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解密｜三峡大坝混凝土如何做到无裂缝？

发布于：2024-06-13 09:44:13 来自：施工技术/市政工程施工 [复制转发]

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三峡大坝混凝土芯样

此前入选了国务院国资委

与中央广播电视总台

联合推出的百集微纪录片《信物百年》

信物讲述人

三峡集团董事长、党组书记雷鸣山介绍

“这些芯样

代表着三峡工程的优良质量

凝结着三峡工程建设者的智慧和汗水

见证着中国水电事业的跨越式发展”

▲雷鸣山讲述三峡大坝混凝土芯样的故事（来源：国资小新）

“自宜昌而上，入峡行，

当以水闸堰其水”。

1918年，孙中山在《实业计划》中

首次提出在长江三峡河段

修建闸坝的设想，

这是三峡大坝第一次

以文字形式正式展现在世人面前。

混凝土质量决定大坝“寿命”

为三峡大坝研制一款特殊的混凝土

信物讲述人，中国三峡集团党组书记、董事长雷鸣山 介绍道，这些柱子是三峡大坝的混凝土芯样，整个三峡大坝就是用这样的混凝土一点点浇筑起来的，它们反映的就是大坝的质量状况。三峡工程是当今世界上规模最大、综合效益最广泛的水利枢纽工程，混凝土浇筑量就达2700多万立方米，相当于把直径1米的混凝土实心管道绕地球赤道一圈。

兴建三峡工程是中华民族的百年梦想，却因战乱时局一直未能实施。新中国成立后，三峡大坝的建设构想再次被提上日程。1958年夏，毛泽东听取关于三峡工程的汇报，并指出：“这是百年大计、千年大计。”千年大计、国运所系，三峡工程质量重如泰山。

三峡大坝是由混凝土、金属结构等组成，混凝土的质量决定着大坝的“寿命”。经过多次分析论证，科研专家一致决定，为三峡大坝研制一款特殊的混凝土。

中国三峡集团科技创新部主任李文伟介绍道：“ （过去）大部分是以强度为主来设计混凝土的，自从三峡开始，我们从强度设计转变为耐久性设计。 ”

高耐久性混凝土是一个专业课题，没有经验可循，李文伟就带领科研团队不断试验、不断探索，从全国数百家水泥厂中甄选出8家水泥厂，通过试验上百种配比，终于调试出适用于三峡大坝的高耐久混凝土。

然而，高耐久混凝土仅仅只是个开始。

▲ 三峡工程二期混凝土浇筑

打破“无坝不裂”的魔咒

建成世界规模最大的混凝土大坝

信物讲述人，中国三峡集团党组书记、董事长雷鸣山 介绍道，在国内外水利水电工程建设中，历来有混凝土大坝“无坝不裂”之说。为了打破“无坝不裂”的魔咒，建设一座让党和人民放心的工程，三峡建设者精益求精、勇攀高峰，每次浇筑完之后，工作人员都会随机钻取一段芯样，以此来观察大坝混凝土是否有缺陷。这些芯样，砂子、石子分布均匀，胶结很好，为达到这一要求，科研人员花了不少心思，其中最为人熟知的就是“夏吃冰棒冬穿棉袄”的施工工艺。

“夏吃冰棒冬穿棉袄”形象地描绘出三峡的温控技术。要避免裂缝，温控是关键，三峡地区的年高温季节长达五个月，地表砂石料最高温度可达摄氏50度，这些都对混凝土的预冷工艺提出了更高的要求。

中国三峡集团科技创新部主任李文伟说：“ 为了做到温控防裂，我们一般都避开高温季节。但是我们建大坝需要连续生产，高质量地、快速地建设大坝。 ”

常规温控技术是用冷水浸泡石子，但三峡工程的混凝土浇筑量太大，既没有足够的场地来浸泡石子，又难以处理因此而产生的大量废水。科研小组将传统的水冷改为风冷，砂子、石子、水泥等进入搅拌楼后再次加入冰屑。正是依靠严格温控和工艺创新，三峡大坝的建设者攻克了高温季节不宜大规模浇筑混凝土的工程难题。

▲三峡大坝夏季混凝土浇筑

2006年5月20日，三峡右岸坝顶最后一方混凝土浇筑完毕。至此，世界规模最大的混凝土大坝终于在长江西陵峡全线建成。

三峡大坝拦蓄上游洪水，确保了长江中下游的安澜，32台70万千瓦的大机组，年发电量可达1000亿度。高峡平湖的出现，结束了川江自古不夜航的历史，万吨级船队可直抵重庆。

▲ 三峡大坝上游高峡平湖美景

▲ 高峡平湖的出现，结束了川江自古不夜航的历史

三峡工程的成功建成和运转，成为改革开放以来我国发展的重要标志。

大国重器护佑长江安澜

三峡工程见证中国水电事业的跨越式发展

信物讲述人，中国三峡集团党组书记、董事长雷鸣山 动情地说，这些芯样，代表着三峡工程的优良质量，凝结着三峡工程建设者的智慧和汗水，见证着中国水电事业的跨越式发展。巍巍大坝横跨长江两岸，高峡平湖绘就盛世良景。三峡工程作为人类历史上最宏伟的水利工程，以大国重器之力护佑长江安澜。2021年6月28日，世界在建规模最大、技术难度最高的白鹤滩水电站首批机组投产发电，进一步巩固了中国在世界水电行业中的引领地位。

芯样的前世今生

为如实反映三峡工程混凝土质量水平， 2001年4月至2002年6月 ，三峡工程二期工程建设期间，建设者们在永久船闸、左岸非溢流坝段、左岸厂房、泄洪坝段、右岸纵轴坝身段上共布设了 365个终检孔 ，钻取共计 6439.49米的混凝土芯样 。这些混凝土芯样骨料分布均匀、胶结密实、表面光滑，是反映三峡工程混凝土浇筑高质量的珍贵历史资料， 具有唯一性、独特性和极高的科学研究价值 ，对三峡工程的质量研究有着重要作用和意义。

目前，混凝土芯样和纸质档案资料由 三峡集团试验中心 完好存放于三峡坝区洞湾小区的 11个芯样库 内。

▲ 11号芯样库本文摄影：肖雨欣

▲芯箱牌标识

一根芯样仿佛是三峡大坝的一个小小的芯片 ，它携带着该区域的主要信息：位置、高度、浇筑日期、配合比、力学性能、耐久性能等。随着这一根根芯样所携带的数据被钻取、被存储，见证了三峡大坝 从浇筑到巍然屹立的全过程 。

▲岩芯样本

芯样的数字化管理

纵观国内外前沿研究，针对地质勘探过程产生的岩土芯样建立的数字化平台，数量多且内容成熟，但针对混凝土质量检测中产生的芯样管理仍没有达到专业化、数字化、信息化的程度。一代代水电人期望通过建立数字化平台来集成“芯片”，以打通数据壁垒并建立数据关联，实现水工混凝土芯样研究的最大价值。

三峡集团试验中心于 2020年开启三峡工程混凝土芯样数字化管理平台建设工作 ，该平台可以有效保护混凝土芯样的完整性、真实性，防范重要档案丢失和损坏的风险，并充分发挥芯样这一珍贵历史资料在生产、科研和管理中的作用，为更多工程项目、科研工作者实现资源共享，提高资源利用率。

▲大坝取芯过程数字化

混凝土芯样数字化管理平台对回收的每一节芯样进行 唯一编码 ，并将芯体存储信息与芯样编码之间进行 双向关联 ，为芯样档案管理提供便捷性。

此外，在数字芯样库建设过程中 增加了芯样信息可视化模块 ，通过点击三峡大坝模型上的相关坝段以及坐标，可自动触发该坝段取芯情况以及芯样信息的介绍，从而实现芯样信息在坝体上的 交互和直观呈现 。目前，三峡工程混凝土芯样数字化管理平台 已正式投入使用 。

千年大计、国运所系，三峡工程质量重于泰山。三峡建设者精益求精、勇攀高峰的精神正感染着一代又一代的“三峡人”，在一个个新工程中继续传承着三峡精神，不断书写三峡“芯”的华美篇章。

混凝土大坝混凝

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全部回复（1 ）

只看楼主我来说两句 抢板凳

tumux_78035 沙发

三峡大坝是当今世界上最大的水利枢纽建筑之一，它的混凝土结构庞大而复杂，要确保大坝在长期运行中不出现裂缝，确实是一项极具挑战性的任务。我觉得这其中涉及到的技术和工艺，在土木工程领域都是非常前沿的。我认为，要实现混凝土无裂缝的关键可能在于以下几点：1. **材料选择**：使用高质量的水泥、骨料和外加剂，以确保混凝土的强度和耐久性。2. **配合比设计**：通过精确计算和试验，确定最佳的混凝土配合比，包括水灰比、骨料用量等，以保证混凝土的流动性和密实性。3. **施工工艺**：采用先进的施工技术，如泵送混凝土、振捣密实等，确保混凝土在浇筑过程中均匀密实，避免出现空洞和裂缝。4. **温度控制**：在混凝土施工过程中，需要采取有效的温度控制措施，如合理安排浇筑顺序、设置冷却水管等，以防止混凝土因温度变化而产生裂缝。5. **养护**：混凝土浇筑后需要进行适当的养护，如浇水、覆盖等，以保证混凝土在硬化过程中充分水化，提高其强度和抗裂性能。至于具体的规范规定，我建议你参考相关的国家标准和行业标准，如《混凝土结构设计规范》《混凝土质量控制标准》等。这些规范中都有详细的规定和要求，对于保证混凝土的质量和防止裂缝的产生具有重要的指导意义。总之，三峡大坝混凝土无裂缝的实现，离不开科学的设计、严格的施工管理和先进的技术支持。这也为我们在土木工程领域的发展提供了宝贵的经验和启示。

2024-06-13 10:41:13
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