中国长江三峡集团有限公司微信公众号“三峡小微”说(三峡大坝)坝体变形处于弹性状态。而中国工程院院士陈厚群将其修改为“它基本上是处在弹性范围以内”。 “三峡小微”的“坝体变形处于弹性状态”,与陈厚群的“它基本上是处在弹性范围以内”,意思是不同的。希望读者自己体会一下。 早在2003年5月21日,陈厚群的前任潘家铮在国务院三峡枢纽工程验收组会议上指出三峡大坝中的若干个坝块水平位移问题,潘家铮所提及的几个坝块是指左非8和临船3。如果是因为气温变化和蓄水高度变化所造成的“弹性”形变,为什么只有这几个坝块发生了水平位移? 四、不同的三峡大坝剖面图后面隐藏的问题 在解释三峡大坝可以抵抗核武器攻击时,三峡大坝的“主上”派给老百姓看这么一张的三峡大坝剖面图: 三峡大坝的剖面网络图片 文章写道:“重力坝这三个字就意味着很多人对于三峡大坝的印象是错的。很多人觉得,水坝就是一堵墙,上面下面一样厚。但是实际上,重力坝是一座山,下面厚、上面稍细,而三峡大坝是一座大山,根据数据:长江三峡坝体高185米(笔者注:最大坝高为181米),坝顶部宽15.18米,坝底宽130米(一说120米),正常蓄水水位高175米,长度达2335米。即便是最薄的地方,也有15米厚,所以根本就不是那么容易坏掉的。” 为了说明三峡大坝不怕炸,说三峡大坝不是一堵墙,而是一座大山,下面厚、上面稍细。 但是对比美国胡佛大坝,大坝最大坝高为221.4米,坝顶部宽13.6米,坝底最大宽度202米,显然胡佛大坝这座山要比三峡大坝稳定许多。 在解释三峡大坝的弹性变形时,三峡大坝“主上”派给老百姓看另外一张的三峡大坝剖面图: 这张图里的三峡大坝不象一座山,而更象一堵墙,墙顶变形最大、腰部次之、底部最小.。而说三峡大坝象一堵墙,正是《三峡大坝能抗住多大的打击和溃坝后带来的伤害?》一文认为是错误的。 一会儿说三峡大坝不是一堵墙,是一座大山;一会儿又说三峡大坝象一堵墙。在前一张图中,三峡大坝是基岩上浇筑的,三峡大坝与基岩的接触面是一个平面。正如科学普及出版社2012年10月1日出版的《三峡百问》一书第23问中所指出;“混凝土重力坝是依靠自身重量及其与地面的摩擦力抵抗水库上游水的压力荷载,以维持自身稳定的大坝。经过计算,三峡大坝正常蓄水175米时,整个大坝将承受约2000万吨的水压力。”而在后一张图中,三峡大坝就长出了两条短腿,三峡大坝与基岩的接触面也增加了齿槽,变成高低不平,似乎混凝土重力坝不能够依靠自身重量及其与地面的摩擦力来抵抗水库上游水的压力荷载,而要依靠增加的打入基岩的两根基桩和齿槽来保持大坝的稳定,阻止大坝坝址的位移。 这种只从一个方面入手,给出最满意的答复,而完全忽略其他方面的要求,这种做法在三峡工程论证中多次使用。比如,防洪组说,大坝下游的长江中下游的堤防防洪能力低,只能防十年一遇的洪水,所以要建三峡大坝提高长江中下游堤防的防洪能力;泥沙组说,大坝下游的长江中下游的堤防防洪能力大,所以三峡水库可以采取排浑蓄清的运行方式(即利用洪水把泥沙冲下去)。问题是,若把防洪组与泥沙组的说法做个交换,结论完全相反。防洪组说,大坝下游的长江中下游的堤防防洪能力大,没有建设三峡工程的必要;泥沙组说,大坝下游的长江中下游的堤防防洪能力低,不可能实行排浑蓄清的运行方式,泥沙淤积问题无法解决。事实上,大坝下游的长江中下游的堤防防洪能力是一个客观事实,不可能因为泥沙组的需要而大又因为防洪组的需要而小。 同理,将上面两张三峡大坝剖面图做个交换,结论也完全相反。三峡大坝剖面不可能同时是一座大山又是一堵墙,或者一会儿是一座大山,一会儿又是一堵墙。 五、为什么不谈坝基渗漏? 中国长江三峡集团有限公司微信公众号“三峡小微”在公布三峡大坝变形的数据,遗落了坝基渗漏。 长江水利的《大坝变形监测知识知多少》一文在解释“什么是大坝变形”时对大坝变形做如下定义:“大坝好比是长在地上的一棵树,在风吹作用下,树稍会向顺风向一侧倾斜。大坝在水、温度等荷载作用下产生的微小倾斜就是大坝变形。”“像树倾斜一般,大坝变形主要特点是:坝顶变形最大、腰部次之、底部最小。库水位上升、温度降低产生向下游的位移,库水位降低、温度升高产生向上游的位移。” 《大坝变形监测知识知多少》一文也没有公布三峡大坝坝基渗漏的数据。 为什么不公布三峡大坝坝基渗漏的数据?这是因为三峡大坝采用的实体重力坝存在一个不可克服的缺点,这种坝型的一个主要特点是建筑材料用量大,工程量大,而且坝中部许多材料仅起填充、加重作用,对坝体强度贡献很小。坝体与坝基接触面积大,坝底的扬压力也大,不利于坝体的稳定。坝底的扬压力(Uplift Pressure)是上游蓄水渗透到坝体与坝基之间的缝隙产生的压力,其向上的作用力会抵消部分坝体重量,影响坝体稳定。特别是在发生地震时,坝基渗漏量增加,坝底的扬压力增大,对三峡大坝稳定十分不利。 可见三峡大坝坝基渗漏对于坝底扬压力的产生和增大起决定性作用,直接影响三峡大坝的稳定,所以不愿意公布坝基渗漏的数据。 下面是笔者掌握的三峡大坝坝基渗漏的部分数据: 二期大坝和电站厂房 渗流检测 蓄水135米高程后,基础最大渗流量为1219.19L/min(含1号、2号排水洞渗流量)。2008年9月20日,172.8米蓄水前为379.231L/min,172.8米蓄水后,2008年11月9日,大坝基础渗流量为426.15L/min,蓄水前后渗流量增量为82.92 L/min。2008年12月30日,渗流量为393.01L/min。 右岸三期大坝 172.8米蓄水前渗流量为379.231L/min,172.8米蓄水后,2008年11月9日,大坝基础渗流量为426.15L/min,蓄水前后渗流量增量为82.92 L/min(笔者注:这些数据与二期大坝和电站厂房的渗流量一模一样,应该有错)。2008年12月30日,右岸大坝渗流量为441.92L/min(包含排水洞渗流量131.67L/min和右厂房渗流量55.97L/min)。 以上资料来自《中国三峡建设年鉴2009年》。 2008年12月30日,三峡大坝二期大坝和电站厂房与右岸三期大坝的总渗流量为834.93L/min。 三峡集团与陈厚群院士必须公布三峡大坝基础渗流量与设计允许范围。 六、三峡大坝存在的严重安全技术问题 根据现有资料分析,三峡大坝存在的主要安全技术问题主要在以下几个部位(自左到右): - 三峡船闸;
- 三峡升船机;
- 三峡大坝左厂房1号到5号坝块;
- 三峡大坝泄洪坝段。
6.1 三峡船闸 在黄金河道长江上建造最大坝高181米的三峡大坝,极大地限制了长江航道潜力的发挥。为了保证三峡大坝工程不中断长江航运,三峡大坝工程建有两线五级三峡船闸和升船机。 三峡船闸是是世界上最大的两线五级船闸,也是三峡工程创造的另外一个世界纪录。三峡工程于1994年12月14日正式开工,而三峡工程双线五级船闸于1994年1月已经破土动工。三峡工程船闸由中国武警水电部队承建。为了建造船闸,必须连续开凿十八座山头,打通一条通航的河道出来,必须在花岗岩山体内开凿300米宽、175米深、长6442米的河道。开挖过程中使用了2.2万吨炸药(天津大爆炸相当于使用了21吨炸药;投在广岛的原子弹的爆炸威力相当于1.5万吨炸药)! 张永兴、哈秋舲在《三峡工程永久船闸高边坡岩体力学特征研究》一文中指出:“1)三峡工程永久船闸高边坡是从自然岩体中经深切而形成的长、陡、高边坡。由于当地地质自然条件十分复杂,地应力水平高(达10MPa),故开挖后初始应力释放范围很大,形成的二次应力场由新的岩石边坡来承担,这是一个平面受力条件,与岩石圈的受力条件相比,结构条件要差许多,岩体的变形量值也相对较高。2)在大面积开挖条件下形成的陡高边坡,由于没有侧限条件,岩石的稳定及变形问题十分突出。在该边坡下,常有大型船队通过及人工工程活动,因此不允许有任何大的定位块体和小的随机块体的失稳发生。根据船闸金属结构专家组提出的要求,闸门安装后的闸室岩体的时效形变应不超过5mm,对岩体的变形要求很高。”三峡船闸高边坡变形的风险在于对通过船闸的大型船舶安全的威胁,专家对高边坡变形的要求是不能超过5mm。张永兴、哈秋舲在文章结束时再次指出:“边坡岩体质量是随着边坡开挖不断劣化,其显现即为边坡周边产生拉裂缝、周边位移不断加大、岩体失稳等形式,其实质为岩体质量指标的不断减小、岩体变形模量的降低、岩体强度的丧失等。”他们还提到利用炸药来形成船闸的高边坡,也增加了高边坡的不稳定。 2010年12月,船闸南北高边坡最大累计位移分别为71.57毫米和53.90毫米。 当年陆佑楣曾经说过:“(三峡船闸)最终监测到的岩体变形的最大只有25毫米,那是在原来预计的范围之内,所以下面的船闸闸室结构都是安全的。”张永兴、哈秋舲在文章中提到,专家对高边坡变形的要求是不能超过5mm。三峡船闸高边坡变形的风险在于对通过船闸的大型船舶安全以及船舶上的生命安全构成巨大威胁。如今船闸南北高边坡最大累计位移分别达到71.57毫米和53.90毫米,是否还在原来预计的范围之内? 175米蓄水后船闸南北线渗水量最大值曾分别为每分钟3288.76升和每分钟2905.24升!船闸南北线渗水量一共为每分钟6194升!每天的渗水量约为892万升!这否还在原来预计的范围之内? 三峡集团于2012年和2013年分别对南北线船闸进行大修。经过大修后南北线渗流量为每分钟756.72升和每分钟692.13升。以上资料来自《中国三峡建设年鉴》。虽然三峡船闸的渗水问题经过大修得到缓解,但是三峡船闸高边坡位移与渗水问题无法得到根本解决。
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