南水北調中線首條穿越黃河隧洞貫通(組圖)

    掘進機在黃河河底進行掘進作業（12月15日攝）。

    12月22日，南水北調中線穿黃工程上遊線過河隧洞順利貫通。位於河南省鄭州市境內黃河上遊的這條穿黃隧洞是南水北調中線工程穿越黃河的重要組成部分。從2005年9月27日開工以來，施工人員攻克了諸多技術難關，創下了多個國內同類施工領域的新紀錄，使隧洞按時、保質貫通。新華社記者王頌攝

    核心提示

    12月22日10時28分，河南滎陽，南水北調中線穿黃工程“穿越號”盾構機到達黃河南岸工作豎井，中線穿黃首條隧洞順利貫通。

    黃河水下最深40米處，如何挖掘4250米長、單洞直徑7米的隧洞？如何防範漏水和坍塌？本報記者一一為您解答。

    年均調水95億立方米，向黃河以北供水，還可相機向黃河補水

    國務院南水北調辦主任張基堯介紹，南水北調中線穿黃工程是當前國內最宏大的穿越大江大河的工程。其任務是將中線調水從黃河南岸輸送到黃河北岸，向黃河以北地區供水，同時在水量豐沛時可向黃河相機補水。

    據介紹，南水北調中線一期工程設計流量為265立方米/秒，加大流量為320立方米/秒，到2014年完成後，年均可調水95億立方米。

    2005年9月，南水北調中線穿黃工程正式啟動。根據2004年6月份的價格水平，中線穿黃工程總投資為31.37億元。

    直徑9米的盾構機，原理類似電動剃鬚刀，每日掘進10多米

    中線調水通過黃河，是淩空飛架渡槽，還是開鑿河底隧洞？兩個方案之間，曾經存在爭論。

    南水北調中線建管局局長石春先介紹，隧洞與渡槽兩個方案在技術上各有利弊。相比之下，隧洞方案可免受溫度、冰凍、大風等不利因素影響，耐久性好，檢修維護相對簡單。經過長時間論證，隧洞方案最終入選。

    在黃河河床底部40米深處怎麼挖隧洞？

    南水北調中線河南直管建管部總工王江濤説，穿黃工程盾構機及刀具，都是根據穿黃施工條件量身定做的。中線穿黃工程選用的泥水加壓平衡盾構機，直徑達9米，總重量達1100噸。盾構機前面有一個刀盤，刀盤上有140多把刀片，刀盤旋轉，把大塊土體切成小碎塊，其工作原理類似電動剃鬚刀。

    “黃河河底挖隧洞，最擔心的是在掘進過程中遇到古樹、孤石。”王江濤説，技術人員在盾構機上設置超聲波探測儀，發現情況及時處理。

    當遇到古樹、孤石時，盾構機上設置的破碎設備便會發揮作用，將木頭、石塊破碎成小于16厘米的渣塊，順泥漿管排出。

    據介紹，盾構機推進系統有14組千斤頂，總推力6034噸，千斤頂頂在已拼好的管片側壁，牽引整臺盾構機以每天10多米的速度向前推進。

    工程抗7度地震，防漏措施滴水不進，防洪標準按300年一遇設計

    在水下掘進隧道，如何防止滲水或坍塌呢？

    中線建管局副局長鄭徵宇説，盾構機每前進1.6米，就要停下來“喘口氣”。施工人員要馬上給挖出的隧洞安裝鋼筋混凝土管片，7片弧形的管片緊貼隧洞一圈，正好是一個大圓。

    管片完全由鋼筋混凝土澆築，厚度達40厘米，完全可以支撐整個隧洞的壓力，不會發生坍塌。

    在防漏方面，隧洞也有相應的保護措施。首先是外部的管片，兩個管片通過插槽連接在一起，除了管片用防水材料製成外，邊緣地方還有橡膠條。這種橡膠條遇水就會膨脹，把管片連接得無一點縫隙，外部的水、泥沙根本進不來。

    除了外部管片，中間還有一層鋼絲網，鋼絲網上面有保護膜，起到第二層防護作用。隧洞的內襯則是第三層保護層。

    王江濤説，根據國家地震局分析預報中心的地震危險性分析，穿黃隧洞場區地形複雜，地震設計基本烈度為7度，即整個設計和施工應能夠承受住7度地震的考驗。

    穿黃工程過河主體建築物按黃河300年一遇洪水設計，按1000年一遇洪水校核；北岸河灘明渠及新、老蟒河交叉建築物，按100年一遇洪水設計，按300年一遇洪水校核。

    3—5年大修一次，檢修時放空隧洞的水，維修車輛直驅入洞

    河底隧洞建成通水後，隧洞在地下，如何檢修呢？黃河南岸豎井800米傾斜隧洞，就是為此而特別設計建造的。

    3450米的直隧洞，只允許有千分之一的傾斜度，而最後的800米傾斜隧洞，傾斜度達到4.91%。在黃河南岸豎井的地下32米處，盾構機工作面開始向上傾斜，直到隧洞打通。

    隧洞建成後，每年有15—30天檢修期，每3—5年將安排一次大修，每半年左右放空隧洞的水檢查一次。雙洞隧道內直徑為7米，外直徑為8.7米，檢修時，維修車輛可直驅入洞。