三峡之“醉

采访长江三峡工程技术设计审查组专家、三峡枢纽工程质量检查专家组专家、清华大学水利水电工程系教授谷兆祺的时间，正好与长江三峡三期围堰爆破的时间临近。虽未能亲临现场，但是，听着谷教授讲解关于三峡大坝的故事，相像着爆破的场面，不由被三峡的一切所陶醉。

　　自主创新坝管分离

　　三峡大坝的坝体是世界上最大的，装机容量也是世界之最。一台发电机的功率为70万千瓦，一期装机26台共计1820万千瓦，二期将再装6台，32个发电机同时工作将产生2240多万千瓦的电力。

　　谷兆祺说：“一期的机组，主要由国外的厂家来提供，我们只是给人家打杂工、做粗活。一台进口发电机需要18亿，老引进国外的产品，我们的钱都让人家挣走了。于是，中国人学习国外的技术，自己消化、自己生产，做得不比国外差，而且还比他们便宜，我们自己生产同样规格的发电机，一台只要14亿。事实证明，中国人并不比外国人笨的。二期右岸的12个机组就分别由哈尔滨、四川德阳与一家国外企业各中标4个，到了三期右岸地下厂房共6个机组，将全部采用国产的机器。”

　　在设计安装发电引水管方面，通常采取的技术是，管道穿过坝身，通向机组的方法。这种老方法施工起来很麻烦，装钢衬和浇混凝土要交叉进行，同时施工。三峡的建设者们大胆创新，采取了“坝管分离”的新技术，管道在进口后，用较短的距离穿过坝身，再沿坝下游坡进入厂房，做成“背管”的方式。这样不但钢衬减薄一半，而且将坝的建设与管的安装分离开，很便于施工。

　　温控技术好弥补措施妙

　　有点混凝土施工知识的人都知道，混凝土结构的裂缝是建筑工程上的高难课题，全世界的混凝土大坝都难免出现表面裂缝。

　　谷兆祺说，为了防止裂缝的出现，三峡大坝建设过程中对常规混凝土采取了一整套温度控制的技术。首先要掌握混凝土的入仓温度，夏天和冬天的温度要求都是不同的。单次浇筑的面积、厚度和时间也都有要求。在第一层的初凝时间内，就要立即盖上第二层，这样才能保证分次浇筑的混凝土成为一个整体。而在三期围堰采取的碾混土浇筑办法，就像修沥青马路一样，一层层地平碾，速度非常快。两层之间的时间间隔要掌握好，如果超过了初凝时间，层与层之间就会出现冷缝，影响坝体的质量安全。碾混土浇筑的办法，保证了总方量达100余立方米，高100米的三期围堰在不到半年的时间内前全部完工。

　　然而三峡大坝的泄洪段，由于结构复杂，也发生了一些裂缝。2002年初，三峡左岸大坝发现裂缝后，针对为什么会裂、裂缝形成的原因以及如何解决等问题，院士和专家们多次会议进行研究分析。谷兆祺说，这些裂缝大多都很细，最多不超过0.3毫米，如果不注意仔细看是很难发现。经过反复探讨，专家决定采取五步措施加以补救。先在裂缝里面灌浆粘合剂，然后在裂缝表面凿开很小的缝，嵌入具有一定强度的止水材料，然后在外面做一块50公分厚的止水板，铆起来；最外面，再浇一块4米宽、50公分厚的钢筋混凝土作保护。

　　表深底三孔孔孔有学问

　　防洪是三峡工程的首要效益。三峡天然河段洪水量大和落差大，而大坝担负着拦蓄洪水、调蓄水位的功能，大坝必需有一定规模的泄洪能力。谷兆祺说，三峡的泄洪工程也是世界上最大的，是水利工程上前所未有的。

　　三峡大坝泄洪坝段布置了三层孔，从上层往下，依次叫溢流表孔、泄洪深孔、导流底孔，共67个孔。左右电厂厂房坝段设置了7个排沙孔、3个排漂孔。底孔和深孔均是世界上最大的。施工和设计也是独创的，有直径大，流量大，压力大的特点。

　　大坝最上一层的是22个净宽8米的溢流表孔，泄洪时将形成巨大的人工瀑布。第二层是23个7米宽、9米高的泄洪深孔，底坝高程为90米。泄洪深孔将是今后使用最多的孔，深孔可以在水位很低的时候就能把水放走，当发生千年以上洪水时，深、表孔将同时泄洪。最下一层有22个6米宽、8.5米高的导流底孔，是施工期内作为导流过水用的。在蓄水水位达到135~156米时，导流底孔将全部关闭，今后也将不再打开。3个排漂孔，是为保护发电而设的，其中2个也可兼作泄洪。

　　谷兆祺说，在水流流速很高的情况下，如果混凝土表面不平整，就会出现真空，达到一定程度后，水就会处于一种汽态和液态不断转化的不稳定状态，不断对坝体混凝土产生冲击，威力就像不断爆炸的小型炸药一样，坝身就会逐渐松垮、甚至坍塌。因此，要做到表面平整、曲线平顺。每座深孔弧形所承受的压力将近有1万吨，那么大的门，那么高的流速，要做到既平整又不漏水谈何容易。经过反复讨论和研究，最后由我们自己的专家组研究出了一种既保证质量，又便于施工的办法，成功解决了这一难题。

　　大船爬楼梯小船坐电梯

　　三峡大坝拥有世界上最大的船闸——五级船闸。不论是五级联合在一起，还是单个船闸都是国际上没有的。今年，三峡水库将蓄水至156米，三年后蓄水至175米，届时，长江航道条件将更上层楼，万吨级船队可从上海直达重庆。在枯水季节，三峡水库可增加下游流量，解决长江中游枯水期浅滩碍航难题，“黄金水道”将真正成为流金淌银的河流。

　　然而大大小小的船只如何顺利地通过高高的三峡大坝？谷兆祺用一句顺口溜概括了三峡大坝的奇妙设计——“大船爬楼梯，小船坐电梯”。也就是说，三千吨以下的客船可以乘坐电梯——升船机直接过坝。只要先将船开到一个升船机的大箱子里，然后用机器提升起来，过了坝后再将船放到水里，前后只要半个小时。大船和货船队则一级一级地走船闸，共有5级船闸，也就是船要上5个台阶，需要两个半小时。谷教授说，除了这世界第一的5级船闸外，升船机也是世界上最大的，升得最高的。“电梯”所承受的重量在世界上也是首屈一指的，虽然船只有不足3千吨，但是船加上水，再加上箱体本身的自重，足有1.2万吨的重量，这也是世界之最了。

　　南不拉闸北不缺水

　　提到三峡大坝对全国能源的影响，人们更多是想到它对华东、华中、华南地区电力紧张的缓解。谷教授说，三峡水力发电对华东、华中、华南的影响是很大的，可以提供几百万千瓦的电力，相当于北京的年平均用电量，这样到了夏季用电高峰期南方拉闸限电的次数就会少得多。三峡发的电还能通过河南输送到北京，对北方地区产生影响。三峡属于超大水电站，具有性价比高的优势，单位千瓦的投资相对要少很多。

　　除了电力，三峡工程还对缓解北方的水资源紧张起到重要作用。谷教授说，南水北调有东中西三条线，中线1400多公里长，要从丹江口水库取水，但是丹江口水库在枯水季水量不够，三峡水库丰富的蓄水可以帮助解决这一问题。可以保证南水北调中线每年至少供给北京十亿吨水。这对于连续几年发生水荒的北京来说，无疑是源源不断的甘露。