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6月16日,三峽工程雙線5級船閘開始試通航。
22年前的1981年6月15日,我國在長江上修建的第一座大型通航建築物--葛洲壩水利樞紐2號船閘首次試航成功。
三峽船閘與葛洲壩的1號、2號船閘相比,兩處船閘,一個是當今的"世界之最",一個是當時的"中國之最"。
這兩處船閘究竟有何異同?它們之間有什麼淵源關係?記者就此採訪了船閘設計專家、長江水利委員會設計院三峽通航建築物設計總工程師宋維邦。
與水利樞紐通航建築物設計打了40餘年交道的宋維邦和他的同事們,有幸參與了三峽船閘與葛洲壩船閘的設計。可以說,他對這兩處船閘的情況瞭如指掌。
宋維邦說,首先,兩處的船閘都是由我們中國人自己設計施工的。作爲中國人,我們應當爲此而自豪。其次,兩處船閘相繼建在宜昌境內的長江干流之上,兩者相距僅約40公里。在如此相近的同一條河道上,連續建設兩處規模如此巨大的船閘工程,這在全世界是少見的。其三,兩處船閘的功能和規劃要求一樣,都是承擔大型客貨船的通航,船閘通過的最大船隊都是1.2萬噸,船閘每年單向通過能力都是5000萬噸,船閘的閘室有效尺寸都是280×34×5-6米(閘室有效長度×有效寬度×閘檻上最小水深)。在建的三峽一級垂直升船機承船廂與葛洲壩工程3號閘的有效尺寸都是120×18×3.5米(有效長度×有效寬度×最小水深)。其四,兩處船閘運行的基本原理一樣。
宋維邦說,三峽船閘與葛洲壩船閘的不同點大於相同點。葛洲壩船閘的設計和施工當時達到了多項"中國之最",如今三峽船閘的設計和施工卻達到了多項"世界之最"。三峽船閘在設計中攻克的技術難題和在船閘技術方面取得的成就,遠遠超過了葛洲壩船閘。
第一,兩處船閘的級數不同。葛洲壩船閘是一級船閘,三峽船閘是五級船閘,爲目前全球級數最多的大型船閘。
第二,兩處船閘的水頭不同。葛洲壩船閘的最大水頭爲27米,而三峽船閘的總水頭爲113米,單級最大工作水頭45.2米,無論總水頭還是單級水頭都比葛洲壩船閘大得多,爲目前世界船閘中"水頭之最"。
第三,兩處船閘的啓閉機不同。葛洲壩船閘的啓閉機爲四連桿輪盤式,三峽船閘的啓閉機則是液壓式,比葛洲壩船閘啓閉設備更爲先進可靠,是目前世界上船閘人字門液壓啓閉機之最。
第四,兩處船閘的人字門高度和重量不同。葛洲壩閘人字門最大高度爲34.5米,重爲600噸,而三峽船閘人字門最大高度38.5米,最大單扇門重850噸,居當今"世界之最"。
第五,兩處船閘的運行方式不同。葛洲壩船閘採用單向(魚貫式)運行與迎向(穿梭式)運行相結合的過閘方式,三峽雙線五級船閘採用單向運行的方式,平時一線船閘上行,另一線船閘下行;在一線船閘維修期間,船閘單向運行4至6小時換向一次。
第六,兩處船閘的基礎開挖深度不同,葛洲壩船閘的開挖深度很小,三峽船閘的開挖邊坡最大高度達170米,是世界船閘開挖邊坡高度之最。
第七,兩處船閘的結構形式不同。葛洲壩船閘爲重力式結構,三峽船閘爲與巖體共同工作的薄襯砌結構,襪砌結構最大高度達70米,是世界船閘襯砌式結構高度之最。
第八,兩個船閘泥沙淤積的特點和解決的途徑不同。葛洲壩船閘的泥沙達到淤積平衡的年限短,泥沙大部分淤積在引航道口門以內,採用"靜水通航,動水衝沙"的辦法,靠三江6孔衝沙閘和大江9孔衝沙閘動水衝沙,通過沖沙後基本不要挖泥就可維持船閘的長久運行。三峽大壩是高壩大庫,整個工程竣工後,至少在30年內,泥沙淤積不會影響船閘通航,即便是到了30年甚至50年之後,泥沙淤積可能逐漸對船閘通航產生影響,但泥沙大部分淤積在上下游引航道口門以外,所以三峽船閘解決泥沙問題主要是用大型高效挖泥船清淤,配合用小流量進行衝沙。
葛洲壩工程本身就是爲三峽工程作實戰準備的工程。因此,葛洲壩工程給三峽工程提供可資借鑑的經驗是多方面的。在接受記者專訪時,宋維邦着重闡述了葛洲壩船閘對三峽船閘的啓示。他說,雖然三峽船閘比葛洲壩船閘規模和技術難度要大得多,技術要先進得多,施工要複雜得多,但葛洲壩船閘的設計基本理論,研究方法和工程經驗在三峽船閘設計中發揮了重要作用,特別是在複雜水沙條件下船閘的總體佈置、高水頭船閘輸水系統、高大人字閘門、高水頭輸水閥門和高度自動化的運行監控等重大項目的設計中,爲三峽船閘的設計與建設,提供了極其寶貴的經驗。
宋維邦說,特別是葛洲壩1號船閘閘室底部八支管四區段頂部出水蓋板消能的等慣性分散式輸水系統型式,解決閘室超灌、超泄的提前動水關閉閥門措施和人字門底坎衝淤措施,都已用於三峽工程雙線五級船閘。葛洲壩船閘爲減免閥門段空化和聲振,首次採用通過加設負壓板實現門楣穩定的自然通氣的綜合措施,爲三峽船閘和其它高水頭船閘減免閥門段空化提供了重要的原型應用依據。
此外,葛洲壩船閘運行20多年來,在運行模式、設備管理、安全運行、技術培訓、人才儲備等方面,爲三峽船閘提供了多方面的實踐經驗和技術支持。因此,從這個意義上講,葛洲壩船閘功不可沒,葛洲壩船閘的設計和施工,已經實現了當時國家要求通過葛洲壩工程建設爲興建三峽工程作好實戰準備的目標。
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