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關於2024三峽新規劃第二船閘的一點想法

2024-01-24科學

據中央電視台2024年1月16日訊息,期待已久的三峽第二船閘終於迎來了確定訊息。如圖1,就這麽簡簡單單的一個模模糊糊的照片,估計期待已久的各位很不爽,畢竟這一個現如今幾乎比肩墨脫水電站的工程,一筆帶過,總是心裏恍惚,掐掐大腿,恨不真實!

圖一:央視新聞,新三峽船閘位置設計圖

首先映入眼簾的這一個彎,都知道為什麽,為了避開300m海拔的山體。但是就這個彎我得說一句:拐彎的航道要稍微擴大寬度,或者整體將拐彎處航道整體外擴5—8m,以免大長度船體難於操作。但是一細看發現,不用了,因為除船閘段以外,其他的航道部份都整體合並成一線了,那寬度就大了去了。至少可以到達118m寬度,夠了,90m長的船體都能調過腚來了,是個好辦法。

但剔除了兩船閘中間的隔離墻,無形中又增加了開挖量。部份贊同!

僅將航道部份挖深到140m行嗎?中間的隔離墻直線部份保留,彎曲部份的隔離墻切走500m,行嗎?以上遊開放部份3.3km計,是不是又將減少2.8km×50m×30m=420萬m3的開挖量。如果更是保留上遊直線段中間隔離墻的原始山體,以上遊開放段山體平均高度280m計,是不是省的更多?2.8km×50m×(280-175)m=1470萬m3,估計這個數位準確嗎?省個1000萬m3總該有吧?

你千萬不要說,留著那段隔離墻,怕被風吹倒了!!!

留一半高度行嗎?至少南北兩岸能借助隔離墻頂搭個便橋,能更容易一些!也能增加個無限風光在險峰的旅遊賣點!至少還可以做個實驗,抓幾只猴子上去,或者幾只山羊,看看能否打造一個獨立的生態系!

再次細觀,船閘在航道的下半中間部份,其下遊河口段大約兩公裏要整體挖深至57m不止,這樣一看,是有點無事找事了!本來河口300m要挖深到57m,現在卻成了最後兩公裏都要挖深到57m。以下遊開挖段山體平均高度130m計,這無事生非就增加了2km×118m×(130-57)m=1722.8萬m3的工作量。老三峽船閘才多大的開挖量,4175萬m3!真是不怕亂子大,本來工程量就很大了!難道就不能將船閘整體下移?或者,增加每個單體船閘的長度到560m,行嗎?反正一只羊是放,兩只羊也是放!後來一想不對,這新船閘是作為上行船閘使用的,下遊兩公裏如此開挖做為水道,是給候船留置停泊地的意思!還是部份贊同! 僅將巷道部份挖深到57m行嗎?中間的隔離墻仍然保留?那不是這一段的開挖量就將減為2km×68m×(130-57)m=992.8萬m3了,直接少了730萬m3的開挖量。

為了比較新船閘的詳細選址,將央視報道地圖加有顯著標記的輔助線進行切割,以便更好地還原到真實地圖進行參考,加輔助線的地圖如圖二。

圖二:依據央視新聞報道的新三峽船閘加標輔助線

測算新船閘上下遊兩段轉向夾角為27度。

依據圖二輔助線在bigmap上繪制2024新三峽船閘設計選線,如圖三。

圖三:2024新三峽船閘設計選址(粗虛線等高線為170m等高線)

對照發現,2024新三峽船閘位置比我以前設計的淺挖至170m的提水船閘還靠南,開挖量明顯比2023年國家公布的計劃更小。但是,與提水船閘的開挖量比較,深度上仍然增加了30m,這確實增加了顯著的開挖量,大約為10km×30m×118m=3540萬立方米,如果再計算相應開挖的斜壁護坡,粗略就按以10%計算,總開挖量也接近3900萬立方米,大致等於一個老三峽船閘的開挖量!

有一點不知是我繪圖錯誤,還是其他原因,如圖三,經過測算,2024新三峽船閘長度沒有網上所稱的10km,只有大約7km。

如果以央視新聞公告的2024新三峽船閘選址,打造更淺開挖至170m深度的提水船閘,是否可以?當然可以,但有心人一定會想到,以老船閘為下行船閘,新提水船閘為上行船閘,畢竟提水船閘由於多加了級數,上行船只過閘速度變慢。那是否可以再增加一條線,直接做三線提水船閘呢?三線船閘比兩線船閘增加了84m寬度,以路線上山體平均海拔230m計,相比於兩線提水船閘,三線提水船閘增加的開挖量為7km×84m×60m=3528萬立方米,畢竟與深挖工程量相比,一減一增,可以接受。

綜合以上意見,優點吸收,缺點摒棄,再次規劃三線並聯的淺挖至170m提水船閘,如圖五。

圖四:以2024三峽新船閘航道規劃三線淺挖深至170m提水船閘位置圖

表一:依據2024新三峽船閘航道設計的淺挖深至170m三線提水船閘相關參數

表二:三峽新三線提水船閘滿負荷運作日耗水量統計

在三峽提水船閘北300m——500m處山體內部設計建造中間緩存水池(罐),應滿足蓄水量至少為提水船閘時耗水量的120%以上。

中間緩存水池(罐),應該在第二級閘室底部入水,平行排布在沿第二閘室方向,3800m長度的山體內部。以每個緩存水池直徑Φ38m,蓄水高度 50—55m,大概每一蓄水罐體蓄水量為19m×19m×3.14×55m=62345m3。按前述蓄水量等於是耗水量120%的要求,至少得在山體中建造41個蓄水罐體。各罐體間透過底部(或底部側方)直徑Φ12.56m隧道相互聯通,

蓄水罐體在平行第二閘室長度方向布置14—17個,依次向北排布三排。

按照此前設計的沙坪水庫來的輸水隧道,直徑Φ10.6m,輸水量為每分鐘200m3,時輸水量72萬m3。按照時耗水量計算,三條輸水隧道剛滿足要求!!!

在綜合利弊情況下,蓄水罐體設計17×3排布,輸水隧道三條,時刻保證蓄水罐體滿水。 蓄水罐體以中心為基準,橫向間距220m,縱向間距200m排布。共計51個罐體,蓄存水量可達320萬m3。是三峽提水船閘時耗水量的149.39%。

圖五:中間緩存水罐排布圖

圖五中三支沙坪水庫來的輸水隧道先進入緩存水罐群,與兩條Φ10.6m水平施工隧道在海拔170m平面相交。再從緩存水罐群底部下沈到海拔150m,水平引出三支隧道進入提水船閘第二閘室底部。

兩條橫向Φ10.6m施工隧道工程完工後兩端封堵,17支縱向Φ3m施工隧道工程完工後出口端封堵。

至於先前的太平溪提水站、沙坪水庫,以及蓄能站設計,保持不變。

圖六:沙坪水庫來水隧道、緩存水罐群、去往提水隧道第二閘室底部隧道大概布置

圖七:三峽新提水船閘整體執行圖

下面說下新船閘兩側的護坡,垂直是不可能的了,選擇多大的坡度呢?不妨選擇75度坡,分層剝離山體,高度上每增加10m護坡再次退後3m。南坡可以這樣設計,畢竟,新船閘一開,新船閘兩岸間必定會修大橋,但是那也限制了行動,兩船閘間的土地瞬間成了孤島,生產型企業能走就走吧!因此,新船閘航道南坡簡簡單單,護坡上沒必要做太多修飾,畢竟遊客從北往南也不方便。

那新船閘北岸護坡呢?

圖八:新船閘北岸護坡設計圖

圖九:淺挖至170m提水船閘北岸護坡設計圖

新船閘兩岸,如何聯系?高架橋。需要雙層高架橋?沒有必要。

大家看到了,在新三峽船閘北岸護坡做了如此多的設計,留置了多達六層分別寬達27公尺的道路,以及兩條長度達五六千米的掛壁隧道等。但可能大家也看到好像沒有設定便民設施,比如衛生間和小吃點等。我在想,在如此堅硬的花崗巖山體深挖做衛生間和小吃點,有點大材小用,也帶來後續的衛生管理不便,不如提供移動式衛生車、移動式小吃車(點),仿古木亭休閑點,無論管理還是清潔都能更容易!

為什麽北岸石壁要做如此精裝修?畢竟這是一個世界矚目的巨大工程,其後的旅遊效應必定盛況空前,一定要做好旅遊前景預估,做好軟硬體準備,千萬不能讓如此巨大工程有可能帶來巔峰式的旅遊效益付之東流!

我想到毛澤東的一首詞:

【水調歌頭】 遊泳(1956.06)

才飲長沙水,又食武昌魚。萬裏長江橫渡,極目楚天舒。不管風吹浪打,勝似閑庭信步,今日得寬餘。子在川上曰:逝者如斯夫!

風檣動,龜蛇靜,起宏圖。一橋飛架南北,天塹變通途。更立西江石壁,截斷巫山雲雨, 高峽出平湖。神女應無恙,當驚世界殊。

是啊!高峽出平湖。神女應無恙,當驚世界殊!

此情此景,如織的遊人必定會站在高高的護坡邊,激情澎湃:子在川上曰:逝者如斯夫!

無論三峽第二船閘如何設計,我想歸根結底一句話:千年大計,安全第一!!!

再提一句:能多花點錢解決的,千萬不要僥幸去冒險!更何況,提水船閘施工時間更短。根據兩者工程量比較,三線淺挖船閘用時大約為兩線深挖船閘的2/3,提前受益,即使有可能多花點錢又算得了什麽呢?

表三:深挖雙線船閘與三線淺挖船閘開挖工程量粗略估算及比較

如果從純商業角度考慮,提水船閘可能更實在。雖然施工總規模擴大,但分工程施工難度在降低,更便於安排人力,同時施工。尤其是太陽能發電技術已經成熟,釷基熔鹽堆甚至核融合均有所突破的加持下!一味地追求省力的執行模式,其實是眼界狹窄!長江三峽水在提水船閘的執行過程中,只是作為一種介質,一種載體。在蓄水期,完全可以利用零散的風電、太陽能電力,把三峽壩下水再次提高到三峽壩前啊!!!

任何人做事都想一勞永逸!世界上真有一勞永逸這樣的事嗎?哪一件不是斟酌實情做出的決策呢?時機不成熟貿然推出自認為一勞永逸的解決方案,其實是不負責任,是在冒險!!!

圖十:對2024船閘選址再次最佳化(封閉框內部份)

本著優中選優,對2024船閘選址再次細察,發現航道中下遊人口與工廠密集,移民問題與移民資金絕對大麻煩。不如向北再次平移百十米,避開人口密集區。這樣,中部就出現了北向的彎,一彎變兩彎,可以吧?這樣移民拆遷問題變小,挖方量稍微擴大,以空間(挖方量微增)換時間(移民問題曠世久遠),應該更有利於船閘早日完工!!!

無意中搜了下白鶴灘電站:

圖十一:白鶴灘電站發電廠房介紹

「其中電站廠房洞長438公尺, 頂拱跨度34公尺,高88.7公尺;

我想知道,這個 「頂拱跨度34公尺,高88.7公尺」 是啥意思,這個跨度不就是三峽標準船閘的寬度嗎?如果能行,還啰嗦忒多幹啥?直接兩條七公裏長,直徑34m的隧道不就都解了嗎?還是說,三峽這塊地的花崗巖比較破碎,沒有白鶴灘那塊地的花崗巖成一塊,不太結實,打不了類似白鶴灘那樣大直徑的地下礦洞?

2024年1月21日