长江三峡大坝工程现场考察报告列昂那德

长江三峡大坝工程现场考察报告

列昂那德.斯克拉(Leonard Sklar)

艾米.露尔丝(Amy Luers)

一、三峡大坝工程进展简介

二、船闸石壁不稳固

三、长江截流和围堰的建筑

四、第三期工程的涡轮发电机系统

五、结论

1997年10月，美国的一个工程师代表团应中国三峡大坝工程建设指挥部总指挥邀请，到三峡工程工地作现场考察，我们是该代表团的成员。本报告的资料来自作者与三峡工程指挥部的工程师们的交谈、作者本人的现场观察结果以及三峡工程指挥部提供的文字材料。本报告主要说明三峡大坝工程中已出现的意外问题、偏离正常工程施工要求的做法以及三峡大坝工程后期可能出现的问题。

一、三峡大坝工程进展简介

到1997年10月中旬，三峡大坝的一期工程即将完工，并准备转入二期工程。一期工程按计划要在1997年11月初完工，完工的标志是长江主航道截流和江水改道进入一期工程中修建的通渠。在我们考察三峡大坝工程工地的时候，所有船只的航行均已改用在长江右岸一侧开凿出的通渠，当时这一通渠的过水量大约占长江总流量每秒两万立方米的百分之三十。

我们看到的三峡大坝基建工程主要包括三个方面，即在长江左岸与中堡岛之间建成一道截断长江主流的拦水坝、浇筑混凝土的临时船闸、以及在左岸浇筑混凝土坝墙。已完工的工程有下行航道的人工通渠、上行和下行的堤岸水泥护坡、纵向的水泥围堰、与人工通渠等长的吊桥、通往宜昌市的新高速公路等，而挖掘五级式永久船闸、浇筑中堡岛上的混凝土坝体等工程则已有很大进展。此外，在长江两岸还建起了许多房屋、办公建筑、宾馆及休闲设施等。

二、船闸石壁不稳固

目前，值得注意的首要问题是开凿船闸航道处两侧石壁的稳固性。三峡工程部门根据岩心取样的分析结果，显然高估了

构成壁墙的闪石、斜长石花岗岩地层的受力性能。由于挖掘过程会造成突然的不均匀的岩体负载变动，使壁墙的岩体变形，目前垂直高度达170米的壁墙已经出现了浅表破损。三峡工程部门为此请来一个挪威的地质工程专家组，该专家组建议采取补救措施，现在开凿船闸的工程已不得不暂时停了下来。

由于以下几个原因，要解决这个问题可能有困难。首先，在岩体上开凿船闸后，与岩壁平衡性相关的新的岩体应力重组需要很多年、甚至几十年时间。如果按照目前的设计建成船闸，在此岩体应力重组期间，如果壁墙只出现不太经常的破损，那么船闸本身可能还是基本稳固的，但是船闸石壁的破损早晚会造成通航船只的损伤，也破坏船闸石壁本身的稳固性。其次，目前船闸的选址是在与大坝平行的山脊上、位于两侧最高点之间的鞍部，这样就很难使陡坡变成缓坡，从而加大了船闸分级时的坡度。第三，由于石床的稳固性比预期的差，这意味着花岗岩石床的裂损密度将比预计的要高得多，因此大大增加了大坝底部和周边渗水的可能性，这会造成大坝的底基不稳，而更大的潜在危险则是由此而引起的上游西陵峡石壁的大规模滑坡。

三、长江截流和围堰的建筑

长江三峡工程的工程师们所关心的第二个主要问题，是大坝二期工程的总方案以及大江截流的成功。在我们参观期间，工程当局正召集一个紧急技术会议，以应付建筑拦水坝时未曾预料到的困难。这个问题的根源是，在一期工程中挖掘人工航道时，人工航道中泥沙的沉积速度之快远远超出了人们的想象。由于泥沙的沉积，水流在这段人工航道中流速放慢，结果导致长江主航道的流量和流速都加快了。随着拦水坝越接近合拢，主航道越狭窄，水流的流速就越快，以至于为建筑拦水坝而倒进江里的大块石料也被激流卷走，而不能顺坡溜到江底。

这种情形造成两种不利的结果，尽管截流的日程表本来就很紧迫，拦水坝工程的进度还是被迫减缓，同时，又造成江中中堡岛石料来源的枯竭，现在拦水坝右侧方所需的石料都是从中堡岛开采的。当我们在现场时，看到两艘大型吸泥船正在不停地工作，以清除人工航道中出乎预料之多的泥沙沉积。

即使拦水坝最终能合拢，二期工程中围堰的建设也可反映出三峡大坝工程建设中最困难和最冒险的方面。一位三峡大坝工程的项目评估工程师也很赞成这一看法。围堰在库区一侧紧挨

着拦水坝。由于在三峡大坝工程周边地区缺乏防渗水的材料，围堰的设计采取了一种极为罕见的方法。目前的设计是，准备用风化的花岗石来建造围堰，这些风化的花岗石基本上就是砂石，要把这些砂石倒入水下，也不用任何机械做压紧处理。在这种情况下，这些砂石是高渗透性的，所以又准备沿着围堰的中轴线浇筑一道水泥防渗墙。这样，工程设计者的希望是，这层水泥膜能完全阻止水流渗透到水泥膜底下极易渗漏的砂石围堰中，从而可以保证围堰的整体稳固性。施工中将在砂石围堰上成对地钻直径0.5米的孔，把水泥注入这些孔中。这道水泥膜总共才一米厚，垂直向下延伸到围堰底下的冲积层和河床。

这种方法的关键在于，能否保证孔钻得直？因为钻孔中的任何一点偏斜，都会造成水泥膜的缝隙，而引起渗漏。即使在建筑工程技术更先进的西方国家，也从未试图在如此大的工程中依赖于这种方法。三峡工程设计者所采用的这种施工方案，按照国际标准，属于老旧的建筑技术。这种建筑技术依赖于提高设计和施工方案的安全系数，来弥补可能预见得到的缺陷，如水泥质量的不一致和浇筑时的不精确性。但是，在三峡大坝工程的设计中，似乎实际上并没有采用提高安全系数的施工方案来弥补其缺陷。

围堰建设的难度和冒险性，不仅反映在这种施工难度很大又极罕见的围堰设计上，而且还反映在三峡大坝工程师们极为紧迫的建筑工期上。大江截流的预定日期是1997年11月，而夏季洪峰预计在来年的5月底就会来到，因此，只有不到七个月的时间来完成围堰的施工。如果不能在洪峰到来之前建成围堰，就不可能排净库区的水，也无法开始挖掘大坝的坝基。倘若如此，建造工程就不得不推迟到雨季之后，大约要到10月才会出现低水位季节。这样，围堰工程建筑期非常紧迫，完工日期不可变更，这会造成施工者仓促赶工，因而施工质量受影响的风险大为增加。

围堰安全性的另一问题是，三峡大坝工程施工是按五十年一遇的洪水设计的，也就是说，如果一场洪水大于五十年一遇的规模，其汛期流量将超过人工航道的承受力，也将漫过围堰。倘若围堰只需要保存一到两年，那么按五十年一遇的洪水规模来设计围堰还不能算是不理性的选择。然而，三峡大坝的二期工程不是一、两年内即可完成，而是要持续六年，那么，施工期间洪水超过围堰设计能力的可能性就是五十分之六，即八分之一。

还应当考虑到工期可能拖延的问题。在如此大规模的工程中，工期会因各种原因而拖延，工期每拖延一年，遇到超过围