北晚新视觉：南水北调克服八大工程难题 一渠清水方能北上

 

“水龙头”已开闸 充水试验进展顺利

项目：渠首 地点：淅川县

淅川县九重镇陶岔村，一座位于豫西南的小村庄，因为“渠首”而变得不凡。

四十年前，引丹灌溉工程以此为源头，而这正是南水北调迈出的第一步。

四十年后，176.6米的新坝巍然屹立，将成为千里长渠的“水龙头”。

站在坝顶眺望，清澈的丹江水蜿蜒而来。7月3日上午10点58分，闸门缓缓提起，标志着南水北调中线一期工程黄河以南段总干渠开始充水试验。

“坝前是引水渠，渠底海拔140米，目前水位142.29米，实际水深2.29米。从这里到北京设计水深是7米，也就是说，水位达到147米可以通水。为了确保常年调水，设计的正常水位是150米，最高可以达到170米。”淅川县副县长辛泽涛介绍道，“现在丹江口水库的入库水量大于出库水量，正在蓄水中，汛期会持续到9月底，水位将继续上涨。”

“充水试验主要用来检测干渠是否存在垮塌、渗透，目前进展顺利。”南阳市南水北调办公室纪检组长党俊伟表示，“此次试验从这里开始，止于郑州市须水河节制闸，工程全长约447公里，约用水1.2亿立方米。”

“千里干渠第一跨” 1.5小时可注满昆明湖

项目：湍河渡槽 地点：邓州市

中线干渠自渠首向东北延伸，行至数十公里以外的邓州市十林镇、赵集镇之间，将与流淌千年的湍河相遇。为确保水质，千里干渠全程将不与任何河流交汇，一旦遇水，或从上方搭建渡槽跨越，或从下方挖掘隧洞穿过。也正因此，这里有了被誉为“千里干渠第一跨”的湍河渡槽。

“所谓渡槽，其实就是走水的高架桥，南水北调的水沿水槽从湍河上方渡过。”在项目经理陈谋建的身后，三条1030米长的U型渡槽并行横跨，其下17米正是水清草美的湍河。正式通水以后，每秒将会有350到420立方米的丹江水从这里流向北京。“按照这个过水能力，5秒钟可以注满一个标准游泳池，1.5小时就能注满一个昆明湖。”

为了达到如此规模，陈谋建与同事们挑战了许多“第一次”。尽管国内的矩形渡槽施工工艺更加成熟，但考虑到过水能力，他们最终选择了难度更大、效果更好的U型渡槽。“两个墩子之间是一跨，单跨就有40米长，一节槽身重达1600吨，没有吊车能够吊得起来，只能采用原位现浇。”

为此，施工方采购了三台造槽机，每台造价1500万，后期维护费用还要300万，“这是整个工程由北向南修建的最后一座大型渡槽，如果再不尝试创新和突破，就没有机会再为以后类似工程提供经验和依据了。”陈谋建坦言，“像造槽机原位现浇这样的施工工艺都是第一次尝试，没有任何先例可供参考，只能边摸索边施工。”

2012年，湍河渡槽工程进入了施工关键期，一直驻守工地研究方案的陈谋建甚至没能在儿子出生的第一时间赶到妻子身边。也正是在这一年，他与同事完成造槽机设备改造方面技术难题21项，优化解决施工工艺及技术方面难题7项，不仅使单榀槽身施工周期从50余天缩短至32天，而且确保槽身质量大大提升，建成了世界上最大的U形输水渡槽，也是目前国内同类工程中单跨跨度最大、单跨过水断面最大、单跨重量最大的输水工程。

攻克“工程癌症” 解决渠道滑坡

项目：膨胀土试验段 地点：南阳市

在南阳的一些农村地区，泥瓦匠们常常会遇到一桩“怪事”：盖好的房子没过多久，墙体便会出现裂缝。遇到这种情况，泥瓦匠们只能自认倒霉。事实上，裂缝的出现并非手艺问题，而与地基的土质有关。这种土在工程建设上叫做“膨胀土”，遇水膨胀，失水收缩，在世界各国都是公认的“工程癌症”。

这样的问题对于南水北调项目而言来说同样棘手。“如果用膨胀土修建干渠，容易出现滑坡、变形甚至垮塌，”河南省水利第二工程局南阳膨胀土试验段二期工程项目经理朱建军对此深有体会。据了解，南水北调中线总干渠穿越膨胀土渠段累计近400公里，约占总干渠长度的27%，尤其是沙河以南至陶岔渠段，膨胀土渠段占该段渠道长度的75%。能否攻克这一难关，直接关系到整个工程的成败。

为此，专家组选取了膨胀土结构最为复杂，且兼具地下水问题的2.05公里作为试验段，自2008年11月28号开工以后，先后进行了4种方案的比较研究。从最初的远距离运送非膨胀土，到尝试把土粉碎后，装入防腐袋子封口码放，碾压后铺第二层的土工袋法，再到用韧性好的塑料先铺一层，铺25公分的土，碾压后再铺25公分的土，翻过来再铺、再碾压的土工格栅，可惜效果都不够理想。最终，在膨胀土中掺入3%到5%比例水泥，经过晾晒、粉碎、拌和将膨胀性降下来的水泥改性土方案获得了长江设计院的认可。

“在一些高风险段或强膨胀区，还要打抗滑桩或采用坡面梁支护体系防止滑坡，用混凝土衬砌进一步防渗。目前从试验的角度来说是成功的，也已经在全段膨胀土地区推广。”

朱建军站在信臣大桥上，指了指桥下干渠中一些隐约可见的白色管子介绍说，“这些管子接上逆止阀以后，地下水可以上来，但渠道水下不去，也是解决地下水问题的一记妙招。”

奋战700天挑战最难工段

项目：方城六标 地点：方城县

沿着干渠继续北上，南水北调中线工程在方城垭口再遇“拦路虎”。这里是2011年3月15日开工的方城六标，短短30个月的合同工期内，摆在项目经理陈建国面前的是最难啃的7.5公里：除了膨胀土以外，还有高渗水地层、淤泥带、流沙层、硬岩等复杂结构。早在1000多年前的宋朝，曾经试图开挖襄汉漕渠，引白河水至汴京的计划正是因为此处地势悬绝而搁浅。

让陈建国头疼的还有这里的天气。“混凝土衬砌只有10公分厚，风力在三到四级以上就会影响施工，如果风太大，迅速刮干，就容易有裂缝，而这里恰恰是风口，大风天是家常便饭，只能看天干活。”

比风更可怕的是说下就下的暴雨。

采访当天，记者便体验了一把。明明下午还是40度的骄阳烈日，到了晚上八九点钟，就立即转为电闪雷鸣，瓢泼大雨。

“这里正好是南北暖湿气流交汇，又是桐柏山脉与伏牛山脉的分界点，还是长江流域与淮河流域的分水岭，这样的水文地质条件导致方城一直是暴雨中心。”陈建国眉头紧锁，“75年的时候曾经有过特大暴雨，听老人说，那个雨大到把洗脸盆伸出去再立即拉回来，眨眼工夫就满了。”

由于需要制作水泥改性土，遇上含水量大的土就得先晾晒，“可遇上一场雨，就全变泥巴了，而且经过翻松的土再想让它干，放十天都未必能行。”紧迫的工期让陈建国心急火燎，他灵机一动，先后买来40多万元的塑料布，把堆放在渠道两边的填筑土料全部盖上，避免雨水淋湿，大大加快了工程进度。

在2012年初到2013年底的700多个日夜里，陈建国几乎从未离开过工地。也正因此，竟然未能在母亲临终前见上最后一面，成了他一辈子无法弥补的遗憾。

为了不再让悲剧重演，他索性将老父亲接到工地，“这样起码能经常见到，他看我干这么大的工程，也觉得骄傲，精神头好多了。”提起父亲，陈建国的目光柔和了许多，“前年的一个晚上，我看见他在煮鸡蛋，就随口问了句，结果他很认真地跟我说，‘明儿你过生呢！’”那一刻，陈建国突然有种想落泪的冲动，他已经记不清多少年没过生日，不曾想七十多岁的老父亲还一直记着。

“等工程结束，我想带着一家人到北京看看，再到渠里打一桶水，给母亲上坟。”身材瘦削的陈建国嗓音沙哑，眼角有些湿润。

万米“巨龙”创世界之最

项目：沙河渡槽 地点：鲁山县

过了方城县，干渠也宣告离开了全线干渠最长的省辖市南阳。进入平顶山市鲁山县不久，开阔的河滩上方出现了一条白色“巨龙”，绵延不尽，煞是壮观。这条“巨龙”，便是世界上综合规模最大的渡槽工程–沙河渡槽。

相比起湍河渡槽而言，总长11.9公里的沙河渡槽不仅更长，而且结构更为复杂，“过水断面由梁式渡槽、箱基渡槽及落地槽三种结构形式组成。”平顶山项目部副部长于澎涛告诉记者，“其中梁式渡槽的U型槽身单个重达1200吨，近4层楼高，槽身厚度只有35厘米。”

如何把这些既重又薄的槽身拼接起来？技术人员尝试了“槽上运槽”的新招数。“单个槽身完工以后，把架槽机设在基墩上，然后把槽身沿着已经放好的渡槽运过去。”这种施工技术，在整个水利工程建设中尚无先例。此外，为了确保“滴水不漏”，技术人员还采用了后装止水的先进工艺，于澎涛指着两节槽身中间大约五公分的黑色连接缝解释说，“槽身放置的时候，会预留这样一道空隙，用橡胶填充，刷上防渗涂料，试验以后止水效果很好。”

长江黄河相见不相交

项目：穿黄工程 地点：荥阳市

河南省会郑州以西30公里，南水北调中线干渠将载着长江水与母亲河相逢于此。站在观景台上放眼望去，滔滔黄河水烟波浩渺，气势磅礴。这一次，干渠选择了开山破土，从水下穿越而过。穿黄工程被视为南水北调中线的咽喉，正所谓“穿黄不通，千里无功。”

工程人员首先要在黄河北岸打一口深达76.6米的竖井，“这是国内目前最深的地下连续墙，工艺要求很高，地下连续墙是环形，要分两期施工。如果结合不密实，施工时就会涌水涌砂。”穿黄工程运管处副处长梁单禹向记者介绍。

挖到40米深时，工作人员发现有个地勘孔没有封闭好，出现大量渗水，迅速安排人员和设备撤离，不到一天的时间，渗水已经从井中漫出，所幸决策果断，没有造成伤亡或损失。由于竖井被淹，原计划宣告失效。技术人员立即咨询了多名专家，但意见并不统一。最终，现场领导决定进行水下开挖，用5米的混凝土成功将漏水的孔封住。

困难远不止于此。全长19.3公里的穿黄工程中，最难的当属4.25公里的穿黄隧洞段。“挖隧洞的原理跟地铁相似，但又有着重要区别，修建地铁用的是土压平衡盾构机，但穿黄要既要考虑土压，又要兼顾水压。”

尽管前期做了大量准备，但最担心的涌水涌砂问题还是未能幸免。“当时情况特别紧急，项目经理赶到现场以后，立即通知建管单位负责人，五分钟之内全部到场。工人已经有退缩迹象，怕出现危险。几位经验丰富的专家慎重分析认为，不会造成灾难性的破坏，于是带领工人一同继续作业。”

回忆起这段惊心动魄的经历，梁单禹依旧觉得紧张而刺激，“一旦当时不立即采取措施，涌水涌砂将盾构机埋起来，损失将非常惨重，一台盾构机就要一个多亿！而且一旦埋住，竖井就算废了，很难再选出合适的线路。”工人看到越来越多的领导都在现场参与抢险，情绪也逐渐平复下来，对钢管进行焊接加固，注入快凝的水泥浆，终于化险为夷。

而这只是穿黄工程的九大技术难题之一，更大的挑战还在前面。

“当时从德国公司采购设备时，预计可以一次打3450米，结果盾构机掘进1700米左右以后，工作人员发现了刀盘磨损严重，必须予以修复。可是对方开出几千万美元的天价，逼得我们只能自己想办法。”梁单禹对这段经历印象尤为深刻，工程队派出30名技术精、体质好的干部去航海大学学习理论知识和带压进舱维修技术。两个多月以后学成归来，先由航海大学专家带着下去修了两次，之后就实现了自行修复。“专家下去一次也要一万块钱，我们的人只要五百块，大大节约了成本。”

从横跨渠道的大桥上俯看，可见两侧护坡多达四层。“这里是南水北调河南段开挖最深、最宽的一段。”梁单禹指着桥下不远处的隧道口介绍，“隧洞为双洞平行布置，中心线间距28米，内径均为7米，在黄河底下穿越时，距离黄河水最近的地方有23米。”

“多重保险”应对“水上悬河”

项目：高填方 地点：焦作市

干渠穿过黄河，来到焦作，迎来12.9公里的焦作1段工程，这也是整个南水北调中线工程唯一一座穿越中心城区的明渠工程。为什么要选择穿城而过，而非绕城？河南省南水北调焦作建管处处长胡国岭解释道，“焦作城北是太行山，如果从北绕城，穿山投入要比穿城多花36亿；焦作城南地势较低，从南绕城的话，要把干渠抬高到地面以上18米，风险较大。”

即便选择穿城，焦作依然不得不建起了“地上悬河”。

“干渠自陶岔渠首到北京团城湖全线自流，落差仅有99米，沿线坡度必须精打细算。为满足调水要求，只能对地势低洼的渠段进行填筑。焦作城区渠堤高出地面6米以上的高填方段长3598米，平均高度在10米左右，最高处有13米。”胡国岭强调，“渠底高、流量大，一旦出现透水跑水事故，后果不堪设想。”

为避免安全隐患，设计人员为干渠上了“多重保险”。焦作一段三标常务副经理田源向记者举例说明，“比如，对高填方段的渠堤加宽3米，将渠道内部的衬砌从8公分增至10公分，渠堤增设防渗墙等。”

站在“高高在上”的李河倒虹吸工程闸门附近，田源指着不远处的退水闸介绍道，“在整个焦作城区，总共设置了两个这样的退水闸，一旦出现险情，可以随时退水减压。”

豫冀交界处 设置拦冰索

项目：穿漳工程 地点：安阳市

北上安阳，中线干渠也就到达了河南段的最后一站。三个月以后，丹江水缓缓流淌731公里，将越过这里的漳河进入河北。穿漳工程也成为干渠在河南境内最后一项“超级工程”。

自6月5日起，南水北调中线一期工程黄河以北段总干渠已经开始进行充水试验。来自岳城水库的一泓清水让通往漳河的干渠多了几分灵动之气，一群水鸟“扑棱棱”地从水面掠过。渠道坡下约百米左右的地方全部设有一人多高的绿色隔离网，每隔一段距离便挂有“禁止入内”等字样的警示牌。

沿着渠道旁仅容一车通过的小路前行，可以看到不远处高高耸立的绿白相间建筑物横亘在干渠上方。

“由于地下水位比较高，当时可没少费工夫。”穿漳管理处负责人栗宝山谈到，“穿漳工程河床下70多米深是砂卵石冲积层，像个漏斗，一个点抽水，周围的地下水都会流过来。后来，工程采用了防渗帷幕与井点降水相结合的施工方案。在施工区域周围，像梅花桩一样，钻下七八十米深的孔，然后灌入水泥泥浆形成防渗墙。”

站在控制闸门建筑平台上望向干渠，一排青灰色铁桶连成的锁链引起了记者的注意。“这个是拦冰索。因为穿漳工程位置靠北，到了冬天气温较低，为了防止冰块进入隧洞影响调水，所以在这里专门设了一道‘机关’。”办事员周彦军解释道，“入口东侧有退水排冰闸，被拦住的冰块可以从这里排入漳河泄洪道。在进口检修闸上，有100多吨的平板钢闸门，上面也装置有融冰系统，避免防水系统被冰块损坏。”

从控制闸门处向北远眺，周彦军指着漳河对岸的建筑向记者介绍，“那里就是河北了，距离这里只有600多米。”

再过不久，甘甜的丹江水就将从漳河之下，涌入河北，送至京津。

 

来源：北晚新视觉网 记者：宗媛媛/文 秦亚堙/图 胡铁湘/摄

 

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