引江补汉工程从长江三峡库区引水入汉江丹江口水库下游，对于增强汉江流域水资源调配能力、提高南水北调中线工程供水稳定性具有重要作用。
该工程输水线路总长194.7公里，是目前国内在建长度最长的有压引调水隧洞，其中，位于十堰境内的输水隧洞长约3.8公里。建设者们在距地面约34米至200米的地下挖掘隧洞，将面临哪些难题？又是如何攻克这些难题的？近日，记者深入工程建设现场，实地探访了工程建设情况。
引江补汉工程出水口施工现场一派忙碌景象。记者刘成臣摄
3个作业面同时掘进
兼顾施工安全和生态系统稳定
引江补汉工程出水口位于丹江口水库下游汉江右岸的安乐河口。3月20日，记者驱车来到项目建设现场，只见机器开足马力，工人忙碌不停，山间持续回荡着机械的轰鸣声，呈现一派火热的施工场景。
“与南水北调中线工程以明渠为主的输水方式不同，引江补汉工程全程采用地下隧洞输水。”引江补汉工程建设管理三部工程处出口段工区负责人王鑫介绍，建设这条穿越鄂西北崇山峻岭的输水“大动脉”，建设者需破解复杂地质环境带来的重重挑战。
“尽管十堰段的地质构造没有达到极端复杂等级，但施工过程也是十分不易。”王鑫说，十堰境内的输水隧洞要穿越多个断层及断裂带，有的洞段岩体破碎较为严重，有的洞段则需要从水库下方穿越，既要确保施工安全，又要维护水库生态系统稳定，对技术把控提出极高的要求。
为此，输水隧洞十堰段采取3个作业面同时掘进的施工方案。“我们在桐木沟处修建了一条检修交通洞，它与输水隧洞主线交会后，形成上游、下游两个作业面，再加上出口段的作业面，共3个作业面。”王鑫介绍，自2022年启动施工以来，十堰段3个作业面已累计完成掘进超3公里。
项目效果图。
破碎岩体犹如“碎豆腐”
注入“特种胶水”固结碎石解难题
输水隧洞周围的岩体，被建设者们称作“围岩”。面对不同的围岩情况，需采取不同的施工方式。
为确保施工质量和安全，十堰段施工团队采取分台阶开挖、地表灌浆、超前支护等组合工法，在脆弱岩层中开辟出一条安全通道。
隧洞掘进主要分爆破开挖、初期支护、二次衬砌三个步骤，其中开挖环节最为困难。根据十堰段的地质条件，建设者们采用工艺较为成熟的钻爆法施工。
“采用钻爆法施工，钻进掌子面（坑道不断向前开挖形成的工作面）的爆破孔，相当于插入一根空心竹子，然后根据爆破方案计算的结果，在不同的‘竹节’位置间隔装填炸药。”王鑫介绍，通过事先计算的孔径钻孔形成药室，用科学合理的间隔式装药，既能节省爆破成本，又能最大限度降低爆破震动对周边环境的影响。
工程最大的挑战来自两郧断裂带。这个宽158米至246米的地质破碎带，上层是糜棱片岩构成的“千层酥”，中层为泥化碎屑形成的“碎豆腐”，底层则是碎粉状岩石组成的“流沙层”。更为棘手的是，两郧断裂部位是冲沟两岸地表水及地下水汇集区，与上方60米处的牛王庙水库、刘家沟断裂带形成联通水系，浅埋深隧洞面临顶板垮塌和涌水突泥双重风险。
针对特殊地质，建设者采用“预注浆固结”处理方法，在断裂带地表垂直钻设390个76毫米注浆孔，将水泥浆液精准注入破碎岩体，从而对附近的围岩进行防渗固结。“这相当于在碎豆腐里注入‘特种胶水’。”技术负责人告诉记者，浆液在高压下形成网状固结体，将周围的岩石牢牢固定后，再从中开挖出一条隧洞。
掘进中，建设管理三部团队创新应用“超前大管棚+随机超前小导管”工艺，配合三台阶预留核心土逐榀开挖支护，成功穿越刘家沟断层及其影响带，为后续施工积累了宝贵经验。
项目管理“耳聪目明”
数字孪生技术为项目保驾护航
项目建设现场，各类生产设备开足马力运行，大部分工序都由机器自动完成。
全电脑三臂凿岩台车实现精准定位、高效钻孔，36米大跨径自行式液压仰拱栈桥攻克超大跨度施工难题，智能钢筋台车与钢模衬砌台车形成智能浇筑……通过“机械化换人、自动化减人、智能化无人”的装备矩阵，建设者们不仅将施工效率大幅提升，还有效降低了安全事故发生概率。
2023年7月落成的数字孪生智能建造中心犹如“智慧大脑”，让整个项目建设管理“耳聪目明”。
工作人员借助物联网数字化技术，实现作业面远程监控、围岩信息自动化采集、人员车辆实时定位、水雨情监测、有毒有害气体及粉尘检测、施工环境监测、人员违规 AI识别及应急预警等，显著提升了工程建设数字化管控水平，确保了工程建设的安全、高效。
“十堰段施工人员共有400多人，系统可精确掌握每个作业面的人员分布和驻留时长等信息，实现应急情况下的精准人员定位。”王鑫说。
在工程进度、安全管理等方面，数字孪生智能建造中心也发挥着重要作用。“系统对安全帽佩戴、反光衣着装、危险区域闯入等风险行为进行智能识别，对现场违反安全生产的行为自动抓拍并推送给安全管理人员，确保施工现场安全管理工作的持续受控，有效降低安全生产风险。”王鑫说。（记者 何利）
互动
意见反馈
长江头条
数字报
移动端
长江网移动端
长江头条移动端