多项技术助力都江堰水利工程灌区再扩容

◎李 迪 陈 科

7月6日,全国重大水利工程、四川省都江堰灌区毗河供水一期工程正式通水,标志着2270多年历史的都江堰水利工程灌区再次扩容,有望解决川中近225万人的缺水问题。

“历时6年建设的毗河供水一期工程,其设计灌溉面积125万亩,供水人口225万人,多年平均引水量4.33亿立方米。”四川省水利厅厅长郭亨孝介绍。

如此巨大的水利工程,在建设中有何难点?又利用了哪些技术?7月8日,毗河供水一期工程相关设计方接受了采访。

设计蓝图多达18万份

作为都江堰水利工程的重要组成部分,四川省都江堰灌区毗河供水工程的供水区位于四川盆地腹部、涪江和沱江分水岭两侧的丘陵区,涉及成都市、资阳市、遂宁市,设计灌溉面积417万亩,供水人口489万人。

毗河供水工程共分两期实施。毗河供水一期工程着力解决“引水”问题,重点建设总干渠、充水渠及骨干渠道;毗河供水二期工程着重解决“蓄水”和“调水”的问题,重点建设囤蓄水库及其配套工程。其中,毗河供水一期工程被国务院确定为全国172项重大水利工程之一。

“在6年多的时间里,一期工程建设克服了设计难度大、周期短、地形地貌复杂、跨区域建设管理等困难。”毗河供水一期工程设计总工程师、四川省水利水电勘测设计研究院单智杰介绍,该工程的建设难点涉及点多、面广、线路长,再加上工期紧张,从设计角度来说,设计供图的压力非常大。

单智杰说自己曾统计过设计图纸的总数量,整个工程在施工期间,共设计建筑物1160座,设计图纸9000张左右。“面对任何工程,都是设计先行,我们的每张设计图会印制20份蓝图,整个工程建设期间共提供18万份设计蓝图。如此大的工作量,涉及了多专业联动配合,200多名专业技术人员协同作业。”

此外,毗河供水一期工程的隧洞共计305座,全长180.71公里,经过现场实物调查测绘,工程存在很多浅埋隧洞穿越村镇、居民聚居区的情况。“为了在推进工程的同时尽量减少爆破施工对周边环境的影响,相关方多次组织参加方召开技术专题会,最终采取分区段、分等级的中空孔减振爆破技术施工。”单智杰说。

建成全国最长的单座渡槽

在确保施工质量和进度的同时,毗河供水工程也创造了多项纪录,建成了全国最长的单座渡槽——蒋铜渡槽,龙泉山隧洞成为全省最长的引水隧洞,同时也建造了被称为“最美拱跨渡槽”的卢家坝渡槽。

其中,龙泉山隧洞采用了悬臂式掘进机进行小断面隧洞开挖施工技术。据单智杰介绍,悬臂式掘进机适用于软性岩层隧洞施工,与传统钻爆法施工比较具有对地层扰动小、成型断面标准规则的特点;在掘进过程中能减少垮塌,从而减少由此引起的临时支护压力;开挖噪声污染小,无爆破震动产生,安全风险易控制,利于工程的顺利推进。

“作为整个工程的控制性关键工程,龙泉山隧洞施工属特长高瓦斯引水隧洞,易发生瓦斯喷出事件。在整个施工过程中,我们采取了瓦斯隧洞超前地质预报、瓦斯分工区控制、隧洞的通风设计与管理、机械设备防爆改装等相应的瓦斯防治安全技术措施。”单智杰说。

此外,全长近5.6公里的蒋铜渡槽也给设计方带来了一些难题。蒋铜渡槽经过简阳三星镇低槽区域,地势起伏不平,最大的架空高度48米,前期设计方经过对明渠、倒虹管、渡槽等方案进行比较,发现若修明渠,占地面积较大,会对原有地形地貌以及生态环境造成改变和破坏;倒虹管方案虽架空不高,但把管道像城市的输水管一样铺在原始地面下,水头损失严重,会减少工程灌溉面积,最终设计方选择了修渡槽方案。

据介绍,渡槽指输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽,通常依地势而建,由于离地高达几十米,也被称为“人工天河”。为修建这条“人工天河”,减少模板工程量,同时降低高空作业风险,施工方还采用了高架渡槽施工引进U型薄壁渡槽造槽机现浇施工技术。

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