人类一生的伟业,根植于每一个伟大构想的成型,在于对尚未建成的工程设想。在每一座大坝的设计之初,流淌在工程师的血液中就带着“防洪,发电,航运”的使命感。
三峡大坝早已在世界面前证明了自己的价值,金钱和发电量无以衡量,航运便是最好的证明,三峡大坝一期工程建成后,通航能力由原来的1500吨级提升到3000吨级,二期工程建成后提升到5000吨级,通航能力是原来的3倍!

就是这样的三峡大坝,不仅创造了400余亿的发电价值,实现了“开闸放水,洪水不再”的防洪目标,还为世界提供了“前无古人,用之无不当”的航运价值,然而这座“神”一样的大坝也曾遭遇建坝过程中最大的难题——温度裂缝。

一、三峡大坝“裂缝”并非危言耸听,而是关乎大坝的安全和质量

“裂”是温度裂缝,三峡大坝温度裂缝的产生是因为在施工过程中,浇注混凝土后其内部温度会达到60-70℃,由于混凝土的体积膨胀率大,温度差会导致内部混凝土产生微裂缝。
经过检测,三峡大坝还曾出现过80条裂缝。这些微裂缝会导致混凝土内部结合力减弱, 防止了后期混凝土的抗压强度和抗拉强度,甚至会导致混凝土出现氯离子、硫酸盐等腐蚀物质的渗透,产生更严重的裂缝。
二、三峡大坝的“防裂”之路,二十年技术创新才成就世界级成果
(个中故事)
“温度裂缝”问题不断挑战中国工程师的极限,同样也考验着祖国的自信

温度裂缝产生的问题早在20世纪80年代就已经受到重视,随着中国水利工程建设的发展,越来越多的大坝工程出现了裂缝问题,严重的直接影响了工程质量,甚至导致水库泄洪和坝体崩裂的风险。
在建设三峡大坝时,温度裂缝已成为一个亟待解决的工程难题, “温度裂缝”问题的严重性甚至一度让国人对建坝产生质疑,部分高层更是认为彻底解决温度裂缝是一个世界级难题。
“防裂”技术的更新换代,一步一个脚印地走过来

但中国不会轻易放弃,面对世界级的难题,建设三峡大坝的中国团队暗自较劲,“三峡大坝”这块招牌一定要立住!经过反复试验和经验的积累,中国工程师们终于找到了温度裂缝产生的原因,并制定了防裂方案。
在膨胀剂的使用上,团队更是研究出了 低热硅酸盐水泥和纳米技术的结合,提高了混凝土的密实度和抗裂能力,有效降低了温度应力的产生,结合混凝土的微膨胀,降低了微裂缝产生的概率。

(防裂技术,今日的三峡大坝成就了它)
一是建立了全球首个混凝土智能温控系统
>>>时至今日监控温度依旧不容忽视

三峡大坝正在向世界展示中国的强大,今天的三峡大坝已经成为了一座真正的“智能大坝”,这个大坝的“大脑”就是全球首个混凝土智能温控系统。
这个系统完全依靠物联网和人工智能技术实时监测和调整混凝土浇筑过程中的温度变化。通过 12万支温度传感器的实时监控,系统能够在24小时内将混凝土的温度变化数据分析出来,及时监测到混凝土温度超过70℃,就会自动启动降温装置进行降温。
>>>温控系统的核心,在于降低混凝土的温度变化速率

同时,这个系统还能通过数据分析发现混凝土内部温度变化的规律,为后期浇筑混凝土提供依据。在建设三峡大坝的过程中,正是依靠这个系统成功降低了70%以上的温度裂缝产生的概率。
温控系统的核心在于降低混凝土的温度变化速率,通过这套系统,就算在温度达到70℃的条件下,混凝土也只会在常温下产生30℃的温度变化,从而有效防止了混凝土开裂。
二是采用“短间歇薄层浇筑法”,提高了抗裂能力

“短间歇薄层浇筑法”是一种新型的混凝土浇筑技术,在这个施工方法中,混凝土的浇筑被分为多个短间歇期,从而缩小了混凝土的热膨胀幅度和产生的温度应力,这样就可以避免 由于混凝土的大体积产生的温度应力对混凝土造成的破坏。
同时,由于浇筑的混凝土层较薄,能够更好地控制混凝土的水化热,从而降低了混凝土的温度变化速率,有效地防止了混凝土开裂。
三是三峡大坝还应用了“应力释放缝”技术

“应力释放缝”技术是指在混凝土施工过程中,在适当位置留出一些缝隙,以释放由于混凝土体积膨胀产生的温度应力。 这个技术可以有效地减少混凝土由于温度差而产生的裂缝。
应力释放缝的间距和深度需要根据混凝土的浇筑情况和环境条件进行合理的设计,以保证混凝土的整体强度和抗裂能力。通过“应力释放缝”技术,三峡大坝能够有效地防止混凝土开裂,提高了混凝土的抗裂能力。

三峡大坝“防裂”技术的成功,倒映着中国水利工程技术的崛起,也推动着中国成为世界级的水利强国。三峡大坝“防裂”技术的成功,甚至形成了一套完整的大体积混凝土施工标准,该标准早就已被翻译成多种语言,被多个国家采纳和推广,成为国际水利建设的重要标准。
这标志着中国在水利工程领域的技术水平已经达到了世界领先水平,也为中国的水利工程建设提供了有力的支持,这样的实力,也当之无愧是“世界屋脊”的称号!
三、三峡大坝“裂缝”之相关探索值得借鉴,未来可期
探索一:将三峡大坝项目开发成可再生能源技术创新的催化剂
三峡大坝的成功不仅仅在于其规模和技术,更在于其在面对温度裂缝这一世界级难题时所展现出的决策和技术能力,这为中国的水利工程建设提供了重要的经验和启示。
今后,我们还可以在三峡大坝项目中探索更多的可能性,比如将其开发为可再生能源技术创新的催化剂,探索更多的可能性,比如投资和研发风能、储能、氢能等创新型绿色能源技术。
探索二:以人工智能技术进一步优化混凝土施工过程
今后三峡大坝建设,不仅要深入学习和借鉴三峡大坝“防裂”技术,还要探索利用人工智能和机器学习技术进一步优化混凝土施工过程,提高实时监控和应对能力。
在灌注混凝土过程中,可以利用人工智能技术和机器学习技术来分析和优化混凝土的浇筑过程,实时监控和调整混凝土的浇筑速度、温度、湿度等参数,从而实现混凝土的最佳浇筑效果。
比如利用深度学习技术和图像识别技术分析混凝土的浇筑质量,在实际施工中,人工智能可以通过图像识别技术分析混凝土的颜色、纹理、气泡等特征,从而判断混凝土的浇筑质量并进行优化调整。
探索三:在全球范围内推广三峡大坝“防裂”技术,降低风险
在气候变化影响日益显著的当下,这些防裂技术应该在全球范围内推广,尤其是在那些容易出现温度裂缝的地区,以减少工程的风险和成本。
我们还可以借助这些技术及时修复和改进存在的温度裂缝,以保障工程的安全和质量。通过对三峡大坝“防裂”技术的推广,世界将能更好地应对温度裂缝带来的挑战,推动水利工程的发展。
探索四:研究其他材料对大体积混凝土的影响,提升耐久性
在温度裂缝产生的原因中,除了温度和水泥的种类外,还和其他材料的使用有很大的关系,今后要想进一步提升大体积混凝土的耐久性和可持续性,有必要深入研究其他材料对大体积混凝土的影响。
比如,深入研究各种不同类型的骨料、掺合料、外加剂等对大体积混凝土的性能影响,从而优化大体积混凝土的配合比和施工工艺,提高大体积混凝土的性能和耐久性。
探索五:建立国际合作平台,分享创新技术和经验
此外,未来还可以建立一个国际合作平台,分享大坝建设和维护过程中的创新技术和经验,通过共享知识和资源,各国可以更好地应对水利工程面临的挑战,确保大坝的安全和可靠性。
三峡大坝的成功与其强大的团队密不可分,这些专家和工程师们以高度的专业素养和团队协作精神,克服了一个又一个工程难题,在建设过程中也创造了一个又一个的中国奇迹,世人都在感叹如今三峡大坝的世界级成果,但又有多少人知道三峡大坝曾经遭遇过的温度裂缝呢?