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引汉济渭工程先期通水！探寻洞穿秦岭的央企力量

国资小新 2023-12-26

 小新说 

7月16日，历经十余年建设，国家重大水利工程——引汉济渭工程成功实现先期通水。引汉济渭工程分为调水工程和输配水工程。调水工程由黄金峡水利枢纽、三河口水利枢纽和秦岭输水隧洞三部分组成。其中，秦岭输水隧洞是引汉济渭工程的“大动脉”，这是人类第一次从底部凿穿秦岭。7月17日，人民日报2版刊发《引汉济渭工程先期通水西安（经济新方位·重大工程一线）》，介绍了引汉济渭工程的重大战略意义，讲述了引汉济渭工程中企业建设者凿穿秦岭、科技攻关的奋斗故事。小新为您分享全文——





经济新方位·重大工程一线
引汉济渭工程先期通水西安

三河口水利枢纽。
李 明摄

资料图片来源：陕西引汉济渭公司

清波浩浩，湍流喧豗。7月16日，在陕西省黄池沟配水枢纽，经过近12个小时的漫长旅程，汩汩汉江水穿过近百公里的秦岭输水隧洞，冲进关中平原的怀抱，通过黑河供水连通洞进入西安供水管线，实现引汉济渭工程向西安正式供水。


长江、黄河，两条母亲河的最大支流——汉江与渭河，第一次穿越秦岭“牵手”相会。

引汉济渭工程是国家172项节水供水重大水利工程之一，也是破解陕西省水资源瓶颈制约、实现水资源配置均衡的重大基础设施项目。建设十余载，1.5万人参与，凿穿秦岭近百公里……自此，汉江清流润泽秦川大地，每年将为1411万人提供15亿立方米生产生活用水。




南水北调  为关中解渴



为什么要在省内“南水北调”？陕西水资源总量长期不足，全省人均水资源量仅为全国平均水平的一半；地域分布严重不均，一条秦岭隔开两大水系，秦岭以南的长江水系，流域面积占全省的37%，水资源量却占全省总量的71%；秦岭以北的黄河水系，流域面积占全省的63%，水资源量仅占29%。缺水，成为关中和陕北地区经济社会发展的关键瓶颈。

坐落于关中大地的省会西安久受“干渴”之困。“老西安”郭慧民回忆：“上世纪90年代西安经常出现‘水荒’，停水的时候，消防车停在街头，家家户户提着水桶排队取水，严重时甚至出现工厂停工、学校停学。”因超采地下水，西安市的标志性建筑钟楼出现下沉，大雁塔发生倾斜。

打破水资源瓶颈制约，陕西省内“南水北调”是治本之策。经过大量探索研究和方案比较，2003年，陕西省水利厅完成陕西省南水北调总体规划，确定以引汉济渭为骨干线路；2007年，工程勘察设计工作启动；2015年，引汉济渭工程正式拉开建设帷幕。

引汉济渭工程统筹陕西三大区域。有效补给关中城市群用水，解决西安、咸阳、渭南、杨凌等4个重点城市，西咸新区5个新城，渭河两岸11个县城以及渭北工业园区生活与工业用水需求，受水区域总面积达1.4万平方公里，可支撑受水区内1.1万亿元区域生产总值、新增500万人口规模的城市用水；可有效改变关中地区超采地下水、挤占生态水的状况。

同时，渭河入黄河水量每年可增加6亿至7亿立方米，通过水权置换，为陕北争取黄河干流取水指标，保障陕北能源化工基地用水。对于陕南地区，也将通过调蓄丰水期的汉江水发电、供水，带动绿色产业发展。

“引汉济渭工程是国家南水北调工程的重要补充，对建设东西互济、南北调配的国家水网格局，推动区域高质量发展，有重大战略意义。”中国工程院院士张建民表示。




凿穿秦岭  科技越难关



引汉济渭工程分为调水工程（一期工程）和输配水工程（二期工程和三期工程），目前一期工程已基本完工，二期工程部分完工。调水工程由黄金峡水利枢纽、三河口水利枢纽和秦岭输水隧洞三部分组成。其中，秦岭输水隧洞是引汉济渭工程的“大动脉”，这是人类第一次从底部凿穿秦岭。

这几天，中铁隧道局的工人祖小斌正在工地进行最后的整理工作，“现在的活松快多了，天天都能见着太阳，真好。”

祖小斌是四川人，精瘦得很，一直跟隧洞“打交道”，装卸、维修、爆破……样样行。“最危险的是岩爆，飞出的石头能弹射20多米远。我们都是身穿防弹衣、头戴钢盔进行作业。”祖小斌说。


隧洞内温度常年高达40摄氏度，相对湿度达90%，进隧洞就像蒸桑拿。时间一长，工人们个个满身湿疹。祖小斌回忆：“我一天要喝七八升水。在安全的施工区，我们就只穿一条短裤干活，干累了把头伸进通风管里凉快凉快，有时候甚至会躺在水里降温休息。”

“干成了，就值得！”这个汉子朴实地说。过几天，祖小斌与工友们将前往西藏，建设下一个隧洞工程。“我们在秦岭输水隧洞积累了大量宝贵经验，将向下一个难题发起挑战。”中铁隧道局引汉济渭项目部党组书记吴传林说。

秦岭输水隧洞穿越了3条区域性大断裂带、4条次一级断层和33条一般断层，涉及岩性20余种。长距离硬岩掘进、高频高强岩爆、各类型突涌水等，在隧道施工中遇到其中一种都非常困难，而秦岭输水隧洞是多种难度叠加，难上加难。


在秦岭输水隧洞5号支洞外，近一抱粗的圆形刀盘堆叠成山，或裂开、或残破，“战”痕累累。

“硬岩隧道掘进机（简称TBM）是三层楼高的‘地下长龙’，这些刀盘便是‘龙牙’，秦岭地下的超硬岩就是靠它们一寸寸‘啃’下来的。”中铁十八局引汉济渭岭北TBM项目经理宋伟介绍，秦岭岩石抗压强度最高达306兆帕，TBM刀头如同在高耐磨钢板上掘进，平均每前进一米，就要报废0.7个刀盘，有时候一天只能掘进2米。


智慧工程，超前谋划。在引汉济渭工程总调中心指挥大厅，大屏上全天候实时显示着水利枢纽、输水隧洞、配水枢纽等关键部位的综合信息，通过计算机监控系统可控制各闸、阀、泵站，实现总调中心与分调中心的数据交换。


秦岭隧洞中敷设了500公里大对数通信海底光缆，建成贯通岭南、岭北的调度指挥通信中枢。“我们为引汉济渭工程配套建设高标准数字孪生平台，可以实现对工程水雨情、工情、设备设施状态的全面信息集成和风险感知，还能实现对调度方案的仿真预演、优化调度和调水过程的全程监控。用数字化手段为工程安全、供水安全、水质安全保驾护航。”陕西引汉济渭公司信息调度中心主任王智阳介绍。

无人驾驶碾压摊铺智能筑坝技术、无人巡检和自主导航等功能的水下机器人、基于区块链技术的混凝土生产信息管理系统……在云计算、物联网、大数据和人工智能等技术加持下的引汉济渭工程，为我国水利建设事业闯过一个个“无人区”。

在工程建设中，科研人员开展科技攻关项目130多项，隧洞超硬岩掘进、强岩爆预测防治、超长距离通风与贯通测量以及大坝混凝土温控防裂等技术难关被一一攻克，共申请专利116项，牵头编制各类标准12项，输水线也是“科技线”。




生态优先  送一江清水



陕西洋县，黄金峡水利枢纽横亘于汉江之上，这里便是引汉济渭工程的“水龙头”。洋县是“朱鹮之乡”，保护好汉江鱼类就是保护好朱鹮的栖息地生态。在黄金峡水利枢纽的东侧，一条近2公里的生态鱼道沿着边坡穿坝而过，汉江干流中的鱼类可以通过这条鱼道洄游产卵。

“鱼道内部建有‘栅格板’和41个‘休息室’。‘栅格板’能减缓水的流速，让鱼类更省力地洄游。‘休息室’可供各类鱼种休息，让它们能够顺利‘回家’繁衍下一代。最大限度减少工程对鱼类活动造成的影响。”引汉济渭公司黄金峡分公司相关负责人谷振东介绍。

从黄金峡水利枢纽向北走1公里，便是鱼儿们的“月子中心”——引汉济渭工程鱼类增殖放流站。鱼儿不仅在这里出生，成鱼后还要驯化学习野外生存技能，才能被放流到汉江。

“我们主要放流草鱼、鲢鱼、翘嘴鲌等12种鱼类，还实验性放流汉水扁尾薄鳅等4种鱼类，年放流能力达65万尾。我们会对投放鱼类开展科学监测，跟踪放流鱼类的生长情况，通过数据采集、分析，为保护汉江鱼类资源提供参考方案。”增殖放流站相关负责人陈凡刚说。

7月15日，一台无人机正停留在洋县汉江江心上方采取水样，它的操作者是朱鹮无人机中队队长张雨晨。无人机搭载有光谱摄像头和远程水质取样装置，可以就地分析判断施工区排水是否达标。基于数字孪生技术，无人机采集的数据还可以转化成高精度实景三维模型，对工程建设管理运行进行数字化映射和智能化模拟。

“我们始终贯彻新发展理念，将生态环保工作融入工程建设，用技术创新为环保施工和水质安全守牢底线，努力把引汉济渭工程打造成绿色工程、生态工程，确保一江清水送关中。”引汉济渭公司党委书记董鹏说。（人民日报记者 原韬雄，部分图片为编者所加）

凿穿秦岭有多难


作者为中国铁建旗下中铁第一勘察设计院陕西引汉济渭秦岭输水隧洞总设计师李凌志
人民日报记者原韬雄采访整理

秦岭输水隧洞是引汉济渭工程的关键性控制工程。隧洞全长98.3公里，比两个全程马拉松还要长，埋深最大2012米，相当于660层楼高，综合难度世界罕见，多项参数突破世界工程纪录。

越秦岭，考验的不光是好头脑，还有好脚板。要将汉江水调入关中，就需要穿越秦岭这个天然屏障。秦岭东西绵延约1600公里，南北宽达100至150公里，海拔多为1500至2500米，从哪越，怎么越？为了选择一个经济适用的好方案，我们设计团队奔波850公里，在岭南蒲河峪口至岭北黑河东侧黄池沟、就峪、田峪、涝峪和化羊峪五大峪口650平方公里的范围内，进行不同调水方式、不同纵坡、不同施工方法的15个方案的踏勘和研究。最终选定当前的越岭方案，洞线较短、投资最省、地质条件最好且对自然环境影响最小。

即便选择了“性价比”最高的方案，隧洞建设仍然挑战重重。首先是岩爆，也就是在地下深部或构造应力很高的区域开采时，岩体发生的突发式破坏现象。秦岭隧洞通过段落地应力高、岩体坚硬，埋深超过500米的段落有61.4公里，岩爆高风险洞段长达27公里。施工中发生微震事件近10万次，发生岩爆4000余次，高峰时一日就有286次，远超同类工程，处理难度极大。2021年9月发生了一次超强岩爆，一块半个卧室大的石块突然崩落，连陕西省地震局都监测到了这次剧烈震动，赶来核查是否发生地震。为了降低岩爆风险，我们构建了成熟的岩爆“预判—监测—预警—处置”技术体系，基于微震监测大数据人工智能预测预警岩爆，准确率达到80%以上。通过揭示岩爆发生与岩性、地应力、埋深、时间、工法等关联关系，现场结合微震监测分析数据，及时调整掘进与支护参数，采取相应措施，有效防范岩爆灾害对现场人员和设备的危害。

极具破坏力的突涌水也是隧洞掘进中面临的难题。由于地表水系复杂，洞线穿越多处地质构造带及导水岩带，岩性复杂多变，断层破碎带多且长达2685米，大量的突涌水成为影响施工的重要因素。设计团队搭建了秦岭隧洞灾害特征数据库，包含20种岩性、49条断层破碎带，连续12年共917次的突涌水案例，构建了突涌水人工智能预测模型。还提出了7个突涌水危险性评价指标，创新了不同岩性、涌水量及埋深的突涌水应急处理系列措施，为秦岭地区深层突涌水处理提供技术支撑。

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▼（点击图片即可获取全文)责任编辑丨李虹萦
执行主编丨刘海草 张灏然
内容来源丨人民日报 中国中铁 中国铁建
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