7月20日,,隨著TBM1標(biāo)隧洞的全線貫通,,標(biāo)志著大水網(wǎng)中部引黃工程201公里的總干線全線貫通,為年內(nèi)實(shí)現(xiàn)自忻州保德天橋水電站至呂梁中陽(yáng)縣的全線通水奠定了基礎(chǔ),。
中部引黃工程是山西大水網(wǎng)四大骨干工程之一,,是覆蓋市縣廣、綜合效益顯著的民生水利工程,,其輸水線路長(zhǎng),、投資規(guī)模大、受益人口眾多,。工程建成后,,可新增和改善灌溉面積150萬(wàn)畝,受益人口達(dá)320萬(wàn),,將有效緩解沿線農(nóng)業(yè),、工業(yè)和生態(tài)供水緊缺的矛盾,對(duì)改善我省水資源緊缺,、應(yīng)對(duì)中部旱情有重要意義,。
工程自2012年8月開(kāi)工以來(lái),面對(duì)隧洞長(zhǎng),、埋深大,、涌水量大、地質(zhì)條件復(fù)雜等諸多不利因素,工程參建各方攻堅(jiān)克難,,取得了一個(gè)個(gè)重大進(jìn)展,。
隧洞建設(shè)長(zhǎng)度前所未有
中部引黃工程區(qū)位于黃河流域,以呂梁山脈中脊為界,,西部為入黃支流水系,,東部為汾河水系。該工程是山西大水網(wǎng)工程“兩縱十橫”中的第四橫,,工程沿線涉及忻州,、呂梁、臨汾和晉中4市17縣(市,、區(qū)),由水源工程,、輸水工程兩部分組成,。
中部引黃工程99%為地下工程,其中隧洞建設(shè)總長(zhǎng)度501.5公里,,是萬(wàn)家寨引黃工程隧洞長(zhǎng)度(202公里)的2倍多,;單洞隧洞長(zhǎng)度241公里,為世界之最,。隧洞平均埋深300米,,最大埋深697米,98條施工支洞中有41條為絞車(chē)出渣,,最大提升高度610米,。隧洞開(kāi)挖多采用鉆爆法施工,施工隧洞長(zhǎng)度428.56公里,,對(duì)處于自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的高埋深洞段采用3臺(tái)掘進(jìn)機(jī)(TBM)施工,,掘進(jìn)總長(zhǎng)約為73公里。
由于隧洞埋深大,、長(zhǎng)度長(zhǎng),,洞內(nèi)出渣、混凝土運(yùn)輸,、人員進(jìn)出施工掌子面等難度隨著掘進(jìn)深度呈幾何倍增加,,支洞與主洞高差50米至610米不等,進(jìn)出一次隧洞相當(dāng)于從每層高為3米樓房的16層到203層,,TBM施工標(biāo)段掘進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)20多公里,,進(jìn)出一次隧洞需要5—6小時(shí),施工之艱,,可想而知,。
施工過(guò)程中,多次穿越斷層,、煤系地層,、泉域,、富水沙礫石層、高承壓水巖層等不良地層,,以及淺埋段穿公路,、鐵路、河流等特殊洞段及自然保護(hù)區(qū),,施工中需要克服和解決涌水,、突泥、塌方,、巖爆,、瓦斯等多種突發(fā)問(wèn)題,導(dǎo)致施工難度加大,,安全風(fēng)險(xiǎn)高,。截至目前,工程共發(fā)生穿不良地質(zhì)洞段1327次,,其施工難度在我省水利建設(shè)史上尚不多見(jiàn),。“工程自開(kāi)工建設(shè)以來(lái),,參建各方包括建管局,、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位,、施工單位,、設(shè)備制造商等上萬(wàn)人經(jīng)過(guò)近8年2900多個(gè)日日夜夜,在克服了施工戰(zhàn)線長(zhǎng),、地質(zhì)條件復(fù)雜,、安全風(fēng)險(xiǎn)高、協(xié)調(diào)難度大等困難后,,制約工程建設(shè)的重點(diǎn),、難點(diǎn)問(wèn)題逐一被突破,工程建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn),,工程質(zhì)量總體可控,,安全生產(chǎn)形勢(shì)平穩(wěn)向好,各項(xiàng)工作都取得了階段性成果,?!敝胁恳S工程建設(shè)管理局局長(zhǎng)張成軍說(shuō),目前隧洞開(kāi)挖已完成481.4公里,,完成率96%,。
地下泵站建設(shè)難度國(guó)內(nèi)罕見(jiàn)
中部引黃工程于2016年被列入國(guó)家172項(xiàng)節(jié)水供水重大水利工程項(xiàng)目,泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程200米,布置7臺(tái)水泵機(jī)組,,總裝機(jī)容量9.9萬(wàn)千瓦,。
水源工程地處黃河沿岸,地質(zhì)情況復(fù)雜,,多以灰?guī)r,、泥灰?guī)r、泥巖為主,,工程取水樞紐及地下泵站均處于天橋泉域排泄區(qū),,地下洞室大多處于地下水位線以下,各地下開(kāi)挖面滲涌水量較大,,堵排水難度與風(fēng)險(xiǎn)極大,,日排水量最高達(dá)13.5萬(wàn)立方米,國(guó)內(nèi)罕見(jiàn),,施工洞群多次遇到突發(fā)較大涌水,,日平均涌水量達(dá)3.3萬(wàn)立方米。同時(shí),,水源工程地下廠房規(guī)模為國(guó)內(nèi)泵站之最,單機(jī)流量大,、揚(yáng)程高,、泥沙含量多,水泵磨蝕問(wèn)題突出,。
水源工程取水口位于天橋水電站左壩頭,,面朝天橋水電站庫(kù)區(qū),背靠249省道,,要在極為有限的不足20米寬的巖體內(nèi)布置取水口建筑物,,既要保證天橋水電站安全運(yùn)行,還要確保249省道路面暢通和邊坡穩(wěn)定,,施工難度及風(fēng)險(xiǎn)極大,。
為確保圍堰施工的穩(wěn)定及安全,參建各方邀請(qǐng)省內(nèi)外專(zhuān)家對(duì)取水口圍堰布置及加固方案進(jìn)行討論,,確定采取帷幕灌漿,、鋼管樁、模袋混凝土及基坑內(nèi)支撐等措施,,提高巖坎的穩(wěn)定性及防滲性能,,圓滿完成取水口施工任務(wù)。
2018年12月29日,,中部引黃工程泵站首臺(tái)機(jī)組上水運(yùn)行,,并試通水至興縣。今年年底,工程將具備向沿線保德,、興縣,、臨縣、離石,、柳林5縣(區(qū))年供水2.54億立方米的能力,。呂梁市副市長(zhǎng)尉文龍說(shuō):“引來(lái)黃河水后,將會(huì)潤(rùn)澤我們沿線10個(gè)縣區(qū),,有效緩解呂梁山區(qū)的缺水難題,。”
TBM施工克服重重困難
中部引黃工程3個(gè)TBM施工標(biāo)段,,分別在總干(TBM1標(biāo),、TBM2標(biāo)相向?qū)Υ?和東干(TBM3標(biāo)),TBM1標(biāo)曾取得2016年單年完成TBM掘進(jìn)10.5公里,,最快單月進(jìn)尺1411米的佳績(jī),,創(chuàng)國(guó)內(nèi)雙護(hù)盾最快月施工紀(jì)錄和年施工紀(jì)錄。但從2017年以來(lái),,隧洞施工逐步深入到黑茶山自然保護(hù)區(qū)腹地,,由于地表自然覆蓋條件好,隧洞埋深大,,洞線穿越天橋泉和柳林泉兩大泉域,,隧洞涌水量較大,導(dǎo)致工程施工難度增加,。
2018年7月23日0時(shí)左右,,由省水利建筑工程局有限公司承建的中部引黃TBM2標(biāo)突發(fā)泥沙涌水,涌水量約800立方米/小時(shí),,最高達(dá)到1400-1700立方米/小時(shí),,且攜帶大量泥沙、石塊,。涌水情況發(fā)生后,,施工單位全體人員迎難而上,與業(yè)主,、設(shè)計(jì)單位共同研究應(yīng)對(duì)方案,,以最快的速度排除險(xiǎn)情并恢復(fù)正常掘進(jìn)。
在施工過(guò)程中,,參建各方多次組織召開(kāi)國(guó)內(nèi)TBM專(zhuān)家會(huì),,不斷優(yōu)化施工堵、排水方案,。除此以外,,施工單位不斷創(chuàng)新施工方法,,對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng),、皮帶機(jī)出渣運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行全方位優(yōu)化設(shè)計(jì),,攻克了全洞段23.9公里的獨(dú)頭通風(fēng)、超長(zhǎng)距離無(wú)中間閉合點(diǎn)測(cè)量和超長(zhǎng)距離連續(xù)皮帶機(jī)出渣3項(xiàng)重大技術(shù)難題,。
TBM2標(biāo)承攬的掘進(jìn)施工任務(wù),,總長(zhǎng)23361米,是國(guó)內(nèi)外TBM獨(dú)頭掘進(jìn)隧洞中最長(zhǎng)的距離,?!笆┕み^(guò)程中,我們克服了卡機(jī),、涌水,、涌沙、堅(jiān)硬巖段等困難,,并在掘進(jìn)過(guò)程中獨(dú)創(chuàng)大坡度,、長(zhǎng)距離運(yùn)輸機(jī)械,滿足TBM施工過(guò)程中大坡度工況下長(zhǎng)距離運(yùn)輸,?!笔∷ㄖこ叹钟邢薰军h委書(shū)記、董事長(zhǎng)郝志亮說(shuō),。
去年7月,,TBM2標(biāo)在完成自身合同掘進(jìn)任務(wù)后不停歇向TBM1標(biāo)方向繼續(xù)掘進(jìn),最終TBM2標(biāo)累計(jì)幫助TBM1標(biāo)掘進(jìn)2400米,,掘進(jìn)總長(zhǎng)達(dá)25704.32米,是迄今為止獨(dú)頭掘進(jìn)里程最長(zhǎng)的TBM施工隧洞,,創(chuàng)下了TBM獨(dú)頭掘進(jìn)新的世界紀(jì)錄,。“中部引黃工程總干線的順利貫通,,是在極其艱難的條件下實(shí)現(xiàn)的,,這是全體建設(shè)者堅(jiān)持不懈、奮力拼搏的結(jié)果,。下一步,,各參建單位將把工程收尾工作做好、做細(xì),、做實(shí),,努力將中部引黃工程打造成一項(xiàng)‘精品工程’?!笔∷麖d廳長(zhǎng)常建忠說(shuō),。