獲得省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)。在三峽建設(shè)過(guò)程中申請(qǐng)和應(yīng)用的發(fā)明專(zhuān)利達(dá)700多項(xiàng)。
三峽工程進(jìn)行的兩次截流——1997年進(jìn)行的大江截流和2002年進(jìn)行的導(dǎo)流明渠截流,其綜合技術(shù)難度均為世界截流史上所罕見(jiàn)。在兩次截流中,進(jìn)行了大量水力學(xué)模型試驗(yàn)以及數(shù)值計(jì)算和機(jī)理分析研究,取得了一系列技術(shù)創(chuàng)新成果,使我國(guó)河道截流技術(shù)躍居世界領(lǐng)先水平。三峽大江截流設(shè)計(jì)及施工技術(shù)榮獲1999年國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
三峽船閘是當(dāng)今世界上技術(shù)最為復(fù)雜的船閘,堪稱(chēng)世界超級(jí)船閘。在船閘建設(shè)過(guò)程中,圍繞船閘水力學(xué)、自動(dòng)化控制技術(shù)和船閘金屬結(jié)構(gòu)技術(shù)等方面的攻關(guān),使我國(guó)航運(yùn)建筑設(shè)施的技術(shù)水平躍居世界前列。
三峽工程對(duì)于我國(guó)機(jī)電制造業(yè)的促進(jìn)作用尤為突出。三峽工程的水輪發(fā)電機(jī)組、高壓電氣設(shè)備、升船機(jī)和船閘設(shè)備、直流和交流輸變電設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、容量、規(guī)模都代表世界當(dāng)今最高水平,三峽工程在這些領(lǐng)域的技術(shù)突破和超越,極大地提升了我國(guó)民族工業(yè)的制造水平。
現(xiàn)代科技是創(chuàng)造三峽奇跡的第一推動(dòng)力。
攻克難題
作為世界上最大的水利工程,三峽工程面臨一系列世界級(jí)難題。在三峽工程上馬之前,國(guó)家組織了長(zhǎng)達(dá)40多年的三峽技術(shù)難題攻關(guān),有數(shù)千名科研人員投入三峽科研大會(huì)戰(zhàn),取得了數(shù)百項(xiàng)科研成果,提交了2000多份科技成果報(bào)告。1993年三峽工程正式施工后,國(guó)家又將三峽工程的有關(guān)科研項(xiàng)目列為攻關(guān)課題和國(guó)家重大項(xiàng)目,其領(lǐng)域涉及泥沙、航運(yùn)、水文、地質(zhì)、水工、施工、建材、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備、生態(tài)環(huán)境、人文等多學(xué)科、多專(zhuān)業(yè)。
在長(zhǎng)江河床上修筑起來(lái)的三峽大壩,全長(zhǎng)2309米,最大壩高181米。大壩的布置,既要考慮防洪,又要考慮發(fā)電和航運(yùn)。通過(guò)攻關(guān)創(chuàng)新,三峽大壩設(shè)計(jì)最大泄洪流量為124300立方米每秒,26臺(tái)大容量機(jī)組布置于大壩左右兩側(cè),采用壩后式電站廠房,船閘和升船機(jī)則利用有利的河道地形條件布置于長(zhǎng)江左岸。優(yōu)化比選后確定的方案,成功地解決了大流量、多機(jī)組帶來(lái)的河床寬度不足的難題。
三峽大壩泄洪壩段全長(zhǎng)483米,汛期約有四分之三的洪水要從這一壩段通過(guò),如何保證在特大流量情況下,洪水從大壩安全下泄,是三峽工程遇到的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難題。在大壩建設(shè)中,對(duì)泄洪壩段采用了三層孔口布置方式,布置23個(gè)深孔,22個(gè)表孔,為進(jìn)行三期施工導(dǎo)流和截流布置22個(gè)導(dǎo)流底孔,從而解決了在高水頭、大流量、多排沙復(fù)雜條件下,大壩因高速水流可能出現(xiàn)的空化及泥沙磨蝕和消能防沖問(wèn)題,確保了大壩安全運(yùn)行。
三峽工程雙線(xiàn)五級(jí)船閘是世界上總水頭最大,連續(xù)級(jí)數(shù)最多的船閘。整個(gè)船閘開(kāi)挖要在花崗巖山體中深切,兩側(cè)要形成最大高度達(dá)170米的直立高邊坡,如何保持如此復(fù)雜的船閘高邊坡的穩(wěn)定,在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)先例,是一道世界級(jí)難題。在船閘建設(shè)中,通過(guò)運(yùn)用大量高新技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)和多學(xué)科綜合試驗(yàn)研究,采取預(yù)裂爆破、光面爆破、坡面噴錨等新工藝,成功地解決了高邊坡開(kāi)挖失穩(wěn)和變形的問(wèn)題。
大壩混凝土澆筑出現(xiàn)裂縫,是水利工程的“常見(jiàn)病”、“多發(fā)病”。三峽大壩混凝土澆筑初期,也出現(xiàn)了一些裂縫,一度是三峽施工的最大頑癥。為攻克頑癥,確保工程質(zhì)量,三峽工程圍繞混凝土施工展開(kāi)了科技攻關(guān)。為滿(mǎn)足三峽混凝土耐久性的特殊要求,優(yōu)化混凝土原材料及配合比,創(chuàng)造出二次風(fēng)冷技術(shù)、綜合溫度控制技術(shù)等一系列新技術(shù)、新工藝。技術(shù)創(chuàng)新,有效地減少了混凝土的收縮變形,控制了裂縫的產(chǎn)生,使混凝土澆筑產(chǎn)生裂縫的頑癥得到根治,2003年下半年三峽工程進(jìn)入三期施工后,大壩澆筑質(zhì)量不斷躍上新臺(tái)階。2004年,三峽主體工程混凝土單元工程質(zhì)量?jī)?yōu)良率達(dá)92.7%,比二期工程提高了10個(gè)百分點(diǎn)。
現(xiàn)代科技的運(yùn)用,自主創(chuàng)新的實(shí)施,確保了中華民族千秋大業(yè)的建設(shè)質(zhì)量。大量監(jiān)測(cè)表明,三峽左岸大壩自2003年6月蓄水運(yùn)行以來(lái),運(yùn)行安全正常。2004年9月8日,三峽出現(xiàn)特大洪峰,當(dāng)洪峰以60500立方米每秒的峰值通過(guò)三峽時(shí),大壩安然無(wú)恙,布置在大壩上的發(fā)電機(jī)組也運(yùn)行如常。
提升效益
三峽工程是具有防洪、發(fā)電、航運(yùn)等巨大綜合效益的多目標(biāo)開(kāi)發(fā)工程,其發(fā)電能力位居世界水電站之首,機(jī)組全部投產(chǎn)后年平均發(fā)電847億千瓦時(shí)。
現(xiàn)代科技不僅為三峽工程質(zhì)量提供了保證,還為三峽速度和效益的大幅提升提供了巨大動(dòng)力。
三峽工程在大壩混凝土快速施工技術(shù)方面取得了一系列重大突破。在施工上,三峽創(chuàng)造了以塔帶機(jī)為主,輔以高架門(mén)機(jī)、塔機(jī)和纜機(jī)的綜合施工方案,使水電工程混凝土施工從傳統(tǒng)常規(guī)的吊罐澆筑,升華為混凝土一條龍連續(xù)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了工廠化作業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)。
三峽工程創(chuàng)造的混凝土快速施工工藝和現(xiàn)代化施工管理體系,因其標(biāo)準(zhǔn)高于同行業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),被建筑界譽(yù)為“三峽標(biāo)準(zhǔn)”。
新技術(shù)、新工藝使三峽建設(shè)全面提速。從1999年到2001年,三峽工程進(jìn)行了連續(xù)3年的高強(qiáng)度混凝土施工,年澆筑量都在400萬(wàn)立方米以上,其中2000年創(chuàng)造了年澆筑548萬(wàn)立方米,月澆筑55.3萬(wàn)立方米、日澆筑2.2萬(wàn)立方米的三項(xiàng)混凝土澆筑世界紀(jì)錄。
由于三峽大壩施工進(jìn)展加快,國(guó)務(wù)院三峽工程建設(shè)委員會(huì)決定提前一年在2006年長(zhǎng)江汛后將三峽水位提高到156米高程,這樣不僅可以提前發(fā)揮三峽工程的防洪調(diào)控作用,而且將提高三峽機(jī)組的發(fā)電能力,并顯著改善三峽航道的航行條件。
三峽發(fā)電機(jī)組的科技攻關(guān),在三峽效益的提升方面效果最為顯著。通過(guò)“技術(shù)轉(zhuǎn)讓——消化吸收——自主創(chuàng)新”三部曲,三峽工程用五、六年的時(shí)間實(shí)現(xiàn)了幾十年的跨越。2003年三峽工程首批投產(chǎn)6臺(tái)機(jī)組,比原計(jì)劃多投產(chǎn)4臺(tái),機(jī)組投產(chǎn)創(chuàng)造了一個(gè)電站一年內(nèi)連續(xù)投產(chǎn)6臺(tái)70萬(wàn)千瓦大型機(jī)組,單個(gè)電站裝機(jī)容量達(dá)到470萬(wàn)千瓦的世界紀(jì)錄。三峽當(dāng)年發(fā)電86億千瓦時(shí),日發(fā)電量躍居全國(guó)發(fā)電廠第一。
到2005年9月初,三峽工程已有13臺(tái)機(jī)組提前投產(chǎn)發(fā)電,三峽累計(jì)發(fā)電已達(dá)770多億千瓦時(shí)。
三峽工程建設(shè)總工期17年,將于2009年完工。工程建設(shè)初期曾預(yù)計(jì)整個(gè)三峽工程的總投資需要2039億元,由于工程成本的降低,現(xiàn)在預(yù)計(jì)工程投資將控制在1800億元之內(nèi),節(jié)省200億元。三峽投資大幅節(jié)省,科技創(chuàng)新功不可沒(méi)。
實(shí)現(xiàn)超越
現(xiàn)代科技不僅解決了三峽工程自身的道道難題,也因此帶動(dòng)了我國(guó)諸多領(lǐng)域的科技進(jìn)步。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),自1993年開(kāi)工以來(lái),三峽工程已有10多項(xiàng)科研項(xiàng)目獲得國(guó)家級(jí)科技成果獎(jiǎng),200多個(gè)科研項(xiàng)目獲得省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)。在三峽建設(shè)過(guò)程中申請(qǐng)和應(yīng)用的發(fā)明專(zhuān)利達(dá)700多項(xiàng)。
三峽工程進(jìn)行的兩次截流——1997年進(jìn)行的大江截流和2002年進(jìn)行的導(dǎo)流明渠截流,其綜合技術(shù)難度均為世界截流史上所罕見(jiàn)。在兩次截流中,進(jìn)行了大量水力學(xué)模型試驗(yàn)以及數(shù)值計(jì)算和機(jī)理分析研究,取得了一系列技術(shù)創(chuàng)新成果,使我國(guó)河道截流技術(shù)躍居世界領(lǐng)先水平。三峽大江截流設(shè)計(jì)及施工技術(shù)榮獲1999年國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
三峽船閘是當(dāng)今世界上技術(shù)最為復(fù)雜的船閘,堪稱(chēng)世界超級(jí)船閘。在船閘建設(shè)過(guò)程中,圍繞船閘水力學(xué)、自動(dòng)化控制技術(shù)和船閘金屬結(jié)構(gòu)技術(shù)等方面的攻關(guān),使我國(guó)航運(yùn)建筑設(shè)施的技術(shù)水平躍居世界前列。
三峽工程對(duì)于我國(guó)機(jī)電制造業(yè)的促進(jìn)作用尤為突出。三峽工程的水輪發(fā)電機(jī)組、高壓電氣設(shè)備、升船機(jī)和船閘設(shè)備、直流和交流輸變電設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、容量、規(guī)模都代表世界當(dāng)今最高水平,三峽工程在這些領(lǐng)域的技術(shù)突破和超越,極大地提升了我國(guó)民族工業(yè)的制造水平。