法国马尔帕塞拱坝失事的启示.doc

法国马尔帕塞拱坝失事的启示 法国马尔帕塞拱坝失事的启示 张光斗 ()北京100084 清华大学 法国马尔帕塞拱坝在 1959 年 2 月溃决失事, 死亡失踪 500 余人, 财产损失 300 亿法 朗, 迄今已 40 年, 经过世界各国许多坝工和地质专家调查研究, 法院审判, 但对事故原因 始终没有得到一致意见, 也没有确定谁应负责。最近阅读汝乃华、姜忠胜编著《大坝事故与 安全—— 拱坝》书中“法国马尔帕塞拱坝的失事”章, 介绍坝的设计与施工、运行和失事经 过、失事后的调查、失事原因的官方和非官方解释等, 资料较丰富齐全。 读后有所认识, 并 得到启示。 马尔帕塞拱坝是为供水、灌溉和防洪等修建的, 坝高 66, 坝顶长 22217, 坝底厚 m m 6178, 长高比 3137, 两岸坡度 1?115, 较为平缓, 厚高比 01103, 是很薄的双曲拱坝。水库 m 3 库容 5100 万, 是个中型水库。坝址岩体地质是带状片麻岩, 多断裂, 包括片理、裂隙、节m 理、断层, 特别是左岸更差, 其中有些是张开的或夹有粘土。 由于左岸岩体强度较差, 在上 部设有推力墩, 高 11, 嵌入基岩 615, 并在推力墩上游设翼墙挡水, 以免推力墩承受库 m m 水压力。 拱坝设计是由著名的柯因2贝利埃公司负责, 坝工权威柯因坚信拱坝的安全性, 根据 卡罗依教授早期的地质报告, 说岸坡没有不稳定现象, 岩基有良好的不透水性, 可修重力 坝。 柯因不进一步做地质勘探工作, 采用极薄的双曲拱坝, 假定岩基弹模为 1000, 混 M P a凝土与岩基弹模比为 10, 用拱冠梁法计算分析应力和位移, 证明是安全的。设计了坝底接 触灌浆, 在坝踵和坝趾都做, 灌浆压力 116。帷幕灌浆压力 018, 因吃浆量小, 未做 M P aM P a 防渗帷幕, 也未设排水措施, 更没有在两岸做防渗帷幕和排水措施。 马尔帕塞拱坝出事后, 法国农业部和法院组织了三个坝工和地质专家委员会, 进行调 查事故原因和确定责任者。专家们做了大量现场调查和试验研究工作, 还做了多拱梁三向 调整试载法拱坝应力和位移计算分析。 一致的意见是, 拱坝的设计是正确的, 应力和位移 分析经过复核, 也是对的。 施工质量也是好的, 没有问题。 遗憾的是设计前地质勘探工作 做得不够。但对于失事原因则众说纷纭。有的说是地质条件不好, 在岩体内断裂面滑动而 失事的, 因为失事前没有发现漏水, 因此没有扬压力的影响。 有的说是由于在岩体断裂中 有扬压力, 把岩块推动, 地基破坏而拱坝失事的。岩基断裂中渗流发展很快, 因此拱坝失事 前没有发现渗流。 有的说以上两种原因都有。 调查报告没有提出设计公司应负失事的责 任。 法院判决先认为水库运行管理人有责任, 判了刑, 后来又判他无罪。 调查报告和法院 都没有提出柯因2贝利埃公司负失事的责任。 非官方的世界各国七位坝工和地质专家进行了调查研究, 到现场查看, 一致的意见是 坝址地质条件差, 特别是左岸, 多断裂, 还有夹泥, 如太沙基教授说“该坝左坝座看来是沿 (着分布在一大片地区内一条连续的软弱夹层发生了滑动。 采用常规的坝址勘探方法, 包 张光斗: 法国马尔帕塞拱坝失事的启示 97 ) 括仔细核查岩石露头和钻取 5 厘米的岩心研究就可能发现, 这种岩石内有许多节理裂 隙, 其中有些是张开的, 或有粘土充填。根据这些资料, 有经验的工程地质人员即可得出这 样的结论, 这是一个隐藏着危险的坝址。”但他又说勘探工作“不能完全排除结构物地基内 有软弱夹层和软弱岩层的存在, 则每个工程师都可能面临某种不可能预见的情况”。“这种 不幸的情况必须归咎于大自然, 而不是由于地基技术的落后, 大自然形成建筑物的地基 时, 她并不遵从美国材料试验学会的规范, 而我们必须承担这种不确定因素的后果。”太沙 基教授为设计人柯因解脱了责任。 关于拱坝失事的原因, 这些专家都认为拱坝受库水压 力, 地基断裂内有扬压力, 造成岩体沿断裂滑动, 使拱坝失事, 但破坏的过程和机理则看法 不一致, 有的说先滑动后冲坏岩基的, 有的说先由扬压力掀起巨大石块, 使拱坝推力向上 转移, 推动推力墩, 因而拱坝失事。绝大多数专家没有说谁负失事的责任, 只有美国垦务局 原总工程师普尔斯说设计人应负拱坝失事的责任。 马尔帕塞拱坝失事已 40 年, 至今对失 事原因和谁应负责尚无定论。 这可能与坝工权威柯因和柯2贝公司有关, 因为他们不承认 设计有错误, 不承担失事责任, 对失事原因有一套说法。 我虽没有去现场调查, 也没有做深入的研究分析和试验, 阅读了丰富的资料和专家们 的研究分析, 有以下粗浅的认识。 马尔帕塞拱坝是修在一个错误的坝址, 采用了一个错误的坝型, 做了