史上首次从底部横穿秦岭 “引汉济渭”水利工程里程碑

编辑︰言嘉庸

  横穿秦岭主脊的“引汉济渭”工程地跨黄河、长江两大流域,是国家重大水利工程之一。工程的关键控制性工程——秦岭输水隧洞2022年2月全线贯通。

  这是人类史上首次成功从底部横穿秦岭,综合施工难度世界罕见,被誉为“中国基建巅峰之作”,究竟难在哪里?“引汉济渭”工程又为什么一定要穿越秦岭?

 

陕西水资源分布不均 “引汉济渭”将润泽关中

  秦岭是陕西省“关中地区”与“陕南地区”的分界线。

  陕南地区属长江流域,水源丰盈,占全省总量71%的水资源;而关中地区属黄河流域,占全省总量29%的水资源,人均水资源量只有317立方米,远低于国际公认的人均500 立方米的绝对缺水线,缺水成为该区发展最大的软肋。

  “引汉济渭”就是针对关中和陕北缺水问题而规划的重大水资源配置措施,即陕西版的“南水北调”。这里的“汉”指的是长江最大支流汉江,“渭”则是黄河最大支流渭河。

  “引汉济渭”调水入关中后,年均调水规模可达15亿立方米,缓解关中水资源供需矛盾。届时可满足包括西安、咸阳、渭南等城市在内的21个受水对象的生活及工业用水,惠及1400多万人

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陕西横跨黄河长江两大流域,惟水资源总量严重不足,南北区域分布不均。“引汉济渭”调水工程能缓解关中水资源供需矛盾。(图片来源:视觉中国)

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地质条件极复杂 凿穿秦岭难度空前绝后

  根据规划,“引汉济渭”项目主要由三部分组成,分别是一期的调水工程,以及二期和三期的配水工程。其中一期的调水工程由汉江干流上的黄金峡水库、汉江支流子午河上的三河口水库,以及秦岭输水隧洞这三部分构成。

  秦岭输水隧洞是项目的关键控制性工程,总长98.3公里,最大埋深2012米,设计流量每秒70立方米。这是人类首次尝试从底部横穿秦岭,工程难度空前绝后。

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从2007年准备工程开始算起,“引汉济渭”工程中秦岭输水隧洞建设工期15年。图为引汉济渭工程示意图。(图片来源:中国铁路@微信公众号)

  难在哪里?秦岭输水隧洞穿越了3条区域性大断裂带、4条次一级断层和33条一般断层,涉及岩性20余种。围岩的石英含量高达96%,抗压强度超过300兆帕,堪比钢板。为此工程队采用钻爆法和全断面硬岩隧道掘进机(TBM)法联合施工,从秦岭南北两侧双向掘进。

  TBM又被称为“掘进机之王”,是打通隧洞的核心设备。但据施工人员回忆,要对付秦岭输水隧洞工程中硬度非凡的岩石,TBM的刀头就像在钢板上掘进,有时3至4个小时才能掘进1米。由于磨损量巨大,工程期间损坏了至少上万把刀头。

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2021年4月25日,在秦岭地心1800米深处内,水“火”交融,焊花飞溅。(图片来源:视觉中国)

  长距离硬岩掘进只是其中一个问题,工人们在施工时还面临高温高湿、高频强岩爆、突涌水、有害气体等一系列技术难题。工程专家坦言,几乎世界上隧道施工的难题,都能在秦岭输水隧洞遇到。

“引汉济渭”为何必须横穿秦岭?

  凿穿秦岭这么难,调水工程为何必须要穿越秦岭这个自然屏障?因为与绕道秦岭相比,从秦岭底部横穿是距离最短、投资最省的工程建设方案。

  除了综合考虑经济等因素外,对秦岭的生态保护也很重要。“引汉济渭”工程途经朱鹮、天华山、黑河等多个国家级、省级自然保护区。据参与工程规划设计的工程师透露,这个方案是从当年专家组考察的近10条线路中选出,对秦岭地区自然环境的影响比较小。

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秦岭自然资源丰富,有朱鹮、大熊猫、金丝猴等珍稀动物,还有大量珍稀保护植物。为不破坏当地生态,引汉济渭工程尽可能避开环境影响最敏感的区域,安排在人类活动多的地方。(图片来源:Getty)

  值得一提的是,“引汉济渭”工程期间也采取了多种环保措施,尽可能减少对环境的影响,在环保方面的投资额达10亿元。比如在隧洞出口建设大型水质“净化器”,通过“高效沉淀池+过滤池+活性炭处理”工艺,对隧洞施工产生的废水进行深度净化。

  此外,引汉济渭工程调水入关中后,每年可通过渭河给黄河增加6至7亿立方米的水,遏制地下水超采量2.58亿立方米,退还被挤占的农业用水和生态用水2.5亿立方米,有效改善渭河水环境。

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2022年2月22日,随着硬岩掘进机的刀盘破岩而出,全长98.3千米的引汉济渭工程秦岭输水隧洞实现全线贯通。(图片来源:视觉中国)

  秦岭输水隧洞全线贯通,意味“引汉济渭”工程中最大的难关已经被克服,接下来将加快二期和三期配水工程的建设速度。西安地区更有望在今年年底喝上汉江水。

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