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2月22日,全長98.3公里的引漢濟渭工程關(guān)鍵線路——秦嶺輸水隧洞全線貫通。秦嶺輸水隧洞是人類歷史上第一次從底部穿越秦嶺,陜南漢江流域的水資源將通過秦嶺隧洞引入關(guān)中地區(qū),是陜西版的“南水北調(diào)”。
秦嶺輸水隧洞有多難?
秦嶺隧洞嶺南TBM掘進段具有“三高兩強一長”的突出特點,即高圍巖強度、高石英含量、高溫濕、強巖爆、強涌水、長距離獨頭施工,是引漢濟渭工程全線巖爆最多、巖石強度最高、施工難度最大的一段“硬骨頭”。
秦嶺隧洞嶺南TBM掘進段位于陜西省寧陜縣的大山深處,施工內(nèi)容包括長18.27公里的主洞和5.82公里的4號支洞,最大埋深達2012米。其中,主洞采用一臺直徑8.02米的敞開式硬巖掘進機(TBM)施工,連續(xù)皮帶機出渣。為解決TBM長距離出渣、通風及TBM第二掘進段運輸問題,施工方采用“TBM+鉆爆法”結(jié)合施工,修建四號支洞斜井為 TBM檢修洞與主洞鉆爆接應段施工打開工作面。
從開工建設(shè)到貫通,秦嶺隧洞嶺南TBM掘進段始終在強巖爆、高硬巖、突涌水、高溫濕等極端復雜地質(zhì)交織的艱難環(huán)境中推進。
秦嶺隧洞埋深1300~2012米,地應力超過60兆帕,巖爆段占施工總長度的70%。掘進過程中,嶺南TBM掘進段共發(fā)生巖爆段落2056段,影響段落長度8586.8米,其中強巖爆4973.9米。巖爆崩落彈射石塊威脅作業(yè)人員安全、砸壞機械設(shè)備和支護體系,作業(yè)人員不得不在相對濕度達90%、體表溫度達40℃的高溫濕環(huán)境下頭戴鋼盔、身穿防護服,冒著生命危險清理巖爆飛石。
以石英巖、花崗巖、閃長巖為主的地層是TBM掘進的“天敵”,巖石平均抗壓強度達194兆帕,最高達317兆帕,石英含量超過65%。巖石強度高、耐磨值大,刀具消耗量達到0.7把/米,掘進速度極低、刀具消耗量極大是影響TBM快速掘進的核心問題。
為了應對巖爆,建設(shè)者需要頭戴鋼盔,身穿防彈衣
自TBM試掘進以來,隧洞先后發(fā)生9次較大集中涌水,尤其是2016年2月28日掌子面突涌水單點單次涌水量超過20000m3/d,已掘進段涌水量最高達46000 m3/d,達到標段設(shè)計最大涌水量3.76倍,中鐵隧道局組織千人搶險突擊隊,歷時75天才成功脫險。
引漢濟渭有多重要?
自上世紀八九十年代以來,受氣候變化、經(jīng)濟發(fā)展、人口增長等綜合因素作用,關(guān)中城市群飽受“水荒”折磨。陜西地跨黃河長江兩大流域,但水資源分布極不均衡。秦嶺以南屬長江流域,水源豐盈,占全省總量71%的水資源;秦嶺以北屬黃河流域,沿線城市、工廠、人口密集,卻僅占全省總量29%的水資源,水資源短缺的矛盾成為制約陜西省經(jīng)濟社會發(fā)展的重要因素。
引漢濟渭工程是“十三五”期間國務院要求加快推進建設(shè)的172項重大水利工程中的十大標志性工程之一,也是陜西省有史以來最大的跨流域調(diào)水工程,是陜西版的“南水北調(diào)”。工程在解決近期關(guān)中缺水問題的同時,也將是近、中期解決陜北能源化工基地用水需求的重要前提,是實現(xiàn)全省水資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵性工程。
引漢濟渭跨越黃河、長江兩大流域,橫穿秦嶺,分為調(diào)水和輸配水兩大部分。調(diào)水工程由黃金峽水利樞紐、三河口水利樞紐和秦嶺輸水隧洞三部分組成。輸配水工程由黃池溝配水樞紐、輸水南北干線及23條支線組成。其中,秦嶺輸水隧洞打破中國南北地理分界線的阻隔,實現(xiàn)了長江與黃河“牽手”。
引漢濟渭工程建成后,每年將有約15億立方米的漢江水通過秦嶺輸水隧洞源源不斷輸入陜西關(guān)中地區(qū),可滿足西安、咸陽、渭南、楊凌4個重點城市,西咸新區(qū)的5個新城,興平、武功、三原等11個縣級城市及渭北工業(yè)區(qū)的用水需要,為1411萬人提供生產(chǎn)生活用水,對于優(yōu)化陜西省水資源配置,統(tǒng)籌關(guān)中陜北用水,完善國家水網(wǎng),維護渭河流域生態(tài)環(huán)境健康,支撐全省經(jīng)濟追趕超越發(fā)展具有重要促進作用。