如今中國的發展可謂是蒸蒸日上,不僅完成了許多項具有世界難度的偉大工程,還不斷將中國技術和中國制造推向世界前列。
三河口水利樞紐
你們知道中國近年來都完成了哪些世界級別的超級工程嗎?
有被世界贊譽的港珠澳大橋,有20個鳥巢大的世界第一大港——洋山深水港,還有造福北方人民的南水北調工程。
而在中國陜西,也有一個“南水北調”工程,也就是今天我們要了解的 “引漢濟渭工程”,這一工程的難度就在于秦嶺。
為什么要開展引漢濟渭工程?打通秦嶺到底有多難,在其中使用了哪些頂尖技術?目前陜西的情況如何了?
秦嶺輸送水隧洞順利貫通
接下來我們就來了解一下,中國如何做到耗時8年,把秦嶺山脈打通,將20億方長江水引入黃河?
在人們的印象中,陜西似乎全是黃土高原、羊皮襖子紅腰帶和饃饃。
但實際上,陜南確實是一個可以栽種水稻,盛產茶葉的地方,與大部分的南方地區別無二致,到底是什么導致陜西南北的差異如此大呢?
這其實就是秦嶺的手筆,它的存在將中國硬生生一分為二,使得南北地區出現了天差地別的情況。
漢中成片的油菜
秦嶺一直以來都被視為華夏文明的龍脈,秦嶺在中國文化中也擁有了幾千年的歷史。
拿著名作家賈平凹的話來說,“一條龍脈,橫亙在那里,提攜了黃河長江,統領著北方南方。這就是秦嶺,中國最偉大的山。”
它不光與淮河一塊兒,將中國地勢分出了一二三級,尤其還使得南北的水資源出現了很大的分級。
連綿的秦嶺將中國一分為二
尤其以陜西為例,雖同時有長江和黃河兩大流域的照拂,但偏偏對陜南地區極為偏心,給足了它7成的水資源。
但關中和陜北地區卻只能分到3成,然而最可憐的是,省內大部分的重點城市、重要工廠都聚集在這里。
在上世紀八九十年代,這里連供水都要分為幾個時段,用水也很小心翼翼。
所以人們就想,既然沒有辦法直接改變氣候,那為什么不直接將陜南的水調到陜北呢?
漢江水泛濫
于是人們就想到將漢江水引到渭河,以此來解決渭河生態水供應不足的問題。
經過將近20年的構想和調查,終于在2014年正式開啟了“引漢濟渭工程”。
直到2022年2月22日,秦嶺輸水隧道嶺北TBM(隧道硬巖掘進機)刀盤破巖而出,才使得引漢濟渭工程的關鍵性工程取得重大勝利,讓長江15億立方米的水成功引入黃河。
TBM破巖而出
該工程主要以調水工程和輸配水工程為主,其中調水工程主要分為黃金水利樞紐、三河口水利樞紐和秦嶺輸水隧洞三個部分,輸配水工程則有黃池溝配水樞紐、輸水南北干線和23條支線組成。
其調水工程中,黃金水利樞紐耗時2年左右,三河口水利樞紐耗時5年多,然而秦嶺輸水隧洞卻足足耗時8年,將秦嶺貫通到底有多難?
整個工程中,秦嶺輸水隧洞可以說是關鍵性的一環。
秦嶺
因為只有經過98.3公里的隧洞,才能將漢江水通過輸配水工程,來到關中和陜北地區。
秦嶺的山體內部有著極為復雜的地質環境,在重力的作用下,導致其中的巖石更加堅硬,其石英含量高達96%,這就需要頻繁地進行高強度的巖爆。
而且秦嶺中還有很多復雜的斷層,復雜應力區域和下滲結構,所以在施工過程中很容易因為滲水,出現塌方和泥石流等情況。
工人們在巖爆時必須頭戴鋼盔,身著防彈衣。
嚴峻的施工環境
另外由于需要從底部橫穿,并且橫向距離幾乎達到100公里,而埋藏深度從1300-2012米不等,施工通風也是一大難題。
在這樣的工作環境下,不僅會面臨嚴重的地質災害,還要面臨40℃的高溫,90%的相對濕度。
對于這些問題,施工隊根本沒有辦法繞開,只能硬著頭皮逐一攻克,其中的難度可以說是世界級的。
對于人類而言,這是第一次從秦嶺底部將其挖通,所以很多使用的技術也是在施工過程中得以突破的。
掘進機之王的幫助
在進行地下挖掘的時候,保證施工通風尤其重要,因為必須要對洞內的污濁空氣進行稀釋才能讓工人正常工作。
在施工期間,主要采用的就是鉆爆法和被稱為“掘進機之王”的TBM(全斷面鷹眼隧道掘進機)法。
掘進機之王——TBM
憑借精進的技術,工程對在用鉆爆法無軌運輸施工時,創造了通風距離7.2千米的記錄,并在使用TBM掘進時,創造了通風距離16.5千米的記錄,這兩項都突破了世界紀錄。
尤其在面對秦嶺主脊的時候,為克服地質構造復雜的問題,直接采用兩臺TBM分別從嶺南和嶺北相向掘進。
整個掘進距離達30多公里,不過據了解,由于隧洞的巖石實在過于堅硬,所以即便用TBM也十分吃力。
施工難度極高
各項新技術研發
而在面對掘進過程中,出現的地下水上涌問題時,工程隊更是聯合國內科研機構研發了具備無人巡檢和自主導航等功能的水下機器人,這可以更好地確保隧洞和水質安全。
據了解當時隧洞內每天涌進的地下水高達4.6萬立方米,比此前設計的最大用水量還要多3.76倍。
這導致TBM有大半個身子都被淹沒在水中,根本無法正常工作。
盡管當時研發出抽水自動化設備,但2000多名工人仍然處在危險中。
地下水涌入
另外工程隊還研究創新了激發極化法、三維地震波法等地質超前預報技術,其中巖爆預測預警達到了國際先進水平,準確率超過85%。
所以工人們才能在4000多次巖爆中幸免遇難,有效地加快了施工的進度。
打通秦嶺也是打通中國的任督二脈
盡管引漢濟渭工程主要是陜西的重點項目,但是對于整個中國而言,卻有著非凡的意義。
在古代歷史中,我們就曾了解過秦嶺的戰略地位,自然也深知將其貫通的難度,更何況還是從底部施工。
巍峨的秦嶺
那么中國費了這么大力氣,一定要打通秦嶺山脈,完成的引漢濟渭工程到底有多大的意義呢?
引漢濟渭的現實意義
對于陜西來說,緩解關中地區的用水問題十分重要,過去幾十年間,陜西人民只能通過超采地下水,擠占生態水來滿足日常需求。
這導致了關中地區地面塌陷和生態遭到破壞的問題,如果大家到過大雁塔,就會發現它已經傾斜了,這就是超采地下水的結果。
大雁斜塔
然而在陜南地區,漢江水卻極易在汛期導致嚴重的洪澇災害,這同樣限制了該地區的經濟發展。
引漢濟渭就像長江和黃河的一條紐帶,讓中國的南方和北方有了更加緊密的聯系,其不僅成為了國家水網建設的重要一環,也是國家南水北調工程的一個補充。
據了解,該工程自建成后,將在2022年首先為西安供水,隨后至2025年,實現每年配水10億立方米,到2030年,達到15億立方米。
引漢濟渭工程有效解決陜西用水問題
對于西安、咸陽等21個受水對象,1400多萬人來說,這無疑于是生命之水。
而對于整個陜西省來說,還能發展超過1.1萬億元的國內生產總值,足可見該工程的重要意義。