2002年月11月6日,是中国人改写世界大江大河截流史的日子。上午9时48分,明渠截流上游围堰胜利合龙,滚滚长江水按照人们的意志,从人工设置的三峡左岸大坝22个导流底孔通过。当最后一车抛投石料倾入龙口,截流大军奔至龙口戗堤摇旗欢呼的那一刻,中国人已稳稳站立于世界大江大河截流的最高峰。
导流明渠截流难度居世界之最
截流的难易主要取决于江水流量与分流条件。最为不利的情况是怎样的呢?流量很大,分流条件又不好。导流明渠截流的情形正是如此。此前,截流难度最大的当数葛洲坝工程截流和巴西伊泰普截流,三峡工程导流明渠截流与它们相比,流量、分流情况如下:
不难看出,明渠截流的水力学指标高于葛洲坝工程截流和巴西伊泰普截流,而三峡工程导流都不如葛洲坝工程和巴西伊泰普截流。明渠截流采用上下游双戗分担落差,施工配合难度要求很高。加之明渠截流还要兼顾通航,进占又只能以单向为主,施工受到许多制约。中国工程院院士、长江水利委员会总工程师郑守仁说,明渠截流的总体难度堪称世界之最。
科学试验提供强大技术支持
根据三峡工程总体进度安排,明渠截流的时间最初定为2002年12月上旬。鉴于明渠截流后还要在土石围堰保护下,用5个月的时间快速修建一道110万立方米、顶部高程海拔140米的碾压混凝土围堰,以满足2003年6月水库初期蓄水到135米时挡水需要。为降低截流后碾压混凝土围堰的施工风险,中国三峡总公司决定将截流时间提前至2002年11月中下旬。
为此,从1993年起,长江委长江科学院、长江勘测规划设计院根据宜昌水文站100多年的水文资料,按3天合龙、4天合龙、5天合龙,对立堵截流(利用自卸汽车、推土机等设备将石头石渣等由一岸堆向对岸或自两岸堆向河中以截断水流)、平堵截流(利用固定桥或浮桥结合自卸汽车沿龙口全线均匀抛投石头石渣等以截断水流)及平立堵结合截流几种截流方法进行了比选,对出现超设计流量非常情况的紧急处置措施进行了研究。
2002年8月,长江委长江勘测规划设计院向中国三峡总公司提出了三峡工程导流明渠截流方案,主要内容是:截流时间定于11月中下旬。截流设计流量每秒10300立方米,截流上下游进占方式采取双戗立堵同步进占,上游左岸设置截流基地,双向进占,承担2/3落差;下游单向进占,承担1/3落差,围堰进占前在上下游戗堤龙口段江底铺筑加糙拦石坎。预备单重30吨的含铁加重混凝土四面体以应对非常情况。经专家评审,方案顺利通过。
斩断长江改写大江大河截流史
明渠截流的总方量达310万立方米。考虑到抛投物料在水中的流失,在截流施工队伍选定前,实际备料已达470万立方米,是截流总方量的1.5倍。
2002年7月18日,三峡工程项目法人中国三峡总公司通过招标,选定已两次斩断长江的葛洲坝集团和在三峡双线五级船闸施工中立下了汗马功劳的武警水电部队为明渠截流施工单位。选定长江三峡技术经济发展有限公司为明渠截流监理单位。两家施工单位随之开始了施工组织设计,并很快完成了截流设备、截流物资的整修、准备和截流施工道路的修筑。2002年8月30日,长江三峡技术经济发展有限公司批准了两家施工单位的施工组织设计方案。2002年9月18日,两家施工单位完成了上下游戗堤龙口段的水下拦石坎铺筑。
2002年10月4日,承担明渠截流水文监测的长江水利委员会长江三峡水文资源勘测局派员进驻三峡水域,开始了明渠截流水文监测的前期准备工作。戗堤进占及合龙期间,200名水文工作者以每小时一次的频率发布江水流速、流量、明渠与导流底孔的分流比以及龙口口门宽度等戗堤进占的最新数据,为明渠截流决策指挥提供了可靠依据。在戗堤进占的同时,长江科学院用水工模型所做的明渠截流跟踪和预演试验,也为明渠截流施工提供了指导。
早在10月8日起,气象部门就推出了每日一次、预见期为7天的高精度气象预报。截流期间,他们逐日发布未来1-3天、3-7天的三峡坝址流量、水位预报以及未来12、24、48小时三峡区间、乌江、嘉陵江、沱江、岷江各流域的降水情况。
也就从这天起,葛洲坝集团和武警水电部队在不影响通航的情况下开始了上、下游围堰戗堤的进占。从10月27日起,上、下游围堰戗堤进占严格按照设计同步进行。至10月31日,上游戗堤龙口宽度只剩下137米,下游戗堤龙口宽度只剩下96米。
10月31日,明渠禁航,上下船只全部改走临时船闸,进占大规模展开。就在这天深夜至次日凌晨,葛洲坝集团和武警水电部队先后出现4个多小时高强度抛投但戗堤不进反退的现象,后经截流现场指挥部科学决策,及时采用特大石料从戗堤上挑角进占、下挑角及时跟边补齐的施工方法,度过了最为艰难的70-50米龙口口门宽度进占。
为应对合龙时出现超设计流量的非常情况,2002年10月下旬,葛洲坝集团按照中国三峡总公司的统一部署,又制作了一定数量、单重30吨、比重3.25的含铁加重混凝土四面体。11月3日,上下游围堰开始加宽加高施工。鉴于11月上旬多年80%最大日平均流量尚有每秒11600立方米,中国三峡总公司要求施工单位按每秒12200立方米流量备战。在短短几天内,承担上游围堰施工的葛洲坝集团准备了上千个内装砂石的编织袋。
至11月4日,上游戗堤龙口只有20米,下游戗堤龙口门宽也只有18米。11月6日上午9点12分,吴邦国副总理在上游围堰施工现场下达了截流合龙开工令。刹那间,上下游4个戗堤上整装待发的自卸车直逼堤头,将特大石块、混凝土四面体齐倒龙口。一时间,浪花朵朵,山鸣谷应。15米、10米、5米……,9时48分,上游戗堤胜利合龙,每秒8600立方米的江水温顺地从大坝内22个底孔通过。9时50分,吴邦国副总理宣布:三峡工程明渠截流成功!7分钟后,下游戗堤成功合龙。
由于技术措施可靠、施工组织有序,三下五除二,滚滚长江就给截住了,应对恶劣情况的几个预案皆没排上用场。好象紧握的拳头才伸出一半,对手就逃走了,截流完成后,不少施工人员皆有意犹未尽之感。
尽管如此,明渠截流的难度仍居世界之最,它仍是世界大江大河截流史上的一座前人未曾触及的巅峰。中国三峡工程报记者田宗伟
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