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鑿穿秦嶺有多難

李凌志
2023年07月17日08:23 | 來源:人民網-《人民日報》
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  秦嶺輸水隧洞是引漢濟渭工程的關鍵性控制工程。隧洞全長98.3公裡,比兩個全程馬拉鬆還要長,埋深最大2012米,相當於660層樓高,綜合難度世界罕見,多項參數突破世界工程紀錄。

  越秦嶺,考驗的不光是好頭腦,還有好腳板。要將漢江水調入關中,就需要穿越秦嶺這個天然屏障。秦嶺東西綿延約1600公裡,南北寬達100至150公裡,海拔多為1500至2500米,從哪越,怎麼越?為了選擇一個經濟適用的好方案,我們設計團隊奔波850公裡,在嶺南蒲河峪口至嶺北黑河東側黃池溝、就峪、田峪、澇峪和化羊峪五大峪口650平方公裡的范圍內,進行不同調水方式、不同縱坡、不同施工方法的15個方案的踏勘和研究。最終選定當前的越嶺方案,洞線較短、投資最省、地質條件最好且對自然環境影響最小。

  即便選擇了“性價比”最高的方案,隧洞建設仍然挑戰重重。首先是岩爆,也就是在地下深部或構造應力很高的區域開採時,岩體發生的突發式破壞現象。秦嶺隧洞通過段落地應力高、岩體堅硬,埋深超過500米的段落有61.4公裡,岩爆高風險洞段長達27公裡。施工中發生微震事件近10萬次,發生岩爆4000余次,高峰時一日就有286次,遠超同類工程,處理難度極大。2021年9月發生了一次超強岩爆,一塊半個臥室大的石塊突然崩落,連陝西省地震局都監測到了這次劇烈震動,趕來核查是否發生地震。為了降低岩爆風險,我們構建了成熟的岩爆“預判—監測—預警—處置”技術體系,基於微震監測大數據人工智能預測預警岩爆,准確率達到80%以上。通過揭示岩爆發生與岩性、地應力、埋深、時間、工法等關聯關系,現場結合微震監測分析數據,及時調整掘進與支護參數,採取相應措施,有效防范岩爆災害對現場人員和設備的危害。

  極具破壞力的突涌水也是隧洞掘進中面臨的難題。由於地表水系復雜,洞線穿越多處地質構造帶及導水岩帶,岩性復雜多變,斷層破碎帶多且長達2685米,大量的突涌水成為影響施工的重要因素。設計團隊搭建了秦嶺隧洞災害特征數據庫,包含20種岩性、49條斷層破碎帶,連續12年共917次的突涌水案例,構建了突涌水人工智能預測模型。還提出了7個突涌水危險性評價指標,創新了不同岩性、涌水量及埋深的突涌水應急處理系列措施,為秦嶺地區深層突涌水處理提供技術支撐。

  (作者為中鐵第一勘察設計院陝西引漢濟渭秦嶺輸水隧洞總設計師,本報記者原韜雄採訪整理)

  《 人民日報 》( 2023年07月17日 02 版)

(責編:白鴿、吳超)

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