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絕非危言聳聽!除三峽大壩外 中國還有8萬個「定時炸彈」

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2019年6月11日在國務院舉行政策例行吹風會上,水利部水旱災害防禦司司長田以堂介紹說,中國9.8萬多座水庫大壩,6.6萬多座水庫大壩曾經是病險水庫大壩,另外1.6萬多座是現行的病險水庫大壩,急需儘快除險加固。根據這個數據,曾經的和現行的病險水庫大壩一共是8.2萬多座,占中國水庫大壩總數的百分之八十四。

田以堂指出,技術責任人要到水庫大壩去查看有沒有險情,看看有沒有問題,有沒有裂縫,有沒有滲漏;巡查責任人每天都要在堤上巡查。請注意這兩個詞:一是裂縫,一是滲漏。2019年7月初三峽集團微信公眾號承認三峽大壩有形變,同時又說是在設計的許可範圍之內,但是又不公布設計許可範圍是多少。至於滲漏的數據,三峽集團微信公眾號沒有公布。田以堂認為大壩有沒有發生滲漏,對於大壩安全很重要。希望三峽集團微信公眾號能夠儘早公布三峽大壩滲漏數據,同時公布設計許可範圍,讓全國老百姓放心。如果三峽集團還不公布滲漏數據,筆者將公布三峽大壩的滲漏數據。

2019年7月4日下午,葉建春主持召開主汛期重點地區水旱災害防禦視頻會商會,分析研判主汛期全國洪水乾旱趨勢,指出確保水庫安全度汛,是各級防汛抗旱指揮部的最主要任務。

緊接著7月8日,長江委召開兩次會商會,滾動研判近期水雨情發展趨勢,部署流域近期強降雨洪水防禦工作。會商強調,受前期降雨影響,當前江河水位偏高,土壤含水量偏飽和,要高度關注和重點防範近期強降雨和洪水所帶來惡劣形勢,切實做好各項工作,確保防洪安全。一要進一步加強監測預報預警,密切關注水雨情。二要按照水利部要求,嚴格監督管理流域超汛限水位運行水庫,確保水庫安全度汛。三要及時發布汛情通報與洪水預警,提醒兩湖地區相關省市提前做好堤防防守等暴雨洪水防禦工作,切實保障人民群眾生命安全。四要滾動會商三峽水庫來水情況,加強與國家電網等單位溝通協調,提前制定相關調度方案,做好調度安排。五要毫不鬆懈做好近期強降雨防範工作,嚴格防汛紀律,加強24小時值班制度,強化堤防巡查防守,一旦發現險情要及時上報通報、應急處置。

無論是國務院的政策例行吹風會,還是全國抗旱防汛總指揮部召開的水旱災害防禦視頻會商會,還是長江委召開兩次會商會,都強調一件事:要確保水庫(大壩)安全度汛!要確保水庫(大壩)安全度汛!要確保水庫(大壩)安全度汛!

水庫大壩是中國政府防汛抗旱的最主要工程措施,是當初從史達林那裡取來的真經。希望把洪水期的洪水攔蓄在水庫里,供乾旱季節使用,既能防洪又能抗旱。1992年國務院副總理鄒家華在給全國人大代表介紹三峽工程時,用了大量篇幅來講解三峽工程的防洪效益。1998年發生長江所謂的百年不遇洪水時,三峽集團老總陸佑楣說,若有三峽工程在,豈容洪水逞凶狂。那時三峽工程尚在建設之中,無法用實踐來證明三峽工程巨大的防洪效益。2019年,三峽大壩已經橫立在長江上,似乎好像應該如毛澤東所期望的那樣,在三峽卡住長江洪水;似乎好像應該如陸佑楣所說,長江洪水不能再逞凶狂。可惜,2019年長江中下游的湖南、江西等省,洪水災害十分嚴重,幾百萬災民在洪水中等待來自上面的救災物質、救災資金。

現在建設水庫大壩的防洪抗旱功能沒有人提了,最要緊的是「確保水庫(大壩)安全度汛」。建設水庫大壩工程前的許諾,好像都忘在腦後了。人們不禁要問:建造這些水庫大壩的真正目的是什麼?是製造一些病險水庫大壩讓人擔驚受怕的?是製造一些病險水庫大壩讓人多花一些冤枉錢的?是製造一些水庫大壩來確保它們本身的安全度汛?

三、劉崇熙教授關於胡佛大壩與三峽大壩使用壽命的論述

許多網友在討論三峽大壩使用壽命時,都會提出胡佛大壩使用壽命為什麼會比三峽大壩長?在這裡摘錄劉崇熙教授的論述,內容來自劉崇熙與汪在芹的《垻工混凝土耐久壽命的現狀和問題》,發表在2000年2月《長江科學院院報》第17卷第一期上。

「美國的胡佛大壩建成於1935年。大壩垻高221.4米,長279米,混凝土總方量248.5萬立方米,是當時世界上最高,體積最大的世界級混凝土高壩。胡佛大壩的興建標誌著大體積混凝土大壩建設進入快速發展的時代,標誌著大型混凝土壩施工技術革命時代的開始。胡佛大壩成為建垻的新紀元。當今世界各國的築壩技術基本上是因循胡佛大壩的技術體系。1985年國際大壩會議的各國專家雲集美國,慶祝胡佛垻50壽誕。他們驚奇地看到運轉已半個世紀的胡佛大壩,依然如一座剛剛落成的新垻,壩體沒有滲漏痕跡,沒有剝落的鱗痕。儘管大壩沒有被加固維修過,但大壩混凝土岩芯所顯示的強度和性能卻在增長,各國垻工專家一致認定這是一座世界長壽垻。1998年,世界各國建築大師評選20世紀十大建築物,胡佛大壩即是其中之一。我國興建的長江三峽大壩,其規模堪稱世界第一的混凝土大壩。在創世界級長壽大壩方面,我們曾建議把胡佛大壩作為三峽大壩的「樣板垻」,構想建成500年耐久壽命的長壽大壩。日本在建設長壽大壩方面是認真的。據奧田徹等的調查報告,截至1987年,日本共建有2850座水壩,其中混凝土壩962座(日本電力公司有265座,約占1/3)。大部分混凝土壩耐久性狀良好。其中優秀的是大井垻(1921至1924年建造),已有85年的垻齡;還有冢原垻(1938年建成),已有60年的垻齡。這兩個長壽垻的特點和秘訣是:採用波特蘭水泥,若外摻火山灰時,則同時補鈣(波特蘭水泥1+火山灰1/3+ C年O1/6);選用低水灰比和較富的水泥用量(220(內部)~273(外部)kg/立方米)。運轉60多年,大壩混凝土表面中性化厚度為0.19~0.36毫米,34年齡期強度增加到396 kg/平方厘米(91d為169 kg/平方厘米)。綜合考察,垻工混凝土組成設計上,採用純波特蘭水泥或補鈣措施,保持高鈣物質組成和低水灰比,較富裕的水泥用量,強化冷混凝土澆築和垻塊冷卻,以及加氣-減水劑技術等,是創建長壽大壩的公開「訣竅」。」

劉崇熙與汪在芹指出:「40餘年來,我國垻工混凝土執行著「按強度設計混凝土」的傳統模式。混凝土材料設計僅是滿足強度達標和堅持節約資金。混凝土超強和後期強度增長部分,被譏為浪費,都必須用大水灰比,大量外摻混合材料來沖淡強度和水化熱。有時也引入某些耐久性指標(抗凍標號),但缺乏理論依據。混凝土建築物的耐久壽命,迄今不存在評估和預報的概念。建築物的業主僅對任期內的工程興建硬指標負責,至於建築物的運轉問題,那是後任者的事。工程的承包商,在承包施工簽約時,只滿足工程部位驗收的目標,不對耐久壽命即供用期承擔責任,「驗收」就是目的。工程設計師則重點只在結構力學計算分析傳統方法上下功夫,幾十年後或百年後建築物狀況如何,卻從未估量。他們相信「後代的智慧將超過當代,沒有必要提前研究」。這些短期行為導致我國垮垻、垮橋、垮路、垮樓、垮洞等工程質量事故的發生。我國工程界普遍認為:混凝土沒有不裂縫的,裂縫是混凝土的常發病。這些錯誤認識,導致工程隱患叢生。在「按強度設計混凝土」的傳統模式支配下,40餘年來,迄今我國垻工混凝土主要參數的設計情況統計如下。

水泥:在各種矽酸鹽水泥的基礎上,現場大量外摻粉煤灰、煤渣、礦渣、燒粘土、天然火山灰質材料,以降低工程造價,從而沖淡了混凝土強度和水化熱。實際的所謂「膠凝材料」(水泥+混合材料)中C年O總量僅有15%~35%,混凝土嚴重貧鈣,抗中性化能力低下。

水灰比:在現場大量外摻混合材料的垻工混凝土,使原有的「水工混凝土施工規範」中規定的最大「水灰比」概念,相應地發生了變化,以「水膠比」概念取代了。大壩外部混凝土的「水膠比」(W/C+ F)為0.6~0.7,實際上「水灰比」(W/C)為0.9~1.1;大壩內部混凝土的「水膠比」為0.7~0.8,實際上「水灰比」為1.4~1.6以上。導致垻工混凝土組織結構疏鬆,耐久性低下。而美國從60年代以來,垻工混凝土水灰比選擇是:外部W/C+F=0.4~0.45,內部W/C+F=0.5~0.55。在「按強度設計混凝土」的傳統模式支配下,40餘年來,我國垻工混凝土建築物的綜合耐久壽命約為30~50年左右。這一估量,我國當代某些垻工權威專家是不能接受的,反思的餘地也沒有。認為這是「危言聳聽」,是中國垻工砼的困境。新中國建國的初期,根據毛澤東主席的「一定要把淮河修好」的戰略布署,淮河流域皖西的佛子嶺大壩、梅山大壩、響洪甸大壩、磨子潭大壩、龍河口大壩等5大水庫於1954年以後相繼建成。這5大皖西名垻,施工質量控制嚴格是現今任何施工中的水壩所不可媲配的。我國垻工專家也是引以為驕傲的。「……然而經過40年運行,這批超負荷運行的老垻已`積勞成疾』,陷入危境。……」,這是著名記者張坤於1998年2月26日在《中國青年報》社會版頭條版面寫出「中國老垻告危」的專欄報導。報導中指出:「佛子嶺大壩於1954年建成不久,即發現壩體產生多處裂縫,曾於1965~1966年、1969年兩次加固修復。」「1993年10月21日,大壩觀測員通過儀器發現:大壩在向下游位移,而且大大超過極限值。1995年專家『會診』中,佛子嶺大壩被國家級特種檢查組宣布為『病垻』,主要表現為壩體裂縫加大、多處滲水,強度降低、大壩嚴重位移等」。「……據水電專家介紹:中國五、六十年代建成的老垻,都患有不同程度的疾病,不少已嚴重變形,而這些帶病運行的老垻長期得不到重視和投入,都有垮垻的隱患」。」

「在長江流域,20世紀50年代初興建的世界著名的荊江分洪閘工程,經歷30多年的環境考驗,這個巨型水閘在20世紀80年代,底板、翼牆、閘墩閘門槽、胸牆等部位,裂縫遍布,鋼筋鏽露,成了病危工程,不得不在20世紀80年代中期投資數千萬元人民幣,予以首次維修加固。漢江的杜家台分洪閘工程,是20世紀50年代末興建的,經歷20多年的環境考驗,這個大型水閘在20世紀80年代,底板、翼牆、閘墩閘門槽、胸牆、啟閉工作檯基礎等等,裂縫遍布,鋼筋裸露鏽蝕,也成病危工程,不堪負役,於20世紀80年代投資數千萬元,予以首次維修加固。再如,武漢市蔡甸區的黃陵閘,是武漢市第一防洪大閘,20世紀70年代初興建,已運轉30年,1998年長江大洪水,該閘剝蝕破裂嚴重,已成病險工程,於1999年冬季投資進行全面整治,此類例子不勝枚舉。我國東北地區垻工混凝土建築物凍害嚴重,其壽命大致為10~40年左右。華東地區一些水工建築物也不理想,有些工程運轉7~25年,就出現嚴重腐蝕破壞。」

「綜合評估,我國垻工混凝土建築物的壽命,大致為30~50年。到此壽期時,需要投入巨資予以加固修復。歐美國家二戰前後興建的混凝土建築物運轉30~50年後,投入加固修復的資金總額,約占基建總投資40%~50%或更多。21世紀,我國可能進入病垻修復的世紀。」

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