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三峡围堰:今日上演“天下第一爆”
时间:2006年06月06日11:01 我来说两句  

 
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来源:科技日报

  本报记者 房琳琳综合报道

  6月6日16时,三峡三期围堰将准时爆破拆除。此次爆破拆除因技术难度高、爆破强度大而被称为“天下第一爆”。

  葛洲坝集团总经理杨继学说:“尽管围堰创造了世界奇迹,但它毕竟是临时工程,必须光荣隐退。
这是一次极具高科技含量、高难度的爆破工程。”

  围堰为工程立下了汗马功劳,功成身退

  三峡工程是当今世界上最大的水电工程,设计总工期为17年。

  为使工程早日发挥效益,采用围堰临时挡水方案以保障船闸通航和初期发电。据葛洲坝集团三峡工程指挥部指挥长邢德勇介绍,三期围堰是与时间、与洪水赛跑的工程。在120天施工期里,建设者连续高强度作战,施工中创造了混凝土班产、日产、月产和堰体日上升、月上升、连续上升高度等多项世界纪录。

  三期碾压混凝土围堰提前建成,为三峡右岸大坝和厂房工地施工赢得了宝贵时间,为三峡大坝提前9个月全线建成创造了条件。

  在三期围堰挡水的三年中,三峡左岸14台发电机组全部投产运行,发电1100多亿度,极大地缓解了华东、华南电力紧张局面;三峡船闸通航货物8900多万吨,川江航道的改善使长江“黄金水道”重现生机,通航效益成倍增长;三峡水库形成22亿立方米的削峰库容,防洪功能开始发挥作用。

  随着三峡大坝全线建成,为三峡蓄水、通航和施工期发电立下汗马功劳的三峡工程三期围堰,即将功成身退。

  “爆破”仅仅12秒,却由多项技术协同完成

  技术一:装炸药要过四道“防水关”

  由于炸药填装后将长时间淹在水里,尽管炸药本身具有防水性,为确保万无一失,施工人员装药时,都严格按照工序要求对炸药四道措施进行防水处理。

  首先,起爆药包都套上了防水袋;填装时,再在炮孔内装入一层高强塑料防水袋,然后装入起爆药包和混装炸药;填装完毕后,又装上空气间隔器,通过自动充气囊充气,形成炸药与外界的隔离;最后,在炮孔涂上特制的刚性堵塞材料。

  这样,填装的炸药共经过了四道“防水关”,尽可能实现与水隔绝,可满足在50米水深下,浸泡7天以上的爆速、爆力、猛度和密度的性能要求。

  技术二:编码器联网、三层顶部防护

  三峡三期围堰爆破工程联网已于4日晚全部结束。重庆葛洲坝易普力化工有限公司总经理宋领介绍说,炸药填装工作已于2日完毕,实际共填装炸药191.3吨。炸药填装完毕后,接着开始了连接起爆网络的工作。

  据介绍,围堰爆破段共装有2540多枚数码雷管,根据爆破分区,同一爆破区内所有雷管由一个编码器控制。然后把全部编码器连接起来。最后把所有编码器连到爆破指挥部起爆器上,构成一个起爆网络。爆破时从左至右逐孔微差延时起爆,炸药被分割成971响,其中最响的将是位于廊道内2号药室药孔的爆炸,2号药室装的炸药最多。

  宋领介绍说,围堰顶部进行的防护工作是,先在堰顶盖两层沙袋,然后覆盖一层竹跳板,最后用钢丝网罩在上面。这样可最大限度地防止爆炸产生的飞石。

  技术三:爆破前堰内充水有“妙用”

  根据计划,围堰装药、联网和防护工作于6月3日结束,5日堰内充水至139米高程后,爆破准备工作全部结束。为何要在爆破前对堰内充水?爆破设计单位长江水利委员会长江科学院的专家赵根解释了围堰充水的多种“妙用”。

  首先,如果堰内不充水,爆破时,水位在135米高程的上游堰外,将会有数百万立方米的水裹挟着爆碴和飞石,瞬间冲入堰内,扑向坝前,产生巨大冲击力,将对大坝安全产生不利影响。

  其次,堰内充水至139米,高于上游堰外水位4米,在堰体爆破缺口形成,堰体110米以上部分在重力作用下向上游倾倒时,水流能起到“推一把”的作用,从而增加了堰体向上游倾倒的可靠性。同时,在围堰爆破向上游倾倒的瞬间,水位落差使堰内水流向上游堰外倾泄,减少石碴流入堰内。

  最后,堰内300多万立方米的一汪清水,本身形成了巨大的隔离屏障,能防止爆破产生的飞石、爆碴直接冲击大坝。

  截至4日上午11时左右,三峡工程三期上游围堰堰内水位提前到达134米,充水有可能提前完成。

  “三重保险”保护,确保大坝等建筑物安全

  三峡工程三期围堰爆破不仅工程量巨大,技术难度相当高,更加引人关注的是围堰紧挨三峡大坝,爆破所产生的巨大能量会不会威胁到大坝的安全?

  三期围堰与大坝轴线距离仅百米左右,如何确保爆破时大坝等建筑物的安全也是本次爆破的最大难点。葛洲坝集团副总经理、总工程师周厚贵对记者说,我们进行了大量的试验,可以确保大坝不受影响。

  保险一:分段起爆化解震动

  施工人员将整个堰体分解成971段,就如同将191.3吨的炸药变成一支971响的鞭炮,其中最大的一响炸药含量690公斤。采用“毫秒微差爆破网络”,非常严密地控制了炸药的安装密度和每一响的药量。

  保险二:气泡帷幕削减冲击

  为了防止爆破所产生的水击波给大坝特别是大坝上的挡水闸门带来影响,爆破时还将在围堰与大坝之间形成双排气泡帷幕,如同安全气囊一样护住大坝。就是将两排密布着小孔的特制钢管插入40米水下,然后用空压机给压,产生大量的气泡,这些气泡形成一道帷幕,承受住爆炸所产生的巨大冲击波。当冲击波传递到挡水闸门时,已经被削弱到没有伤害力了。

  保险三:水位高差协助外倾

  虽然采取的是非常精确的定向爆破技术,但是,为了确保爆破块向迎水面坍塌,也就是向背离大坝方向坍塌,工程人员还将借助水位高差来实现对大坝的保护。爆破之时,围堰基坑内的水位将达到139.5米高程,比围堰外的江面水位高出4米多,以保证堰体能够前倾式倒入江中,尽量减少对大坝的冲击。

  另外,根据测量,目前靠近大坝一侧的库底淤泥,已经达到8米以上,有了这些淤泥缓冲,爆破后掉下去的混凝土块不会对河床造成损伤。

  围堰爆破动态形象:砍大树、切面包、放鞭炮

  三峡工程三期围堰堰体爆破时如何破碎倾倒备受关注。承担爆破任务的葛洲坝集团三峡指挥部技术部部长余英说,届时,围堰爆破的动态形象不同,既像砍大树,又像切面包,还像放鞭炮。

  这次爆破定于6日16时进行,爆破过程预计持续12秒左右,即使身在现场也很难看清爆破全景。

  技术人员以右岸山体为起点,将横向围堰分为15块,从“001”到“015”依次编号。余英说,爆破从“015”号与纵向围堰的接合部开始,通过粉碎性爆破首先切断横向围堰与纵向围堰的联系,直到“006”号倾倒后,“005”号实施粉碎性爆破。余英说:“这一过程,如果站在已建成的三峡大坝顶上看,就像切面包一样,刷刷刷几下就完了。”

  如果站在围堰右岸沿围堰直线看过去,“015”至“006”的整块爆破倾倒过程又像砍大树一样。余英说,由于爆破时露出水面的堰体只有5米左右,“砍大树”的动态形象凭肉眼难以观测,但技术人员通过仪器可以监测。

  围堰爆破之后,三峡大坝即将接受更多的考验

  6日16时,坝前最后一段挡水围堰将爆破拆除,举世瞩目的三峡大坝即将迎来一场大考:刚建成17天的大坝全线挡水,为今年10月蓄水至156米做准备。

  中国工程院院士、中国三峡工程开发总公司总工程师张超然对新华社记者说,这场大考是大坝“长大成人”后第一场考验,其意义就像青年学子的高考一样。

  考验一:电厂运行能力

  从发电角度看,围堰爆破拆除表明三峡工程告别了“围堰发电期”,进入到“初期发电期”。2003年6月,三峡蓄水至海拔135米,一个月后首台机组投产发电。按计划,今年10月,将蓄水至“初期水位”156米,而到2009年工程竣工时最终蓄水至175米。

  张超然说,水位的提高将考验电厂运行能力。在上下游水位落差达80.6米时,每台机组能达到设计时的功率70万千瓦。在135米水位时,由于落差不够,每台机组功率只有61万千瓦,而达到156米后,落差可达到96米,机组将满负荷运转。

  考验二:船闸升级能力

  这场考验的另一个科目是船闸。目前在135米水位情况下,五级船闸只使用了四级,到156米时,上下游水位落差增加了21米,必须启用五级才能确保船舶平稳通过。为此,今年还将对船闸功能进一步完善。

  张超然说,在过去十几年的建设过程中,三峡建设者面对一个又一个世界级难题,创造了一项又一项“世界第一”。今后,无论面对多么严峻的挑战,建设者依然会奋力前行。

  ■新闻缘起

  三峡工程三期围堰堰内水位六月五日六时许已充至一百三十九点五米高程。至此,爆破前的各项准备工作就绪,六日十六时将按计划爆破拆除。

  据葛洲坝集团三峡指挥部副指挥长易作成介绍,蒸发、渗漏可能会造成水位下降,为保证爆破时堰内水位在一百三十九米以上,充水高出原计划五十厘米。

  围堰将采取“两端炸碎、中段倾倒”方式爆破拆除,整个爆破过程将持续十二秒左右。———据新华社六月五日消息

(责任编辑:龚伦常)



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