盛世,中国人民开凿京杭大运河,我们至今获益。现在,千里长渠,南水北上,抒写了无数个新时代的科技创新成果。南水北调工程的科技成果,为工程建设提供了强有力的技术支撑。截至目前,南水北调工程共取得新产品、新材料、新工艺、新装置、计算机软件等成果63 项;申请国内专利成果110 项,其中发明专利66 项;获得专利授权59 项,其中发明专利授权16项。这些科技成就造就了世界最大调水工程的技术奇迹。
《中国周刊》记者 周群锋/文 卢广/摄影
很多人会不由感慨:1432公里,穿越千山万岭,跨越大江大河,这是多么浩大的工程!南水北调攻克了太多技术难题,也创下多个世界或国内之最。在这背后,离不开建设者们的辛勤付出和聪明才智。
南水北上要越过705条河道、1300多条道路、近60次横穿铁路,要攻破一系列重大技术难题,其规模及难度国内外均无先例。

丹江口大坝贴坡加高

丹江口水利枢纽大坝加高工程,是南水北调中线控制工程、施工技术最具挑战性的工程。需要在40年前建成的混凝土老坝体上贴坡培厚、加高,有人称之为这是给大坝“穿衣戴帽”。新老混凝土在外部气温作用下,会产生排他反应,对结合面和坝体应力产生影响。技术标准要求高,制约因素多,需要解决基础开挖及建筑物拆除的控制爆破、新老混凝土结合、大体积混凝土锯缝、闸墩钻孔植筋、高水头下帷幕灌浆及老坝体缺陷检查与处理等一系列技术难题。
丹江口大坝加高工程是对20世纪70年代建成的老坝进行贴坡加高,其新老混凝土结合是关键技术问题。
1974年修建的大坝只有162米高,高度落差不能满足调水要求。唯有让大坝“加高增肥”,给它“穿衣戴帽”,确保力挺万钧,将坝顶高程提升到176.6米。
大坝虽然只加高14米,但水压会增加40%。好在丹江口大坝在建设之初就预留“伏笔”——当初就是按照175米坝顶高程设计,只不过时逢经济困难,为了让大坝尽快发挥效益,进行“瘦身”,使其变薄变矮。因此,原坝的基础架构能够承担起加筑的压力。
从2005年开始,难度最大的大坝加高工程就此开启,为运行30多年的大坝加高,并贴坡加厚。原大坝表层经爆破拆除后,隐藏的裂缝,就如同中年人脸庞,浮现出道道皱纹,成为致命的安全隐患。为此,工程人员对它做了全面体检,设计出每条裂缝的诊治方案,采用灌浆、凿除、打铆筋等方法“修复容颜”“强筋健骨”。
南水北调中线湍河渡槽和沙河渡槽均为三向预应力u型渡槽,渡槽内径9米,单跨跨度40米,最大流量420立方米每秒,采用造槽机现场浇注施工,其渡槽内径、单跨跨度、最大流量属世界首例。湍河渡槽是目前世界上规模最大的U型输水渡槽,其内径尺寸、单跨跨度、最大输水流量均属世界输水渡槽首例。沙河渡槽总长9050米,长度世界排名第一,最大过流量380立方米每秒,排名世界第四;并行输水槽数4槽,排名世界第一;下输水断面总面积219.4平方米,世界第一。总体上,综合规模世界第一。
在老混凝土上浇灌新混凝土,由于弹性模量的差异,在内外部气温作用下,必将对结合面和坝体应力产生影响,造成无法紧密结合。必须新老混凝土“合二为一、结成一体”,并且“骨骼健全、健康成长”,这是大坝加高的最大难题。
中国专家提出以直接浇筑为主,在竖直结合面采用人工补凿键槽,溢流坝段堰面采用宽槽回填为辅的总体方案。在坝体加高混凝土施工中,采取最严格的整套温度控制措施,给予“吃冰激凌”“享受空调”的豪华待遇,诸如砂石骨料吹风预冷,加冰拌和,通冷风浇筑,再通水冷却。这一切,都是为了最大限度降低混凝土凝固过程中的水化热。
老坝裂缝处理、新老混凝土结合、高水头作用下坝基帷幕灌浆等技术问题一一破解,老坝身上终于“长出”了一座新坝,此后,新旧两坝完美对接,坝体融合,可谓天衣无缝。

壮观的“渡槽博物馆”