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中线工程:渡槽、穿黄隧洞
上渡下钻全立交,跨江越河的巨龙

发布时间:2014年10月15日 15:24 | 进入复兴论坛 | 来源:央视网 | 手机看新闻


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        南水北调中线工程跨越长江、黄河、淮河和海河四大流域,与河流存在多处交叉,一般明渠无法跨越。这时,就要使用渡槽或隧洞。渡槽又称输水桥,是为水特别修 建的一条“高速公路”,是输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的常用方式。大型渡槽是南水北调中线工程的一道风景线。

渡槽组装工地又是加工厂

        在湖北省丹江口到河南省新郑市之间的大型渡槽中,水流量最高可达每秒420立方米。这样苛刻的条件需要渡槽具有既轻便又结实的特点。如果采用箱基渡槽,即 横截面为矩形的渡槽,面积最大,水流量较多。但是这种渡槽有个缺点,在承载水流时,底边两个90°直角处将承受很大的集中作用力,超过了渡槽自身的结构强 度。若只是用加厚渡槽的办法来弥补这一缺点的话,渡槽的自重将成倍地增加,相应的桥墩也要提高支撑能力,使建造成本翻倍。

        为了解决这个难题,水利工程师设计出一种横截面是U形的梁式渡槽。这种渡槽的优点在于,底部圆滑,水流作用在任何一点上的力都是均匀分布的。这样就使得渡 槽不用特别加厚就能达到较高的结构强度,减轻了重量,降低了工程造价。U形渡槽只用在中线输水工程中跨度大、渡槽长、流量大的区域,而多数渡槽的截面形状 还是矩形的。

        渡槽是钢筋混凝土结构的,每一榀(每一节)的内径为9米,单跨跨度最大可达40米,重量可达1600吨。如此庞大的工程构件难以远距离运输,因此,渡槽的铸造和起吊都在工地现场进行。

        由于输水线路很多部分都是明渠,在冬天有可能结冰影响输水,所以在这些线路中布置了防冰和排冰措施,同时采用人工捞冰、机械排冰等工程措施,保证中线水路畅通。

倒虹吸穿越黄河

        水从丹江口大坝流出后,水位较高,沿着渡槽、明渠一路向北奔流,被黄河拦住了去路。是用“跨河渡槽”,还是用“穿黄隧洞”渡过黄河?经多方论证,最终选用 了“河下隧洞”的方案。也就是在黄河底下凿一条隧洞,让进水端高于出水端,进水端水压高,出水端水压低,靠水自身的重力差把水压向出水端,这就是所谓的倒 虹吸。

        中线穿黄工程位于河南省郑州市以西约30公里的孤柏嘴,是中线总干渠穿越黄河的关键性工程。过河隧洞的进口为斜井、出口为竖井,退水设施位于南岸,这种布置方案既可以保证隧洞有良好的运行与检修条件,还能节省工程投资。

        中线工程的穿黄隧洞工程采用盾构的方式,这里的地质条件复杂,施工难度较大。此处的黄河河床底部主要由黏土、砂土混合而成,盾构掘进时要注意河底地层中存 在的钙质结核、块石、古木。另外,地层成分的变化和顶部黄河水压力的变化都会对穿黄隧道的施工安全造成威胁。例如,在中线穿黄隧洞工程中,经常出现盾构机 的刀盘被河床中的淤泥糊上的情况,使盾构机一时间无法前进,施工人员需要把刀盘上的淤泥铲除干净后才能继续行进。

        黄河北岸和南岸施工竖井之间的穿黄隧洞长3450米,隧洞内径为7米,设计2条隧洞。隧洞的洞壁为2层钢筋混凝土衬砌,内、外层衬砌之间有弹性防水垫层相隔。隧洞内布置了许多监测设施,用来随时监控隧洞运行的状态和检修期工作状态。

 

 

沙河渡槽
        沙河渡槽工程位于河南省鲁山县薛寨村北,是南水北调中线工程里规模最大、技术难度最高的控制性工程之一,全长11.938公里,跨越沙河、将相河、大浪河三条大河,其中明渠长2.89公里,建筑物长9.05公里,是目前世界上规模最大的渡槽工程。

        架设安装渡槽。渡槽构件要用特制的大型起重机直接从铸造现场吊到输水线路上,然后下放在可以在输水桥上移动的小车上,再用另一架小型的起重机直接在桥上安置渡槽构件,逐步推进。这条生产线的施工方式效率很高,每周时间可以安装3个渡槽构件。

倒虹吸
        南水北调工程中应用的倒虹吸,是在渠道与道路、河流发生交叉或在渠道穿越山谷时经常采用的一种水工建筑物。当渠道与道路或河沟高程接近,为了不影响河道行 洪和道路交通功能,需要修一建筑物,使水从路面或河沟下穿过。与虹吸管相比,倒虹吸在纵剖面上也呈弓形,不同的是,其弓弯向下。虽然倒虹吸管和虹吸管的输 水原理相同,即都借助于上下游的水位差,但倒虹吸在开始工作时不需人为地制造管中的真空,因而在实际的工程建设中更为普及。

 

        倒虹吸在南水北调中线和东线工程中有多处使用,例如漳河倒虹吸、蒲阳河倒虹吸、滹沱河倒虹吸、唐河倒虹吸工程、东线穿黄隧洞。

 

 

 

湍河渡槽                                                          三东济平断调水明渠

 

 

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