编者按

   1954年5月13日，中国第一座大型山谷水库官厅水库竣工。1955年，官厅水库发生局部渗漏、喀斯特塌陷，年轻的卢耀如临危受命，为大坝基地处理与保障京津地区安全提出科学论证，挽救了首都的水利安危，也为后续中国水利工程建设与地质灾害防治积累了珍贵经验。

   卢耀如，工程地质、水文地质与环境地质学家，中国工程院院士，因其在喀斯特研究上的卓越成就，被誉为“喀斯特卢” 。

   1956年，一名25岁的地质青年在去往三峡工程之前，接到紧急通知：去官厅水库救急。

   官厅水库位于北京西北方向，是新中国成立后建设的第一座大型山谷水库。1954年5月13日，官厅水库竣工启用。1955年，官厅水库蓄水后，大坝发生喀斯特塌陷。

   “一旦土坝崩溃，20亿立方水下来，北京就完了”。

   临危受命的青年，和团队一起奔赴官厅，查明渗漏、塌陷的原因，解决了重大隐患。

   这位青年叫卢耀如，后来成长为工程地质、水文地质与环境地质学家，中国工程院院士。

卢耀如

来源 | 中国科学家博物馆

北京安全的保险栓——官厅水库

   永定河，原名无定河，因其洪水泛滥、河道变迁不定而得名，尽管后来更名为永定河，寓意“永久安定”，遏制洪水改道，但洪水泛滥依旧。官厅水库坐落于永定河怀来盆地进入峡谷的入口处。库区涵盖了广阔的河北怀来盆地，总库容超20亿立方米，大坝高达45米，也是新中国当时最高的土石坝，采用黏土心墙坝设计，依靠黏土心墙防渗来保障大坝的稳定。

   1955年初，水库建成蓄水后，汛期水位迅速达到最高蓄水位。不久，坝体下游两岸的矽质石灰岩岩壁出现渗漏，左岸坝坡也发生了塌陷，直接危及大坝的黏土心墙。黏土心墙一旦失稳，大坝将面临溃决的危险，20亿立方米的库水将如脱缰野马般涌向下游，集中水头加上不断增大的坡降，将导致溃决水流速度激增，从北京三家店村涌出峡谷，可能对北京造成重大灾难，甚至波及天津。

   为了应对此次危机，需在汛前查明渗漏与塌陷的原因及机理。卢耀如曾在淮河、新安江参与水库地质工作，并在实习期间考察过官厅水库，对其有一定了解。因此，地质部决定让卢耀如负责查明渗漏、塌陷的原因。作为地质、水利和电力三部合组的官厅水库研究队的队长和技术负责人，卢耀如临危受命、全力以赴与时间赛跑，解决官厅水库危机。15天内，15部钻机和两个抽水试验组集结完毕，迅速开展工作。

卢耀如（右二）率队进行勘探

来源 | 中国科学家博物馆　
 

打孔观测——摸到问题的源头

    水库发生渗漏和塌陷，是受库水影响，因此掌握库水、地下水（包括矽质灰岩及砂卵石层中的水流）以及坝体内水三者之间的水力联系与渗流状态至关重要。然后，研究渗流水动力如何与基础砂卵石层及坝体内的物质相互作用也十分关键。基于实际情况，卢耀提出一个大胆的设想——在坝体关键部位，即黏土心墙上进行钻探，取出心墙的土样进行观察和试验。

    在黏土心墙上钻探并非易事，不仅不能出任何差错，还需获得水利部的批准。在听取卢耀如钻探目的和三个心墙钻孔设计方案后，时任水利部副部长钱正英询问卢耀如：“你有什么措施能确保在黏土心墙上钻探不会破坏心墙？如果心墙被破坏，大坝将面临更大危险。你能保证安全吗？”

    卢耀如毫不犹豫地回答：“我已经充分考虑，我们不会使用循环水的泥浆，而采用干钻，并准备好套管、黏土球等。此外，我们不会钻穿心墙，只需取出不同深度的心墙土样并监测水位。我会全程守候在钻机旁，我敢立下军令状，由我负责，不会出任何问题。”经过一番讨论，钱副部长再次代表水利部强调，必须确保大坝安全，并批准卢耀如进行一个钻孔的钻探。

    得到授权后，卢耀如立即与同事修改原定三个钻孔的方案，并默契配合实施，成功取出黏土心墙的样本。随后，通过分析比较集水井中浑水时的泥沙与坝体心墙中土体的矿物成分，卢耀如发现两者并不相同，从而确定此次危机的核心诱因是自然地质因素。
 

全力以赴——排除安全隐患

    在官厅水库项目实施期间，地质、水利和电力三个部门的人员共同参与，由于专业背景和工作水平存在差异，作为项目负责人的卢耀如，需要积极协调各方力量，促进团队协作。

    卢耀如对项目负有全面责任，所有事务均由他统筹安排。特别是大坝及周边的钻探作业，影响重大，因此卢耀如始终密切关注着钻机的运行情况。他的住处距离大坝有20分钟路程，夜间一旦接到电话，必须立即赶赴现场。有时刚处理完问题，在返回途中又会遇到钻工报告新情况，他又得迅速返回大坝处理。

    后来，为了便于处理夜间突发状况，也为了避免影响他人休息，卢耀如干脆搬到办公室居住。那段时间，他每日奔波劳碌，睡眠严重不足，唯有每天清晨工地广播中播放的民歌，如《小河淌水》《走西口》等，能让他稍感舒缓。

    经过两个多月的全力以赴，卢耀如带领团队终于得出官厅水库渗漏与塌陷的机理：左岸渗漏水流的动力条件，冲击了大坝基础的砂卵石层，进而诱发管涌和潜蚀，最终导致塌陷。六月中旬，汛期临近，他们找到了症结所在，并通过三维水动力渗流网的剖面图和平面图，清晰地定位了三个渗流中心，这些中心与地质构造密切相关，左岸两个，右岸一个。因此，首先需对这三个渗流中心区域进行重点帷幕灌浆加固，原先的一排灌浆量远远不够。

    此外，上游需继续做好水中抛土和裸露近水基岩面的喷浆勾缝处理，以防止库水直接渗入；下游则需完善排水系统，以减轻渗水压力，确保坝坡渗流压力处于安全许可范围内。简而言之，即采取“上封堵、中导引、下疏排”的综合治理措施，最终圆满解决了问题，排除了官厅水库的安全隐患。
 

卢耀如野外调研时留影

来源 | 中国科学家博物馆

    官厅水库的险情刚排除，卢耀如便即刻启程前往长江三峡水利枢纽，继续投身他梦寐以求的三峡建设。在之后的几十年间，卢耀如陆续参与了十三陵水库及京郊多项水利工程的建设，并积极投身于西南喀斯特地区的中小型水利建设及乌江流域大型喀斯特地区水电枢纽开发。他的足迹遍布各地，为国家的水利事业发展作出了卓越贡献。

    参考资料：

    [1]卢耀如:人生的低潮总是会翻到高潮的[J].中国研究生,2019,(05).

    [2]卢耀如：求真务实“喀斯特卢”[N].中国科学报,2018-1-15.

    [3]一代地质学家的情怀(上)——记中国工程院院士卢耀如[J].中国减灾,2011,(07).

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