三峽工程舉世矚目,人們會問:三峽大壩的壽命有多長?
人是個生命體,有一定的壽命。生命死亡了,壽命就結(jié)束了。三峽大壩是由混凝土、金屬結(jié)構(gòu)組成的非生命體,包括可維修和不可維修兩部分??删S修部分,包括進(jìn)出水孔口、水輪發(fā)電機組、閘門等,真正不能維修的部分主要是大壩混凝土。那么,什么是三峽大壩的“壽命”?是指可維修部分功能喪失的“壽命”,還是指大壩混凝土“死亡”的“壽命”?專家們在討論水工建筑物設(shè)計規(guī)范時,針對是否需要規(guī)定混凝土重力壩的“設(shè)計壽命”,意見分歧較大。
混凝土大壩建設(shè)的歷史,應(yīng)追溯到19世紀(jì)混凝土的發(fā)明問世,此后,混凝土就成為大壩建設(shè)的重要材料,出現(xiàn)了以混凝土為主要材料的壩型,如混凝土重力壩、拱壩等。19世紀(jì)以來,全世界已經(jīng)建成的混凝土大壩數(shù)以萬計,還沒有一座是因為混凝土損壞而廢棄的。所以,我們很難根據(jù)已有大壩,來推算三峽大壩的“壽命”。
人們出于對三峽工程的關(guān)心,對于三峽工程的“壽命”眾說紛紜,有100年、200年、500年等各種說法。三峽大壩的“壽命”到底是多少?我們就嘗試來回答這個問題。
一個人的壽命長短,是由先天基因和后天的身體狀況以及客觀環(huán)境等因素決定的。三峽大壩的“壽命”,主要取決于大壩混凝土質(zhì)量。因為進(jìn)出水孔口、水輪發(fā)電機組、閘門等可維修的部分,每年都會進(jìn)行監(jiān)測、維護(hù)和維修,有些部件根據(jù)損壞情況可以進(jìn)行更換,“他們”都是可以通過“器官”維修和移植而無限持續(xù)下去的。
三峽大壩混凝土的原材料是優(yōu)良產(chǎn)品,大壩的施工是嚴(yán)格按照規(guī)范和施工程序進(jìn)行的,施工質(zhì)量百分之百合格。其中,檢驗混凝土質(zhì)量的一個重要指標(biāo)是強度和耐久性。
混凝土強度指標(biāo),包括抗拉、抗壓和抗剪強度等,三峽大壩的混凝土強度指標(biāo)百分之百合格,一個產(chǎn)品質(zhì)量合格的混凝土,強度不會因為工程建成而停止,反而會增長。著名的美國鮑爾特拱壩由于在施工中嚴(yán)格控制質(zhì)量,經(jīng)70年左右的運行,大壩完好如初。最近經(jīng)美國墾務(wù)局質(zhì)量檢查,發(fā)現(xiàn)混凝土強度還在增長。
混凝土耐久性指標(biāo),包括抗溶蝕、抗凍性和碳化等指標(biāo),三峽大壩的混凝土耐久性指標(biāo)百分之百合格。三峽大壩混凝土的抗凍性指標(biāo)為150~250次,表示混凝土的耐久性至少可以經(jīng)得起150~250次的凍融考驗。三峽大壩位于亞熱帶氣候的宜昌三斗坪,氣候較溫暖,出現(xiàn)凍融循環(huán)的機會很少,因此,從混凝土耐久性的角度來看三峽大壩的“壽命”,可以預(yù)計將超過150年。
三峽大壩的“壽命”,與三峽水庫泥沙淤積和抗震性能有沒有關(guān)系呢?三峽工程在論證期間,針對泥沙淤積影響三峽水庫“壽命”進(jìn)行了充分研究和論證,提出了“蓄清排渾”水庫運行方式確保水庫長期利用的對策措施,得到了葛洲壩工程近30年和三峽水庫2003年蓄水以來運行實踐的檢驗。因此,通過“蓄清排渾”的運行調(diào)度,三峽水庫可以長期使用。另一方面,三峽大壩建立在堅硬、完整的花崗巖地基上,三峽地區(qū)屬于弱震地區(qū),地震基本烈度是Ⅵ度,而三峽大壩按照Ⅶ度的地震烈度設(shè)防,因而,三峽大壩具有較強的抗震能力。
根據(jù)以上分析,三峽大壩的“壽命”遠(yuǎn)在百年以上。實際上,三峽大壩的實際使用“壽命”還可以通過維護(hù)和維修來“延年益壽”。兩千多年前李冰興建的都江堰水利工程,之所以到今天仍然發(fā)揮作用,造福人民,根本原因就是“歲修”,每年都對都江堰工程進(jìn)行維護(hù)和維修。古人通過“歲修”延長了都江堰工程的“壽命”。我們今天的科技人員應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù),設(shè)專門機構(gòu)不間斷地進(jìn)行監(jiān)測巡視,及時維護(hù)保養(yǎng)或更換,使大壩的各個部位始終處于健康狀態(tài)。這樣三峽大壩完全可以長期運行下去,像千年工程都江堰一樣,持續(xù)不斷地發(fā)揮其綜合效益。
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