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观景口水利枢纽工程创造世界纪录

  3月21日,我国最长硬岩顶管施工隧道(3224米)顺利贯通。(市水投集团供图)

  3月21日11时,随着锋利的顶管机刀盘缓缓旋转破“壁”而出,我国水利建设行业传出一大喜讯:

  我国首次采用长距离硬岩微盾构顶管技术施工的大型引水项目——观景口水利枢纽工程,顺利贯通长达3224米的输水线路3号无压隧洞。

  这一输水线路的控制性工程成功贯通,创造了隧洞工程同类型硬岩顶管施工世界纪录。

  工程解决81万人饮水问题

  观景口水利枢纽工程位于重庆市巴南区东温泉镇,是国务院确定的172项节水供水重大水利工程之一,属于国家发改委和水利部确定的首批PPP投融资改革试点项目。

  据重庆水投集团副总经理黄敏吾介绍,该项目总投资38.68亿元,主体工程主要包括大坝枢纽和输水线路,大坝水库总库容1.52亿立方米,输水线路总长21.89公里(其中隧洞共8个,总长16.15公里),建成后将为南岸区的观景口水厂供水。

  2016年11月,观景口水利枢纽工程实现截流。2017年3月底,大坝填筑至265米度汛高程,度汛能力达到两百年一遇的洪水标准。预计到2020年,观景口水利枢纽工程将建成投用。

  “目前,随着3号无压隧洞的顺利贯通,观景口水利枢纽工程已完成总工程量的60%。”黄敏吾说,项目建成后,可为重庆主城茶园—鹿角组团69万人、沿线小城镇和农村12万人供水,同时还承担着重庆中心城区380万人的生活应急供水任务。

  新技术让隧道管道一次成型

  按观景口水利枢纽工程初步方案,输水隧洞全部采用常规钻爆法施工,批复总工期为45个月。后来,考虑到开挖隧洞山体多为硬岩地,施工方改为采用先进的微盾构顶管施工技术,使施工效率提高5倍,工期至少能缩短一年。

  黄敏吾向重庆日报记者介绍:“整个工程在建设总长18.8千米、8座输水隧洞的施工中,首次在我国水利行业采用长距离硬岩微盾构顶管技术。”

  到底什么是微盾构顶管技术?他介绍,微盾构顶管施工技术是在盾构施工技术基础上发展起来的一项新型地下穿越技术。其原理是在隧道施工时,在前端用微盾构机破碎开路,再用液压千斤顶将钢筋砼管压入地层中,并在地层中加压顶进。当第一节管全部顶入土层后,接着将第二节管接在后面继续顶进,这样将一节节管子顶入,一次性建成涵管。

  硬岩盾构技术在公路中应用较广,但在水利行业中却极少使用,因为公路桥梁常用的盾构机断面直径较大,一般在4米以上,而水利工程所需隧洞一般用来安装输水管线,断面直径相对小得多,观景口水利枢纽工程输水线路隧洞开挖内径仅为2.65米。

  为解决这一难题,施工方从德国海瑞克公司引进了微盾构硬岩顶管设备,该设备正适合小断面直径的输水管线施工。

  “该技术单台设备一天能开挖直径宽2.65米、长10-15米的输水隧洞。而采用传统的钻爆法,一天只能掘进3米左右。”黄敏吾说,采用长距离硬岩微盾构顶管技术修建输水隧洞,不仅掘进速度快,施工安全可靠,且对环境干扰影响小,已被水利部列为“示范推广项目”和“创新性施工研究与实施项目”。

  各方合作攻下控制性工程

  在整个输水线路建设工程中,全长3224米的3号无压隧洞,是整个项目的控制性工程。施工中,项目参建各方通力协作,克服了涌泥、突水、软弱夹层等不良地质带来的难题。

  施工方中铁十八局集团观景口水利枢纽工程EPC总承包二标段总工程师杨庆辉打了一个比方:“微盾构设备,就像我们日常使用的破壁豆浆机一样,它用锋利的刀盘将岩土粉碎成颗粒后,再用导管将岩土颗粒运出隧道。”

  令大家没有料到的是,原本一路顺利挺进的顶管“卡壳”了。2017年5月,当工程人员在2号隧洞施工开挖时,在推进至550米处时顶管突然顶不动了。

  “原来,微盾构设备遇到岩石破碎断层,整个管子被巨大压力包死了!” 杨庆辉说,当时,如此长距离硬岩盾构顶管技术施工在全国乃至全世界都属首次,无任何经验可借鉴,怎么办?

  一方面,他们赶紧请来德国厂方专家,深入现场商量分析破解对策。另一方面,他们又与重庆大学开展联合“会诊”,商量开展管道应力监测等实验。

  经过整整5个月时间的努力,大家一同查找出了“卡壳”原因,并采取拆除部分管道、增加“中继间”以扩大推力,终于再次启动了推进工程。

  如今,3号无压隧洞顶管施工顺利完成,为如期实现观景口工程总工期目标积累了宝贵的顶管施工经验,也为该技术的推广应用奠定了基础。

编辑: 王龙博
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