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2月22日上午

隨著隧道硬巖掘進機刀盤破巖而出

由中國中鐵隧道局承建的

引漢濟渭秦嶺輸水隧洞

實現(xiàn)全線貫通

年內(nèi)可先期向西安供水

漢水穿越秦嶺潤澤秦川大地

的美好愿景指日可待

秦嶺輸水隧洞是引漢濟渭工程的關(guān)鍵控制性工程，亦是人類從底部橫穿秦嶺的首次嘗試。隧洞全長98.3千米，最大埋深2012米，設(shè)計流量70立方米每秒，縱坡1/2500。秦嶺輸水隧洞穿越地區(qū)地質(zhì)條件極其復(fù)雜，常年溫度超過40℃，相對濕度高達90%，各類地質(zhì)災(zāi)害綜合疊加發(fā)生，眾多院士、專家評價為“綜合施工難度世界罕見”。

秦嶺輸水隧洞有多難？

中鐵隧道局承建的秦嶺輸水隧洞嶺南TBM掘進段具有“三高兩強一長”的突出特點，即高圍巖強度、高石英含量、高溫濕、強巖爆、強涌水、長距離獨頭施工，是引漢濟渭工程全線巖爆最多、巖石強度最高、施工難度最大的一段“硬骨頭”。

秦嶺輸水隧洞嶺南TBM掘進段位于陜西省寧陜縣的大山深處，施工內(nèi)容包括長18.27公里的主洞和5.82公里的4號支洞，最大埋深達2012米。其中，主洞采用一臺直徑8.02米的敞開式硬巖掘進機（TBM）施工，連續(xù)皮帶機出渣。為解決TBM長距離出渣、通風(fēng)及TBM第二掘進段運輸問題，中鐵隧道局采用“TBM+鉆爆法”結(jié)合施工，修建四號支洞斜井為TBM檢修洞與主洞鉆爆接應(yīng)段施工打開工作面。

從開工建設(shè)到貫通，秦嶺隧洞嶺南TBM掘進段始終在強巖爆、高硬巖、突涌水、高溫濕等極端復(fù)雜地質(zhì)交織的艱難環(huán)境中推進。

巖爆時有發(fā)生

秦嶺隧洞埋深1300～2012米，地應(yīng)力超過60兆帕，巖爆段占施工總長度的70%。掘進過程中，嶺南TBM掘進段共發(fā)生巖爆段落2056段，影響段落長度8586.8米，其中強巖爆4973.9米。巖爆崩落彈射石塊威脅作業(yè)人員安全、砸壞機械設(shè)備和支護體系，作業(yè)人員不得不頭戴鋼盔、身穿防彈衣，冒著生命危險清理巖爆飛石。

為了應(yīng)對巖爆，建設(shè)者需要頭戴鋼盔、身穿防彈衣

以石英巖、花崗巖、閃長巖為主的地層是TBM掘進的“天敵”，巖石平均抗壓強度達194兆帕，最高達317兆帕，石英含量超過65%。巖石強度高、耐磨值大，刀具消耗量達到0.7把/米，掘進速度極低、刀具消耗量極大是影響TBM快速掘進的核心問題。

突發(fā)涌水、更換破損刀具

自TBM試掘進以來，隧洞先后發(fā)生9次較大集中涌水，尤其是2016年2月28日掌子面突涌水，單點單次涌水量超過20000m3/d，已掘進段涌水量最高達46000 m3/d，達到標(biāo)段設(shè)計最大涌水量3.76倍，中鐵隧道局組織千人搶險突擊隊，歷時75天才成功脫險。

引漢濟渭有多重要？

自上世紀(jì)八九十年代以來，受氣候變化、經(jīng)濟發(fā)展、人口增長等綜合因素作用，關(guān)中城市群飽受“水荒”折磨。陜西地跨黃河長江兩大流域，但水資源分布極不均衡。秦嶺以南屬長江流域，水源豐盈，占全省總量71%的水資源；秦嶺以北屬黃河流域，沿線城市、工廠、人口密集，卻僅占全省總量29%的水資源，水資源短缺的矛盾成為制約陜西省經(jīng)濟社會發(fā)展的重要因素。

引漢濟渭工程是“十三五”期間國務(wù)院要求加快推進建設(shè)的172項重大水利工程中的十大標(biāo)志性工程之一，也是陜西省有史以來最大的跨流域調(diào)水工程，將陜南漢江流域的水資源引入關(guān)中地區(qū)，被譽為陜西版南水北調(diào)工程。工程在解決近期關(guān)中缺水問題的同時，也將是近、中期解決陜北能源化工基地用水需求的重要前提，是實現(xiàn)全省水資源優(yōu)化配置的關(guān)鍵性工程。

引漢濟渭跨越黃河、長江兩大流域，橫穿秦嶺，分為調(diào)水和輸配水兩大部分。調(diào)水工程由黃金峽水利樞紐、三河口水利樞紐和秦嶺輸水隧洞三部分組成。輸配水工程由黃池溝配水樞紐、輸水南北干線及23條支線組成。其中，秦嶺輸水隧洞打破中國南北地理分界線的阻隔，實現(xiàn)了長江與黃河“牽手”。

引漢濟渭三河口水利樞紐

引漢濟渭工程建成后，每年將有約15億立方米的漢江水通過秦嶺輸水隧洞源源不斷輸入陜西關(guān)中地區(qū)，可滿足西安、咸陽、渭南、楊凌4個重點城市，西咸新區(qū)的5個新城，興平、武功、三原等11個縣級城市及渭北工業(yè)區(qū)的用水需要，為1411萬人提供生產(chǎn)生活用水。

中鐵隧道局為什么行？

中國工程院院士王思敬在秦嶺輸水隧洞TBM掌子面調(diào)研時感嘆：“秦嶺輸水隧洞工程在超長隧洞中掘進，遇到硬巖，巖爆，涌水災(zāi)害的一種，都是天大的困難，這多種地質(zhì)的疊加，難度國內(nèi)罕見，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出歐洲阿爾卑斯山，工程建成后會讓世界重新認(rèn)識秦嶺的地質(zhì)構(gòu)造”。

引漢濟渭秦嶺輸水隧洞建設(shè)歷時13年，中鐵隧道局直面極端地質(zhì)環(huán)境的挑戰(zhàn)，推動中國長大TBM隧道施工技術(shù)邁上了新的臺階，也讓行業(yè)重新認(rèn)識了中鐵隧道局的專業(yè)實力。

施工中報廢的TBM刀圈

中鐵隧道局引漢濟渭秦嶺輸水隧洞嶺南段項目部以TBM設(shè)備管理為龍頭，開展極端地質(zhì)條件下的掘進技術(shù)攻關(guān)，在TBM設(shè)備及刀具選型、改良，巖爆治理，隧洞長距離出渣、運輸、通風(fēng)，長距離超硬巖地層掘進，涌水治理，山區(qū)復(fù)雜地形長距離測量精度控制等方面累積了一系列成功經(jīng)驗。

項目部獲得發(fā)明專利3項，實用新型專利2項，編寫完成了多項工法，其中《引漢濟渭隧洞施工巖爆預(yù)警與防治》成果獲“第十二屆中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎（科學(xué)技術(shù)進步獎）一等獎，《高磨蝕深埋地層刀具磨損研究》獲國鐵集團科技進步獎一等獎，同時還榮獲 “全國青年文明號”等多項榮譽。

自上世紀(jì)90年代在國內(nèi)首次引入硬巖掘進機（TBM）修建西康鐵路秦嶺隧道開始，中鐵隧道局引領(lǐng)了中國隧道施工技術(shù)進入了盾構(gòu)/TBM時代，TBM廣泛應(yīng)用于用于大型引水工程、穿山隧道、煤礦深層巷道等長大隧(巷)道施工中。尤其是在水工隧洞方面，中鐵隧道局在遼寧大伙房輸水隧洞、青海引大濟湟工程、吉林引松供水工程、甘肅引洮供水工程、陜西引紅濟石工程、內(nèi)蒙古引綽濟遼工程、珠三角水資源配置工程、滇中引水等重難點水工隧洞項目建設(shè)過程中承擔(dān)了多個急難險重標(biāo)段的施工任務(wù)，創(chuàng)造并保持著月掘進1868米的世界紀(jì)錄、單日掘進101.12米的全國紀(jì)錄，為區(qū)域水資源均衡供應(yīng)、經(jīng)濟社會發(fā)展、民生福祉改善做出了重要貢獻。