南水北调工程攻克数项世界级技术难题

2010年09月29日11:00  来源:《科技日报》

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  “十一五”科技新亮点

  在黄河河床底部40米深处,打两条4250米长的隧道,清澈的汉江水将由此穿越黄河北上,向北方地区供水,与东西向的黄河水流形成十字立交,擦肩而过,江水不犯河水……这一空间穿越的奇迹正通过南水北调工程实现。昨日,南水北调中线穿黄工程下游线隧洞盾构机顺利抵达进水口,标志着下游线隧洞全线贯通。至此,中线穿黄工程两条隧洞已全部贯通。

  “中线穿黄”只是南水北调工程攻克的诸多世界级技术难题之一。“‘十一五’期间,南水北调一大批工程项目陆续开工建设,截至目前,部分项目已完成建设任务并发挥效益。”记者从国务院南水北调办公室获悉,南水北调工程科技创新成果丰硕,自开工以来共取得新产品、新材料、新工艺、新装置、计算机软件等科技成果52项,已攻克中线穿黄、丹江口大坝加高、西四环暗涵等多项世界级技术难题。

  南水北调由150多个设计单元工程、2700多个单位工程组成,建筑物种类多,技术要求高,面临着很多技术难题。南水北调中线穿黄工程是南水北调工程中施工难度最高、立交规模最大的控制工期建筑物,也是当前国内最宏大的穿越大江大河的隧洞工程。单洞长4250米,直径7米的两条引水穿黄隧洞,技术含量高,施工工期长,采用目前世界上较为先进的盾构技术进行挖掘施工,成为国内首例用盾构方式穿越黄河的工程。该工程创造了我国水利史上多项新纪录:第一次采用大直径隧洞穿越黄河;第一次采用泥水平衡加压盾构进行施工;第一次采用隧洞双层衬砌的结构型式;国内最深的竖井地连墙深度和厚度以及国内水利工程最深的盾构始发……

  丹江口大坝加高工程是在1973年建设的丹江口水利枢纽工程基础上贴坡加高而成的,其规模为国内水利水电工程加高续建(改建)工程之最,关键是要妥善解决新老混凝土结合问题,使新老坝体联合受力。该工程于2009年6月20日实现坝顶全线贯通,坝体高程从原来的162米加高至176.6米的设计高程。中线丹江口大坝通过科学调度,在应对今年汉江的紧急汛情时,发挥了防洪综合效益,验证了大坝加高工程技术的可靠性。

  南水北调京石段应急供水工程处理了北京五棵松地铁与西四环暗涵工程互相穿越而不受影响的技术难题。施工采用浅埋暗挖法等多项技术创新,创下暗涵结构顶部与地铁结构距离仅3.67米,地铁结构最大沉降值不到3毫米的纪录,在世界同类工程中极为罕见。北京段PCCP管道工程全长56.359公里,是国内首次大规模使用直径4米、双排、埋深高达20米的预应力钢筒混凝土管的项目,在国际上也绝无仅有。

  此外,中线总干渠要穿越一段特殊的地质形态——膨胀土(岩)。为使渠道经过数百公里膨胀土(岩)地段,必须制伏其遇水膨胀,失水收缩的无常特性。技术人员设计了多种处理方案,进行多次科学试验,取得了一批重要参数,大大提高了渠道通过膨胀土(岩)段的安全度。科研人员还在引进消化国外技术的基础上,自主研制成功大型渠道混凝土机械化衬砌施工成套设备,为国内首创,广泛运用于漫长渠道施工,保证了工程质量,加快了施工进度。与国外同类设备相比,该产品使用范围广、适用性强、性能价格比高,可节约成本2/3,还出口国外。

  “十一五”期间,南水北调工程加快建设,部分项目已完成建设任务并发挥效益,如中线优先安排建设京石段(石家庄至北京)应急供水工程,从2008年9月18日到2009年8月19日,河北三座水库累计放水4.35亿立方米,北京收水3.34亿立方米。目前,北京正通过中线京石段工程第二次从河北调水,调水规模为2亿立方米。在东线,江苏和山东省内完工的南水北调工程项目,在水资源调配、防洪排涝以及改善当地生态环境等方面发挥了重要作用。(记者陈磊)

(责任编辑:魏倩)
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