南水北调中线工程一期工程到2010年完成后,年均可调水95亿立方米。根据设计,中线工程从长江支流汉江上的丹江口水库引水,沿伏牛山和太行山山前平原一路北上,在郑州市附近通过黄河。
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、地震、意外灾害等不利因素影响,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。
然而,在黄河河床底部50米至35米深的沙层中,开凿出两条隧洞,技术含量和施工难度很大。
“经过10年技术论证,确定了目前的方案:在黄河河床底部40米处,打通两个各长4250米的平行隧洞穿过黄河。这个方案不影响河道走势,抗地震特性优越,且施工机械、技术比较成熟。”南水北调中线建管局局长张野介绍说。
日掘进10米左右;最担心的是在掘进过程中遇到古树、孤石
在黄河河床底部40米深处怎么挖隧洞?南水北调中线建管局技术部负责人庞敏介绍,现在采用的盾构机掘进技术是安全、可行的。
记者在穿黄工程现场看到,由德国海瑞克隧道机械股份公司制造的盾构机,直径达到9米,总重量达1100吨。盾构机前面有一个刀盘,刀盘上有许多刀片,众多马达带动刀盘,刀盘旋转起来就像剃须刀刮胡子一样把泥沙切削下来。
盾构机机头后面是50米长的后续台车,每往前走一个外衬砌管片的距离,伸缩节就把“腿”缩回去,施工人员着手外层衬砌管片的安装、注浆……
千年沉积的黄河河底有很多不可预知的情况。技术人员坦言,他们最担心的是在掘进过程中遇到古树、孤石等,如克服不了这一难题,将影响工期。
对此,他们的应对方法是:在盾构机上设置超声波探测仪,加强施工中的超前预报工作,发现情况及时处理;在盾构机上设置破碎设备,当遇到孤石、古树时,将其破碎成小于16厘米的渣块,顺泥浆管排出。这次首发掘进的是右引水洞,盾构机日掘进10米左右,预计2008年9月穿过黄河,10月开始邙山斜洞掘进,2009年3月完成右隧洞盾构施工任务。 隧洞安全有保障:管壁厚达40厘米,设计可防震、防洪、防冻
为保证已经开挖的隧洞不发生渗水、坍塌,盾构机每前进1.6米,就要停下来“喘口气”,而此时是施工人员最忙的时候,他们要给挖好的隧洞安装钢筋混凝土管片,再进行加固、灌缝等操作。这些管壁厚达40厘米,完全可以支撑整个隧洞的压力,不必担心渗水、坍塌。