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千里水脉 珍珠璀璨——见证南水北调河南建设者智慧

2014-09-24 10:16:00  来源:人民网  
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千里水脉 珍珠璀璨——见证南水北调河南建设者智慧
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河南省是南水北调中线工程的核心水源地和受水区,是南水北调中线工程建设的主战场。在工程涉及的四省市中,河南省干渠渠道最长,共731公里,占干渠全长的57%,是渠道最长、投资最多、用水量最大、移民任务最重、占地最多的省份。

引南水入北方,梦想即将照进现实。滚滚流水,要征服的不仅是遥远的陌生旅途,更有道道技术难关。各种交叉建筑物密集,布置渠首大坝、大型隧洞、渡槽、桥梁、倒虹吸等1254座(其中公路桥梁767座、铁路交叉27座),平均每公里1.7座;总干渠穿越焦作主城区以及郑州、南阳等城市规划区,涉及利益主体众多,棘手疑难问题突出;高填方、高地下水位、煤矿采空区、膨胀土等渠段相互交织,实施难度大,特别是膨胀土处理、穿黄工程等都是世界级技术难题……

担当一渠清水送京津的历史重任,河南将这些世界性的难题逐一攻克,同时还诞生了一批蔚为壮观的水利建筑。它们像一颗颗珍珠镶嵌在千里水脉之上,见证着建设者的智慧和时代传奇。

穿黄工程——史上最宏大的江河穿越

甘甜的丹江水自邙山腹中俯冲而下,兵分两路潜入母亲河身下的泥沙。经过3.45公里的潜伏,两条水龙冲破泥沙淤积的黄河滩区,在北岸焦作温县汇合入渠,一路北上京津。这里是穿黄工程,南水北调中线在华夏大地最醒目的标志。

当人类历史上最大规模的调水工程遇上奔腾千年的黄河母亲河,会衍生出怎样的故事呢?穿黄工程给出了答案,在最先进的技术设备,最科学的施工工艺的支持下,穿黄工程开邙山,破泥沙,出河滩,最终完成了对黄河的历史性穿越。

穿黄工程位于郑州市以西约30公里的黄河孤柏嘴,于2005年9月27日开工建设,是南水北调工程中投资较大、施工难度最高、立交规模最大的控制工期建筑物,为双线隧洞,单长4250米。

沙河大渡槽——世界第一大渡槽

沙河渡槽是南水北调中线规模最大、技术难度最复杂的控制性工程之一,由中国水电四局承建。该工程跨沙河、将相河、大郎河三条大河,各类交叉建筑物共12座,其中渡槽1座(统称沙河渡槽),包括沙河梁式渡槽、沙河——大郎河箱基渡槽、大郎河梁式渡槽、大郎河——鲁山坡箱基渡槽和鲁山坡落地槽。

沙河梁式渡槽槽身采用U形双向预应力结构,现场预制架槽机架设施工方法。分析资料显示,沙河渡槽综合指标排名世界第一,填补了国内外水利行业大流量渡槽设计及施工的技术空白。是目前世界上规模最大的渡槽工程,总投资为29.5188亿元。

日前,沙河渡槽段设计单元工程顺利通过专家委员会通水验收,标志着沙河渡槽段工程具备通水条件,并为南水北调中线工程6月份全线试通水目标的实现奠定了坚实的基础。

白河倒虹吸——中线重要控制性工程

又清又亮的丹江水,自渠首淅川奔涌而出后,要穿越南阳市最重要的河流——白河。既要白河不影响“调水的一丝水质”,又要南水北调工程不影响“一缕白河输水灌溉”,这就诞生了南水北调中线的一处重要控制性工程——白河倒虹吸工程。

南水北调中线工程水电十四局南阳白河倒虹吸项目部副经理王鹏告诉记者,白河倒虹吸工程,是南水北调中线工程中比较大的控制性工程。横穿白河河底,首先是南水北调中线工程水质保证的要求,工程利用渠道里水流自身的压力,从进口进入河底,然后再从出口出来,这样既保证了白河正常的输水、灌溉、泄洪要求,又保证了水质的要求。目前,主体工程已经完工,基本已能保证10月份通水的要求。

平顶山西暗渠工程——“亚洲第一顶”

平顶山西暗渠,位于平顶山市宝丰县境内,是南水北调中线工程的重点控制性工程,需从地下穿越繁忙的焦柳铁路线,巨大的压力仅靠土层难以支撑,只能采用双层涵洞顶进施工,这在铁路涵洞施工中属首次使用。

施工单位、中铁一局平顶山西暗渠项目副经理刘磊介绍,这个项目最大的难题,是工程施工的安全保障。铁路和列车非常重,单纯的在铁轨下“掏洞”是非常危险的——施工现场离平顶山西车站只有不足两公里,每天要通过968趟列车,施工时不仅要确保行车安全,还要工程人员安全。为保证工程顺利进行和铁路的安全畅通,工程建设者开创性地设计了上下两层框架结构,就是先架起铁轨“掏第一层洞”,顶进去钢筋混凝土梁,然后再在混凝土梁吃力负起铁路运行重量时,再在梁下“掏第二层洞”,“双保险”让铁路运行无影响,也保证了施工顺利进行。

不仅工艺复杂,而且顶推的建筑物宽度及吨位接近目前国内同类工程最大值。所以,从工程结构、施工工艺方面,该顶进工程当之无愧被誉为“亚洲第一顶”。“说实话,这个工程看起来一点也不宏伟,但要求的技术非常精细复杂,两次顶进,都有着巨大的安全隐患。而且,受上部行车影响,施工只能在列车行进的间隙进行,工期仅为17个月,十分紧张。但幸运的是,工程终于如期完工了。”刘磊说。

澧河渡槽——大型河渠交叉建筑物

丹江水千里向京津,需要不断穿过河流、公路、铁路等大型工程,为保证水质和自流等需求,就必须靠渡槽、倒虹吸等工程让南水北调中线干渠水流不断。澧河渡槽,是南水北调中线总干渠跨越澧河的大型河渠交叉建筑物。渡槽槽身段全长540m,为双线双槽矩形槽,共14跨,是南水北调中线总干渠的重要组成部分。

澧河渡槽槽身段为板式三向预应力结构,与一般的梁板式渡槽对比来说,其自重轻,节省了大量的钢材及水泥,但仍有不少施工难点。如渡槽结构受力主要靠板式结构受力,因此,施工前所搭设的承重排架在浇筑混凝土过程中如发生变形,将导致混凝土底板开裂,出现重大质量事故。另外,渡槽的槽身侧墙较薄,最窄处仅50cm,且侧墙内布置有纵横向钢铰线、两层钢筋网片及冷却水管等,混凝土下料及振捣非常困难。工程还穿过澧河渡槽,汛期施工中如何保证工程的安全也是本工程的难点。

颍河倒虹吸——颖河之下碧水北流

颍河渠道倒虹吸工程主要由28节管身、进口闸、出口闸和退水闸等四部分组成,其中7#——22#管身位于颍河主河槽段,主河槽段的主体工程量为:土石方开挖26.7万立方米,混凝土浇筑3.1万立方米,钢筋制安2970吨,土石方回填15.6万立方米,砌石0.78万立方米,必须在一个非汛期内完工。

按照南水北调工程统一规划,颍河倒虹吸恰巧处在禹州市橡胶坝水库,而该库区又是禹州生产生活的水源。因此施工期间,围堰截留、施工取水以及上游淹没等问题显得较为敏感。面对巨大的工期压力,在颍河倒虹吸施工过程中,建设单位巧妙运用科学统筹方法,十个手指弹钢琴,施工时又注意时空交错、分层分段进行,300米的作业面上最多时曾有近400人同时作业、几十台机械设备来往穿梭,却依然有条不紊。主河槽管身混凝土于2012年5月26日浇筑完成,其后开始回填基坑土石方,并于2012年12月8日正式完工。

山门河暗渠——奇思妙想建气势恢宏

山门河暗渠,是南水北调总干渠河南段范围内洞径最大的一座隧洞,其所属的焦作市马村区段,更是河南段中挖深、挖宽最大的标段,这一建筑的雄伟恢弘,让记者一行忍不住感叹南水北调工程人员的奇思妙想,鬼斧神工。

中水十四局南水北调焦2-2项目部副总工张进良介绍,山门河暗渠位于焦作市马村区主城区段,洞身段全长550米,自上游到下游依次下穿银河大道、山门河和马村区水彩社区。暗渠为无压隧洞,洞身为两孔独立布置,两孔间净距24米,单孔开挖孔径11.75米,单孔衬砌后孔径9.15米,结构型式为马蹄形,设计流量260立方米每秒,加大流量310立方米每秒,设计水头0.33米。

“这个标段的工程,还另外有几个看点,河南段挖深、挖宽最大的标段。挖深大部分大于30米,最深地方甚至达到了40米,这些挖深,更是分别跨过了一座公路桥和铁路桥,当时的工程难度真是一个难字不能完全形容。”中水十四局南水北调焦2-2项目部副总工张进良说。

壮观的穿漳工程正进行充水试验,回望南水北调中线工程河南段,清冽之水将从这个方向流过来。(渠面上为“拦冰锁”)

穿漳工程——“倒虹吸”穿豫入冀

如今,漳河又迎来自己新的一页——南水北调中线工程从河床下洞穿过,以“倒虹吸”的工程姿态连接其河南、河北两省,书写出“一渠碧水向京津”的新传奇。

穿漳工程不同于普通的倒虹吸工程,穿漳工程河床下70余米深是砂卵石冲积层,像个漏斗,一个点抽水,四面八方的地下水都汇集而来。不仅影响当地村民的使用地下水,更增加了工程的排水难度。工程采用防渗帷幕与井点降水相结合的施工方案。在施工区域周边钻下七八十米的深孔,然后灌入水泥泥浆形成防渗墙。十几台大功率水泵24小时排水,一秒钟可达三四十个流量。

“目前国内对这种较深的砂卵石层采用帷幕灌浆方式防渗的工程实例不多,穿漳工程成功的经验对今后类似工程施工积累了经验,具有重要参考价值。”南水北调中线干线穿漳管理处主办王闯说,“从这个工程开始,南水北调中线工程河南段正式结束,开始进入河北省境内,这是一个沉重但甘甜的接力棒。”

王闯介绍,未来这里全线有13个检测点之一的水质监测系统,将24小时不间断对水质的9个方面进行实时监测,确保一渠清水流往河北,北上京津。(程明辉 戚艺芳)

(责编:吕倩)
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