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南水北调工程建设者回访中线穿黄工程

 
http://www.chinapipe.net 中国管道商务网  2017-09-14 
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  9月12日,南水北调工程建设者代表来到郑州市以西约30公里的孤柏嘴参观中线的“咽喉”──穿黄工程。 
  从高空俯瞰,穿黄工程雄伟壮观,两条平行布置的隧洞目前过水流量为118.7立方米每秒。这个集中了南水北调工程建设者高度智慧的工程,正源源不断地将南水从黄河底下安全输送到北岸。
  中线穿黄工程全长19.3公里,设计流量为265立方米每秒,主要建筑物包括南岸明渠、退水建筑物、过河建筑物、北岸明渠及交叉建筑物等。穿黄隧洞为双线有压隧洞,单个隧洞长4250米,内径7米。
  面对黄河河床游荡、河槽深度冲淤、复杂地质条件、砂土地震液化、软土震陷、隧洞渗漏、围土稳定、大型超深竖井、长距离盾构隧洞施工以及输水安全与长期运用等一系列技术难题,穿黄工程集中了当时国内盾构和隧洞施工能力最强的四家央企施工单位,强强联合,组成两大联营体,分别承担上下游隧洞的施工。
  在工程建设过程中,参建各方先后攻克了北岸竖井施工、盾构机始发、隧洞盾构掘进、带压进舱更换刀具和修复刀盘等一系列难题,创造了76.6米深的井壁地连墙施工和单头一次性掘进3450米精确贯通等多项国内记录。2010年6月22日和9月23日,上、下游两条隧洞盾构掘进分别贯通。
  作为“十一五”国家科技支撑计划项目课题——复杂地质条件下穿黄隧洞工程关键技术研究,开创了我国的数个第一:第一次采用大直径隧洞穿越黄河,第一次在我国水利史采用泥水平衡加压式盾构进行隧洞施工,第一次应用双层衬砌的结构。
  面对世界难题,建设者相继开展了穿黄隧洞工作条件与建筑物型式、衬砌结构受力与变形特性、大型盾构工作竖井结构特性、抗震技术等8项技术攻关,开展了穿黄隧洞1:1仿真实验,较真实地模拟隧洞水土环境和受力条件,验证设计方案,提出优化措施,为整体提升技术理论水平提供实验依据。
  穿黄隧洞工程关键技术研究解决了13项关键技术难题。其中,穿黄隧洞抗震技术研究取得可喜成果,通过进行三维地震反应分析,证实在设计地震动作用下,隧洞结构基本安全;建立拼装式管片结构接头计算模型,以及外部土体与外衬的相互作用模型,并应用于穿黄隧洞衬砌结构设计。穿黄工程开工后,通过数项穿黄隧洞施工成熟经验,以及穿黄隧洞1∶1仿真实验研究成果,又进一步研究制定了穿黄工程输水隧洞施工控制标准和措施,在穿黄隧洞工程施工和全线贯通中发挥了重要作用。
  穿黄工程并非一帆风顺。盾构机在掘进过程中,盾构机刀具磨损严重,建设者对刀盘修复区域进行加固,通过焊接增加30多把刀,在滚刀上增加合金柱,强化耐磨性能,以适应穿黄复杂地层的掘进。盾构掘进初期出现了管片破碎、错台量超出允许值、安装困难等问题。经过数月反复研究和实践,建设者改进管片结构型式、调整K块偏转角和插入角等。改进后的新管片拼装顺利,为国家节约了大量资金。
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关键词: 南水北调
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