【一線講述】

　　引漢濟渭工程先期通水背后的故事——

　　攻堅克難 引得一泓清流潤秦川

　　編者按

　　近日，歷經十余年建設，國家重大水利工程——引漢濟渭工程成功實現先期通水。從長江最大支流漢江引來的汩汩清水，穿過近百公里的秦嶺隧洞后，最終補給黃河最大支流渭河，長江、黃河兩大母親河由此在三秦大地成功“牽手”。

　　在工程建設中，廣大科技工作者攻堅克難、銳意創新，破解了一系列重大技術難題，創造了多個世界第一。本期，讓我們聆聽其中四位科技工作者的真情講述。

　　潛心鉆研十一年 夜以繼日勤攻關

　　講述人：中鐵第一勘察設計院集團有限公司引漢濟渭工程總設計師 李凌志

　　引漢濟渭秦嶺輸水隧洞是人類歷史上第一次從底部橫穿秦嶺，隧洞深埋屬世界第一，全斷面硬巖掘進機單機（TBM）連續掘進居世界第一，長大支洞施工難度世界罕見……一系列技術難題擺在眼前。

　　面對這樣復雜而龐大的工程，我帶領設計團隊一路向前，攻克了一個個技術難關。依托集團公司重點實驗室技術平臺和勞模創新工作室平臺，我們成立了中國工程院院士、全國工程勘察設計大師領銜的技術團隊，我先后主持開展了特深埋深層工程地質特性、設計施工關鍵技術、硬巖TBM長距離掘進、風險評估及對策和維修養護等5大類12項關鍵技術研究，并完成了重大技術方案的科學決策。現場人員產研結合，歷時11年，有效解決了4000多次巖爆、600多次突涌水、888米底板隆起和3次TBM卡機脫困等難題。

　　秦嶺地區巖石富存基巖裂隙水，施工中經常遇到突涌水。針對這類頑固性施工難題，我們科研攻關小組搭建了集成多地層特征的隧洞突涌水（泥）數據庫，提出了基于云模型的深埋隧洞富水斷層突涌水危險性等級評價方法，創新了突涌水（泥）危險性應急預警及處理技術體系。

　　秦嶺隧洞地質復雜，埋深大、地應力高。巖爆高風險洞段長達27千米，施工中巖爆頻發。對此，我們技術團隊提出了秦嶺隧洞巖爆等級綜合判定方法與分級標準，創建了基于微震監測大數據的人工智能巖爆預測預警技術和巖爆防治成套技術，有效降低了巖爆對人員和設備的危害。

　　秦嶺隧洞超長深埋、山體寬厚，埋深大于1000米的段落長達31千米，嶺脊段洞線兩側4千米范圍無輔助坑道條件，致使隧洞施工通風距離超長，風管布置受限、漏風率大、風阻大等問題極為突出。對此，我們采用現場測試、室內試驗、數值模擬等方法開展研究，提出了隧洞施工通風12種不同方式、4種不同型式、7種不同介質等影響因素的計算方法和適用條件，構建并應用了多斜井利用自然風的施工通風模式；創立了風管、風道漏風率和摩阻系數的定量分析計算方法，實現了從經驗到定量的技術突破；創建了風倉結構尺寸與通風效率耦合作用的風倉精準設計方法。

　　目前，引漢濟渭一期工程已建成通水，隨著二期工程全面施工和三期工程設計方案加快推進，我深知身上的擔子依然繁重。唯有不懈努力、不斷創新，才能把引漢濟渭工程打造成造福一方的精品工程。

　　馴服“地下長龍” 橫穿巍巍秦嶺

　　講述人：中鐵十八局引漢濟渭項目部經理 宋偉

　　陜西缺水，全省人均水資源量僅占全國平均水平的一半，而71%的水資源分布在陜南地區，要想把陜南的水引入關中，秦嶺山脈就成了最大的“攔路虎”。

　　2012年11月，我調入引漢濟渭項目。我們的任務是從秦嶺底部打通一條隧道，將漢江水調入關中地區，再通過配水工程輸送到各個水廠，滿足西安、咸陽、渭南、楊凌等21個受水對象的生活及工業用水需求。

　　秦嶺特長輸水隧洞是人類歷史上首次從底部橫穿秦嶺，也是引漢濟渭工程的關鍵控制性節點。我們項目部負責施工的秦嶺隧洞嶺北段，是全線地質最復雜、工程風險最高、施工技術難度最大的“卡脖子”地段。

　　為馴服這條“地下長龍”，我們挑選精兵強將，組建了全斷面硬巖掘進機單機（TBM）施工專業團隊，配齊各類生產資源，強化科技攻關。其中，極高地應力下強巖爆是一項突出難題，一旦發生強巖爆，彈射出來的石頭就像子彈一樣，必須頭戴鋼盔、身穿防彈衣才能作業。2021年9月，發生了一次超強巖爆，一塊足足有半間臥室大的石塊突然崩落，場面異常驚險。為克服巖爆，我們采用HSP超前地質預報和微震監測雙重手段，預測巖爆可能發生的位置和強度，及時調整施工計劃，做好風險預案，順利通過了高頻強巖爆和極高地應力段。我參與研制的隧洞施工巖爆預警與防治技術，獲得了中國巖石力學與工程學會科學技術進步獎一等獎。

　　施工過程中，還遇到了非含煤地層有害氣體逸出、長距離通風、長距離連續掘進、長距離皮帶出渣及斷層破碎帶掘進等多項技術難題，我帶領團隊不懈鉆研、逐一攻克。

　　科技的加持、團隊的智慧，讓這條“地下長龍”越來越“聽話”。建設過程中，我們使用的秦嶺隧洞嶺北TBM創造了同類工況下TBM硬巖施工單日掘進50.5米、單月掘進868米的最高紀錄，為我國掘進機技術的應用和科研積累了寶貴經驗。2022年2月22日，在地下1808米的掌子面，隨著TBM刀盤緩緩沖破最后一道屏障破巖而出，這條全長98.3公里、最大埋深2012米的特長輸水隧洞實現全線貫通。

　　今年7月16日，在秦嶺山下的黃池溝配水站，漢江水穿越秦嶺山脈，從輸水隧洞口緩緩流出，那一刻，無數奮戰在一線的建設者濕了眼眶。接下來，我將牢記初心和使命，帶領團隊繼續逢山開路、遇水架橋。

　　握緊技術創新這把“金剛鉆”

　　講述人：引漢濟渭秦嶺隧洞嶺南TBM項目經理部負責人 王琪

　　2012年2月，我參與引漢濟渭工程建設。面對全斷面硬巖掘進機單機（TBM）設備的選型、組裝洞室尺寸的確定、斜井方案的優化、仰拱塊尺寸的確定等繁重工作，每個人都深感責任重大。我整日忙著“取經”求教，尋求解決方案，整個過程充滿艱辛。

　　2015年3月，TBM開始掘進。在近8個月時間里，掘進極為艱難，硬巖地段刀具大量磨損、軟硬不均巖層情況下刀具大量異常消耗……一系列地質問題接連不斷。巖石強度接近鋼板不說，最可怕的是施工過程中巖爆頻繁并伴隨著突涌水，加上洞內溫度高達40℃，相對濕度超過90%，極易造成人員疲勞和電氣元件損傷。

　　面對頻繁的強烈巖爆，我帶領團隊深入現場，從超前預測、治理措施到應急方案，每個細節全面分析，按照不同巖爆等級，制定了不同的作業原則，同時引進新材料新工藝，成功實現了巖爆的合理應對。面對突涌水，我們在反坡排水方案優化、新材料注漿堵水研發等方面取得突破，采取“鉆孔分流+表面嵌縫+淺層封堵+深層加固”的徑向注漿方法，在TBM后部對滲水、涌水進行封堵，規避了隧洞涌水安全與進度風險。我們全面改進供排風系統，洞內作業環境得到很大改善。通過實施一系列組合措施，我帶領團隊相繼攻克了具有“三高兩強一長”特點的復雜地質難題，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，保證了工程安全順利推進。

　　技術創新就是我們手里無堅不摧的“金剛鉆”。我常鼓勵團隊進行技術創新，結合現場施工情況，優化施工組織及技術方案，并多次邀請院士和隧道專家前來指導，工程的順利貫通，還凝集了國內隧道各方專家的智慧結晶。

　　不久前，引漢濟渭實現一期供水。11年的堅守，終于等到了這一歷史時刻。我會繼續努力當好“穿針引線”者，在工程一線培養更多隧道施工技術人才。

　　數字賦能 讓水流越來越智慧

　　講述人：陜西省引漢濟渭工程建設有限公司信息調度中心主任 王智陽

　　引漢濟渭工程建筑物類型多，建設周期長，聯動配合協調難度大，工程綜合難度世界罕見。利用先進信息技術實現科學精準調度，是保證工程安全運行的基本前提，也是工程難點之一。

　　調度運行需要多業務協同。我們在深入分析研究后，決定采用“控制專網、業務內網、業務外網”三張網的網絡結構，兼顧調度安全和方便數據共享，對于偏遠位置的遙測站及不便布線的地方，融合使用北斗衛星通信和無線網絡覆蓋，做到數據傳輸無死角。為此，引漢濟渭工程在秦嶺隧洞中敷設了325公里雙鏈路主備式96芯大對數通信海纜，為智能調度平臺傳輸海量數據。

　　秦嶺輸水隧洞洞長98.3千米，具有距離長、洞內潮濕、地質條件復雜等特點，在超長隧洞中敷設海纜沒有先例可循，我帶領團隊深入隧洞施工現場作業面，結合工程實際研究制定海纜分盤、運輸、施工方案。

　　面對傳統水利行業向信息化、數字化、智慧化的轉變，我們如何以業務需求為牽引，打造一套可以立體感知、全域覆蓋、多維可視、模擬推演的數字孿生工程？我們結合引漢濟渭自身調度運行需求，借鑒學習國內先進水利行業調度運行管理模式和信息化建設經驗，歷經四年夜以繼日的不懈奮戰，終于搭建起引漢濟渭工程調度運行數字孿生管理平臺，實現了工程統一調度、兩級管理、三級控制的數字化運行管理新模式。

　　此外，引漢濟渭數字孿生調度運行平臺還集成了水情自動測報系統、安全監測自動化系統、視頻監視系統、水質監測系統等，全方位貫通雨情、水情、險情、災情“四情”防御，落實預報、預警、預演、預案“四預”措施。同時搭載及配置調度模型、水力模擬調控模型，對工程全線調水過程模擬仿真，分析研判過程中流量、流速、水位、水質等關鍵參數，為精準調度、應急調度的方案編制和指令生成提供決策支持。

　　水質安全是引漢濟渭工程的生命線。為此，我們依據國家相關標準規范，制定了詳細的水質監測方案，除引漢濟渭水質檢測實驗室定期人工采樣外，還在引漢濟渭三河口水庫、黃金峽水庫和秦嶺隧洞出口建設三處水質自動監測站，層層把關。自動監測站就像忠誠的“哨兵”一樣，365天、24小時不間斷在線監測水質變化。我每天早上醒來第一件事就是查看水質監測數據，確保水質達標。

　　工程通水以來，平臺運行良好，初步達成建設目標。可以預見，未來在數字技術賦能下，平臺將為保障工程安全、充分發揮工程效益發揮更大作用。

　　項目團隊：光明日報記者 張勝、陳晨、李潔、張哲浩、王斯敏

　　《光明日報》（2023年09月04日 07版）