10月29日上午,伴隨着陣陣轟鳴,「粵海42號」TBM掘進機在廣東東莞大嶺山破岩而出,珠三角水資源配置工程全線48條盾構隧洞全部貫通。接下來,工程建設將轉入全面內襯階段,力爭2023年底建成通水。
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珠三角水資源配置工程全線盾構貫通。
小編在採訪現場了解到,珠三角水資源配置工程建設者連續奮戰1272天,打造了一條自順德出發終至深圳的「地下長廊」,待隧洞內襯施工完畢,奔騰的西江水將順着這條長廊,東行而去。
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西江之水向東流
據悉,珠三角水資源配置工程是國務院部署加快建設的全國172項節水供水重大水利工程之一,也是廣東省「五縱五橫」水資源配置骨幹網絡重要組成部分。該工程由粵海集團負責投資、建設與運營。工程從西江幹流佛山順德鯉魚洲取水,向珠江三角洲東部的廣州市南沙區、東莞市和深圳市供水,並為香港特別行政區以及廣東番禺、順德等地區提供應急備用供水條件,該工程惠及約5000萬人口。
珠三角水資源配置工程全長113公里,設計年供水量17.08億立方米,總投資約354億元,設計總工期60個月。該工程採用深埋隧洞輸水方式,其中盾構隧洞總里程135公里(部分線路雙洞),開挖直徑4.1米至8.3米。伴隨着全線盾構貫通,珠三角水資源配置工程將進入全面內襯階段,預計明年年底建成通水。
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在施工現場。工程負責人、廣東粵海珠三角供水有限公司總經理杜燦陽向小編介紹了珠三角水資源配置工程整體情況,「工程主要分為三個階段。第一階段,在工程沿線建設37個垂直工作井,盾構機等施工材料由此進入地下。第二階段,同時投入29台土壓平衡盾構機、18台泥水平衡盾構機和1台TBM掘進機進行作業,最終實現隧洞貫通。第三階段,在隧洞內進行內襯施工,由於工程本身埋深較深,再加上通水後巨大的水壓,隧洞本身是不足以承受巨大的壓力的,所以隧洞內部要加上內襯,以便通水,這也是我們接下來的重點工作,此外我們還將建設三個抽水泵站以及一個水庫。」
施工示意圖,施工隊伍先建設垂直工作井而後將盾構機等設備運入地下。
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在工作井下拍攝的天空。
工程設計節約2萬畝資源
小編注意到該工程全線採用深埋隧洞方式,在縱深40米至60米的地下空間建造輸水管道。「為什麼不採取挖掘明渠的方式輸送西江水呢?」小編不僅發出這樣的疑問。杜燦陽告訴小編,之所以選擇這樣的設計,是為了節約土地資源。珠三角水資源配置工程採用深埋隧洞,與傳統地面輸水方式相比較,節約了約2萬畝土地資源,為未來發展預留寶貴地表和淺層地下空間。
然而,由此帶來的挑戰卻大幅增加,該工程建設須攻克長距離深埋盾構施工、高水壓襯砌結構設計及施工、寬揚程變速水泵研發、長距離深埋管道檢修等多項世界性難題。僅在盾構掘進階段,該工程就面臨「埋深大、水頭高、穿越多、地質複雜」等諸多風險挑戰。一是「埋深大」,隧洞整體埋深約60米,是普通地鐵盾構施工深度的2至3倍,盾構機設計耐壓需達10bar,盾構開倉作業存在極大風險,同時也給盾構施工垂直運輸帶來新難題。二是「穿越多」,工程穿越珠三角核心城市群,沿線共穿越105處重要建構築物,其中穿越高鐵4處、地鐵8處、高速12處、江海16處,對上部結構的保護極其嚴苛,穿越施工困難重重。四是「地質複雜」,該工程地處素有「地質博物館」之稱的珠三角,沿線穿越眾多地下斷層、破碎帶等複雜地層,加之埋深大等因素,給盾構選型及施工帶來巨大挑戰。
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施工現場。
「工程每一個階段都會面臨大大小小的困難。施工隊伍要穿越山體,其內部的地質條件複雜,施工的距離也長。以『粵海42號』TBM掘進機為例,它掘進的距離長達10公里。
盾構施工的過程中,有的地方碰到特別堅硬的岩層,過了一段距離又遇到很軟的岩層,還會遇到含水層,對盾構機影響很大。此外,如果穿越較小的水體如水庫,可以預先加固,但在穿越獅子洋時,無法提前加固,只能小心翼翼地掘進。」杜燦陽說。
內襯施工現場。
工程開創多項紀錄
從第一台盾構始發到最後一台盾構貫通,珠三角水資源配置工程的「盾構征程」克服了大量困難。一大批知名院士、行業專家與上萬名建設者一道,克服惡劣天氣、地質條件複雜等多重不利影響,不僅順利實現全線盾構貫通目標,還創下了目前已知多項行業、國內乃至世界紀錄,建成後還有望成為世界上流量最大的長距離有壓管道調水工程。
與此同時,該工程還創新運用智慧監管手段、行業前沿技術、自主研發設備,引進了氣墊式雙通道泥水盾構機,採用垂直皮帶機用於渣土運輸、深層液氮快速凍結盾構開倉等創新技術,助力盾構穿越硬度極高、地層複雜、斷裂帶密集的獅子洋、大金山、大嶺山等關鍵節點,並創造了6米級盾構單月456米、單日32米,8米級盾構單月448米、單日40米,TBM單月986米、單日47米的盾構掘進記錄。
巨大的盾構機。
值得一提的是,工程投入的29台土壓平衡盾構機、18台泥水平衡盾構機和1台TBM掘進機中,大部分為國產。工程輸水隧洞開挖深度之深和盾構機投入規模之大均屬國內罕見。
杜燦陽告訴小編,「第三階段的內襯施工,我們在部分隧洞內採用了現澆無粘結預應力混凝土技術,即在隧洞內澆築內徑達6.4米的鋼筋混凝土管道用以輸水。考慮到巨大的水壓,我們還增加預應力技術,即每50厘米用鋼絲繩將混凝土加固。這種技術在國內如此大規模的應用是少見的。」
「粵海42號」TBM掘進成功。
小編此前從廣東省水利廳了解到,作為支撐珠三角經濟社會發展的重要水源,東江以其不足全省18%的水資源總量,支撐28%人口的用水和48%的生產總值,目前水資源開發利用率已達38.3%,而西江水資源利用率卻相對較低。珠三角水資源與生產力布局不匹配、不平衡問題突顯。
珠江三角洲水資源配置工程的建設,就是為了從根本上解決這一不匹配、不平衡問題,緩解水資源供需矛盾。珠三角水資源配置工程的全線盾構貫通,將有效推動廣東「851」水利高質量發展藍圖實施,助力國家水網建設,為實現2023年底通水總目標邁出了更加堅實的一步,為廣東經濟社會高質量發展提供更加堅實的水利支撐和水安全保障。
▌來源:廣州日報
▌編輯發布:佛山地鐵族,轉載請標註來源