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【特稿】清泉北上,天河情長——探尋南水北調工程里的電建足跡

新聞中心發布時間:2021-05-25 09:04:09

跨江淮,穿黃河,依太行,一江清水向北上;

連南北,清泉涌,萬家潤,南北共飲一江水。

作為實現我國水資源優化配置的重大戰略性基礎設施,也是目前世界上規模最大的跨流域調水工程,南水北調工程在中華大地上勾勒出東、中、西三條“人工天河”。這三條調水線路縱貫南北,與東西走向的長江、淮河、黃河、海河四大江河連接,一起構成我國水資源“四橫三縱、南北調配、東西互濟”的巨型水網。

到2014年,南水北調東、中線一期工程建設目標全面實現,“遠水”終于解了“近渴”。如今,南水已成為包括北京在內的多個北方重要城市生活用水的主力水源,累計調水400多億立方米,相當于超過2989個西湖的水量,1.2億人口直接受益。

而今,南水北調中線工程通水七年,江河為之豐盈,水源因之均衡,經濟因之繁榮,生態因之美麗。中國電建作為新中國水利水電建設第一品牌,長期致力于國家水利的規劃建設工作。自2003年南水北調工程開工以來,中國電建先后有19家成員企業參與工程建設,一路上,留下深深的電建足跡。

飲一江碧水  世紀工程國之大事

這一工程,在習近平總書記心中的分量很重。他曾說:“南水北調,我很關心。這是國之大事、世紀工程、民心工程,同三峽工程是等量齊觀的。”

在2013年和2014年南水北調東、中線一期工程相繼正式通水時,習近平總書記都作出過重要指示。

2021年5月14日上午,一場事關億萬國人“喝水用水”問題的重要會議在河南南陽召開。

習近平總書記主持召開推進南水北調后續工程高質量發展座談會并發表重要講話,為這一世紀工程下一步建設發展指向定調。他強調,南水北調工程事關戰略全局、事關長遠發展、事關人民福祉。進入新發展階段、貫徹新發展理念、構建新發展格局,形成全國統一大市場和暢通的國內大循環,促進南北方協調發展,需要水資源的有力支撐。要深入分析南水北調工程面臨的新形勢新任務,完整、準確、全面貫徹新發展理念,按照高質量發展要求,統籌發展和安全,堅持節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力的治水思路,遵循確有需要、生態安全、可以持續的重大水利工程論證原則,立足流域整體和水資源空間均衡配置,科學推進工程規劃建設,提高水資源集約節約利用水平。     

此前一天,他還在南陽淅川縣,先后考察了陶岔渠首樞紐工程、丹江口水庫和九重鎮鄒莊村,聽取南水北調中線工程建設管理運行和水源地生態保護等情況介紹。                         

十年開鑿惠民渠,共圓南水調京夢。

作為南水北調工程建設的主力軍,中國電建成員企業承建工程項目數百個,累計完成輸水線路總長度為793千米,明渠596千米,渡槽19.1千米,管涵169.8千米,隧洞8.3千米,水庫2座,大壩5座,橋梁425座。他們調配精兵強將,配置最優資源,挑戰世界難題,攻克行業難關,為這一世紀工程的通水作出了重要貢獻。

其中,中線工程作為南水北調最具代表性、影響最大的調水線路,中國電建承建的項目合同總額占到50%以上。累計完成輸水線路總長度755公里,占中線一期干渠總長的52.72%。承建了包括“陶岔渠首”“穿黃工程”“沙河渡槽”等關鍵工程,施工內容涉及大壩、隧洞、渡槽、橋梁、渠道等。解決了“在軟土富水條件下建造地下隧洞”這一世界級難題;創造了世界第一的超深豎井施工技術;完成世界上綜合規模最大的渡槽工程。始發區域距離地面近50米的盾構始發技術及內襯施工技術等多種新技術均達到世界領先水平;研制的大跨度綜合型振碾式渠道混凝土澆筑機獲9項國家專利。

這一路向北的長江水,滿載電建人的深情,將致力于國家水利建設的責任和擔當烙印在民族前進的史冊上。 

建中線“龍頭” 長渠千里碧波萬頃 

問渠那得清如許,為有源頭活水來。

陶岔渠首是南水北調中線一期工程的起點,中線輸水總干渠的“水龍頭”。向南是煙波浩渺的丹江口水庫,向北是寬闊的中線明渠。2009年,水電十一局中標陶岔渠首樞紐主體工程,主要施工內容包括引渠、重力壩、引水閘、消力池、電站廠房等。

陶岔渠首工程不僅是丹江口水庫的副壩,設防規模與丹江口大壩一樣。混凝土澆注過程中,項目部編制作業指導書,對立模平整度、模板接縫和振搗方法提出統一要求,靠近表面的部位由軟軸振搗棒進行復振,模板用“雙鎖”的辦法加固,從而保證了混凝土的內在質量和外在質量。

苦干加巧干是真本事。在主體混凝土施工中,項目部不斷進行技術創新,結合多卡模板和翻升模板的優點,研究制作出綜合翻升鋼模板,比普通模板大一倍,使施工效率提高了一倍,工程質量也得到了保障。   

如今,陶岔渠首累計入渠總量約380.06億立方米。甘甜清澈的長江水,從丹江口水庫出發,經陶岔渠首奔流向北,京津冀豫等省市沿線地區的20多座城市約6900萬人受益。

筑高壩蓄水  一庫清泉涓涓北流

要調漢江水,先須抬高水位。   

丹江口水庫是中線工程的水源地,被譽為“中國水都”。丹江口大壩加高是中線的控制性工程和國內規模最大的大壩加高工程。壩頂高程由162米加高到176.6米,正常蓄水位由157米抬高至170米,增加庫容116億立方米。水電三局、水電十一局承擔了大壩加高建設任務。

1974年修建的大壩只有162米高,高度落差不能滿足調水要求。唯有讓大壩“加高增肥”,給它“穿衣戴帽”,確保力挺萬鈞,將壩頂高程提升。

在壩體加高混凝土施工中,他們采取最嚴格的整套溫度控制措施,給予“吃冰激凌”“享受空調”的豪華待遇。這一切,都是為了最大限度降低混凝土凝固過程中的水化熱。老壩裂縫處理、新老混凝土結合、高水頭作用下壩基帷幕灌漿等技術問題一一破解,老壩身上終于“長出”了一座新壩,此后,新舊兩壩完美對接,壩體融合,可謂天衣無縫。

大壩加高后,丹江口水庫由一年調節水庫變為多年調節水庫。水庫水域面積將達1022.75平方公里,蓄水量達290.5億立方米,來自水庫的一泓清水不再需要泵站逐級提升便能一路自流到達北京。 

過天上渡槽 “馱運”南水世界領先

南水北調中線共有21座渡槽,毋庸置疑,沙河渡槽最具特點。

南水北調中線工程流經河南省平頂山市魯山縣區,地勢驟降,并遇到當地沙河、大郎河兩條大河的阻攔,想要南水北流,就要建設巨大渡槽,跨過沙河、大郎河“馱運”漢江、丹江的清水繼續北進。水電四局承建了沙河渡槽工程二標工程和沙河渡槽工程第一標段。其中一標段段線路最長,技術含量最高、施工最復雜、挑戰最大,設計和施工中難點眾多。

據了解,該渡槽規模大,按綜合流量、跨度、重量、總長度等指標均排名世界第一,總體技術要求更是史無前例;架設重量大,單槽重達1200噸,為國內最重的預制渡槽;架設難度大,槽身為U型結構,最大高度達9.6米,遠大于一般高鐵橋梁的箱梁高度;結構復雜,槽身為大跨度薄壁雙向預應力結構,空間結構受力復雜;槽片連接處容易變形滲水,228片巨型槽片在最高380立方米每秒的槽內設計流量下要求嚴絲合縫。項目部制定了多項預制施工方案,通過采取優選混凝土外加劑;采用最佳砂率,提高混凝土性能;增大混凝土級配、減少用水量及水泥用量,增加混凝土密實性;摻加天然纖維素纖維,提高混凝土抗裂性、密實性、耐久性等多項途徑,多次試驗,不斷優化,最終確定了適合渡槽預制的最佳方案。采用全預應力結構設計、“槽上運槽”方式架設。其中“槽上運槽”方法,填補了世界水利工程施工的空白,1200噸的大噸位提、運、架機械一體化施工是工程界的首次實施。

2011年底,國際主流媒體英國廣播公司紀錄片《改變地球的一代人》攝制組一行6人來到沙河渡槽工地。紀錄片導演托馬斯?斯坦伯菲爾德在盤旋沙河渡槽的直升飛機走下的時候,不由自主地發出了“令人感到震撼”的感嘆。

除沙河渡槽外,水電四局承建的雙洎河渡槽工程也是關系中線能否按期通水的重點突破項目,有著舉足輕重的位置。

雙洎河渡槽工程全長1849.1米,雖說渡槽的長度比不上其它標段,但在不到2公里的線路上,包含了整個中線所有基礎處理和各類型建筑物,因此也被中線管理局形象地稱為南水北調工程的‘博物館’。水電四局相繼攻克液化地層、鈣質結構層相夾雜等基礎處理難題,開創性使用了砂石樁錘擊沉管法施工方案,為復雜地質施工積累了經驗,此后又創新采用了移動模架施工替代支架法施工,開創了中線2500噸世界最大移動模架渡槽現澆施工的先河。

    

穿黃河天塹  打通“咽喉”青史留名 

讓滔滔長江水與黃河“握手”,這是幾代水利人的夢想。

河南滎陽孤柏渡穿黃工程是南水北調中線標志性、關鍵性咽喉工程,也是國內在飽和水位下埋深最大的一次盾構穿越。

如何讓長江水順利“穿越”黃河?如何從黃河底復雜的地層中開鑿數千米的隧洞?如何保證隧洞能承受黃河河水和河床的沉重壓力而不漏水?這些巨大難題在世界水利工程界難求其鑒。中國電建作為穿黃的主施工單位,承擔了退水洞、進水口、下游線隧洞等關鍵單元工程,責重擔沉。

為做好新技術的研發,中國電建成立了專項課題研究小組,引進了全世界最先進的泥水平衡盾構機。在盾構機上安裝超聲波探測儀,對地質超前預報;同時配備特殊破碎設備,隨泥漿管排出,成功解決了“在軟土富水條件下建造地下隧洞”這一世界級難題,創造了世界第一的超深豎井施工技術,始發區域距離地面近50米的盾構始發技術及內襯施工技術等多種新工藝均為世界領先水平。水電十一局依托穿黃退水洞工程完成的《飽和土地層隧洞施工技術》科研課題,成功解決了特定條件下的飽和流塑性土層隧洞開挖支護問題,成為中國工程界的重大突破,并可供類似工程借鑒。

而在南水北調東線,位于山東省的穿黃工程是全線的關鍵控制性項目。對該項工程的研究方案,早在1973年水電十三局就已開始組織進行;1986年水電五局承擔了穿黃河隧洞工程勘探試驗洞建設任務;1988年1月完成該項勘探試驗洞主體工程,在國內首創穿越黃河底部70米深處,其各項成果為穿黃隧洞的設計、施工、管理提供了寶貴的資料和實驗經驗。    

2007年12月,東線穿黃工程正式開工建設。由水電五局承建該隧洞的建設任務。隧洞工程全長585.38米,直徑7.5米。穿黃隧洞在勘察中揭露斷層14條,巖層較風化,構造裂隙發育,黃河水、孔隙水和巖溶裂隙水“三水連通”,地質條件復雜、安全隱患多、工程技術難度大。工程開挖施工中采取了短進尺,弱爆破,超前探水預灌漿,2010年3月26日,穿黃隧洞順利貫通,南來之水終于跨越黃河天塹繼續北上。 

2013年12月,南水北調東線一期工程正式通水,長江水俯沖過黃河底部70米隧洞,一泓長江水源源不斷地輸送到魯北、冀東和天津,構建起了長江水、黃河水、當地水聯合調度、優化配置的骨干水網。     

織中華水網   發揮優勢屢立新功 

與高速鐵路網、公路網和電網一樣,國家水網日益受到人們關注。

“水網建設起來,會是中華民族在治水歷程中又一個世紀畫卷,會載入千秋史冊。”在5月14日的推進南水北調后續工程高質量發展座談會上,習近平總書記強調了國家水網建設的重要性,對“加快構建國家水網主骨架和大動脈”給予希冀,也吹響了繼續做好南水北調后續工作的號角。          

這張水網,不僅是促進協調發展的大網,也是為國家提供有力水安全保障的大網。作為我國水利水電建設第一品牌,中國電建認真學習貫徹習近平總書記重要講話精神,深刻認識中央企業肩負的重大使命,充分發揮在跨流域調水、水資源綜合開發利用、水生態修復和水環境治理等方面的優勢,除南水北調工程以外還以多種模式參與建設了滇中引水、山西中部引黃、引漢濟渭、渝西水資源配置等大型跨流域調水工程,破解多個地區水資源“瓶頸”的制約,讓居民用上“放心水”。助力我國“四橫三縱、南北調配、東西互濟”的水資源配置格局落地。

滇中引水工程是云南省有史以來投資最大的民生福祉工程。它的實施可有效緩解滇中地區較長時間內的城鎮生產生活用水矛盾,改善農業生產條件和區內河道、湖泊生態及水環境狀況,對促進云南省經濟社會協調、可持續發展有重要作用。昆明院承擔了昆明段和楚雄段的勘測設計工作,水電十四局、七局、一局和六局分別參與了相應標段的施工建設。

一江清水送關中,引漢濟渭興三秦。引漢濟渭工程可謂陜西省的“南水北調”,是解決關中、陜北缺水的戰略性資源配置工程,可實現長江與黃河在秦嶺的“握手”。建成后,年調水規模為15億立方米,惠及上千萬百姓的生活及工業用水,支撐7000億的國內生產總值,同時實現地下水采補平衡,防止城市環境地質災害。水電十局、十二局、四局、成都院等單位參與了工程建設和監理工作。  

山西省中部引黃工程是山西省大水網建設中一項重要的工程,也是山西輸水線路最長、投資規模最大、受益人口最多的引水工程。工程建成后,可新增和改善灌溉面積150萬畝,受益人口達320萬,同時對應對山西中部發生特大旱情、汾河流域生態修復、沿線地下水超采區治理具有重要的戰略意義。水電四局、九局、十一局、十四局等單位參與了工程建設。

延安黃河引水工程將從根本上打破陜北水資源瓶頸,是推動延安可持續發展戰略的“生命線”工程,可解決延安城區等地百萬人的生活用水,并為延安北部工業集群提供可靠的生產用水。水電十五局承擔了水庫等建設任務。

鄂北水資源配置工程長270公里,被國家列入重點推進、優先實施的節水供水重大水利工程。地處老河口孟樓鎮和棗陽七方鎮崗地之間的72公里低凹地段系倒虹吸工程,是目前亞洲連續最長的倒虹吸工程,全部鋪設PCCP管,水電十一局承建其中21公里PCCP管道鋪設任務。

民生水利,水“利”民生。南水北調這一世紀工程,將宏偉設想變為現實。大壩魏然聳立,渠道橫貫中原,渡槽承接水脈,橋涵筑成風景,其間,處處都烙印著電建人能征善戰、勇于擔當的身影。

這正是:

上天入地篤行遠,筑壩開渠走泥丸。

碧波浩蕩奔千里,華夏宏圖展新顏。

展望未來,電建人已經為推進南水北調后續工程高質量發展做好充分準備,他們將牢記生態保護理念,努力建設經得起歷史檢驗、讓人民滿意的精品工程,為加快構建國家水網主骨架和大動脈貢獻更多電建智慧與方案。  

南水北調陶岔渠首樞紐工程

南水北調丹江口大壩加高工程

南水北調沙河渡槽:世界規模最大的渡槽工程


南水北調穿黃一標

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