引江补汉工程:掘进背后的创新与突破
引江补汉工程是我国在建长距离有压引调水隧洞中单洞长度最长、洞径最大、综合难度最高的工程项目之一,以三峡水库为起点,挽起长江和汉江、连通三峡工程和南水北调工程。20多家单位和3000余名施工人员联合攻关,着力推进工程建设。日前,本报记者走近引江补汉工程团队,记录他们奋力掘进的故事。
——编者
荆楚大地深处,机械轰鸣,引江补汉工程建设不断刷新进度条。截至6月16日,主隧洞掘进已超过7.5千米,支洞掘进已超过24.1千米。
引江补汉工程施工区域穿越地质构造复杂的褶皱带,面临高地应力、岩爆等多重挑战。工程建成后,南水北调中线多年平均调水量可从95亿立方米提高到115.1亿立方米。
为大地做“CT”
提前摸清施工风险点
手持大锤,用力敲击嵌入洞壁的粗钢筋,一旁的采集站实时显示监测数据。在引江补汉工程4标8号平洞内,长江地球物理探测(武汉)有限公司工作人员汪思源带领团队开展超前地质预报工作。
隧洞最大埋深1230米,埋深超过600米的洞段占36.4%。中国南水北调集团江汉水网建设开发有限公司科技部工作人员谢颖迪介绍,工程有“三高”“三多”,只有提前为大地做“CT”,摸清风险点,才能不断优化施工方案。
航测、钻探、大地电磁……技术的运用让地下面貌清晰呈现。去年6月,在引江补汉工程5标11号平洞,汪思源发现异常,前方施工单位接到报告后,及时放缓掘进速度,并提前排水。
“要想挖,必须探。”谢颖迪介绍,超前地质预报分为长中短三种方式,已构建起超前钻探全洞段实施、超前物探全洞段覆盖、长中短多方法结合的超前地质预报模式。
组合施工
“钢铁穿山甲”加速掘进
在引江补汉工程4标8号平洞内,超大直径硬岩掘进机“江汉先锋号”轰鸣开挖。4层楼高的刀盘飞转,破岩前行。
“这只‘钢铁穿山甲’体型庞大,开挖直径12.23米,整机长度约160米,重约2800吨。”中铁十八局集团有限公司引江补汉工程4标项目经理部党工委书记刘文友介绍。
“‘江汉先锋号’能够实现掘进、排土、衬砌同步进行。”刘文友介绍,刀盘切削岩石,破碎的岩石经螺旋输送机和皮带机运出洞外。掘进一段距离后,管片拼装机从尾部取出管片,拼装成环。
“‘江汉先锋号’有‘智慧大脑’。”刘文友说,搭载综合地质预报、刀具磨损及状态监测等系统,硬岩掘进机遇到问题能及时预警。
“按照测算,引江补汉工程全线一共要投入10台硬岩掘进机。”中国南水北调江汉水网公司引江补汉工程建设管理二部副主任、总工程师王东来介绍,目前“江汉先锋号”“江汉开拓号”“江汉平安号”等硬岩掘进机已经始发。
“这些硬岩掘进机各有特点。”王东来介绍,比如“江汉先锋号”是国内引水隧洞项目中使用的最大直径单护盾硬岩掘进机。
打通这条地下输水线,靠的是“钻爆法+TBM法”组合施工方案。王东来说,接下来,中国南水北调集团将联合有关单位持续加强掘进机集群施工关键技术研究,为隧洞安全掘进提供更好的技术保障。
创新工艺
提升混凝土的结构稳定性
三峡库区,土建1标排导渠施工正忙。前不久,排导渠主体结构混凝土顺利浇筑。
“排导渠长415米,为钢筋混凝土结构,建成后可为取水口建设创造干燥的施工环境。”中国南水北调江汉水网公司引江补汉工程建设管理一部工程处处长徐正陶介绍。
“混凝土的表面光滑平整如何实现?围绕提升混凝土质量这一课题,我们设置了6个控制子题、20个关键点,开展集中技术攻关。”徐正陶说。
混凝土浇筑采用大尺寸钢模板拼接,毫米级接缝也不放过。三次抹面工艺,是混凝土施工的一大创新点。徐正陶介绍,先一次抹平,再二次抹压,最后进行三次抹光。
要使混凝土表面光滑平整,不仅要防缝隙,还要防裂纹。徐正陶解释,排导渠底板埋设了3层冷却水管,精准控制温度,确保了混凝土的结构稳定性。
TBM集群施工、软岩变形区域超前灌浆、超大管片生产……一项项创新技术落地。中国南水北调集团有关负责人表示,这是相关单位搭建技术创新中心平台、汇聚社会力量协同攻关的结果。
延伸阅读
引江补汉织密水网
引江补汉工程从长江三峡库区出发,沿线由南向北依次穿越湖北省宜昌市夷陵区、襄阳市保康县、谷城县和十堰市丹江口市,把长江水引入汉江。工程主要包括输水总干线工程和汉江影响河段综合整治工程。根据初步设计报告,输水线路总长194.7公里,多年平均调水量39亿立方米,工程施工总工期108个月,工程静态总投资551.58亿元。
引江补汉工程有多个“最”。工程建成后,将进一步打通长江向北方输水通道,增加南水北调中线一期工程调水量,大幅提高汉江流域水资源调配能力。
(文章来源:人民日报)
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