人民网郑州7月25日专电 甘甜的丹江水自邙山腹中俯冲而下,兵分两路潜入母亲河身下的泥沙。经过3.45公里的潜伏,两条水龙冲破泥沙淤积的黄河滩区,在北岸焦作温县汇合入渠,一路北上京津。这里是穿黄工程,南水北调中线在华夏大地最醒目的标志。
当人类历史上最大规模的调水工程遇上奔腾千年的黄河母亲河,会衍生出怎样的故事呢?穿黄工程给出了答案,在最先进的技术设备,最科学的施工工艺的支持下,穿黄工程开邙山,破泥沙,出河滩,最终完成了对黄河的历史性穿越。
穿黄工程位于郑州市以西约30公里的黄河孤柏嘴,于2005年9月27日开工建设,是南水北调工程中投资较大、施工难度最高、立交规模最大的控制工期建筑物,为双线隧洞,单长4250米。
穿黄工程第一段是南岸连接明渠,长4.63公里,直抵邙山山腹。这里是南水北调河南段开挖最深,最宽的一段,渠道及两侧护坡共四层,期间的堤岸可容四辆汽车并排通过。随行记者不禁感慨:“不到穿黄,不知南水北调之大,这才是世纪工程的风采!”
明渠在邙山隧洞入口戛然而止。这一段长0.8公里,斜入邙山腹中。南来之水从此俯冲30余米,穿山而过,直抵黄河底部。穿黄工程最核心的穿黄隧道自此开始。
头上30多米就是黄河,要在这里挖洞,还要挖的宽,立的牢,难度可想而知。不过这难不倒当代的“土行孙”——盾构机。盾构机通过盾构外壳和管片支承四周防止发生往隧道内的坍塌,同时在开挖面前方像“刮胡子”一样用切削装置进行土体开挖,通过出土机械运出洞外,靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片。
南水北调中线工程河南直管局局长助理石惠民介绍,这种盾构法是一种全机械化施工方法,可最大限度节省人力降低施工风险。施工人员还在现场提前进行隧洞施工的1:1仿真试验,为施工提供可靠的技术数据。众多工程技术的革新,才保证了“土行孙”一次性穿越3.45公里长、地层软硬不均的黄河底部。最终形成了最大埋深35米、最小埋深23米,单洞内径7米的穿黄隧道。
穿黄隧洞加上邙山隧洞共长4.25公里,最大内水压力50m,最大外水压力近40m。在运行中有可能出现衬砌的混凝土开裂,引起内水外渗或外水内渗,从而危及整个工程的安全,如何保证渠道的牢固呢?
石惠民表示,为了解决长距离输水隧洞混凝土开裂及防渗问题,穿黄隧道做了特殊设计。穿黄隧洞外衬设计为预制混凝土管片,内衬为环向预应力锚索现浇混凝土,内外衬之间专门设置了弹性防排水垫层,具有防水和排水功能,使得内外衬能够分别单独承受内水和外水压力。
穿黄工程在北岸的出口是两个深达50.5米的竖井,南来的丹江水在这里直涌而上,汇进明渠北上,从此“江水不犯河水”。据介绍,这里实际是穿黄工程施工开始的地方。
“丹江水虽然是自南向北穿越黄河,但穿黄工程却是自北向南进行的施工。”石惠民说。他介绍,这种施工顺序主要是方便把盾构机送到黄河底部,以便于掘进。为了建造这个国内同类工程中规模最大的工作竖井,工程进行了76.6米深的井壁地连墙施工,为竖井建了一圈儿墙,抵御黄河滩区的涌水、涌沙情况。
至此,南水北调中线工程最标志性的建筑穿黄工程完成了自己的使命——将丹江水送过黄河。2005年开建的穿黄工程,完工期限是2013年的12月31号,花了整整100个月的时间。
“穿黄工程不仅是在保护丹江水质,而且黄河之水与长江流域之水也将有机会‘水乳交融’。”石惠民说。当穿黄隧洞需要检修时,丹江水将通过退水洞注入黄河,从而排空穿黄隧洞中的水对其进行维修。此时,黄河水和丹江水将实现交汇。
如果黄河出现旱情,丹江水也将通过退水洞注入黄河,“支援”黄河,实现交汇。或者水量过多时,汉江水通过退水洞排进黄河,为泄洪分担微薄之力。
据了解,穿黄工程的抗震能力可达到8级,按黄河300年一遇洪水设计,按1000年一遇洪水校核。不仅如此,隧洞内还布置了现代化的观测仪器,若出现洞内受力、变异等情况,通过观测仪器,在黄河岸上的自动控制室就能及时看到。(徐驰)