综述
说起三峡大坝,那绝对是国家的骄傲,世界上最大水利工程枢纽建筑之一。它位于长江上游,建于1994年,始用于2003年,总投资约954.6亿人民币。是国家建设与发展的重要标志之一。
但是,作为这样一个国家级的超级工程,却曾爆出了一条令人震惊的消息,这三峡大坝的表面,居然发现了80条裂缝。
这引发了人们对这个工程的质疑,到底是自然现象,还是技术失误?这样的工程会否影响到百年大计的三峡大坝的运作?工程师又该如何面对呢?而这要从找出引起大坝裂缝的原因开始。
产生裂缝的根源
发现这约80条裂缝的位置,主要是位于泄洪坝段上游的大坝表面,其深度基本都在50~100cm,宽度也基本在0.1~0.3mm,相比大坝的存在,这些裂缝算得上非常之细小不起眼。
但是作为国家级重要工程,哪怕一点点小问题,都会引起公众的担忧。这个情况也引起工程人员的重视,通过一系列的调查分析,终于找出了问题的根源。
众所周知,三峡大坝是超大型的混凝土浇筑重力坝建筑,这样“硬态”的“重量级”选手,也有着一定的硬伤。
首先,三峡的地质情况比较复杂,处于地壳活动频繁的断层地带。当地壳打个“哆嗦”,都会对这个庞然大物产生影响。越小越柔韧的物体,影响越小,可对着如此的“混凝土怪物”来说,受到的震动反应越大。在脆弱一点的位置极容易产生裂缝。
其次,三峡大坝要承受的是来自长江的水压,有史以来记录的最高蓄洪水位是163.5米,相当于要承受超过45楼层高的水压力。超强水压力会对大坝结构造成周期性的受压,促使大坝出现集中应力,产生大坝表面的裂痕。
再者,温度差异对混凝土这种材质有着较大的影响。尤其是在混凝土的凝固期以及凝固后的数年内,在冬天较冷的环境下,会出现混凝土本身的内外温差较大,从而发生裂缝。尤其是出现裂缝的位置都是临近导流底孔与导流深孔,这是对温差变化极为敏感的区域。
最后,三峡大坝所使用的混凝土材料主要以花岗岩作基础骨料,这种材料极为硬实坚固,是作为重力坝的优秀选择。但这一类材料在抗拉强度上比较低,在水压力的冲击下,也有出现裂缝的可能性。
三峡大坝产生这些表面裂缝,是多种因素共同导致的,但好在于,这些都只是浅层裂缝,并不会直接影响到大坝的所有运作,而这类裂缝的产生也是世界上所有混凝土重力坝坝的共性现象。
不过,即便是常见的共性现象,并不代表没有潜在的危险。裂缝的存在还是会加剧地壳震动对大坝的影响,同样也会加剧水压力与水蚀对大坝的老化作用。甚至还有一些未能察觉的潜在风险。因此,修复裂缝,确保大坝稳固是摆在工程师面前的一大重要任务。
修复裂缝的办法
这个裂缝修复加固,不是简单的用混凝土将裂缝抹平即可,这可不是简单的民居装修。对大坝的修复加固需要考虑所有可能引发的极端因素,比如把水压力,温度差等影响计算在内。并且修复加固工程还要确保彻底解决裂缝再生的问题。
第一步,工程师们并不着急马上采取加固行动,而是对大坝的裂缝处,采用了先进的监测设备对其进行一段时间的跟踪与记录。
比如他们在大坝上使用了近百太立体测绘议,实时监控坝体的细微变化。在裂缝布置了高精度的水压与温度的测量仪,收集裂缝的数据资料。
同时也对裂缝周围的地质情况开展了研究与勘探。为裂缝修复工程提供了一系列的科学数据,这为采取修复方式与材料提供了科学依据。
最终,工程师确定了采用多层次的的裂缝修补加固模式,在内部对裂缝进行填充修补,在外部进行了加固工程,确保工程万无一失。
首先,先采用化学灌浆的技术,将特殊调制的填补材料灌入大坝的裂开的缝隙中,填补与粘合裂缝中两边的混凝土,填实裂缝空间。这种特制材料是工程师针对大坝的特殊构造,经过几个月对现有材料进一步升级获得,更能适配大坝填补使用。
填充完毕后,在裂缝的表皮处,凿开一条始终的凹槽,填上防水材料,防止水渗透到裂缝里面,促使裂缝的再生与扩大。但这仅仅只是填补修复的步骤。
但前面的修复完成后,就需进入到加固工程。先在修复好的裂缝上方,贴上一层氯丁橡胶片,这种橡胶片具有非常良好的柔韧性与密封性,有效的防止水分与空气再次进入缝隙内部,同时其韧性也能很好的抵御地壳运动的形变。
接着,再覆盖上一层防渗盖片,进一步增强裂缝的防渗能力;在最外面的一层,钉上一块钢筋混凝土板,将裂缝完全的覆盖起来,既可以抵御水压力的影响,也能增强大坝本身整体的稳定性。
而如果碰到更大程度的裂缝,则需要采用混泥土补丁或者是特殊金属支架的方式进行修复加固。这些补丁与支架都是经过精密的计算,能够进一步强化大坝的承压拉的能力。
这种加固措施能够最大程度的缓解地震运动与水压力等大多数因素,对裂缝处造成再次损伤。但是,温度差的问题还是无法彻底解决。既然工程施工无法解决,那就从后续的保养中来改善。
工程师制定了一套温控措施。在寒冷的冬天里,采用保温材料覆盖混凝土,防止温度差造成大坝表皮损伤。而这种严格缜密的“售后”服务,也是维持大坝“健康”的一大关键。
通过这一系列的修复加固工程,根据检测数据显示,大坝的抗裂能力有效的提升了30%。如此成果都是在工程师的精心设计与科学施工所取得的。而此次整体的监测,还也发现其他多处潜在隐患,并及时采取措施处理。
结语
经过工程师们的努力,三峡大坝的裂缝问题得到了彻底解决,经过修复与加固后的大坝,安全性与稳定性上都得到加强。正是这些“小问题”的挑战,让我国的基建工程能力得到一步步的提升。
三峡大坝的安全,不仅关系工程本身,也关系国家和人民的根本利益,工程师们所体现出来的专业能力与责任担当,值得我们为他们点一个大大的赞!
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