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觀景口水利樞紐工程創造世界紀錄

  3月21日,我國最長硬岩頂管施工隧道(3224米)順利貫通。(市水投集團供圖)

  3月21日11時,隨著鋒利的頂管機刀盤緩緩旋轉破“壁”而出,我國水利建設行業傳出一大喜訊:

  我國首次採用長距離硬岩微盾構頂管技術施工的大型引水項目——觀景口水利樞紐工程,順利貫通長達3224米的輸水線路3號無壓隧洞。

  這一輸水線路的控制性工程成功貫通,創造了隧洞工程同類型硬岩頂管施工世界紀錄。

  工程解決81萬人飲水問題

  觀景口水利樞紐工程位于重慶市巴南區東溫泉鎮,是國務院確定的172項節水供水重大水利工程之一,屬于國家發改委和水利部確定的首批PPP投融資改革試點項目。

  據重慶水投集團副總經理黃敏吾介紹,該項目總投資38.68億元,主體工程主要包括大壩樞紐和輸水線路,大壩水庫總庫容1.52億立方米,輸水線路總長21.89公裏(其中隧洞共8個,總長16.15公裏),建成後將為南岸區的觀景口水廠供水。

  2016年11月,觀景口水利樞紐工程實現截流。2017年3月底,大壩填築至265米度汛高程,度汛能力達到兩百年一遇的洪水標準。預計到2020年,觀景口水利樞紐工程將建成投用。

  “目前,隨著3號無壓隧洞的順利貫通,觀景口水利樞紐工程已完成總工程量的60%。”黃敏吾説,項目建成後,可為重慶主城茶園—鹿角組團69萬人、沿線小城鎮和農村12萬人供水,同時還承擔著重慶中心城區380萬人的生活應急供水任務。

  新技術讓隧道管道一次成型

  按觀景口水利樞紐工程初步方案,輸水隧洞全部採用常規鑽爆法施工,批復總工期為45個月。後來,考慮到開挖隧洞山體多為硬岩地,施工方改為採用先進的微盾構頂管施工技術,使施工效率提高5倍,工期至少能縮短一年。

  黃敏吾向重慶日報記者介紹:“整個工程在建設總長18.8千米、8座輸水隧洞的施工中,首次在我國水利行業採用長距離硬岩微盾構頂管技術。”

  到底什麼是微盾構頂管技術?他介紹,微盾構頂管施工技術是在盾構施工技術基礎上發展起來的一項新型地下穿越技術。其原理是在隧道施工時,在前端用微盾構機破碎開路,再用液壓千斤頂將鋼筋砼管壓入地層中,並在地層中加壓頂進。當第一節管全部頂入土層後,接著將第二節管接在後面繼續頂進,這樣將一節節管子頂入,一次性建成涵管。

  硬岩盾構技術在公路中應用較廣,但在水利行業中卻極少使用,因為公路橋梁常用的盾構機斷面直徑較大,一般在4米以上,而水利工程所需隧洞一般用來安裝輸水管線,斷面直徑相對小得多,觀景口水利樞紐工程輸水線路隧洞開挖內徑僅為2.65米。

  為解決這一難題,施工方從德國海瑞克公司引進了微盾構硬岩頂管設備,該設備正適合小斷面直徑的輸水管線施工。

  “該技術單臺設備一天能開挖直徑寬2.65米、長10-15米的輸水隧洞。而採用傳統的鑽爆法,一天只能掘進3米左右。”黃敏吾説,採用長距離硬岩微盾構頂管技術修建輸水隧洞,不僅掘進速度快,施工安全可靠,且對環境幹擾影響小,已被水利部列為“示范推廣項目”和“創新性施工研究與實施項目”。

  各方合作攻下控制性工程

  在整個輸水線路建設工程中,全長3224米的3號無壓隧洞,是整個項目的控制性工程。施工中,項目參建各方通力協作,克服了涌泥、突水、軟弱夾層等不良地質帶來的難題。

  施工方中鐵十八局集團觀景口水利樞紐工程EPC總承包二標段總工程師楊慶輝打了一個比方:“微盾構設備,就像我們日常使用的破壁豆漿機一樣,它用鋒利的刀盤將岩土粉碎成顆粒後,再用導管將岩土顆粒運出隧道。”

  令大家沒有料到的是,原本一路順利挺進的頂管“卡殼”了。2017年5月,當工程人員在2號隧洞施工開挖時,在推進至550米處時頂管突然頂不動了。

  “原來,微盾構設備遇到岩石破碎斷層,整個管子被巨大壓力包死了!” 楊慶輝説,當時,如此長距離硬岩盾構頂管技術施工在全國乃至全世界都屬首次,無任何經驗可借鑒,怎麼辦?

  一方面,他們趕緊請來德國廠方專家,深入現場商量分析破解對策。另一方面,他們又與重慶大學開展聯合“會診”,商量開展管道應力監測等實驗。

  經過整整5個月時間的努力,大家一同查找出了“卡殼”原因,並採取拆除部分管道、增加“中繼間”以擴大推力,終于再次啟動了推進工程。

  如今,3號無壓隧洞頂管施工順利完成,為如期實現觀景口工程總工期目標積累了寶貴的頂管施工經驗,也為該技術的推廣應用奠定了基礎。

編輯: 王龍博
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