今天完工验收的南水北调中线“咽喉”，你知道多少？

标志着工程全线转入正式运行阶段  

南水北调中线穿黄工程

位于郑州市荥阳孤柏山湾

由南向北穿越黄河

横跨郑州市荥阳市和焦作市温县

是南水北调中线总干渠

穿越黄河的大型输水工程

被誉为

南水北调中线工程的“咽喉”

工程建设任务是将中线调水

从黄河南岸输送到黄河北岸

在水量充沛时

相机向黄河补水

穿黄工程

曾经被称为南水北调中线工程中

最难的一项

长江水在此潜越黄河

最初设计论证时

如何穿黄有两种方案

一种是隧洞

即“入地”成洞

一种是渡槽

即“上天”作桥

隧洞方案

深埋黄河河床之下六十多米

对黄河河势泥沙的演变影响小

工程运行安全更能保障

同时施工及运行不会对黄河防汛造成影响

渡槽方案

地面结构简单，运行维护方便

还可以形成标志性建筑旅游景观

但最不利的是每50米一个桥墩

就像在黄河上增加了一个大的梳子

对黄河的泥沙、行洪和水势都会造成影响

在后来的研究中

经专家们慎重反复的论证和比选

最终确定采纳 盾构隧洞穿黄方案

然而在实际建设过程中

建设者需要面对种种问题

河床游荡

河槽深度冲淤

复杂地质条件

砂土地震液化

软土震陷

隧洞渗漏

……

用于打隧道的盾构机

刀盘上的100多把刀具

需要应对砂层、土层、沙土混合等

各种复杂地层的挑战

据南水北调中线干线焦作段

穿黄工程管理处高级工程师舒仁轩介绍

当下游线隧洞掘进到1360米时

刀具及刀盘严重磨损

已不能继续施工

便采用三轴搅拌桩对

刀盘修复区域进行加固

通过焊接增加了30多把刀

还在滚刀上增加合金柱

才得以适应穿黄复杂地层的掘进

隧道内是有压内水的挤压

隧道外是黄河下外水的压力

面对双重“高压”

中线工程最具挑战的部分

——中国第一条双层衬砌隧洞

横空而出

隧洞构造示意图

隧洞剖面示意图

外衬为预制管片

抵御外水压力

内衬为现浇结构

抵抗内水压力

中间还有一层排水系统

三层结合就是“夹心饼干”

外衬混凝土管片结构

是利用特制的德国产盾构机

在掘进过程中把预制混凝土管片拼装起来

外衬及中间排水垫层图示

而内衬的现浇混凝土管身

除了密布的钢筋网

还有数千条预应力锚索

他们组成了内衬的钢筋铁骨

加上夹在中间的设计巧妙的排水系统

将内水合理范围的渗出部分

通过网络收集起来又排入干渠

集水及排水系统示意

这样的构造既能抵抗黄河摇摆等巨力

也能扛住内外水压

水利建设者靠一项项过硬的技术

克服难关

靠魄力和勇气为长江与黄河“握手”

连通“桥梁”

也因此开创了我国数个“第一”

第一次采用大直径隧洞穿越黄河

第一次在我国水利史上采用

泥水加压平衡盾构进行隧洞施工

第一次应用双层衬砌的结构

同时

穿黄隧洞盾构机掘进创造了

我国目前盾构机始发最深的纪录

穿黄隧洞也是国内穿越江河

直径最大的输水隧洞

开创了中国水利水电工程

水底隧洞长距离软土施工新纪录

南水北调中线穿黄工程

于2005年9月27日正式开工建设

2014年12月12日正式通水

至目前已安全输水运行近八年

今天

设计单元的完工验收

能顺利推进

南水北调东、中线一期工程竣工验收

为后续工程高质量发展奠定了基础

南水北调

越来越好！

         

参考资料 丨《南水北调中线穿黄隧洞结构设计研究 》《 南水北调穿黄工程：黄河长江在这里“相遇” 》《 我参与南水北调的日子 》 《 去南水北调中线，为何必去穿黄工程 》《 焦作“穿黄工程”为啥会是南水北调中最难的一项？听听专业人士怎么说 》