南水北调输水主干渠是如何穿越黄河的？
丹江水自渠首而出,一路自流向北,黄河成为阻挡南水北去的天然屏障。作为南水北调中线工程的“咽喉”,穿黄工程开邙山、破泥沙、出河滩,排除万难穿越黄河,成就了中国南北两大河流——长江与黄河在中原大地的历史性“聚首”。
在郑州向西约30公里的黄河孤柏嘴,从空中俯瞰,南、北岸像放置了两把琴身相对的巨大“吉他”,虽然看似分隔黄河两岸,但在河床下30米深处,两条4250米长的穿黄隧洞却将两岸紧密相连,长江水就是通过这两条穿黄而过的隧洞,一路向北。
穿黄过河隧洞进口为斜井、出口为竖井,退水设施位于黄河南岸,利用倒虹吸原理,靠水流自身重力差,由南向北流向出水端,一期工程设计流量为265立方米/秒,加大流量为320立方米/秒。
南水北调干渠跨越黄河是采用凌空飞架渡槽方案还是开凿河底隧洞方案曾引发争议。南水北调中线建管局局长石春先说:“两个方案在技术上各有利弊,但河底隧洞(方案)更符合工程实际。”相比之下,河底隧洞可免受温度、冰冻、大风等不利因素影响,耐久性好,检修维护相对简单。
穿黄隧洞在黄河底部最大埋深达35米,如何保证隧洞承受水压,这个技术难题不仅在国内水利工程建设中无先例可循,在国际水利工程界也难有借鉴。
“要开工必须先下地。”南水北调中线建管局副局长郑征宇说。施工单位首先在黄河岸边开凿了一个施工竖井,将盾构机分部件运进施工通道,在地下组装后进行隧洞挖掘。
“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。”穿黄工程建管处副处长梁单宇说。穿黄工程选用的“穿越号”盾构机是泥水加压平衡盾构机,直径达9米,盾构机前面有一个装有140多把刀片的刀盘,将施工面的泥土刮出,通过竖井输送出来。为了防止施工工程坍塌,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。
梁单宇介绍,穿黄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,而北岸河滩明渠及新、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。
为确保工程安全,穿黄隧洞建成后,每年将有15天—30天检修期,每3年—5年将安排一次大修,平均每半年放水检查一次,双洞隧洞内直径达7米,检修时维修车辆可直接驶入隧洞。
据了解,穿黄隧洞是国内第一条穿越黄河的输水隧洞,工程地下连续墙厚度和深度均居当前国内之最。此外,施工中还开创了我国水利水电工程水底隧洞长距离软土施工新纪录。
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