五問新通道之五：葛洲壩擴容 ?如何給跳動的心臟“做手術”
本網訊（孫鈺芳）在長江最繁忙的咽喉要道上，已經連續運行了40多年的葛洲壩船閘，猶如這條黃金水道的“心臟”，晝夜不停地為長江經濟帶泵送著強勁發展動能。
隨著三峽水運新通道工程的推進，這顆“心臟”將迎來擴容升級：原有的葛洲壩3號船閘予以拆除，原址新建通航標準更高的雙線船閘。
然而，一道工程難題橫亙在建設者面前——擴容施工期間，緊挨3號船閘的2號船閘不能停航！
這就好比要給一顆正在快速跳動的心臟，做一場極其復雜的手術。難度不止于此，船閘的地基里有13層軟弱夾層，江面上橫跨的三江橋要拆除，航道要拓寬加深，船舶要順利進出??工程師究竟要施展怎樣的“空間魔法”，才能在這場“不停航”的“手術”中做到萬無一失？
“香蕉皮”危機
船閘如何扎根江底紋絲不動
要在不停航的2號船閘旁邊進行爆破、深挖、新建3號船閘，工程師們首先要面對的是葛洲壩壩址下特殊的地質——13層天然形成的軟弱夾層。
泥化夾層不是巖石，也不是普通土壤。它的層面光滑，摩擦系數僅0.18，遠低于普通粘性土0.4的標準，是像“潤滑劑”一樣的薄層，抗滑能力弱。
如何解決這一問題？工程師們亮出了三張王牌：一是整體式基礎：給地基鋪一塊“鐵板”。將新船閘的閘墻、底板澆筑成一個巨大的整體平板，像一塊厚厚的鐵板，把壓力均勻分散開，不讓局部受力過大。二是混凝土齒槽防滑技術：用“牙齒”咬住地基。在泥化夾層中間澆筑一排混凝土齒墻，像齒輪扣合一樣咬合進去，切斷軟弱夾層滑動的可能。三是精細化控制爆破技術：嚴控爆破裝藥量、加密鉆孔間距，使爆破震動對軟弱夾層的擾動降到最低。靠近三江沖沙閘的區域，干脆不用爆破，改用機械破碎錘慢慢敲。同時給臨近的水工建筑物裝上傳感器，實時監測建筑物的位移、沉降、應力變形等參數，一旦發現異常，及時調整施工方案。
拓寬“水上高速”
如何實現時空解耦的“半幅施工”
現在的三江航道寬120米、深4.5米，為保證萬噸級船舶可安全行駛，要將三江航道拓寬到160米、加深到7.5米——相當于把一條普通公路擴成高速公路，而且施工期間“車流”不能停。
如何解決這一問題？答案就是“半幅通航、半幅施工，分四期交替開挖”。像“換邊修路”一樣，一半航道施工，另一半讓船單向通行。新船閘建好后，再暫停2號船閘，完成剩下的航道深挖，三江航道拓寬工程一直要延伸到下西壩廟嘴通航信號塔。
特殊工況
江底隧道如何扛住內外部壓力
為了保護珍稀魚類，葛洲壩3號船閘的泄水不排向大江，而是從江底打一條長長的隧洞，直達下西壩廟嘴通航信號塔。這條泄水隧洞內徑11米，外徑13米，比兩層樓還高。普通隧洞只承受外面的水土壓力（外壓），而這條泄水隧洞既要承受外部巖土壓力，又要承受內部的水壓，工況非常特殊。
如何加固泄水隧洞以抵御巨大的內外部壓力？方案是——在盾構機打洞的同時鋪設好隧洞外層55厘米厚預制管片，并且隧洞內層要再澆50厘米厚的混凝土，內外層之間用連接件牢牢結合，保證結合緊密、受力均勻，即可共同承受泄水隧洞內外部壓力。這就好比給隧道穿了兩層防彈衣，既能抗外擠，也能抗內沖。
折疊的三維空間
互不干擾的“千層餅”作業
如果給葛洲壩船閘擴容工程做一個橫切面圖，會呈現一個“千層餅”結構：空中：拆除三江橋；地表：深挖航道，同時新建3號船閘；地下：盾構隧洞。
三個工程同時干，怎么做到互不干擾？
拆橋：三江橋是連續剛構橋，不用爆破，采用“逆向拆解工藝”——按照修橋的順序逆向拆除，分層切割、逐段釋放橋面的預應力，安靜施工。
挖航道：全部用破碎錘、液壓破碎設備機械開挖，不使用爆破拆除，避免強震動。
打隧洞：盾構機在江面下掘進，沒有大的爆破震動。
上面拆橋，中間通航，下面盾構穿江——各行其道，但要總體統籌協調，做好施工前后順序安排，各施工單位溝通到位，保證施工安全。
葛洲壩船閘擴容，不是一次普通的擴建。它是在運行了40多年、緊鄰城市的水利樞紐上，進行的一場不停航、保安全、高精度的精密手術。這里的每一項技術，都是中國工程師在沒有成熟先例可循的情況下，自主探索出來的。這場精密的水利魔法，正讓長江黃金水道，真正邁入“萬噸級”時代。
編輯：任賢 付譯嫻