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全程自流、穿越黃河,南水北調中線還克服了哪些世紀難題?

澎湃新聞見習記者 譚萬能 酈曉君
2014-12-12 18:00
來源:澎湃新聞
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2014年4月30日,工人在河南省焦作市溫縣境內的南水北調中線穿黃工程附近的干渠渠面上清理雜物。 東方IC 資料

        世紀工程必須克服世紀難題。        

        南水北調中線工程正式通水,這項縱貫5個省市、跨越4大水系的歷史性工程凝聚了數十萬建設者的智慧與辛勞,創造了多個世界之最。        

        江水一路北上,千里長渠穿山越嶺。南水北調中線工程解決了一系列難以克服的世界性難題。        

一、全程自流        

        中線工程取水口到終點團城湖,雖然存在自然的海拔落差,但并不等于中線總干渠沿線都是按均勻的坡度下降,為保證全線自流,需控制一定的高程。沿線海拔不夠的地方,需要“高填方”,海拔過高的地方,則需要“深挖方”。        

        “高填方”需要保證施工質量過關,同時在滲透方面具有穩定性,保證其在高于地面的渠道上輸水時安全。        

        “深挖方”則要考慮地下水問題,若地下水質不達標,需要將其排出渠道。        

二、復雜工程地質        

        中線工程經過區域,有膨脹(巖)土、黃土類土、煤礦采空區等地質條件比較差的區域,針對不同的工程地質類別,要做不同的應對。比如膨脹土,就是要想辦法保證其含水率不出現較大變化,從而保持相對穩定。        

三、穿黃隧道        

2012年12月30日,工人在南水北調中線穿黃工程黃河北岸隧洞口施工。 東方IC 資料

        穿黃工程本身所在地區地質條件復雜,存在諸如位于地震區、河床是沙構易液化、黃河水流變化紊亂等多種不利工程條件。

        穿黃隧道最后采用了內外襯雙重管道的形式,外襯用于承受河流水壓和泥沙壓力;內襯用于輸送水流過黃河。內外襯之間留出的空間,則用著排水通道。

        簡單地說,穿黃隧道需要先修一條類似公路隧道的通道,形成一個外保護層。在這個“公路隧道”(外襯)里,再放入一條內徑稍微小的通水管道(內襯)用于輸水。兩條管道中間的空間,則用于應急排水,即輸水管萬一漏了,就通過這里面排出去。

        所以穿黃隧道最重要的是保證外襯絕不能漏水,即黃河水一定不能滲入外襯。        

四、跨河渡槽        

        除了穿黃隧道外,中線工程經過其他河流時,多采用倒虹吸的辦法從河底通過,或者以U型渡槽的方式跨過河流。在實際施工中,因為渡槽的重量、長度都超過許多公路橋梁,在施工上也有很多挑戰。        

五、丹江口大壩        

        作為南水北調中線標志性工程,丹江口大壩加高是將上世紀70年代竣工的大壩高程由162米提升至176.6米,以滿足南水北調中線工程年均向北方供水95億立方米的需要,并為二期工程調水奠定基礎。        

        歷時8年的這一工程被業內比喻為“穿衣帶帽”,要在老壩體背水面貼坡加厚,增加抗壓能力,然后再進行混凝土加高施工。新澆的貼坡混凝土除受底部基巖約束外,還受壩底和壩坡的老混凝土約束,新混凝土收縮將對老壩體產生應力,特別是對壩踵產生拉應力,結合面因收縮也可能脫開。        

        因丹江口大壩加高,需移民34.5萬人,移民搬遷安置任務主要集中于2010年、2011年完成,其中2011年要完成19萬人的搬遷安置,年度搬遷安置強度即搬遷安置人口在國內和世界上均創歷史紀錄,在世界水利移民史上前所未有。

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