丹江水自渠首而出,一路自流向北,黃河成為阻擋南水北去的天然屏障。作為南水北調(diào)中線(xiàn)工程的“咽喉”,穿黃工程開(kāi)邙山、破泥沙、出河灘,排除萬(wàn)難穿越黃河,成就了中國(guó)南北兩大河流——長(zhǎng)江與黃河在中原大地的歷史性“聚首”。
在鄭州向西約30公里的黃河孤柏嘴,從空中俯瞰,南、北岸像放置了兩把琴身相對(duì)的巨大“吉他”,雖然看似分隔黃河兩岸,但在河床下30米深處,兩條4250米長(zhǎng)的穿黃隧洞卻將兩岸緊密相連,長(zhǎng)江水就是通過(guò)這兩條穿黃而過(guò)的隧洞,一路向北。
穿黃過(guò)河隧洞進(jìn)口為斜井、出口為豎井,退水設(shè)施位于黃河南岸,利用倒虹吸原理,靠水流自身重力差,由南向北流向出水端,一期工程設(shè)計(jì)流量為265立方米/秒,加大流量為320立方米/秒。
南水北調(diào)干渠跨越黃河是采用凌空飛架渡槽方案還是開(kāi)鑿河底隧洞方案曾引發(fā)爭(zhēng)議。南水北調(diào)中線(xiàn)建管局局長(zhǎng)石春先說(shuō):“兩個(gè)方案在技術(shù)上各有利弊,但河底隧洞(方案)更符合工程實(shí)際。”相比之下,河底隧洞可免受溫度、冰凍、大風(fēng)等不利因素影響,耐久性好,檢修維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單。
穿黃隧洞在黃河底部最大埋深達(dá)35米,如何保證隧洞承受水壓,這個(gè)技術(shù)難題不僅在國(guó)內(nèi)水利工程建設(shè)中無(wú)先例可循,在國(guó)際水利工程界也難有借鑒。
“要開(kāi)工必須先 下地 。”南水北調(diào)中線(xiàn)建管局副局長(zhǎng)鄭征宇說(shuō)。施工單位首先在黃河岸邊開(kāi)鑿了一個(gè)施工豎井,將盾構(gòu)機(jī)分部件運(yùn)進(jìn)施工通道,在地下組裝后進(jìn)行隧洞挖掘。
“穿黃工程盾構(gòu)機(jī)及刀具,都是根據(jù)穿黃施工條件量身定做的。” 穿黃工程建管處副處長(zhǎng)梁?jiǎn)斡钫f(shuō)。穿黃工程選用的“穿越號(hào)”盾構(gòu)機(jī)是泥水加壓平衡盾構(gòu)機(jī),直徑達(dá)9米,盾構(gòu)機(jī)前面有一個(gè)裝有140多把刀片的刀盤(pán),將施工面的泥土刮出,通過(guò)豎井輸送出來(lái)。為了防止施工工程坍塌,盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)有14組千斤頂,總推力6034噸,千斤頂頂在已拼好的管片側(cè)壁,牽引整臺(tái)盾構(gòu)機(jī)以每天10多米的速度向前推進(jìn)。
梁?jiǎn)斡罱榻B,穿黃過(guò)河主體建筑物按黃河300年一遇洪水設(shè)計(jì),按1000年一遇洪水校核,而北岸河灘明渠及新、老蟒河交叉建筑物,按100年一遇洪水設(shè)計(jì),按300年一遇洪水校核。
為確保工程安全,穿黃隧洞建成后,每年將有15天—30天檢修期,每3年—5年將安排一次大修,平均每半年放水檢查一次,雙洞隧洞內(nèi)直徑達(dá)7米,檢修時(shí)維修車(chē)輛可直接駛?cè)胨矶础?/p>
據(jù)了解,穿黃隧洞是國(guó)內(nèi)第一條穿越黃河的輸水隧洞,工程地下連續(xù)墻厚度和深度均居當(dāng)前國(guó)內(nèi)之最。此外,施工中還開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)水利水電工程水底隧洞長(zhǎng)距離軟土施工新紀(jì)錄。
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