一次真刀真槍的考試

包承綱

（長江科學(xué)院，湖北 武漢 430010）

1998年9月15日中午，一輛切諾基吉普從長江科學(xué)院大門開出向漢宜公路疾駛而去，目的地是正在熱火朝天施工的三峽工程工地。車上坐著3個人都面色凝重。他們是在1小時前接到三峽總公司電話，轉(zhuǎn)告水電部陳賡儀副部長的指令：“由于二期深水圍堰變形過大，要包承綱立即到工地去?！蔽也桓业÷?，叫上搞計算的劉松濤工程師，并帶上我的研究生張小平博士匆忙上路。

到了工地得知，二期上游深水圍堰在突然襲來的大洪峰（6×104m3/s）壓力下產(chǎn)生很大的變形，防滲墻頂部的最大位移達(dá) 56.7 cm，比原計算預(yù)測值42.2 cm高出35%左右。洪水還在繼續(xù)上漲，圍堰是否安全心中無底。當(dāng)時大壩基坑正在抽水，坑內(nèi)有大批機器和工人正在施工，一旦發(fā)生不測，后果不堪設(shè)想。不僅經(jīng)濟損失無法估量，其聲譽影響更難承受，那時三峽工程的未來命運，是否能繼續(xù)建下去，將不可預(yù)測！所以工地上下都十分緊張，人心惶惶。

怎么辦？停止基坑抽水、撤退機械、撤退施工人員？這些都非同小可，但若不撤，萬一出事，誰也擔(dān)不了責(zé)任。正是左右為難，難以決策。這就促使在工地坐鎮(zhèn)的水電部陳副部長下令，把我招去問個究竟，因為二期圍堰這個保施工安全的關(guān)鍵性建筑物的結(jié)構(gòu)分析和可靠性論證是長科院和國內(nèi)有關(guān)的多家單位共同進(jìn)行的。

下午 4時許我們到了工地。陳部長對我們說：“你把這件事情弄清楚，回答我兩個問題：（1）為什么變形這么大？這樣的變形到底危不危險？（2）水位再漲，變形最大會到多少？那時危不危險？”他還說：“明天晚上7點，我聽你匯報！”明天晚上7點！眼下已下午4點多，滿打滿算不睡覺也只有27個小時呀！但當(dāng)時能分辯嗎？這是一場真刀真槍的考試呀！而且是關(guān)系整個工程大局的考試。這也是一場檢驗我們解決實際問題的能力和水平的挑戰(zhàn)，深感責(zé)任重大，任務(wù)艱難！

但我們沒有驚慌，因為我們對自己已做的工作有信心，弄清問題的原委是可能的，只是時間太緊迫了。事不宜遲，必須馬上行動。于是我們3人立即對工作做了安排，并馬不停蹄地付諸實施。

第一步我們先到施工場地實地了解，弄清施工實況和上下游水位、長江來水等資料，又翻閱變形觀測記錄，以掌握第一手的真實資料；第二步收集和分析圍堰實際的施工斷面與計算所用的設(shè)計斷面有何差異，并繪出新的圍堰實際斷面；第三步，根據(jù)新的實際斷面，剖分網(wǎng)格，賦定參數(shù)，重新進(jìn)行計算；第四步，分析所得的新成果，并寫出簡要報告，以便次日進(jìn)行答辯。不難看出，這是一個不小的工作量，睡覺自然是睡不成了，只是希望到時能向全體領(lǐng)導(dǎo)和整個工地交出一份能讓人安心的答卷就上上大吉了。3人緊張地忙碌了一天一夜，應(yīng)做的事總算都做完了，對問題也有了答案，心里還是踏實的，準(zhǔn)備上堂赴考了。

第二天晚上7點，當(dāng)我們走進(jìn)會議室時，一間不小的屋子已被占滿，大約有一、二百號人，前面坐著一干領(lǐng)導(dǎo)，我委總工鄭守仁院士也在座。我的匯報首先分析變形超過計算值的原因，即圍堰原來計算斷面與施工實際斷面有重要的差別，主要有三：（1）第一道防滲墻澆注剛完，材料齡期不足，后面的第二道墻正在開挖，使第一道墻部分區(qū)域處于臨空狀態(tài)，失去支撐，受力條件很差，這種工況是原計算未曾預(yù)計到的；（2）圍堰施工填筑面高低不平，為擋汛期水位搶高了子堤，上游面比下游面高出10 m，存在從上游向下游額外的土壓力，導(dǎo)致墻體額外的變形；（3）堰體下部砂粒料平拋墊底僅達(dá)30～35 m高程，未達(dá)原設(shè)計高程，相差7～8 m，與計算斷面有差別。因此，墻體發(fā)生較大變形絕非偶然。隨即，我匯報了按實際新斷面計算的情況、所用的計算條件和計算結(jié)果。結(jié)果表明，處于新的實際斷面情況下，計算的墻體變形可達(dá) 55.2 cm，與實測值相差僅1.5 cm，差別不大。然后，我進(jìn)一步回答陳部長是否危險的疑問：“目前尚不危險！因為墻體的應(yīng)力狀況較好，墻體從頂?shù)降椎恼麠l變形曲線是光滑的，說明墻體沒有斷裂，而最大拉應(yīng)變 40×10-6，最大壓應(yīng)變 273×10-6遠(yuǎn)小于材料的極限應(yīng)變，用應(yīng)變推算的拉、壓應(yīng)力各為 0.04 MPa和2.73 MPa，均在允許范圍內(nèi)”。鑒于目前防滲墻是安全的。因此，基坑可繼續(xù)抽水、工程也不必停工，相反，應(yīng)當(dāng)加快施工，以盡快改變墻體當(dāng)前不良的工作條件。上述的匯報使大家松了一口氣，會場的緊張氣氛也逐漸緩和下來。當(dāng)時還有人主動上來談了他的看法，對報告表示贊同并作了補充。接著我又回答陳部長第二個問題：根據(jù)新的計算，在未來最高水位下，圍堰墻體在最高水頭下可能的最大變形為 67.4 cm，那時墻體的最大應(yīng)變?nèi)栽跇O限應(yīng)變之內(nèi)，圍堰仍是安全的。我一共講了約兩個小時，隨后，大家又七嘴八舌的提了一些問題，會議從7點一直開到9點多。最后陳部長說：“聽了你的報告，我們就放心了。明天，你要向全工地的技術(shù)人員再作次報告。我明天有會，不能參加。你們把音錄下來，我聽?！钡诙?，我又在更大的范圍作了一次報告。

這次洪水的突然襲擊給了我們一次教訓(xùn)，一次考驗。教訓(xùn)就是計算分析不僅要對設(shè)計方案進(jìn)行，而且要跟蹤施工，針對實施斷面進(jìn)行不斷滾動的修正，才能指導(dǎo)工程實踐?？简灳褪沁@是一場真刀真槍的考試，一是檢驗我們原來的計算是否合理，并考驗我們解決實際問題的能力如何。通過這次有驚無險的考驗，使我們長了知識，壯了膽量，對今后處理突發(fā)事件更有信心了。

1998年洪水共來襲8次，其中有一次來水量比第一次更大，我們和二期圍堰一起經(jīng)受著嚴(yán)峻的考驗，但都安全地扛過去了。圍堰挺爭氣的，據(jù)觀測，整個圍堰的滲漏流量十分的小，最大實測值僅及設(shè)計值的1/10。三峽工程技術(shù)委員會主任潘家錚院士高興地贊道：“二期圍堰工期之緊、難度之大也使多少同志把心提在手中。事實是，二期圍堰又如期完成，大江基坑被抽干，露出崢嶸奇特的面貌（圖1）。人們還來不及喘氣，1998年8次長江特大洪水就迎面撲來，這座水上長城不僅固若金湯，而且?guī)缀醯嗡宦ｉL江這次是真的服輸了?！?/p>

圖1 長江抽水完成后堰址江底出露“崢嶸奇特”的江底石峰Fig. 1 Peculiar stone peak at the bottom of the river after the completion of the pumping of the Yangtze River

（潘家錚《春夢秋云錄》，2012-09）