地狱级难度！全世界盾构隧道最长的调水工程是如何安全施工的？

在华南大地地表之下60多米深处，一条横亘113.2公里、即将润泽珠三角核心城市群的输水线路正在紧张施工中。冲在最前的是一台长110米、重1300吨的盾构机，它正在经过一段极为复杂的地底环境——12条水下断裂破碎带，随时面临着高水压渗水可能引发的隐患，施工难度在国内外盾构施工中实属罕见。

要在地下60多米深的黑暗世界作业，需要一双明亮的“眼睛”。数百公里外的广州南沙，有许多双“眼睛”正在为它保驾护航。长10米、高3米的电子显示屏上，100多个工地、6000名施工工人、上万台设备的作业情况正被实时监控，这个数字“孪生”出的虚拟工地现场，让地底作业不再是一场蒙着眼睛的行动。

这是广东历史上投资规模最大、输水线路最长、受水区域最广的水利工程——珠三角水资源配置工程，同时也是世界上输水压力最大、盾构隧洞最长的调水工程。西起西江干流佛山顺德鲤鱼洲，经广州南沙区，东至东莞到达深圳，这项工程一旦建成，将为珠三角东部带去极为重要的水资源。

但在地势差极小的珠三角地区，为了将浅层地下空间资源尽可能地留给市政、电力、通信、煤气等管网及地铁使用，这项水利工程一改传统的明渠输水方式，全线采用地下深埋盾构施工与深埋管道输水的方式，将输水隧洞整体选址在地下40-60米。这一方法能节约近90%的土地，但随之带来的是更多世界级难题。

工程最深处达地下60多米，一旦竣工验收，再想返修几乎是不可想象的难题，“必须要做到一次到位”。作为珠三角水资源配置工程的设计者和建造者，广东粤海珠三角供水有限公司（以下简称“粤海水务”）对于如何把控现场人员安全、设施安全、未来的运行安全，保证这一百年工程达质达标，颇感头疼。

                                     

初期，他们学习调研了很多水利工程、其他技术更领先的行业项目，但难以找到一个能让所有人满意的、可以直接对标的学习对象。

在腾讯滨海大厦的考察，让粤海水务看到了智慧化管理的模样。彼时，腾讯利用推出的针对智慧空间管理场景设计的解决方案，以“数字孪生”技术将建筑内的安防、照明、暖通、配电、机器人等十几个子系统映射入虚拟世界中，通过云端数字化管理，让冰冷的水泥建筑成为可以不断生长变化的科技载体。

在腾讯数字孪生相关负责人看来，“过去，我们在楼宇里管理的可能是冷水机组、阀门泵站等设备，在珠三角水资源配置工程，管理的就是盾构、塔吊，虽然形态不一样，但是管理逻辑和数字化技术是相通的。”

实用主义促成了双方通力合作。2020年年底，粤海水务及其旗下科技公司科荣软件针对珠三角洲水资源配置工程与腾讯数字孪生达成战略合作，共同推进智慧水利建设。通过运用云-大-物-智-移技术，他们构建了专门面向水利工程建设的智慧监管等八大应用系统——智慧建管、智慧监管、智慧决策、智慧生态、智慧调度、智慧维护、智慧应急、智慧体验。

地下施工环境复杂，“眼睛”设在前方，“大脑”坐镇后方。工程设计团队为盾构机，工地现场的吊塔、闸机、升降机等，甚至工人的安全帽都安装了物联感知设备，一双双“眼睛”通过黑匣子监测运行状态，实时向后台传输数据，并通过数字化技术在后方的办公室里“孪生”出一个由数字组成的虚拟工地现场。

从地下穿越珠江出海口狮子洋的跨海盾构施工，是整个珠三角水资源配置工程的“咽喉”，均在水底施工。通过传感器和网络设备的部署，数百公里之外的广州，项目管理办公室34平方米的屏幕上清晰地显示出探头温度、压力、硬度等指标数据。

工程管理人员无论坐在屏幕前，或是打开手机上的企业微信，都可实时查看任何一个工点进展。44个工区、6000余名施工工人、上万台设备的施工数据、现场监控，甚至当天的水质情况，也一目了然。

水利工程更加“智慧”，也促进了施工安全的把控和项目优良率的提升。通过物联网平台，工地的运营数据可被实时采集到系统里，进行监控分析，如果有一些数值超出预设值，系统会及时报警，由人工督促改进。甚至，隧道也装上了检测仪器，可以实时感应到隧道承受的压力，再通过安全监测系统对隧道区间的承降变形和收敛情况进行综合判断。                                     

在粤海水务总经理杜灿阳眼中，这是实用与智慧的结合，“水利工程，应该追求一种实用的智慧。能够满足需求、能够真正实用，才是真正的智慧工程。”

这项水利工程预计2024年5月通水，工程设计多年平均供水量为17.08亿立方米，覆盖人口约5000万，支撑超9万亿元生产总值，既能解决广州、深圳、东莞生活生产缺水问题，同时也为香港、番禺、顺德等地提供应急备用水源，为粤港澳大湾区发展提供战略支撑。

不止珠三角，中国约70%的现代化城市都处在水资源极度紧缺的地区。但并非每个城市都有天然绝佳的调水条件，如果能让水利工程不再处处受到恶劣环境和自然局限的掣肘，更多的城市将可用“远水解近渴”。

在项目设想中，未来将通过智能设备、物联网、算法的应用，在办公室只需按下几个按钮，系统就能用成本最优、能耗最低的方式，实现水资源的调配、无人化的值守和巡检，让更多机器人代替人类去水下等危险环境工作。