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“大西线”设想的工程学硬伤(3)


http://www.sina.com.cn 2006年11月11日 14:41 经济观察报

  “盘山天河”如何修?

  更大的问题在于:这种半山腰修建大运河的设想在工程上可能吗?须知这不是“红旗渠”,不要说如上所述,在无调蓄状态下行洪的“天河”难以想象,就是解决了调蓄问题,
上千亿的年流量也数倍于黄河,郭开设计的渠线又如此平缓,流速不可能快,于是如此大流量便意味着过水截面必须很大,不说比“长江”,至少也要大大超过京杭大运河。在崇山峻岭间兴建如此宽大“天河”实难想象。1999年考察中,肖平涛提出这样的山腰天河“边坡很难稳定”,比打长隧道还困难,郭开也同意这个意见。但问题其实远不止此。起码在引雅段,郭开的“天河”不止要输水,还要承担截取沿途所有渠线以上来水的任务(否则只引朔马滩那点水,修如此大的工程就不划算),因此“天河”不能跨越、而必须拦截这一线的许多支流沟岔。而这些沟岔都是工程上的高危地带,不仅多山洪,更是我国泥石流发生频率最高的地方,修公路都必须一拱跨越而不能有桥墩,如今郭先生竟企图以渠道横截而过,其危险岂止“边坡不稳”而已!

  这里的施工艰巨到什么程度?这么说吧:近来有论者把

青藏铁路说成藏水东调工程的“演习”,可是论者是否想过:入藏铁路何以不走与“朔天运河”路线相近的川藏线,而要走青海?尽管与西藏联系最多的相对发达省份是四川,由空中航线进出西藏的人也基本都走成都而很少走西宁,但川藏公路虽有南北两线,运量却不到青藏公路的五分之一,铁路更是回避了川藏线。原因很简单:通过世界上最险峻的横断山脉高山深谷区的道路太艰难了!川藏公路尽管已建成半个多世纪,至今通车仍极不正常,尤其从林芝至邦达一段,泥石流、山崩、滑坡等严重地质灾害不断,“通麦天险”、“然乌鬼门”举世闻名。不计筑路中的牺牲,过去几十年仅进出藏运输中出现的烈士就不少,如文革中著名的“川藏线上十勇士”等,也几乎都是在这段路上出的事。1999年郭开一行的考察就因山崩路断,不得不回拉萨飞成都再飞昌都绕了一个特大的圈子。众所周知这还有我国惟一不通公路的县:墨脱。从波密至墨脱140公里路自1965年至今历时40年都修不通,1994年官方宣布“中国最后一个县通车”后只开进一辆汽车,公路就因多处大塌方报废,此车进墨脱后开不出来,锈成一堆废铁。2003年交通部派专家重新设计,预算要30多亿元才能修通此路。一条短短的波墨公路尚且如此,“朔天运河”说是500亿元、五年就能完成,实在不知怎么算的。众所周知,同样是这种地理条件,铁路比公路不知难修多少倍,运河比铁路又不知难修多少倍,像郭开设想的那种2000亿流量的大运河比一般的运河更不知难修多少倍。就算修成了,如何维护?维护成本又要多少?莫不成这倾国之力修建的大工程也像那波墨公路一样,通水两天就报废?川藏公路的例子足以说明:在这里修路不易,养护更难。50多年来修了塌,塌了修,没完没了,后续成本比当年开路成本不知大多少倍。若真是在这里搞一条“天河”,就算修成了,维持运行的费用受得了吗?

  据说就是由于1999年考察的感触,郭开后来在修改方案中放弃了以盘山天河过林芝、波密的路线,把引雅线路大幅度地修改为取长隧道加高坝大库的“八八边怒线”,即从朔马滩直接打长隧道到尼洋河上游,再一个长隧道打到易贡藏布上游,又一个长隧道打到边坝县入怒江。抛开高坝大库与超长隧道本身的难度不论,这个方案所经行的地方虽然仍是横断山脉,但避开了川藏线附近的地质高危地带,也算是减少了盘山天河的风险。但是这一改线却带来新的问题:地下隧道没有盘山天河沿途截水的功能,线路北移更远离了丰水的帕隆藏布和尼洋河下游,这样,“引雅”就主要靠朔马滩那点水了。郭先生所宣传的效益如何实现呢?

  而如果沿途截水集水的问题真能得到解决,在如此大流量下超长隧道本身如何可能就更成问题了。郭开先生和他的隧道专家朋友们极言如今的先进技术可以解决几十公里的超长隧道问题,然而他们忘了,决定隧道可行性的不仅是长度,而且还有埋深,而更重要的因素还是洞径或隧道断面空间的规模。世界现有的超长隧道或者用于公路、铁路交通,或者用于小流量输水输油,总之都是小断面隧道,这是现有对付长隧道的最先进办法盾构掘进的技术局限所决定的。而朔天运河如果不解决起点调蓄问题,其隧道就要建成“地下长江”,即便解决了起点调蓄,依然要建成“地下巴拿马运河”,如此庞大的全断面盾构掘进机可以设想吗?不用盾构,难道靠打眼放炮来“愚公移山”?无论如何,这种方案的难度决不会比盘山天河小。

  高坝大库:“一炮成功”的

神话

  盘山天河难搞,高坝大库又谈何容易。郭开先生大力宣传爆破堆石坝,似乎那些闻所未闻的高坝都可以“一炮成功”。的确过去常有此说,尤其在人类有了核爆炸技术后,用核爆炸成坝来改造大自然的设想早在50多年前就曾在苏联等国风靡一时。但不用说核爆成坝,常规的爆破堆石坝作为中小型实验有之,作为大型工程在世界上也还没有实例。支持爆破筑坝者说前苏联的罗贡坝就用此法搞了380米大坝,甚至还有说“创造坝高650米世界纪录”的。 但它们与关于“大西线”的许多说法一样,言之凿凿却经不起查实。罗贡坝确为世界迄今已建在建第一高坝,而且是土石坝,但它根本是人工填筑的,与爆破堆石坝毫不相干,而且它工期长达30年,至今未建成,是前苏联留下的著名“烂尾工程”,近年准备降低规划把坝高减为305米。 用它来证明堆石坝“省工”简直是讽刺!至于所谓650米世界纪录完全是没影的事。前苏联的确是搞过爆破堆石坝的,但最大的梅捷奥坝也只有70来米。

  我国过去对爆破堆石坝进行过一些探索,如东川口、南水、己衣、石砭峪和在建的塘仙等水坝,也均为中小工程。其中最著名的是1970年代西安附近兴建的石砭峪爆破堆石坝。这是一座库容仅两千多万方的小水库。这次实验通常被认为很成功,尤其是爆破形成的堆积体被认为“高度理想”。但这个小库不仅与郭开先生设想的高坝大库远非一个数量级,而且它也显示了爆破筑坝即便在成功的情况下也有很大局限性:

  首先它并不像有些人想象的那样省事。实际上爆破只是顺着峡谷形成了纵向堆积物,(堆积高57米,底宽却长达370米,照此计算,郭开那些动辄300多米高的大坝若全靠爆破堆积而成,底宽将厚达数公里)还需人工在其上填筑横向的上层坝体。在石砭峪坝体208万方的总体积中,爆破堆石体占144万方(此种堆石体由于边坡平缓,体积远大于正常人工坝基,故仅相当于人工坝体90万方左右),人工填筑量64万方。就是说爆破堆积只代替了正常坝体的60%左右,其余40%仍需人工筑坝。事实上这是爆破堆石坝的普遍现象,国外的梅捷奥坝,我国的南水坝、己衣坝等莫不如此。由于爆破堆积无法准确形成预定坝形和其他一些原因,所有的爆破堆石坝其实都是在爆破崩落的堆石体上加筑人工坝体构成的。但堆石体作为坝基远不如基岩稳固,中小水坝上层水压小,问题不大,像郭开建议的三四百米高坝(更不用说考虑调蓄后还要更高)若以爆破法建造,按上述规律,至少上面100米左右还需人工填筑,工程仍然惊人(每一座都不下于三峡),而且100米也属高坝了,不像石砭峪那种小坝,把承受巨大水压的百米高坝建在堆石体上,可行吗?

  更有甚者,人工筑坝可以在坝段上布置溢洪、发电等水工设施,爆破堆积体不能这样,现有爆破堆石坝大都是把导流、泄洪、引水发电等水工设施以长隧洞和大空间洞堂方式布置在坝两侧的山体中,这也是爆破法不如想象中那般省事的原因之一,但这还不打紧,重要的是这种安排对山体的地质稳定性有相当高的要求,而爆破堆石坝面临的最大工程问题就是大爆破对山体地质稳定性的影响。梅捷奥、南水那样的中小坝爆破规模相对小,问题还不大,像“朔天运河”设想的300多米高坝,爆破土石方将达上亿方甚至可能数亿方,犹如一次大型核爆炸,它对山体稳定性会有怎样的影响?在炸后“松脆”的山体中搞长隧洞等水工建设有多难?

  现在世界上的爆破堆石坝都不高,就是因为这类难题无法解决。就算解决了,由于爆破法还有大量其他作业,所以实际上省不了多少成本。石砭峪水库的投资为9500万元,在1970年代类似规模的常规水坝投资也基本是这个水平。“一炮成功”的便宜事,恐怕难以指望。

  即便建成,这样的水坝也有不少弊病。首先爆破堆积坝渗漏问题比较严重。石砭峪虽然设置了沥青混凝土防渗斜墙,坝基并采用倒挂井式人工垂直开挖混凝土防渗墙,周边灌浆帷幕防渗,但建成后仍然于1980年、1992年和1993年三次发生严重渗漏事故,不得不于2000年重新投资对坝体浅层堆石体进行充填灌浆加固处理。石砭峪库深只有几十米,郭开先生的高坝大库却动辄300多米,如此巨大的水压必然使堆石体的渗漏更严重。而郭开希望每道坝几乎都要把来水截光引尽,截引率高达90%,仅渗漏就会成为达到此目的的一大障碍。虽然理论上渗漏可以解决,但对如此巨大的堆积体进行防渗,无论是充填灌浆还是搞防渗墙,都是浩大的工程。

  还有安全性问题。未经碾压的自然堆积体是否经得住洪水?朔天运河设想者说某专家看到岷江上游有自然山崩堰塞湖经洪不溃,于是认为人工山崩也如此。这个推想太过大胆。自然山崩堰塞湖洪溃成灾的例子难道还少吗?远的不说,就在郭开打算爆破筑坝的藏东易贡藏布河上,不久前的2000年4月9日就发生过札木弄大山崩灾害,当时山体滑坡堰塞湖濒临溃决造成重大险情,西藏区内外组织了大规模抢险,挖开堰塞体以泄洪,才避免一劫。媒体对此曾广为报道。郭开先生竟无所闻吗?这是自然山崩,人为爆破的堆石坝又如何?这样的坝,国内现在一共也没几座,可是已经有了洪溃之例:1959年修建的我国第一座爆破堆石坝河北东川口水库,1963年就被洪水冲垮了。水坝洪溃的灾难并非绝无仅有,但是仅有的这么几例爆破坝中就垮了一例,垮坝率也未免令人担心。将来十余座几百米的超高坝群若垮了一座,那灾难真难以想像。

  由于上述种种原因,各国迄今在所谓最适合爆破筑坝的V型深谷中搞大工程时都不考虑这种方式,例如我国在建的黄河拉西瓦峡大坝,照郭开的说法属于“一炮成功”的最理想坝址了,但该坝仍是用常规方法建造的。在可以预见的将来,恐怕不会有几百米高坝“一炮成功”的便宜事。

  高坝壅水只为“自流”?

  可以说,被郭开描述为“一炮成功”的事,真做起来每道坝的麻烦都不会小于三峡工程。而三峡工程引起的争议众所周知,但据说三峡还是具有防洪、发电、灌溉等多种效益的。而“朔天运河”上的这些水库,规模大得惊人,功能也单一得惊人:几百米高的空前大坝就是为了把水壅高,不能调蓄(起码按郭开的设想是如此,说详上文),更谈不上防洪、灌溉、发电等等——尽管郭开说这些坝可以洪蓄旱泄为诸河下游造福,但且不说这些河流下游在我国境内尽是高山深峡人烟稀少无田可灌也无防洪之需,所谓造福只能是对境外的远下游而言。就算是对境外而言,按郭开设想如此高的调水率,又无调蓄库容,坝顶高程几乎等于调水高程,水稍高则漫坝,稍低则渠断,只能常年恒定高水位运行,如何洪蓄旱泄?相反,为保持水位恒高,旱蓄洪泄倒是必须的!这种古怪的运行方式对下游的危害,这里又且不说,只就经济性而论,如此空前浩大工程只为抬高水位而别无他益,值得吗?世界上还从未有这种只为提高水位而建如此工程的,真要提水,还不如电力扬水合理。有人提议在雅江大峡谷上下游间开隧道建特大水电站再以电扬水上山,我以为这个计划虽也有不少问题,但真一定要调藏水的话,这恐怕是惟一较为可能的办法。

  不提水而用高坝大库来壅高水位,据说就是图的“自流”。其实既然就近有充足的水电,为何非要自流?何况按郭开设想的方案能够自流吗?考虑调蓄,自流就绝不可能,这个道理已如前述。就是不考虑调蓄,能否自流也极可疑。郭开辩解说:“雅黄工程1239公里,计算出的比降为万分之1.52,不仅能自流,而且流速不慢!” 这个辩解显然牵强。要知道运河全线不可能比降均匀,而能否自流并不取决于全线平均比降,而取决于比降最小的一点。一点受阻,其余河段比降再大也无济于事。郭开能证明全线任何一点的比降不为零吗?很难!按照他的说法,雅黄干渠上要建6座水电站,仅这一项就要占去多少水头?沿途十多个水库,尽管他不设调蓄高差,但据说每个水库的出水口都“大大低于”进水口(事实上也不能不如此),十多个库就是十多个台阶,十多个“大大低于”累加又需要多少水头?更有甚者,据说干线1239公里中,有900多公里是用天然河道自流, 而且其中还多是利用诸大河的短支流。我们知道横断山脉中的自然河流比降都很大,尤其那些峡谷中的短支流许多干脆就是连续跌水一泻而下,几百公里这样的河道又要多少水头?全程那区区一百多米水头怎么经得起这样分配?损失了如此大的水头后其余河段还能有比降吗?

  其实这里的问题还不在于具体线路,在横断山脉的地势下搞出一条比降均匀的大断面自流水道,应当说是极其困难的。世界上很多地形远远不如“大西线”那么崎岖的跨流域调水工程,如美国加州的“北水南调”,都采取顺地势用电提水上坡和利用下坡水发电交替的方式。著名的巴拿马运河虽非调水运河,但航运与调水类似也是要求河道平顺的,此运河之宽大应与郭开的大流量“天河”可比。但这条运河全长仅80余公里,跨越的低矮分水岭不能与藏东的大山并论,然而它也是用多级船闸“爬”上去的,因为硬挖出一条水平河道的工程太浩大了。而在地形恶劣得多的川藏地区要开挖这样的大河道来“自流”,并且长达千余公里,确实要有丰富的想像力。

  其实,上述诸多问题根源都可归结为一,那就是本文开头说的:西藏“那盆水”不在我们头顶而在我们的脚底。想以工程措施把大量的水壅高到可以自流的程度,几乎没有可能。当然,这并不意味着绝无办法调水,例如电力提水在理论上可以解决调引低水的问题。但是除了工程问题外,其他问题尚多,容待后述。

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