中國網(wǎng)9月12日訊 (記者 何珊) 9月12日,南水北調(diào)工程建設(shè)者代表來到鄭州市以西約30公里的孤柏嘴參觀中線的“咽喉”──穿黃工程。
從高空俯瞰,穿黃工程雄偉壯觀,兩條平行布置的隧洞目前過水流量為118.7立方米每秒。這個集中了南水北調(diào)工程建設(shè)者高度智慧的工程,正源源不斷地將南水從黃河底下安全輸送到北岸。
中線穿黃工程全長19.3公里,設(shè)計流量為265立方米每秒,主要建筑物包括南岸明渠、退水建筑物、過河建筑物、北岸明渠及交叉建筑物等。穿黃隧洞為雙線有壓隧洞,單個隧洞長4250米,內(nèi)徑7米。
面對黃河河床游蕩、河槽深度沖淤、復(fù)雜地質(zhì)條件、砂土地震液化、軟土震陷、隧洞滲漏、圍土穩(wěn)定、大型超深豎井、長距離盾構(gòu)隧洞施工以及輸水安全與長期運(yùn)用等一系列技術(shù)難題,穿黃工程集中了當(dāng)時國內(nèi)盾構(gòu)和隧洞施工能力最強(qiáng)的四家央企施工單位,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,組成兩大聯(lián)營體,分別承擔(dān)上下游隧洞的施工。
在工程建設(shè)過程中,參建各方先后攻克了北岸豎井施工、盾構(gòu)機(jī)始發(fā)、隧洞盾構(gòu)掘進(jìn)、帶壓進(jìn)艙更換刀具和修復(fù)刀盤等一系列難題,創(chuàng)造了76.6米深的井壁地連墻施工和單頭一次性掘進(jìn)3450米精確貫通等多項(xiàng)國內(nèi)記錄。2010年6月22日和9月23日,上、下游兩條隧洞盾構(gòu)掘進(jìn)分別貫通。
作為“十一五”國家科技支撐計劃項(xiàng)目課題——復(fù)雜地質(zhì)條件下穿黃隧洞工程關(guān)鍵技術(shù)研究,開創(chuàng)了我國的數(shù)個第一:第一次采用大直徑隧洞穿越黃河,第一次在我國水利史采用泥水平衡加壓式盾構(gòu)進(jìn)行隧洞施工,第一次應(yīng)用雙層襯砌的結(jié)構(gòu)。
面對世界難題,建設(shè)者相繼開展了穿黃隧洞工作條件與建筑物型式、襯砌結(jié)構(gòu)受力與變形特性、大型盾構(gòu)工作豎井結(jié)構(gòu)特性、抗震技術(shù)等8項(xiàng)技術(shù)攻關(guān),開展了穿黃隧洞1:1仿真實(shí)驗(yàn),較真實(shí)地模擬隧洞水土環(huán)境和受力條件,驗(yàn)證設(shè)計方案,提出優(yōu)化措施,為整體提升技術(shù)理論水平提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
穿黃隧洞工程關(guān)鍵技術(shù)研究解決了13項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題。其中,穿黃隧洞抗震技術(shù)研究取得可喜成果,通過進(jìn)行三維地震反應(yīng)分析,證實(shí)在設(shè)計地震動作用下,隧洞結(jié)構(gòu)基本安全;建立拼裝式管片結(jié)構(gòu)接頭計算模型,以及外部土體與外襯的相互作用模型,并應(yīng)用于穿黃隧洞襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計。穿黃工程開工后,通過數(shù)項(xiàng)穿黃隧洞施工成熟經(jīng)驗(yàn),以及穿黃隧洞1∶1仿真實(shí)驗(yàn)研究成果,又進(jìn)一步研究制定了穿黃工程輸水隧洞施工控制標(biāo)準(zhǔn)和措施,在穿黃隧洞工程施工和全線貫通中發(fā)揮了重要作用。
穿黃工程并非一帆風(fēng)順。盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中,盾構(gòu)機(jī)刀具磨損嚴(yán)重,建設(shè)者對刀盤修復(fù)區(qū)域進(jìn)行加固,通過焊接增加30多把刀,在滾刀上增加合金柱,強(qiáng)化耐磨性能,以適應(yīng)穿黃復(fù)雜地層的掘進(jìn)。盾構(gòu)掘進(jìn)初期出現(xiàn)了管片破碎、錯臺量超出允許值、安裝困難等問題。經(jīng)過數(shù)月反復(fù)研究和實(shí)踐,建設(shè)者改進(jìn)管片結(jié)構(gòu)型式、調(diào)整K塊偏轉(zhuǎn)角和插入角等。改進(jìn)后的新管片拼裝順利,為國家節(jié)約了大量資金。