三峽大壩的工程奇蹟，每一處設計都藏著中國人的智慧！

三峽大壩是如何建在湍急的長江上的 巨大的水流又該如何確保壩基不被摧毀 一個視頻帶你搞懂三峽大壩背後 讓人拍案叫絕的工程設計 每到雨季長江水位暴漲至蓄水線以上時 就必須打開瀉洪道 要是水流直接衝擊大壩底部的土壤 壩基周圍的土壤很快就會被侵蝕 因此工程師們在瀉洪道下方 設置了一排混凝土槽 這些槽能把高速噴出的水流 拋到空中 讓水流破碎成細小的水霧 這些水霧落在離壩基近100米的地方 徹底化解水流衝擊力 避免對壩基造成威脅 而這座龐大的混凝土大壩 最初能在湍急長江上建成 靠的是工程師們的創新方案 分階段施工 先建大壩三分之二 再完成剩餘部分 工程師們先在長江三分之二寬度上 修建實質圍堰 讓長江水流只從剩下的三分之一江面流過 圍堰圍合區域的河牀乾涸後 就可以在乾地上建造大壩的主體 而且主體上提前建好泄洪道 爲後續截流做準備 等大壩的三分之二建得差不多了 關鍵的截流環節啓動 像正在流動的那三分之一江面 傾倒大量的泥土和石塊 同時逐步打開了已經建成部分的泄洪道 就算整條長江被截斷 江水也能通過泄洪道順利流過 等到長江水流被完全控制住 工程師會在截流土石上再建一道圍堰 圍合最後三分之一的江面 完成大壩剩餘段落的施工 一條完整的三峽大壩就這樣橫跟在長江之上了 大壩建好了江面上的貨船怎麼辦 工程師們爲此配備了兩種過河神器 一種是世界上最大的升船機 船隻進入與江面水位持平的沖水城船廂 通過攔索配重裝置 將城船廂抬升至113米高的壩面上方 依託專門研發的電動尺條齒輪 和螺桿技術保障穩定安全 全程僅需40分鐘 大型貨船就需要用到五級船閘 它分爲上行下行兩條航道 設有五個不同高度的水位臺階 船隻上行的時候 先進入第一個閘室 關閉閘門後往閘室裏抽水 直到水位和下一個閘室的水位持平 再打開閘門 讓船隻駛入下一個臺階 這個過程要重複五次 因爲船隻每次都要停下來等待水位平衡 所以整個過程大約需要三到四個小時 作爲世界上最大的水電站 三峽大壩的發電能力也非常驚人 大壩設有26條直徑12.4米的壓力鋼管 爲主廠房水輪機供水 通過壓力鋼管流下的水 最終接入32臺弗朗西斯水輪機 每臺水輪機的容量就有700兆瓦 轉輪直徑更是達到了10米 但這些水輪機的旋轉速度非常慢 每分鐘只有75轉 運行效率卻高達94%到96.5% 能最大限度利用水流能量 每年的發電量高達882億千瓦時 能滿足上億人的用電需求 爲咱們國家的發展提供了強大的電力支持 大壩主體內部有複雜的空腔 用來容納各種設施 整個工程需澆築大約2700萬到2800萬立方米的混凝土 如果用傳統的施工方法 可能需要幾十年才能完成 因此工程師們打破傳統 採用高速連續輸送帶系統 取代了間歇性的調鬥和料斗 大大提高了施工效率 爲保證混凝土強度 工程師們採用了集配技術 把不同尺寸的粒石和水泥混合在一起 最大限度地減少混凝土內部的空隙 提升緻密性和合一性 便於澆築成型 混合好的物料會通過傳送帶進入冷卻系統 經冷空氣降溫後 由螺旋輸送機送到攪拌室 且採用鮑賓兒非液態水攪拌 即便夏季 混合料溫度也能控制在7攝氏度左右 攪拌好的混凝土通過隔熱封閉傳送帶輸送 傳送帶設計爲凹形 能有效避免混凝土溢出 到達大壩頂部後 由羅泰克超級迴轉式布料機均勻澆築 這檯布料機臂架可以伸縮 還能旋轉將近180度 旋轉伸縮時不影響混凝土流動 保證澆築進度 即便採用瞭如此先進的施工技術 施工團隊還是花了7年時間 才完成了大壩的混凝土澆築 直到2006年5月 整個混凝土澆築工作才全部完成 爲了防止混凝土開裂 澆築前會預埋冷水管 混凝土固化時會釋放大量的熱量 對於三峽大壩這樣的巨型大壩來說 熱量很容易積聚在大壩中心 假設大壩中心的溫度是60攝氏度 外部的溫度是20攝氏度 內部的混凝土想要膨脹 卻被外部的混凝土阻止 這樣就會產生巨大的內部壓力 這種溫差可能需要幾十年才能消失 工程師們在每個澆築塊內 安裝薄壁鋼管循環系統 用大型製冷設備冷卻的冷水 在鋼管裏循環流動 逐步將混凝土溫度降至平衡溫度 避免溫差開裂 等混凝土完全固化後 這些空心的鋼管會被高壓注入水泥漿 成爲大壩結構的永久部分 夏季工地周圍的人造物 也是爲了保護混凝土質量 霧滴蒸發時吸收熱量 降低澆築現場溫度 同時阻擋太陽輻射 減少混凝土水分蒸發 從多方面防止熱裂縫產生 大壩建成後水庫開始蓄水 水會通過大壩的塊體接縫滲漏 其根源是混凝土密水層 大壩的混凝土是分不同的塊澆築的 當一個塊體固化時 表面會形成一層由水泥和細顆粒 組成的薄弱乳白色層 如果下一層混凝土直接澆築在密水層上 兩層混凝土的粘結力會非常弱 長期受水壓影響 一滲漏結構受損 因此當混凝土達到一定硬度後 會用高壓水槍 把這層薄弱的密水層沖刷掉 露出裏面的粗骨料 形成一個粗糙清潔的表面 使上下層混凝土緊密咬合 從根本上解決滲漏問題 不過三峽大壩面臨的最大長期挑戰 是泥沙問題 長江水流湍急 含沙量很高 一旦水流變慢 泥沙就會沉到底部 如果不加以處理 時間長了 三峽水庫就會慢慢變成一個巨大的泥灘 針對這個問題 工程師們採用了蓄清排渾的策略 在夏季洪水季節 長江的水體攜帶的泥沙最多 這時候大壩會打開底部的排沙孔 讓高流速的渾水順利通過 把一部分泥沙帶到下游 到了冬季長江的水體比較清澈 含沙量低 這時候就關閉排沙孔 安心蓄水 不過這種方法只能清除大約30%的泥沙 還有大部分泥沙會沉積在水庫底部 而且泥沙問題還影響大壩下游 下游的江水含沙量減少後 會主動侵蝕河牀和河岸 以補充泥沙 有些地方河牀已經降了好幾米 這不僅會破壞橋樑的基礎 還會導致河岸坍塌 同時長江攜帶的富含有機質 氮磷的淤泥 曾是下游稻田的天然肥料 如今大壩截留70%至80%的泥沙 下游稻田因缺乏養分產量下降 農民不得不依賴化肥維持產量 其實三峽大壩的建設絕非易事 工程師們攻克一個又一個技術難關 才建成這座世紀工程 它不僅是中國的驕傲 更是世界工程史上的奇蹟