引漢濟渭秦嶺輸水隧洞全線貫通 人類歷史上首次從底部橫穿秦嶺

　　攻克“世界罕見的難”

　　隨著一臺隧道硬巖掘進機旋轉(zhuǎn)的刀盤破巖壁而出，陜西引漢濟渭工程的關鍵控制性工程——秦嶺輸水隧洞近日全線貫通。這是人類歷史上首次從底部橫穿中國南北方分界線之一的秦嶺。

　　鑿秦嶺，引清流。作為國家重點水利工程的引漢濟渭工程建成后，長江最大支流——漢江之水將北上穿過秦嶺，與黃河最大支流——渭河“牽手”，解關中之“渴”，浸潤三秦大地。屆時，可滿足包括西安、咸陽、渭南等城市在內(nèi)的21個受水對象的生活及工業(yè)用水，惠及1400多萬人。

　　那么，引漢濟渭工程緣起為何，又是如何建設的？橫穿秦嶺究竟有多難？建設過程中遇到的諸多世界性難題又是如何被一一攻克的？

　　1 陜南“調(diào)”水、“解渴”關中，引漢濟渭工程巨大

　　年均調(diào)水規(guī)?？蛇_15億立方米，可滿足西安、咸陽等21個受水對象的用水，惠及1400多萬人

　　得知秦嶺輸水隧洞貫通，對水有著特殊感情的寇宗武老人十分激動。

　　“打了10年左右能把這個打通，太不容易了?！苯衲暌呀?jīng)82歲高齡、曾擔任陜西省水資源管理辦公室主任的寇宗武說。

　　水是生命之源。陜西地跨黃河、長江兩大流域，但水資源分布卻極不均衡。秦嶺以南的陜南地區(qū)，水資源豐盈，占全省水資源總量的七成多。秦嶺以北的關中和陜北地區(qū)，沿線重點城市、重要工廠眾多，人口密集，但水資源匱乏，僅占全省水資源總量的近三成。二十世紀八九十年代，陜西的缺水問題愈發(fā)嚴重。

　　分時段供水、家家戶戶水龍頭“上鎖”……夏季“水荒”成為關中地區(qū)很多人抹不去的記憶。

　　“只要一下雨，大家就通過各種方式收集雨水存起來。父親還經(jīng)常帶著我到離家很遠的地方找水?！?980年出生在陜西省渭南市蒲城縣的叱先生告訴記者，他對小時候“找水”的經(jīng)歷記憶猶新。

　　解決陜西“水危機”問題迫在眉睫。從水資源豐沛的陜南“調(diào)”水、“解渴”關中的構(gòu)想開始形成。

　　經(jīng)多方調(diào)研、論證并報請同意批準，被稱為陜西版“南水北調(diào)”的引漢濟渭工程于2012年開始實施。

　　記者了解到，該工程分為調(diào)水和輸配水兩大部分。其中，調(diào)水工程由黃金峽水利樞紐、三河口水利樞紐和秦嶺輸水隧洞三部分組成；輸配水工程由黃池溝配水樞紐、輸水南北干線及23條支線組成。

　　根據(jù)設計，在黃金峽、三河口兩大水利樞紐調(diào)節(jié)配合下，漢江之水經(jīng)98.3公里輸水隧洞穿越秦嶺，再經(jīng)輸配水工程，優(yōu)化配置給關中、陜北地區(qū)。

　　在位于漢江干流陜西省漢中市洋縣黃金峽鍋灘下游2公里處，就是黃金峽水利樞紐。這是引漢濟渭的龍頭水源工程。

　　“年供水規(guī)?？蛇_10億立方米，設計揚程106.45米?！敝袊姷谑こ叹钟邢薰镜诙こ坦军h委副書記、執(zhí)行總經(jīng)理，黃金峽水利樞紐項目負責人任海平告訴記者，這個水利樞紐擁有亞洲綜合指標第一的泵站，“壩后泵站7臺抽水機組，以每秒70立方米的抽水流量將水抽高106.45米后，送入輸水隧洞順流而下。預計今年年底可實現(xiàn)蓄水?！?/p>

　　三河口水利樞紐，距離黃金峽水利樞紐約17公里，是整個調(diào)水工程的調(diào)節(jié)中樞，每年可實現(xiàn)自流供水5億立方米。

　　“目前，秦嶺輸水隧洞出口的黃池溝配水樞紐已開始主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑，預計今年內(nèi)實現(xiàn)先期向西安市供水?！敝袊娊瘓F西北勘測設計研究院有限公司引漢濟渭二期工程總體勘察設計協(xié)調(diào)項目部設計總工程師李玉潔告訴記者，輸配水工程主要是通過干、支線輸水工程的地埋管道或隧洞給各受水對象水廠供水。待引漢濟渭工程全部完工后，年均調(diào)水規(guī)模可達15億立方米，惠及西安、咸陽、渭南、楊凌4個重點城市及沿渭河兩岸的11個縣城、5個新城和1個工業(yè)園區(qū)，1400多萬人，可有效改變關中地區(qū)超采地下水、擠占生態(tài)水的狀況，提高水資源承載能力，恢復渭河生態(tài)。

　　2 巖爆涌水、斷層塌方，綜合施工難度世界罕見

　　“幾乎世界上隧道施工的難題都能在這里遇見”，施工人員作業(yè)時必須頭戴鋼盔、身穿防彈衣

　　秦嶺地質(zhì)條件極為復雜，從底部橫穿，難度可謂空前絕后。

　　作為引漢濟渭工程的關鍵控制性工程，秦嶺輸水隧洞全長98.3公里，埋深1300至2012米，采用鉆爆法和TBM(全斷面硬巖隧道掘進機)法聯(lián)合施工。其中，穿越秦嶺主脊(越嶺段)30多公里，因地質(zhì)構(gòu)造復雜，分嶺南和嶺北，分別采用兩臺TBM相向而行，最終嚴絲合縫地完成“會師”，貫通隧洞。

　　據(jù)介紹，整個輸水隧洞穿越了3條區(qū)域性大斷裂、4條次一級斷層和33條一般斷層，涉及巖性20余種。面對石英含量高達96%、抗壓強度高達300多兆帕的圍巖，即便是被稱為“掘進機之王”的TBM也有些“吃不消”?！暗额^如同在‘鋼板’上掘進，有時三四個小時才能掘進1米?！睋?jù)有關工作人員介紹，超硬巖石致使TBM刀頭磨損量巨大，損壞刀頭至少有上萬把。

　　除此之外，施工過程中還面臨著高溫高濕、長距離、大埋深、高頻強巖爆、突涌水等一系列技術難題，“幾乎世界上隧道施工的難題都能在這里遇見”，國內(nèi)外專家評價“綜合施工難度世界罕見”。“非常驚訝的是所有這些地質(zhì)災害它全占齊了，而且都非常嚴重。”中國科學院院士、水利水電土木工程專家陳祖煜說。

　　“最難受的首先是高溫高濕的作業(yè)環(huán)境?！币呀?jīng)堅守10年的中鐵十八局引漢濟渭工程項目經(jīng)理宋偉介紹，隧道內(nèi)作業(yè)面溫度常年在40℃左右，相對濕度則高達90%。用工人們的話說，“就像蒸桑拿，不動都會汗流浹背”。

　　“每個班我都要喝五六斤水?！敝需F隧道集團引漢濟渭項目部機電副總工鄔宗清介紹說，這對于他們而言已經(jīng)習以為常。

　　讓鄔宗清印象深刻的，還是2016年2月那場在嶺南TBM施工掌子面(即作業(yè)面)發(fā)生的特大涌水。

　　“地下水如同高壓水槍猛射，每天涌水高達4.6萬立方米，是設計全隧洞最大涌水量的3.76倍，TBM被淹沒大半個‘身子’，無法動彈?！睋?jù)鄔宗清回憶，當時2000多人參與抽水搶險，才避免了整個設備電路損壞。

　　此后，如何高效解決5820米亞洲最長斜井反坡隧洞抽水問題，成為鄔宗清和徒弟們的研究重點。最終，他們成功研發(fā)出抽水自動化設備。

　　巖爆也是施工過程中的一個“攔路虎”?；貞浧饡r常發(fā)生的巖爆，嶺南TBM掘進班班長陽中倫依然心有余悸：“就像炸彈一樣。我記得最強的一次，石頭彈射了20多米?！?/p>

　　因此，除了要求施工人員作業(yè)時必須頭戴鋼盔、身穿防彈衣外，建設管理者們還聯(lián)合有關科研力量進行了一系列科研攻關，創(chuàng)新采用激發(fā)極化法、三維地震波法等地質(zhì)超前預報技術，最大限度降低巖爆、塌方、突涌水、有害氣體等災害風險。

　　據(jù)介紹，以微震監(jiān)測為重點的巖爆預測預警準確率高達85%以上。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，秦嶺輸水隧洞開工建設以來，共發(fā)生4000余次巖爆，最大震級1.6級，但卻從未發(fā)生一般及其以上安全事故。

　　具備無人巡檢和自主導航等功能的水下機器人、創(chuàng)造超長距離施工通風的世界紀錄……科技助力下，一項項施工難題被攻克。

　　3 廢水凈化、“天眼”監(jiān)控，保護好秦嶺的綠水青山

　　過壩魚道是為了保證魚類回游產(chǎn)卵順暢，而魚類增殖站則是為漢江流域水生物多樣性“培苗育種”

　　引漢濟渭工程的實施必須要穿越秦嶺這一自然屏障。與繞道秦嶺相比，從秦嶺底部橫穿是距離最短、耗資最少的工程建設方案，對秦嶺地區(qū)自然環(huán)境的影響也小。

　　據(jù)曾參與和主持引漢濟渭工程規(guī)劃設計的工程師介紹，目前這一方案是從當年專家組考察的近10條線路中選出來的。引漢濟渭工程途經(jīng)朱鹮、天華山、黑河等多個國家級、省級自然保護區(qū)，規(guī)劃設計施工除了綜合考慮經(jīng)濟等因素外，對秦嶺的生態(tài)保護也是重要方面。

　　黃金峽水利樞紐的過壩魚道、魚類增殖站等設計就是出于生態(tài)保護的考量。

　　據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，魚類生物鏈的完整程度影響著生態(tài)平衡。過壩魚道是為了保證魚類回游產(chǎn)卵順暢，而魚類增殖站則是為漢江流域水生物多樣性“培苗育種”。

　　去年9月，引漢濟渭三河口水庫首次舉行魚類增殖放流活動，7個品種、17.5萬尾魚苗，就是由黃金峽魚類增殖站繁殖培育的。

　　在施工過程中，建設管理者更是以具體行動保護秦嶺的綠水青山。

　　據(jù)了解，在隧洞施工過程中，會產(chǎn)生大量廢水、廢渣。對于廢水，建設管理人員在各隧洞出口建設大型水質(zhì)“凈化器”，通過“高效沉淀池+過濾池+活性炭處理”工藝，對廢水進行深度凈化，凈化后的水可達到地表Ⅱ類水質(zhì)標準?！盎旧暇褪沁_到我們飲用水的標準了?！蔽靼彩泻诤铀吹丨h(huán)境保護管理總站站長趙學功在接受采訪時表示。

　　與此同時，結(jié)合區(qū)域地理環(huán)境，在遠離保護區(qū)的地方建設渣場用來堆放廢渣。渣場使用完畢后，復墾改建成農(nóng)田。目前，已累計修建高標準農(nóng)田370畝。

　　在施工點位和隧洞洞口，還安著“天眼”?！巴ㄟ^手機、電腦可以遠程實時動態(tài)地查看施工現(xiàn)場環(huán)保措施落實情況。”據(jù)陜西省引漢濟渭工程建設有限公司移民環(huán)保部有關負責人介紹。不僅如此，“朱鹮無人機中隊”還不定時深入工區(qū)，通過無人機高空拍照、河道取水、光譜分析儀現(xiàn)場分析等方式，突擊巡查環(huán)保措施落實情況。

　　本報記者 王珍