二
早在1956年2月我的组织关系从南京水利实验处转来长江水利委员会时,党员人数不多,作为上游室的预备党员,我在汉江规划室魏廷琤主任当书记的支部过组织生活。回忆起1950年8月周总理在自然科学大会上号召要把中国主要河流如淮河、汉水、黄河、长江等修治好,长江水利委员会一成立就开始着手汉江治理规划,设有汉江室也就就顺理成章。
汉江流经甘、陕、川、渝、豫、鄂渚省市,流域面积15万km2,长1532km,是长江最长的支流,又是径流量年际变化最不均匀的支流。丹江口以上河段是汉江上游峡谷山区,水能资源丰富;丹江口碾盘山间为汉江中游流经丘陵低岗过洪能力明显降低;碾盘山(钟祥)以下至汉口为支汊湖泊众多城镇田园全靠堤防围护的汉江下游。汉江出碾盘山的大洪峰流量可达6.1万m3/s,而中下游河槽安全过洪能力:中游不到3万m3/s;下游河段因曲折狭窄过洪能力愈下愈更降低,低到约1.5万m3/s。沙洋下游即使不受长江顶托影响也只能安全过洪9000m3/s。如遇汉口洪水位28.28m的顶托,仙桃以下河段仅能安全过洪5000m3/s。汉江洪灾的严重威胁促使1952年国庆后傅作义、李葆华、林一山、张含英和苏联专家布科夫等近百人经实地查勘选出丹江口水利枢纽作为汉江流域规划中的第一期工程。修建丹江口工程之前为减轻洪灾危害1955年动工兴建了杜家台30孔分洪闸,在仙桃分走下游4000m3/s洪峰流量,1956年已经建成。
虽然我在上游室做三峡水利枢纽的规划性设计工作,涉及丹江口工程的苏联专家技术咨询会议,有时也邀我参加。我们都知道丹江口水利枢纽的工作已达到可行性深度,会比三峡工程更早竞现,出席丹江口会议的学习机会我很珍惜。1956年夏苏联地质专家玛西科夫对丹江口水利枢纽坝线选择的技术讨论会,是我工作上首次接触丹江口工程;得知地质上这里辉绿岩坝基坚实,筑坝条件堪比三斗坪花岗岩。之后丹江口坝线选择的会议,从河床岩性、地形特点、导流与枢纽布置、前后期施工条件、运行环境等综合比较后选用工程量也较省的现坝线。这也丰富了我选择坝址的学识。
丹江口水利枢纽1958年9月开工。开挖辉绿岩坝基时在9~11坝段发现平面上斜交两条断层破碎带,最大宽度达40m,设计部门与长科院会商处理方案开展试验研究。1959年3月我跟随林主任李总杨院长联专家还有邢观猷等特邀专家到丹江口工地参加基岩破碎带处理的技术讨论。根据结构模型试验成果,决定采用10m厚混凝土楔形梁塞处理方案,并在防渗帷幕位置增设10m厚混凝土防渗齿墙,其下再灌水泥浆帷幕。
丹江口工程开工时施工机械短缺,长办设计用钢板桩修筑围堰,客观条件跟不上,只能土法上马。号称十万工人,实际绝大多数是民工。工程局党委书记任士舜,是长江查勘团时就熟识的老领导。1956年10月,他调武汉水利电力学院任党委书记兼新开设的水利施工系系主任。凡江口工程开工时他预见到施工技术力量太单薄了,组织学院施工系教师们带高班同学到工地现场教学并帮助民工学技术。长办为密切配合施工派出了文伏波当组长的设计代表组常驻工地提供设计图纸和各阶段相关技术要求。
设计和施工既相辅相成又相互制约。当时提倡大干快上,施工进度指标排得很高,“破除迷信”往往降低甚至放弃质量要求。基础开挖和处理的好坏是大坝稳定的关键。长办开工之初就提出了坝基开挖具体技术要求,对开挖岩基时的爆破孔深度与用药量都科学地有所限制。两岸大兵团作战时有人提出用机钻深孔多装炸药搞大爆破加快开挖进度,林主任及时向上级报告,水电部随即通知禁止坝基放大炮。借鉴三门峡建设经验,把设计、施工质检、地质三方面技术人员组成基础验收小组,日夜轮班在基坑守护,开挖合格后必须验收签字,才准许浇筑基岩面上的混凝土。张体学省长在18坝段浇筑混凝土之前,带领有关领导亲自戴上白手套揩拭基岩面,使基础验收制度更具权威。尽管1960年以后混凝土浇筑发生裂缝、架空等严重质量事故,基础处理由于及早建有严格制度,守住了大坝安全最根本的一环。
1959年12月26日,丹江口工程经过勘探设计和模型试验做好准备,截流一举成功。湖北省委书记发表了一首庆贺汉江截流胜利的诗:
腰斩汉江百害摧,貔貅十万显神威。他年再断长江水,雨电风雷听指挥。
1960年元月,成立枢纽设计处,洪庆余任处长,我做他的助手——副处长,仍兼三峡枢纽组组长主要做三峡枢纽选坝址的比较设计,一直在把丹江口陆水两个在建工程的进展和问题作为现成的学习内容。非常珍惜随林主任李总杨总苏联专家们去两个工地的机会。1960年我曾两次去过丹江口工地看大坝混凝土浇筑,讨论过浇筑进程中骨料超逊径、皮带输送骨料分离、入仓漏振捣、加块石入仓架空等问题和缺少制冷设备混凝土难以温度控制以致混凝土裂缝,惊动了我们找苏联专家和查找专业资讯研讨对策。
这年五一节,刚庆祝8个月快速建成的工地下游跨汉江悬索桥,9月发大水,桥墩连同当时桥上指挥抢险的铁路工程师都冲进了汉江。他曾是我在江西认识的,想到建筑物仓促抢工不到一年龄期,灾难和教训使人痛心。
1961年,按中央精神三峡设计战线缩小了而丹江口正进入左岸坝体厂房等建筑物混凝土施工阶段,那时全国基建战线基建经费都在压缩,丹江口大坝是国家的重点工程项目,水电部冯仲云副部长水电总局黄宇齐、朱国华局长多次到工地查看施工情况。5月丹江口设计代表组文伏波等同志在工地因经年劳累、染上肝炎需要回汉口医治。林主任就派我和刘大中等枢纽处搞三峡的几位同志到丹江口参加设代组工作,我还兼代设计代表组组长。正赶上部技术委员会高镜莹主任水科院朱伯芳长科院龚召熊等专门到丹江口和长办设代组工程局试验室联合在丹江口进行坝体混凝土裂缝做一个阶段现场调研。6月中我们会合他们同去工地。
到工程局向任书记报到时,他要我兼工程局施工技术处副处长、住文伏波原住的芦席棚单间卧室、吃工程局中灶伙食,指定我参加技术处的工程质量检查例会。这些优越条件比开工初期好了太多。设计与施工的关系也进一步密切。设代组有自己几间办公室可以画图、开会;党支部则是和长办水文、测量、地质部勘测队的几位党员合在一起过组织生活。工程局当时“三边”:边赶浇筑任务、边做已浇坝块钻孔检查、边对查出的架空等缺陷灌水泥浆补强。卜剑(任书记的爱人)兼质量检查科科长,从技术处已浇混凝土接连多次质检记录看得出除了混凝土裂缝外,许多坝块普遍存在蜂窝狗洞等严重架空现象。每次通报会上都有新查出的架空质量问题。这使工程局技术处和长办设代组都十分恼火。我更是睡不着觉,隔3~5天就要书面写信向长办领导如实汇报大坝质量情况。7月底,李总曾带枢纽、施工两处几位同志来工地并与雷鸿基、赵钟灵总工程师及岳荣寿副总(李总在重庆大学当教授教过的学生)见面商讨,但总的情势一再复演。9月,林主任亲自小会听我和罗承管汇报后,要我们两人去北京向钱正英副部长汇报。当场钱给长办和湖北省电话商定对大坝质量组织全面检查。
1961年11月,水利电力部冯仲云副部长偕质量检查组长朱国华局长、副组长湖北省人大刘天明秘书长和著名水利水电专家等几十人到工地,分别对工程质量、施工管理、财务等等查阅资料、组织座谈,前后20天,认为大坝存在严重质量事故,必须认真处理。从后来停止浇筑全面检查的数据可以看出:尽管1959年所完成的一期右部河床30万m3混凝土浇筑手段比后来简陋,除裂缝事故外的强度和密实度方面的事故频密度低于1960年和1961年二期左岸浇筑的近70万m3混凝土。这和1960年追求浇筑高指标、求泥过量掺黏土、混凝土入仓埋块石偏重埋石数量不问是否振捣等有直接关系。
12月下旬钱正英副部长在京主持讨论丹江口大坝质量事故处理方案,魏廷琤、邵长城、罗承管、惠培基、我等6个人去了。部里冯仲云、高镜莹、汪胡桢、张光斗等十几位领导专家参加了讨论。谈到:要全面检查清楚坝体各个部位的情况。浅胡桢还打比方:一整页邮票有了成排成列的小孔,就很容易撕出单张小票;钻孔多了削弱坝体,上游面必需加做防渗板……钱副部长说,留得青山在、不怕没柴烧,出了质量事故就应想方设法把工程处理好、就是保青山。长办要认真研究拿出处理的设计方案。
1962年1月11日林一山向国务院和水电部党组提出关于丹江口工程质量事故的报告,建议为避免干扰,不应采取边浇筑、边处理的施工方法。2月8日国务院在京主持召开丹江口工程质量处理会议,做了重要指示:工程有了毛病可以医治好,要加强调查研究、树立对立面欢迎争论,工程质量不好就应停下来认真研究处理;原班人马可以搞好质量问题应当寄予希望。要做好补强处理设计,施工要机械化,要按设计施工。
文伏波恢复健康参加总理的会议后回工地设代组。我被查出也染上了肝炎住院治四个月后再和朱志新、龚召熊、田方玺、梅剑云、徐麟祥、包承纲、曾龙翔、等许多枢纽处、施工处、长科院的技术骨干再去工地。我们进行岩基、坝体混凝土温度控制、土坝连接段坝料、坝体与岩基及坝段纵横缝灌浆、新老混凝土坝块间预留宽槽待温度稳定后回填成整体、坝体事故水泥灌浆补强效果岩心检验等与大坝处理有关的科研试验现场工作。经水电部批复由长办和工程局联合组成了丹江口大坝处理科研组,长科院副院长杨贤溢任组长,长办枢纽处副处长的我和工程局技术处副处长李子明任副组长。通过这一段大坝处理现场检查、各项试验与检测数据梳理分析……所有参与工作的同志,经受实际教育,对岩上混凝土大坝工程的科学技术知识和施工各环节的复杂性与必需的严谨性都得到宝贵的学习机会。
在杨贤溢主持下经过近两年大坝处理科研查明了基岩破碎带补强后变形特性、混凝土裂缝的成因和发展规律、骨料预冷加冰拌和及入仓温控养护措施适用范围、预留宽缝(宽槽)坝体补强的应用功效、化学材料灌浆技术等;为处理设计提供了科学依据。
长办组织设计科研人员反复讨论和到工地现场试验(如留宽缝回填混凝土试验、水泥浆材补强效果钻孔芯样检验等),提出的大坝补强设计和施工组织设计得到水电部批准。左部河床坝体在迎水面加筑9m厚混凝土防渗板;经过试验验证采用“先自由,后嵌固”方法。施工时新板老坝间预留一米宽槽,新板可以自由胀缩变形;待新板老坝都冷却到稳定温度再回填宽槽联成整体。对浇筑新防渗板整个过程的温度控制包括限制各类各种温差都做出了科学规定。
正是经过1962—1964年丹江口大坝处理科研和补强设计以及机械化施工组织设计,丹江口工程逐渐具备技术上可以复工的条件。而国家经济困难的形势亮出了新难题:是设法筹措大量资金再浇筑近百万立方米混凝土把丹江口工程按170.00m库水位原计划复工、还是减缩工程规模、或者让工程下马?经反复研究,国务院决定:岩基与建筑物仍保持原设计的安全要求;为了节省投资改按分期建设复工。初期先不考虑南水北调以俭省混凝土工程量;初期的坝顶高程162.00m(初期正常高水位157.00m)。泄洪深孔按后期高水头设计,泄洪表孔初期运用机遇不多允许暂不浇筑溢流坝面而经台阶过水。水电站利用黄河三门峡工程(因泥沙淤积问题正降低发电水头改建)已经国家投资制造的机组。复工后1973年全部6台机组安装到位。在当时全国年发电量不到1700亿kW·h的背景下,初期工程的丹江口水力发电站为国家提供年发电量38亿kW·h。
1964年5月我结束丹江口大坝处理科研组的现场工作,从枢纽处调到长科院做丹江口、葛洲坝、乌江渡、隔河岩、三峡等工程项目的试验研究工作。
汉江丹江口水利枢纽工程是有深远意义的大学校。它在中国水利枢纽建设科学技术发展史上有重要意义。丹江口——葛洲坝——三峡代表着发展的进程。
丹江口水利枢纽初期工程完工后,水力发电站为豫、鄂两省电网提供了充足电力,1975年还超常发电54亿kW·h。但发电与预留库容防洪有矛盾:1983年晚秋,水库按常情已蓄到较高水痊时却遇到连绵暴雨加上意外迟来的大汛。10月7日,入库流量高达3.4万m3/s,幸亏抢到时机果断拦洪,把库水位蓄到了超过千年一遇洪水设计库水位的160.07m。在杜家台分洪措施配合下使汉江中下游洪峰减小约1万m3/s(皇庄沙洋两站得以未超过2.5万m3/s)。
20世纪80年代的丹江口枢纽全貌
按初期坝顶高程162m复工的英明决策,预留了丹江口大坝后期加高和引水1100km的中线南水北调工程得以实现的前提。丹江口工程顺利运行50多年。中线南水北调使水库防洪发电通航调水等综合效益增大了。十分可喜的是:今天丹江口水库的清水已经通到北京城,那里减少抽汲使地下水位16年后第一次回升。