南來(lái)之水，如何穿越黃河

本報(bào)記者 王 浩

《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2022年08月31日 第 14 版）

圖為南水北調(diào)中線穿黃工程三維效果圖。（中國(guó)南水北調(diào)集團(tuán)供圖）

近日，南水北調(diào)中線穿黃工程通過(guò)設(shè)計(jì)單元完工驗(yàn)收，這標(biāo)志著南水北調(diào)東中線一期工程全線155個(gè)設(shè)計(jì)單元工程全部通過(guò)水利部完工驗(yàn)收。

首次隧洞穿越黃河、世界最大規(guī)模現(xiàn)代化泵站群……一個(gè)個(gè)世界級(jí)難度的工程持續(xù)安全運(yùn)行，讓一渠清水逶迤北上。　　

近日，南水北調(diào)中線“咽喉”——穿黃工程通過(guò)設(shè)計(jì)單元完工驗(yàn)收。這標(biāo)志著南水北調(diào)東中線一期工程全線155個(gè)設(shè)計(jì)單元工程全部通過(guò)水利部完工驗(yàn)收，為順利推進(jìn)南水北調(diào)東中線一期工程竣工驗(yàn)收及后續(xù)工程高質(zhì)量發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

東中線一期全面通水7年多來(lái)，累計(jì)調(diào)水超過(guò)560億立方米、受益人口超過(guò)1.5億人，發(fā)揮了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。

穿黃工程，南水北調(diào)中線建設(shè)中最具挑戰(zhàn)的部分之一

河南省鄭州市滎陽(yáng)市，北上的“南水”遇上浩蕩奔涌的黃河，緩緩穿洞、入地而行再奔涌流出，繼續(xù)北上之旅。

實(shí)地察看工程現(xiàn)場(chǎng)，觀看工程建設(shè)聲像資料，聽(tīng)取相關(guān)工作報(bào)告……8月25日，南水北調(diào)中線穿黃工程通過(guò)設(shè)計(jì)單元完工驗(yàn)收。這一國(guó)內(nèi)穿越大江大河直徑最大的輸水隧洞建設(shè)9年、運(yùn)行近8年，工程安全平穩(wěn)。

如何將“南水”從黃河南岸輸送到北岸？這成為必須克服的世界級(jí)難題。

“可以說(shuō)，這是南水北調(diào)中線建設(shè)中最具挑戰(zhàn)的部分之一。”長(zhǎng)江設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司副總工張傳健介紹，設(shè)計(jì)之初，兩套方案擺在面前——有人提出架槽飛渡，有人建議鑿洞穿行，“經(jīng)過(guò)反復(fù)科學(xué)論證和河工模型試驗(yàn)對(duì)比，綜合考慮技術(shù)難度、生態(tài)保護(hù)等因素，最終選定了盾構(gòu)隧洞穿黃方案”。

“黃河河床地下，漫長(zhǎng)的沉積形成各種復(fù)雜地層。”張傳健介紹，盾構(gòu)機(jī)緩緩前行，刀盤(pán)上的100多把刀具轉(zhuǎn)動(dòng)切削；刀盤(pán)磨損，更換修護(hù)后繼續(xù)推進(jìn)；前方地質(zhì)條件多變，及時(shí)調(diào)整方案……

面對(duì)內(nèi)外水雙重?cái)D壓，雙層襯砌隧洞設(shè)計(jì)“雙重盔甲”。“隧洞同時(shí)承受內(nèi)水壓力和外水壓力，還面臨黃河河道擺動(dòng)產(chǎn)生的巨力。”張傳健說(shuō)，盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)中，把預(yù)制混凝土管片拼裝成隧洞外襯，內(nèi)襯則為現(xiàn)澆混凝土管身，并在其上布設(shè)密集的鋼筋網(wǎng)和近萬(wàn)條預(yù)應(yīng)力錨索，同時(shí)內(nèi)外層之間設(shè)有排水系統(tǒng)。此外，相關(guān)單位研制新型防滲結(jié)構(gòu)和材料，成功解決了結(jié)構(gòu)安全、防滲與排水問(wèn)題。

一項(xiàng)項(xiàng)紀(jì)錄被打破。這是國(guó)內(nèi)首次采用泥水平衡盾構(gòu)機(jī)修建水工隧洞，一次性穿越3.45公里的黃河河道，掘進(jìn)到達(dá)南岸豎井精度誤差成功控制在3厘米以內(nèi)；采用大型泥水盾構(gòu)始發(fā)施工技術(shù)，解決了始發(fā)空間狹小、地下水位高等難題……

為了確保穿黃工程長(zhǎng)效運(yùn)行，搭建穿黃隧洞三維數(shù)字實(shí)景模型，結(jié)合水情、水質(zhì)等實(shí)時(shí)信息，精準(zhǔn)掌握工程運(yùn)行狀態(tài)；利用水下機(jī)器人、水下掃描儀等對(duì)水下工程實(shí)體進(jìn)行檢查，及時(shí)排查隱患。

工程效益不斷凸顯。截至今年8月30日，穿黃工程已累計(jì)輸水357.5億立方米，極大緩解了京津冀的缺水狀況。

攻克難題，積累實(shí)施重大跨流域調(diào)水工程的寶貴經(jīng)驗(yàn)

一條調(diào)水線也是一條“科技線”，工程建設(shè)管護(hù)中，攻克了一系列難題，許多科技創(chuàng)新成功運(yùn)用到其他工程建設(shè)中。

南水北調(diào)東線實(shí)現(xiàn)“水往高處流”，背后離不開(kāi)世界上規(guī)模最大泵站群的持續(xù)安全運(yùn)行。

“東線工程總揚(yáng)程65米，長(zhǎng)江水北上需要通過(guò)一個(gè)個(gè)大型泵站接續(xù)提水。”中國(guó)南水北調(diào)集團(tuán)辦公室主任井書(shū)光介紹，全線共設(shè)立13個(gè)梯級(jí)泵站，共22處樞紐，34座泵站，總裝機(jī)臺(tái)數(shù)160臺(tái)。泵站群具有規(guī)模大、泵型多、揚(yáng)程低、流量大、年利用小時(shí)數(shù)高等特點(diǎn)。

如何讓中線水源更穩(wěn)定？加高丹江口水庫(kù)大壩，增強(qiáng)蓄水能力。加高工程破解新老混凝土結(jié)合問(wèn)題，在原有基礎(chǔ)上將大壩加高14.6米，水庫(kù)正常蓄水位由157米提高到170米。

去年11月，丹江口大壩加高工程和中線水源供水調(diào)度運(yùn)行管理專項(xiàng)工程通過(guò)完工驗(yàn)收。目前丹江口水庫(kù)形成了多層次、立體化、全覆蓋的庫(kù)區(qū)安全巡查監(jiān)測(cè)工作體系，實(shí)現(xiàn)全天候不間斷自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和人工值守。

深挖方渠道膨脹土技術(shù)處理問(wèn)題、超大規(guī)模渡槽的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)難題、輸水工程穿越煤礦采空區(qū)技術(shù)難題……沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可循和參照對(duì)比的情況下，建設(shè)管理單位堅(jiān)持自主創(chuàng)新，為一道道世界級(jí)難題給出最優(yōu)解，為實(shí)施重大跨流域調(diào)水工程積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

加強(qiáng)管理，提升南水北調(diào)工程數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平

南水北調(diào)東中線一期工程安全平穩(wěn)運(yùn)行7年多，離不開(kāi)科學(xué)精細(xì)的管理。

在中國(guó)南水北調(diào)集團(tuán)中線總調(diào)度大廳，重要樞紐的流量實(shí)時(shí)顯示。閘站監(jiān)控系統(tǒng)、日常調(diào)度系統(tǒng)、水量調(diào)度系統(tǒng)等，讓工程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)度。“我們可以根據(jù)實(shí)際情況和流量變動(dòng)，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)啟動(dòng)閘門(mén)。”井書(shū)光介紹。目前，閘門(mén)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制成功率達(dá)到99.56%。

“接下來(lái)，我們將進(jìn)一步加快應(yīng)用新一代信息技術(shù)，加強(qiáng)信息資源整合，推進(jìn)數(shù)據(jù)與模型、業(yè)務(wù)與技術(shù)深度融合，全面構(gòu)建數(shù)字孿生南水北調(diào)工程體系，穩(wěn)步提升南水北調(diào)工程調(diào)配運(yùn)管數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平和精準(zhǔn)精確調(diào)水管理能力，為推進(jìn)南水北調(diào)工程高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐和強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)。”中國(guó)南水北調(diào)集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹。

責(zé)編：瑤薇