史上首次從底部橫穿秦嶺 「引漢濟渭」水利工程里程碑

編輯︰言嘉庸

  橫穿秦嶺主脊的「引漢濟渭」工程地跨黃河、長江兩大流域,是國家重大水利工程之一。工程的關鍵控制性工程——秦嶺輸水隧洞2022年2月全線貫通。

  這是人類史上首次成功從底部橫穿秦嶺,綜合施工難度世界罕見,被譽為「中國基建巔峰之作」,究竟難在哪裏?「引漢濟渭」工程又為甚麼一定要穿越秦嶺?

 

陝西水資源分佈不均 「引漢濟渭」將潤澤關中

  秦嶺是陝西省「關中地區」與「陝南地區」的分界線。

  陝南地區屬長江流域,水源豐盈,佔全省總量71%的水資源;而關中地區屬黃河流域,佔全省總量29%的水資源,人均水資源量只有317立方米,遠低於國際公認的人均500 立方米的絕對缺水線,缺水成為該區發展最大的軟肋。

  「引漢濟渭」就是針對關中和陝北缺水問題而規劃的重大水資源配置措施,即陝西版的「南水北調」。這裏的「漢」指的是長江最大支流漢江,「渭」則是黃河最大支流渭河。

  「引漢濟渭」調水入關中後,年均調水規模可達15億立方米,緩解關中水資源供需矛盾。屆時可滿足包括西安、咸陽、渭南等城市在內的21個受水對象的生活及工業用水,惠及1400多萬人

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陝西橫跨黃河長江兩大流域,惟水資源總量嚴重不足,南北區域分佈不均。「引漢濟渭」調水工程能緩解關中水資源供需矛盾。(圖片來源:視覺中國)

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地質條件極複雜 鑿穿秦嶺難度空前絕後

  根據規劃,「引漢濟渭」項目主要由三部分組成,分別是一期的調水工程,以及二期和三期的配水工程。其中一期的調水工程由漢江幹流上的黃金峽水庫、漢江支流子午河上的三河口水庫,以及秦嶺輸水隧洞這三部分構成。

  秦嶺輸水隧洞是項目的關鍵控制性工程,總長98.3公里,最大埋深2012米,設計流量每秒70立方米。這是人類首次嘗試從底部橫穿秦嶺,工程難度空前絕後。

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從2007年準備工程開始算起,「引漢濟渭」工程中秦嶺輸水隧洞建設工期15年。圖為引漢濟渭工程示意圖。(圖片來源:中國鐵路@微信公眾號)

  難在哪裏?秦嶺輸水隧洞穿越了3條區域性大斷裂帶、4條次一級斷層和33條一般斷層,涉及岩性20餘種。圍岩的石英含量高達96%,抗壓強度超過300兆帕,堪比鋼板。為此工程隊採用鑽爆法和全斷面硬岩隧道掘進機(TBM)法聯合施工,從秦嶺南北兩側雙向掘進。

  TBM又被稱為「掘進機之王」,是打通隧洞的核心設備。但據施工人員回憶,要對付秦嶺輸水隧洞工程中硬度非凡的岩石,TBM的刀頭就像在鋼板上掘進,有時3至4個小時才能掘進1米。由於磨損量巨大,工程期間損壞了至少上萬把刀頭。

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2021年4月25日,在秦嶺地心1800米深處內,水「火」交融,焊花飛濺。(圖片來源:視覺中國)

  長距離硬岩掘進只是其中一個問題,工人們在施工時還面臨高溫高濕、高頻強岩爆、突湧水、有害氣體等一系列技術難題。工程專家坦言,幾乎世界上隧道施工的難題,都能在秦嶺輸水隧洞遇到。

「引漢濟渭」為何必須橫穿秦嶺?

  鑿穿秦嶺這麼難,調水工程為何必須要穿越秦嶺這個自然屏障?因為與繞道秦嶺相比,從秦嶺底部橫穿是距離最短、投資最省的工程建設方案。

  除了綜合考慮經濟等因素外,對秦嶺的生態保護也很重要。「引漢濟渭」工程途經朱鹮、天華山、黑河等多個國家級、省級自然保護區。據參與工程規劃設計的工程師透露,這個方案是從當年專家組考察的近10條線路中選出,對秦嶺地區自然環境的影響比較小。

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秦嶺自然資源豐富,有朱鹮、大熊貓、金絲猴等珍稀動物,還有大量珍稀保護植物。為不破壞當地生態,引漢濟渭工程盡可能避開環境影響最敏感的區域,安排在人類活動多的地方。(圖片來源:Getty)

  值得一提的是,「引漢濟渭」工程期間也採取了多種環保措施,盡可能減少對環境的影響,在環保方面的投資額達10億元。比如在隧洞出口建設大型水質「淨化器」,通過「高效沉澱池+過濾池+活性炭處理」工藝,對隧洞施工產生的廢水進行深度淨化。

  此外,引漢濟渭工程調水入關中後,每年可通過渭河給黃河增加6至7億立方米的水,遏制地下水超采量2.58億立方米,退還被擠佔的農業用水和生態用水2.5億立方米,有效改善渭河水環境。

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2022年2月22日,隨着硬岩掘進機的刀盤破岩而出,全長98.3千米的引漢濟渭工程秦嶺輸水隧洞實現全線貫通。(圖片來源:視覺中國)

  秦嶺輸水隧洞全線貫通,意味「引漢濟渭」工程中最大的難關已經被克服,接下來將加快二期和三期配水工程的建設速度。西安地區更有望在今年年底喝上漢江水。

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