南水北调中线首条穿越黄河隧洞贯通(组图)

  

本报记者  赵永平

2009年12月23日07:49  来源:人民网-《人民日报》

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  12月15日,掘进机在黄河河底进行掘进作业。
  新华社记者 王 颂摄

  核心提示

  12月22日10时28分,河南荥阳,南水北调中线穿黄工程“穿越号”盾构机到达黄河南岸工作竖井,中线穿黄首条隧洞顺利贯通。

  黄河水下最深40米处,如何挖掘4250米长、单洞直径7米的隧洞?如何防范漏水和坍塌?本报记者一一为您解答。

  

  年均调水95亿立方米,向黄河以北供水,还可相机向黄河补水

  国务院南水北调办主任张基尧介绍,南水北调中线穿黄工程是当前国内最宏大的穿越大江大河的工程。其任务是将中线调水从黄河南岸输送到黄河北岸,向黄河以北地区供水,同时在水量丰沛时可向黄河相机补水。

  据介绍,南水北调中线一期工程设计流量为265立方米/秒,加大流量为320立方米/秒,到2014年完成后,年均可调水95亿立方米。

  2005年9月,南水北调中线穿黄工程正式启动。根据2004年6月份的价格水平,中线穿黄工程总投资为31.37亿元。

  直径9米的盾构机,原理类似电动剃须刀,每日掘进10多米

  中线调水通过黄河,是凌空飞架渡槽,还是开凿河底隧洞?两个方案之间,曾经存在争论。

  南水北调中线建管局局长石春先介绍,隧洞与渡槽两个方案在技术上各有利弊。相比之下,隧洞方案可免受温度、冰冻、大风等不利因素影响,耐久性好,检修维护相对简单。经过长时间论证,隧洞方案最终入选。

  在黄河河床底部40米深处怎么挖隧洞?

  南水北调中线河南直管建管部总工王江涛说,穿黄工程盾构机及刀具,都是根据穿黄施工条件量身定做的。中线穿黄工程选用的泥水加压平衡盾构机,直径达9米,总重量达1100吨。盾构机前面有一个刀盘,刀盘上有140多把刀片,刀盘旋转,把大块土体切成小碎块,其工作原理类似电动剃须刀。

  “黄河河底挖隧洞,最担心的是在掘进过程中遇到古树、孤石。”王江涛说,技术人员在盾构机上设置超声波探测仪,发现情况及时处理。

  当遇到古树、孤石时,盾构机上设置的破碎设备便会发挥作用,将木头、石块破碎成小于16厘米的渣块,顺泥浆管排出。

  据介绍,盾构机推进系统有14组千斤顶,总推力6034吨,千斤顶顶在已拼好的管片侧壁,牵引整台盾构机以每天10多米的速度向前推进。

  工程抗7度地震,防漏措施滴水不进,防洪标准按300年一遇设计

  在水下掘进隧道,如何防止渗水或坍塌呢?

  中线建管局副局长郑征宇说,盾构机每前进1.6米,就要停下来“喘口气”。施工人员要马上给挖出的隧洞安装钢筋混凝土管片,7片弧形的管片紧贴隧洞一圈,正好是一个大圆。

  管片完全由钢筋混凝土浇筑,厚度达40厘米,完全可以支撑整个隧洞的压力,不会发生坍塌。 

  在防漏方面,隧洞也有相应的保护措施。首先是外部的管片,两个管片通过插槽连接在一起,除了管片用防水材料制成外,边缘地方还有橡胶条。这种橡胶条遇水就会膨胀,把管片连接得无一点缝隙,外部的水、泥沙根本进不来。

  除了外部管片,中间还有一层钢丝网,钢丝网上面有保护膜,起到第二层防护作用。隧洞的内衬则是第三层保护层。

  王江涛说,根据国家地震局分析预报中心的地震危险性分析,穿黄隧洞场区地形复杂,地震设计基本烈度为7度,即整个设计和施工应能够承受住7度地震的考验。

  穿黄工程过河主体建筑物按黄河300年一遇洪水设计,按1000年一遇洪水校核;北岸河滩明渠及新、老蟒河交叉建筑物,按100年一遇洪水设计,按300年一遇洪水校核。

  3—5年大修一次,检修时放空隧洞的水,维修车辆直驱入洞

  河底隧洞建成通水后,隧洞在地下,如何检修呢?黄河南岸竖井800米倾斜隧洞,就是为此而特别设计建造的。

  3450米的直隧洞,只允许有千分之一的倾斜度,而最后的800米倾斜隧洞,倾斜度达到4.91%。在黄河南岸竖井的地下32米处,盾构机工作面开始向上倾斜,直到隧洞打通。 

  隧洞建成后,每年有15—30天检修期,每3—5年将安排一次大修,每半年左右放空隧洞的水检查一次。双洞隧道内直径为7米,外直径为8.7米,检修时,维修车辆可直驱入洞。

(责任编辑:魏艳)
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