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130亿升湖水瞬间干涸:36厘米粗的钻头,为什么会酿出一场灾难?

 地理那些事 2021-07-16

7月15日下午,广东珠海通报了“兴业快线(南段)项目石景山隧道施工段透水事故”的有关情况。

该“通报”提到,隧道透水事故的作业点处在1.16公里处的“吉大水库”下方,也就是在水库下方修隧道发生了透水事故,造成14人被困。

目前有关部门正在组织救援力量全力救援,包括水库开闸放水、使用5台大功率移动排水泵抽水,每小时抽水量可达15400立方米,像这样的抽水泵还准备了20台,一旦有需要随时都能用起来。

另外,珠海香洲区农业和水务局还发了一个关于吉大水库开闸放水的通告,该通告指出放水时间在7月15日晚上22:30分开始,并提醒周边居民远离排水渠和白沙河,尤其是要看管好孩童,因为像这样上游放水下游出事的案例曾有发生过,所以开闸放水前也要确保安全。

关于“珠海兴业快线隧道项目透水情况”,笔者就讲到这里,其他相关情况各位可以查看官方最新的通报。结合同样的“案例”,笔者给大家讲一个发生在美国路易斯安那州德尔坎伯以北的皮内尔湖工业透水事故,这可是堪称美国工业史上最奇葩的一次事故且没有之一,它硬生生地将一个面积不大的浅水湖变成了最深可达60米的海水湖,这是什么情况呢?下面来看看具体情况。

风光秀丽的皮内尔湖

在路易斯安那州南部海岸附近,也就是其下辖的德尔坎伯以北处,有个面积只有5平方公里、平均水深3米的小湖泊——皮内尔湖,算下来它的总蓄水量为1500万立方米,也就是130亿升。

皮内尔湖距离墨西哥湾大约20公里,它是一个水面海拔低于海平面的湖泊,四周的水都往这里流,风光秀丽,由于水量丰富、饵料充足,这里成为鲶鱼(塘鲺)的天堂,也是周边无数钓友的好去处。

不仅如此,伸入皮内尔湖的杰弗逊岛上,则是一片郁郁葱葱被被称为“活橡园”的植物保护区,还生长着不少上百年的山核桃树,是附近人休闲绝佳的地方之一。

而就是这样的一湖碧水,在上世纪80年代美国最奇特也是最壮观的工程灾难中扮演着极为关键的角色。

皮内尔湖底下的资源

在皮内尔湖的下方,原本是钻石水晶盐公司经营的路易斯安那州盐矿,这个盐矿位于巨大的“圆顶”中,有些“圆顶”的大小甚至不亚于珠穆朗玛峰,该盐矿自1919年开采以来盐就被就源源不断地向外输送。

而在“圆顶”中还有一种资源的储量非常丰富,并且也是经常在盐矿附近被发现。这种资源与白色的盐截然不同,是黑色的(大家或许能猜到是什么)。由于盐矿向上生长,穿透周围的地层后便在沉积物中形成断层和褶皱。没错,这就是理想的石油的形成机制,向斜向下突利于蓄水,背斜向上突利于蓄油,“向斜找水、背斜找油”就是这么来的。

皮内尔湖工业事故酿出灾难

1980年11月20日,德古士石油勘探公司对杰弗逊岛盐矿进行勘探,此时“圆顶”下方的盐矿正在开足马力开采。

而就在上方的钻探队在加紧钻探的时候,却遇到一个问题,一处钻井平台在600英尺(182.88米)钻取到了盐,另一处钻井平台则在一百多英尺深的地方钻到了盐,并且这一处的钻头被卡住了,钻井人员听到奇怪的“爆裂声”,很快钻井平台就发生严重倾斜。

此时钻工们意识到一个非常严重的问题,但他们丝毫没有想到这颗14英尺(约36厘米)的钻头已经刺穿了盐矿的顶层,形成一个漏斗,导致湖水从盐矿的顶部顺势流了进去。发现钻井平台严重倾斜后,机智的钻工们果断抛弃了倾斜的价值500万的钻井平台,迅速开船向岸边逃离。

上岸后大约过了90分钟,钻工们从岸上惊奇地发现,原本有45米高的井架竟然消失了在一个只有3米深的湖水中。

与此同时,在皮内尔湖下方1300英尺(相当于400米)的地底下,钻石公司的盐矿工人意外发现不该出现水的矿井里竟然出现了水。由于盐溶于水,当水的体积增大后就会溶解更多的盐,而上方的湖泊有25亿加仑(也就是130亿升),所以这个盐矿透水问题的严重性就可想而知。

当上百亿升的湖水以10倍于消防栓水压的压力随着“漏斗”涌入盐矿时,水面上就形成了巨大的漩涡,大有排山倒海之势。不过幸运的是,尽管当时有55名矿工都身处地底下400米的盐井中作业,但是他们都接受了严格的疏散演习,并且还有几名矿工的英勇行为,最终他们都成功升井并脱险,而此时地表的“混乱”则愈演愈烈。

随着涌入水流的侵蚀,“漏斗”越来越大,在重力推动下由水和泥浆组成的漩涡的能量越来越大,将湖泊中的沉积物一并裹挟而下,强大的吸力还将附近11艘重型驳船和1艘拖船直接吸进去。就连杰弗逊岛上一侧的橡树花园和湖边的豪宅几乎都未能幸免,如同“滑坡”一样最终都卷入矿井底部,岛上150年的山核桃树损失过半,直至皮内尔湖自身的湖水全部涌入地底下。值得一提的是,“漏斗”和漩涡的影响远不止如此。

皮内尔湖原本是一个淡水湖,通过德尔科姆运河汇入墨西哥湾,但是漩涡的作用下直接导致河流改向,相当于德尔科姆运河变成“倒水河”,大量的海水倒流至几乎“干涸”的皮内尔湖,形成了路易斯安那州有史以来最大瀑布,高约45.72米。

由于大量的海水汇入,干涸的湖泊和其底下巨大的空洞迅速涨水,导致矿井中的空气被压缩排出,伴随着震耳欲聋的声音,井中喷出的间歇泉最高时达到约122米,整个过程持续了将近2天,直到整个湖泊被填满,而之前被卷入地底下的驳船有9艘像热水瓶上的软木塞子一样,在浮力作用下又冒出水面。

皮内尔湖工业事故发生后,相关的原因却从来没有正式确定过,不过有一点基本上可以说明问题,这很可能是一个计算错误引起的。在德古钻井平台的位置上有一个工程方面的错误,这个位置是他们使用一种三角测量的方法来确定的,并且用于三角测量的其中一个点也存在偏差,这直接导致钻孔的位置与实际需要钻孔的主矿位置偏离了400英尺,随着钻头的深入钻穿盐矿顶部引发透水的情况。

总结

在这场最奇特的工程灾难中,幸好没有造成人员伤亡(据说有钓友丢失了狗),而石油公司及其钻进承包商以和解的方式,对钻石盐矿公司和附近的“橡树园”进行赔偿,总金额接近5000万美元,并且盐矿由于损毁严重被永久关闭。

当然,尽管这起工程事故对周边的环境造成巨大的影响,导致岛上的珍稀物种遭到毁灭性的的破坏,直接将湖泊由淡水湖变成咸水湖,但是至少也有两个方面的积极影响。

其一,告诫我们一个小小的错误可能酿成巨大的灾难,任何事情都要讲究安全第一,只有充分做好应急预案,将相关工作落到实处,就能最大限度地降低人员伤亡和财产损失。

其二,当地人不用去墨西哥湾就能在家门口捕获到鲑鱼(三文鱼)和其它咸水物种了。

#广东珠海一隧道发生透水事故14人被困#

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