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南水北调中线首条穿越黄河隧洞贯通(组图)

 

CCTV.com  2009年12月23日 07:33  进入复兴论坛  来源:人民日报  

    掘进机在黄河河底进行掘进作业(12月15日摄)。

    12月22日,南水北调中线穿黄工程上游线过河隧洞顺利贯通。位于河南省郑州市境内黄河上游的这条穿黄隧洞是南水北调中线工程穿越黄河的重要组成部分。从2005年9月27日开工以来,施工人员攻克了诸多技术难关,创下了多个国内同类施工领域的新纪录,使隧洞按时、保质贯通。新华社记者王颂摄


    12月22日,在南水北调中线穿黄工程黄河南岸竖井内,工人们在为最后的隧洞贯通做准备。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。

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