歷史上最宏大調(diào)水穿越黃河工程在鄭州開(kāi)工

    今天，堪稱(chēng)人類(lèi)歷史上最宏大的調(diào)水穿越大河工程在鄭州正式開(kāi)工。無(wú)法逾越的黃河天塹擋住了幾代人南水北調(diào)的夢(mèng)想。如今，這一夢(mèng)想就要在鄭州化為看得見(jiàn)的現(xiàn)實(shí)。
　　
    穿黃工程，由于它在南水北調(diào)中線總干渠中所處的重要地理位置，而成為確保中線工程這一輸水長(zhǎng)廊清水暢流的咽喉工程，在長(zhǎng)達(dá)1400公里中線干渠上，跨越黃河天塹的穿黃工程如何建設(shè)、建設(shè)得怎么樣成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)。在穿黃工程開(kāi)工前夕，記者采訪了穿黃工程設(shè)計(jì)專(zhuān)家。

    工程宏大氣勢(shì)磅礴

    長(zhǎng)達(dá)19.3公里的鄭州穿黃工程地點(diǎn)，人文景觀式的主要建筑物自南向北包括:南岸連接明渠、退水建筑物、進(jìn)口建筑物、穿黃隧洞（含邙山隧洞段和過(guò)黃河隧洞段）、出口建筑物、北岸連接明渠、新蟒河渠道倒虹吸、老蟒河河道倒虹吸等。其他建筑物包括北岸防護(hù)堤及渠交叉建筑物、孤柏嘴護(hù)灣防護(hù)灣工程等。

    其中，穿黃隧洞總長(zhǎng)4250米，埋深23~31米，采用雙洞并排穿越，隧洞軸線間距最寬處為28米，近間距為19.3米，凈過(guò)水內(nèi)徑7米，加襯砌外圍部分，整個(gè)洞直徑約9米，這些宏偉建筑由于埋在地下，人們很難看到。地面上的工程氣勢(shì)恢宏，再過(guò)幾年你站在邙山山頂南望，長(zhǎng)4620多米、渠底寬12.5米、渠頂高程120米的南岸連接明渠逶迤走來(lái)。長(zhǎng)江、黃河，中華民族的兩條母親河在鄭州交匯。

    穿黃工程設(shè)計(jì)專(zhuān)家講，整個(gè)工程強(qiáng)調(diào)水利工程建筑物的特征，避免用一般城市建筑設(shè)計(jì)手法，盡量體現(xiàn)水利工程結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)潔有序，并通過(guò)其宏大、粗獷、簡(jiǎn)潔的體型表現(xiàn)整體的氣勢(shì)和力度。建筑設(shè)計(jì)服務(wù)從總體上的大氣勢(shì)，避免花哨凌亂。結(jié)合工作照明和景觀設(shè)計(jì)，進(jìn)行了夜景照明設(shè)計(jì)，充分利用現(xiàn)代照明技術(shù)，渲染和烘托整個(gè)工程豐富多彩的美麗夜景。在色彩上，以混凝土灰黃色為主，點(diǎn)綴以醒目的色彩，力求簡(jiǎn)潔明快。

    技術(shù)復(fù)雜專(zhuān)家答疑

    穿黃工程，何為利器？

    穿黃隧洞4000多米，重任主要靠“吃苦耐勞”的“大力士”泥水平衡盾構(gòu)機(jī)來(lái)承擔(dān)。

    過(guò)河隧洞既穿越透水砂層，又從粉質(zhì)壤土層中通過(guò)，尤其是在砂性土層中透水性強(qiáng)，開(kāi)挖面自穩(wěn)性差，還承受高水壓力，如遇高強(qiáng)度震動(dòng)，砂土層極有可能發(fā)生液化，造成隧洞涌水。

    根據(jù)穿黃地質(zhì)條件以及確保開(kāi)挖面穩(wěn)定的要求，經(jīng)過(guò)對(duì)各種盾構(gòu)機(jī)的比較，選定泥水平衡盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工。盾構(gòu)機(jī)前面有一個(gè)刀盤(pán)，刀盤(pán)上有許多刀片，眾多馬達(dá)帶動(dòng)刀盤(pán)，刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)起來(lái)就像剃須刀刮胡子一樣把泥沙切削下。

    盾構(gòu)機(jī)機(jī)頭后面是50米長(zhǎng)的后續(xù)臺(tái)車(chē)，每往前走一個(gè)外襯砌管片的距離，伸縮節(jié)就把“腿”縮回去，施工人員著手外層襯砌管片的安裝、注漿，然后，伸縮節(jié)再頂住剛襯砌好的管片，盾構(gòu)機(jī)向前切削。

    隧洞掘進(jìn)全部完成后，就在外襯砌管片拼裝形成的隧洞內(nèi)進(jìn)行全圓混凝土（二次襯砌）澆筑。

    穿黃設(shè)計(jì)技術(shù)人員坦承，他們最擔(dān)心的是在掘進(jìn)過(guò)程中遇到古樹(shù)、孤石等，如克服不了這一難題，將影響工期。對(duì)此，他們的應(yīng)對(duì)方法是:在盾構(gòu)機(jī)上設(shè)置超聲波探測(cè)儀，加強(qiáng)施工中地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作，發(fā)現(xiàn)情況及時(shí)處理；在盾構(gòu)機(jī)上設(shè)置破碎設(shè)備，當(dāng)遇到孤石、古樹(shù)時(shí)，將其破碎成小于16厘米的渣塊，順泥漿管排出。

    隧洞如何進(jìn)水、排水？

    專(zhuān)家說(shuō)，南水來(lái)到隧洞前，先用事故檢修閘門(mén)局部提起5厘米的高度向洞內(nèi)充水，當(dāng)進(jìn)口閘前水位達(dá)到低限水位114米時(shí)，充水流速加大。1天時(shí)間內(nèi)南水便可充滿(mǎn)隧洞。

    一條隧洞積水量約為167400立方米，檢修時(shí)，把黃河南、北岸的閘門(mén)擋住，每洞選用兩臺(tái)潛水泵同時(shí)工作，約85小時(shí)就可把洞內(nèi)的水排空。排出的水可由南岸退水洞排出，也可排向北岸渠道，或直接排往黃河。

    檢修、清淤如何進(jìn)行？

    根據(jù)需要，穿黃工程可以安排停水檢查、維修和清淤等，每年一次停水檢修時(shí)間為15~30天，每隔3~5年，可安排一次規(guī)模較大的停水檢查與維修，時(shí)間為30~60天。

    隧洞內(nèi)部襯底部設(shè)行車(chē)道，寬3.1米，采用雙線四軌運(yùn)輸。檢修時(shí)，車(chē)輛直接從南岸邙山斜洞進(jìn)入。車(chē)道兩側(cè)各有20厘米寬的排水溝，用于排放檢修期間的滲漏水。車(chē)道平臺(tái)內(nèi)有3根埋管，通信光纜、電纜等從下面通過(guò)。

    工程如何防震、防洪？

    穿黃項(xiàng)目設(shè)計(jì)專(zhuān)家說(shuō)，黃河南、北岸都設(shè)置有工業(yè)電視系統(tǒng)設(shè)備，監(jiān)視穿黃隧洞南北兩岸建筑物和設(shè)備運(yùn)行情況。隧洞內(nèi)外裝有各種先進(jìn)的儀器和自動(dòng)化設(shè)備，根據(jù)監(jiān)視所轄設(shè)備的報(bào)警信號(hào)，并根據(jù)需要及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢修維護(hù)。

    專(zhuān)家講，根據(jù)國(guó)家地震局分析預(yù)報(bào)中心對(duì)穿黃隧洞進(jìn)行的地震危險(xiǎn)性分析，穿黃隧洞按50年超越概率5%的地震標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)防，場(chǎng)區(qū)地震設(shè)計(jì)基本烈度為7度。在7度地震條件下河床段砂土液化最大深度為16米，而隧洞頂板埋深在23~32米，位于液化砂層之下10余米深度處，因而不受砂土液化的影響。

    專(zhuān)家講，穿黃工程過(guò)河建筑物按黃河300年一遇洪水設(shè)計(jì)，按千年一遇洪水校核；北岸河灘明渠及新、老蟒河交叉建筑物按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，按300年一遇洪水校核，穿黃工程過(guò)河建筑物施工導(dǎo)流按20年一遇洪水設(shè)計(jì)。

    工程如何防凍、防冰？

    對(duì)于防凍防冰，工程設(shè)計(jì)者是這樣應(yīng)對(duì)的:穿黃隧洞進(jìn)口事故檢修門(mén)、出口檢修門(mén)和工作閘門(mén)、退水洞檢修門(mén)和工作門(mén)的門(mén)槽埋件處均設(shè)有防冰凍設(shè)備。在渠道邊坡設(shè)有聚苯乙烯塑料保溫板。

    新聞鏈接中線工程

    南水北調(diào)中線一期工程，從加壩擴(kuò)容后的丹江口水庫(kù)陶岔渠首閘引水，沿唐白河流域西側(cè)過(guò)長(zhǎng)江流域與淮河流域的分水嶺方城埡口后，經(jīng)寶豐、禹州、新鄭西部，在鄭州西北部李村穿過(guò)黃河，繼續(xù)沿京廣鐵路西側(cè)北上，過(guò)河北唐縣進(jìn)入丘陵區(qū)，穿過(guò)北拒馬河進(jìn)入首都北京，穿永定河進(jìn)入北京市區(qū)，終點(diǎn)到達(dá)團(tuán)城湖，總長(zhǎng)1200余公里。二期工程從長(zhǎng)江引水，從河北北拒馬河引水到天津，里程155公里。

    南水北調(diào)中線工程經(jīng)河南省段全長(zhǎng)731公里，經(jīng)南陽(yáng)市、平頂山市、許昌市、鄭州市、焦作市、新鄉(xiāng)市、鶴壁市和安陽(yáng)市等8個(gè)省轄市，供水范圍除包括以上8個(gè)市外，還有周口市、漯河市和濮陽(yáng)市。

    背景材料數(shù)字黃河

    為了選擇穿黃工程合適的穿越地點(diǎn)，勘察、規(guī)劃、設(shè)計(jì)等技術(shù)人員進(jìn)行過(guò)長(zhǎng)期的通力合作。根據(jù)穿黃工程不同設(shè)計(jì)階段、不同引水規(guī)模，初步定下鄭州黃河鐵路大橋上游30公里附近的孤柏嘴線、李村線、李寨線、?？谟€等不同線路穿黃工程方案，黃河槽底隧洞長(zhǎng)度分別為3公里、3.5公里、5公里。最后綜合了各方面因素，選擇了位于鄭州黃河鐵路大橋以西30公里處的滎陽(yáng)市王村鎮(zhèn)李村作為穿黃的路線。

    穿黃工程在南岸布置有東邙山坡、西邙山坡和滿(mǎn)溝3處棄渣場(chǎng)，北岸布置1處棄渣場(chǎng)，位于隧洞出口段導(dǎo)流防護(hù)堤北側(cè)。

    穿黃工程高峰年勞動(dòng)力需用1500人，平均年勞動(dòng)力用780人。

    由于盾構(gòu)機(jī)太大，光設(shè)計(jì)、制造與運(yùn)輸就要12個(gè)月，盾構(gòu)機(jī)在北岸豎井組裝3個(gè)月，對(duì)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)和管片安裝需要18個(gè)月，臺(tái)車(chē)安裝與拆卸車(chē)各需1個(gè)月。

    一期工程設(shè)計(jì)流量265立方米/秒，加大流量320立方米/秒，二期工程設(shè)計(jì)流量440立方米/秒。

    到2010年，我省仍缺水29.7億立方米，到2030年缺水量將達(dá)到49.7億立方米。