马尔帕塞:左岸片麻岩退出工作,薄拱没有站住
Malpasset 1959 — The Foliated Left Abutment That Did Not Hold the Arch
1959 年 12 月 2 日约二十一点十分。法国南部瓦尔省。雷朗河(Reyran)在弗雷瑞斯(Fréjus)上游切进一片片麻岩。业主是瓦尔省。设计者是安德烈·夸纳(André Coyne)与让·贝利耶(Jean Bellier)的事务所。这座双曲薄拱坝把水推力传给两岸。左岸那一块带叶理的片麻岩、云母片岩没有把推力接住。拱跟着走了。
遇难人数各口径略有出入。常见写法约四百二十一人。皮埃尔·迪福(Pierre Duffaut)后来写成四百二十三,并记下其中二十七人未能辨认。库水在约二十分钟内冲到弗雷瑞斯低城,浪高仍在三米以上。
对象不是瓦伊昂那种左岸滑进库里、薄拱站住。不是圣弗朗西斯坝那种混凝土重力坝、东岸古滑坡退出工作。不是提顿坝那种土石心墙在流纹岩键槽里被管涌掏空。也不是水电与大坝总览里板桥那种设计洪水被超过、土石坝群连锁放大。对象是一座已经浇好的薄拱,加上第一次接近溢洪道时退出工作的左岸坝肩。拱本身没有单独站住。
本页停在行政调查、贝利耶综述,以及隆德(Pierre Londe)后来写下的两层证据:灾后左岸那个二面角还在;第一次蓄水把水送到了设计高程,却没有把左岸写成已经闭合的岩体。
破除误解:不是漫顶,也不是薄拱这种型式被证伪
第一个误解,是把原因写成“库里水太多”,或写成一次漫顶。12 月 2 日库水位升到溢洪道槛以下数厘米。水在做水库被造出来要做的事。下午才下令开底孔。水位几乎没降,坝就走了。调查把失败写在左岸地基上,而不是写成库容算错。把对象改成“水太多”,会把第一次蓄水这一荷载从证据里删掉,再塞进一句对水库本身的控诉。
第二个误解,是把它并进瓦伊昂。两座都是双曲薄拱。瓦伊昂当晚垮的是左岸库坡。拱把水推力传给两岸,涌浪从坝顶越过,坝体站住。马尔帕塞当晚垮的是左岸坝肩。拱失去一侧支座,混凝土跟着解体。两条链都发生在蓄水过程里,对象不同。一座站住,一座没有站住。不要并成一句“薄拱会杀人”,也不要并成一句“薄拱都安全”。
第三个误解,是把它读成圣弗朗西斯的法国版。圣弗朗西斯缺的是把东岸片岩与西岸砾岩当成必须闭合的地质证据,弯曲重力坝跟着溃决。马尔帕塞的坝型是拱。力的路径本来就写在坝肩上。左岸退出工作,拱没有第二条路。两起都发生在第一次接近设计水位时。坝型不同,退出工作的部位也不同。
第四个误解,是把它并进提顿或板桥。提顿的坝体是填土,出口写在右岸键槽上。板桥是设计洪水被超过,土石坝群连锁放大。马尔帕塞当晚不是一场把坝冲垮的设计洪水,也不是心墙土被带走。把山从拱座下推开的,是左岸叶理与断层已经围出来、当时没有被写成放行条件的岩楔。四条链不要并成一句“大坝会杀人”。
第五个误解,是把马尔帕塞写成“薄拱这种型式已经被证伪”,或写成坝体混凝土软弱、夸纳把拱做得太薄。迪福后来列出同代法国薄拱:马尔帕塞并不是当时最薄的一座。调查很快把坝体混凝土判出圈。右岸与河床仍留下混凝土残段。左岸被掏成一个二面角。被换成问题的,不是拱圈剖面,而是左岸还是不是可以接住推力的支座。
第六个误解,是写成他们完全没有测量,或写成“看见裂缝就已经控制住了”。下游面有测点。大地测量按年做。一九五四年蓄水前那一次没有做成。一九五七年缺经费。一九五九年七月的成果十一月才送到业主手里。最大位移约十七毫米,指向下游。事后才有人读出略微转向左岸的趋势。十一月,右岸消力塘上出现过裂缝,高处有过出水。这些信号没有被写成必须关闭蓄水的证据。测量发生了。闭合没有发生。
装置:第一次蓄水、左岸那个二面角,和一份把坝肩写成对象的调查
装置的第一件是这座坝在系统里的位置。它是瓦尔省给沿海城镇调节用水的水库,不是以发电为目的的水电站主坝。高度常见口径约六十六点五米。迪福后来的表写成基础以上六十五米、河床以上六十米。坝顶长约二百二十三米,不含左岸推力墩。中央悬臂底部厚度约六点九米。正常蓄水位九十八点五米(NGF),溢洪道槛一百点四零米。库容常见口径约五千五百万立方米。本页不把它兑成拱圈怎么画,也不讨论灌浆或坝肩开挖。要问的是:库水位被抬上去之后,左岸带叶理的片麻岩还是不是一条已经闭合的支座。
装置的第二件是左岸。峡谷切在片麻岩地垒里。右岸基岩出露较好。左岸坡稍缓。乔治·科鲁瓦(Georges Corroy)在选址阶段认为两岸“适宜锚固”,同时写下岩性很不均匀,从眼球状片麻岩过渡到破碎的云母片岩。夸纳把坝位向下游挪,改成薄拱。科鲁瓦接受了新坝位,没有为此再补一轮足以把下游那条断层写成对象的调查。
灾后左岸空出一个二面角。下游那一面是一条近于垂直河谷走向的断层,倾角约四十度指向上游,从坝基以下约十五米穿过。上游那一面顺着叶理撕开。叶理向下游倾,常见口径三十到五十度。让·戈盖尔(Jean Goguel)为行政调查写:大尺度上看起来均匀的片麻岩,在米级尺度上极不均匀;叶理附近可出现绢云母,足以加大变形。右岸混凝土与岩石之间裂开一条缝。拱像绕右岸端点转过一个角度。左岸推力墩向前走出约两米。可辨认的坝块底部仍粘着一层岩石。剪切发生在混凝土以下的岩体里,不是发生在某一罐水泥里。
装置的第三件是第一次蓄水。拱在一九五二年到一九五四年浇完。上游萤石矿征收未了,库水位一九五五年前后停在约八十米,此后逐年抬到约九十三米。一九五九年十一月的雨把它送到约九十五米,再在三天里抬到溢洪道槛附近。底孔本应按正常蓄水位调度。下游高速公路桥正在施工,开孔被推迟。2 日傍晚才下令开启。约二十一点十分,大约五千万立方米库水进入河谷。这不是本页要教的作业。它只标明:第一次接近溢洪道,是这座坝被要求承受的荷载,不是已经证明左岸仍在原位的证据。
装置的第四件是调查文本。农业部与公共工程部在溃决后数日任命六人行政调查委员会,戈盖尔任地质顾问。一九六〇年夏交出报告,正文发表于《土木工程》。法院另聘司法鉴定人,一九六二年再聘复核。贝利耶一九六七年在《工程》上写马尔帕塞。隆德一九八七年在《工程地质》上把左岸岩楔、应力改变渗透、扬压力写成后来能够站稳的那一组。让·贝尔奈(Jean Bernaix)一九六七年的岩石试验写过:这块片麻岩的渗透对应力异常敏感。压应力可以把裂隙压到更不透水,库水压力则可以把同一组裂隙打开。调查把它读成:拱的推力有可能在地基里造成一道更不透水的屏障,地下渗流的推力于是集中到左岸那个二面角上。
失效分析在这里的取样策略是:先用坝体混凝土合格、右岸残段仍在,排除“水泥骗了人”和“薄拱剖面算错”;再用左岸二面角、粘在坝块上的岩石、右岸那条缝,把对象钉在坝肩岩体;再用渗透对应力敏感的试验,解释扬压力何以在第一次蓄水时集中。它没有停在某一种拱圈线型。当年没有被写成施工前结论的,是下游断层与叶理已经围出的岩楔。缺的那一项由灾后填图补上。
它证明了什么,没有证明什么
它证明:一座双曲薄拱坝可以在第一次接近溢洪道时,因左岸片麻岩坝肩退出工作而解体。它证明右岸可以留下混凝土与一条张开的缝,左岸可以留下一个被冲开的二面角。它证明行政调查能够很快把坝体混凝土判出圈,并把对象约束到地基。它证明贝利耶与隆德后来能够把叶理、断层与应力改变渗透写成同一条链,却不能把十一月已经在场的那十七毫米,写成当时已经被读成停蓄的证据。它没有证明薄拱作为类型已经被证伪。同代更薄的拱继续被建造。被换掉的不是“拱坝”这个词,而是把左岸叶理片麻岩当成已经闭合支座的那张合格证。
它没有证明夸纳或现场工程师人坏,或证明“用薄拱传力给两岸”这种办法本身不合法。夸纳当时是法国拱坝的权威。一九六〇年七月他去世。一九六四年德拉吉尼昂庭审里,十八名鉴定人中十四人主张此事难以预见。两名被告被判无罪。最高法院后来写成:未能认定任何人违反当时的技艺规则。那句话约束的是刑事归责,不是给左岸发合格证。人可以不在刑事意义上有罪,左岸仍然可以在第一次蓄水时退出工作。知识不足的正确反应,是把坝肩是否仍是岩楔写成可关闭的程序,而不是宣布混凝土拱坝从此非法。数字与许可属于持照人员与主管当局。本页只标明:后来的填图已经证明必须问左岸还在不在原位,而不是只问拱圈是否还立着。
它也没有证明大地测量已经把左岸位移锁死,或证明十一月消力塘上的裂缝本应单独构成停蓄令。测点在。年测在。成果迟到。绝对值十七毫米本身不是一声警报。事后才能在同一张图上读出转向左岸的趋势。隆德后来写:地基里的测压与位移,加上拱圈应变,有可能给出数月量级的警告。那是事后闭合。它不是一九五九年十一月那张调度图已经拥有的证明。高可靠的库水位,能证明水库把水送到了溢洪道附近。它不能代替那一处片麻岩在浸水与拱推力之后还是不是支座。
深一层:测左岸还在不在接住推力,而不是测拱圈还在不在
指令与状态在魁北克是尺。在圣弗朗西斯是渗水是否带泥。在瓦伊昂是左岸每天走几厘米。在提顿是右岸出来的水清还是浑。在马尔帕塞是左岸坝肩是否仍在原位、十七毫米是否还只是年测误差。开底孔的命令是指令。二十一点十分的解体是状态。指令若只问“库水位是否仍在溢洪道以下、坝体混凝土是否看起来完好”,现场的状态已经走过左岸那个二面角。高可靠的第一次蓄水,能证明省里把水送到了设计高程。它不能代替那一处叶理片麻岩在过水之后还是不是支座。表不对齐的地方,由弗雷瑞斯补课。
伦理边界必须写清。复盘可以说明坝肩如何在行政调查、戈盖尔的填图、贝利耶的综述、隆德的岩楔分析与迪福后来的评论里被重建。不得提供如何布置坝肩开挖、如何配制灌浆、如何按叶理与断层几何去复现失稳、如何攻击一座坝。具体水库的勘察、第一次蓄水、监测与退役属于持照人员与主管当局。
工程伦理在这里不是一句“应当更小心”。顾问在竣工验收之后没有被留下监测任务。业主把年测送给省长。没有人被写成必须把“左岸是否仍是岩楔”按掉才能继续抬水位的那一支笔。花旗中心把已经发现的接头弱点写成夜间加固,倒塌没有发生。马尔帕塞把迟到的十七毫米和十一月的裂缝留在还不必停下的叙事里,用约四百二十一人死亡,换来后来对拱座岩体渗透与扬压力的调查传统。两起对象不同。共同的一层是:已经在场的异常必须在继续抬水位之前写成可关闭的证据,而不是等河谷清空来补课。
要记住的是调查已经写下、左岸却被冲成二面角的那一句:失败写在坝肩上。薄拱按图完成,挡不住未闭合的叶理与断层。库水第一次被抬到溢洪道附近,不是罪证,是这座坝被要求承受的荷载。荷载到来时,左岸不是已经关掉的岩体。拱没有问立方体。问的是片麻岩还在不在接住推力。
跨域连接
- 工程伦理:总览把职业印章写成覆盖当前构型的安全,并把“谁有权说不”写成真正难的那一问。本页把那句话收成一九五九年的装置:年测在做,成果在迟到,左岸是否仍是岩楔没有被写成可按掉的放行条件。对读时比较否决权放在业主内部、省长收文,还是独立审查,不要把本页写成守则条目的注脚。
- 水电与大坝:水电总览已经把板桥、瓦伊昂、圣弗朗西斯、提顿写成必须分开的链。本页只把薄拱坝肩这一条兑成装置:对象是第一次蓄水时的左岸片麻岩,不是设计洪水被超过的土石坝群,也不是站住的拱坝。对读时看“库水位仍低于溢洪道”究竟是结构结论还是被误写成系统安全,不要把马尔帕塞并进水电清洁账本里的一句风险附录。
- 失效分析:失效分析把灾难写成链条。本页的链条是未闭合的左岸断层与叶理证据、把十七毫米读成还不必停下的年测、竣工后不再承担监测的顾问合同,以及一座把水推力交给两岸、自身在失去左岸后没有第二条路的薄拱。调查没有停在“某一罐水泥不好”。它的取样策略是:先用混凝土合格排除材料叙事,再用二面角与粘岩坝块约束对象。
- 瓦伊昂:两座都是双曲薄拱,两起都发生在蓄水过程里。瓦伊昂写在库岸上,拱坝留在原位;马尔帕塞写在左岸坝肩上,薄拱跟着走。对读时比较哪一处岩体被当成已经安全,不要并成一句“第一次蓄水都会垮坝”,也不要并成一句“薄拱都站住”。
- 提顿坝:两起都是第一次蓄水,调查都排除了漫顶。提顿的坝体是填土,退出工作的是右岸键槽与流纹岩里的通道;马尔帕塞的坝体是混凝土拱,退出工作的是左岸片麻岩二面角。对读时比较哪一张合格证被当成已经闭合:按图填筑,对按图浇拱。
- 圣弗朗西斯坝:两起都把失败写在坝肩岩体上,坝体混凝土都可以被判合格。圣弗朗西斯是重力坝,两岸地基一起退出;马尔帕塞是薄拱,左岸一处退出就足够。对读时比较力的路径写在自重上还是写在拱座上,不要并成一句“混凝土坝都会垮”。
- 魁北克桥:两起都把已经在场的异常读成还不必停下的故事。魁北克缺的是把下弦弯曲当成数据;马尔帕塞缺的是把迟到的十七毫米与十一月裂缝当成必须关闭蓄水的证据。对读时比较哪一种已经量过的数被当成噪声,不要并成“工程师不在乎”。
参考文献
- Commission d'enquête administrative. "La rupture du barrage de Malpasset." Le Génie civil (1960).
- Bellier, Jean. "Le barrage de Malpasset." Travaux, no. 38 (July 1967): 3–23.
- Bernaix, Jean. Étude géotechnique de la roche de Malpasset. Paris: Dunod, 1967.
- Londe, Pierre. "The Malpasset Dam Failure." Engineering Geology 24, no. 1–4 (1987): 295–329. https://doi.org/10.1016/0013-7952(87)90069-X
- Duffaut, Pierre. "The Traps Behind the Failure of Malpasset Arch Dam, France, in 1959." Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 5, no. 4 (2013): 335–341. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2013.07.004
- Goguel, Jean. "Rapport géologique sur la rupture du barrage de Malpasset." Reprinted in Revue Française de Géotechnique, nos. 131–132 (2010): 25–. https://doi.org/10.1051/geotech/2010131025
- Duffaut, Pierre. "Cinquantenaire de la rupture des fondations et du barrage de Malpasset (Var)." Travaux du Comité français d'Histoire de la Géologie, 3rd ser., 23 (2009): 201–224.