近日,南水北调后续工程的首个重大项目——“引江补汉”已进入全面施工阶段。在距离出口段施工隧洞200米的地方,数字孪生智能建造中心正运用科技力量为水利工程建设赋能。这里的数字孪生智能指挥系统能够提前预警、预判可能遇到的围岩异常变化、突泥涌水等情况,确保施工的安全与高效。截至3月24日, 位于丹江口市境内的引江补汉工程出口段输水隧洞已掘进1335米。
“智慧大脑”赋能,引江补汉跑出“加速度”
春分时节,水飞冰落,江雾茫茫。在丹江口市的汉江右岸,引江补汉工程建设之艰,犹如雕琢大地的诗篇,每一寸管线的铺设、每一段隧洞的掘进,都是对自然规律的尊重与挑战。
全长194.8公里的引江补汉工程从长江三峡库区引水入汉江,终点位于丹江口水库大坝下游汉江右岸安乐河口,建成后每年可以向汉江补水近39亿立方米。该工程于2022年7月7日开工建设,对充分发挥中线工程输水潜力、增强汉江流域水资源调配能力、进一步提高北方受水区的供水稳定性有着重要作用,是“十四五”期间构建国家水网的重要一步。
引江补汉工程出口段输水隧洞全长5085米,过水洞洞径10米,最大埋深209米,最小埋深横穿两陨断裂带仅34米,具有大埋深、大洞径的施工特点。
起自襄阳谷城县陈家山村梅子沟水库一带,止于丹江口市安乐河河口上游约475米——出口段隧洞以丘陵地貌为主,隧洞施工将穿越软岩大变形、断裂带、高地应力、高水压等复杂地质,可能遭遇突泥涌水、强岩爆、有毒有害气体、高温严寒等施工难题,复杂地质伴随高安全风险。加之,洞径属中长距离有压引调水隧洞之最,多方原因杂糅,在很大程度上制约了工程进度及竞赛节点目标的实现。
循流而下,易以至;倍风而驰,易以远。面对大埋深、大洞径及复杂地质所带来的重重挑战,中国水电五局秉持科技赋能、创新驱动的理念,采取了一系列先进施工技术和科学管理方法,成功克服了工程建设中的难点,不仅按期完成了“百日大干”竞赛目标,更以优异的表现超额完成了既定任务。水电五局引江补汉项目在全力进行《基于数字孪生的引江补汉输水隧洞全机械化协同施工技术研究》等课题研究的同时,大力增加大型机械化配套和智能化设施投入,引进大跨度全液压栈桥、信息化智能衬砌台车、三臂凿岩台车等施工重器,全方位提升信息化工装水平。
在“智慧大脑”的赋能下,引江补汉工程建设跑出了“加速度”!“咚咚咚……”3月23日上午,记者步行走进隧洞施工现场看到,伴随着机器轰鸣声,全电脑三臂凿岩台车在电脑定位系统的辅助下,实现了开挖自动定位和精确钻孔。三臂凿岩台车以其高精度、高效能的特点,在隧洞掘进过程中发挥了至关重要的作用。
三维激光“扫描”,隧洞施工充满“科技感”
见知于早,杜渐防萌。针对洞内施工可能遭遇的强岩爆和有毒有害气体问题,出口段建立了完善的应急救援预案,开展防汛、消防、突泥涌水等应急演练,并配置了相应的防护设备和检测仪器。
引江补汉工程建设管理三部工程处处长蔡连利介绍说,通过三维激光扫描技术和自动化定位系统,该设备能够在复杂的地质条件下精确控制钻孔位置和深度,大幅减少了人工操作的误差和不稳定性,有效应对了软岩大变形、断裂带等复杂地质环境带来的挑战,显著提高了开挖质量和效率,降低了安全风险。
“除此之外,集成混凝土浇筑、振捣、养护等功能于一体的信息化衬砌台车,通过实时监测与智能控制系统,能够精准控制混凝土衬砌的质量与厚度,确保隧洞结构的安全稳固,进一步提升了隧洞施工的科技含量与安全性。”他说,尤其在穿越高地应力区域及长距离有压引调水隧洞的情况下,其优异的表现极大的保证了隧洞衬砌质量和进度,有力推动了工程的整体进程。
建设者通过对岩石物理力学性质的研究分析,合理选择“短进尺、弱爆破、强支护、勤观测”的施工原则和精细化爆破方案。与此同时,加强通风排气设施建设和有害气体监测报警系统布置,切实保障了作业人员的生命安全。
践行“绿色工地”,打造引江补汉“样板化”
远山如墨,春分晴雨,近山愈发青翠。自丹江口市安乐河套口河桥拾阶而上,中国电建彩旗迎风招展,工区绿植摇曳摆荡,俯仰之间,一栋栋蔚蓝封装箱房耸立。
这里,是引江补汉工程出口段厂站区,也是中国水电五局打造引江补汉“样板化”工程的亮丽名片。
如何倾力打造引江补汉工程的标杆示范?建设者积极回应和落实业主单位的各项要求,全面升级施工设施与技术手段,在工地现场建立了集高效、环保于一体的全封装拌合站,该拌合站实现了从原材料存储到混凝土生产全过程的封闭管理,有效降低了噪音、粉尘污染,践行了“绿色工地”的理念。
同时,配套建设先进的砂石骨料筛分系统,利用智能化设备对砂石进行精准筛选和分级处理,确保了工程材料的质量可靠性和使用效率,为高质量推进工程建设奠定了坚实基础。
不仅如此,在距离出口段施工隧洞200米的地方,中国水电五局还在引江补汉项目构建了数字孪生智能建造中心,通过实时数据采集、分析和可视化呈现,将实体工程与虚拟模型紧密结合,实现对施工现场的全方位、全天候监控及精细化管理,极大地提升了施工过程中的决策科学性与作业效率,有力推动了“智能化工地”建设进程。据介绍,这里的数字孪生智能指挥系统能够提前预警、预判可能遇到的围岩异常变化、突泥涌水等情况,确保施工的安全与高效。
让水利数据流动起来,实现共建共享。如今,像这样的数字孪生系统建设已经相继在我国的七大流域开展。
胸怀“国之大者”,构筑坚不可摧“生命线”
终日乾乾,与时偕行。中国水电五局建设者用实际行动诠释了对工程质量、安全、环保的执着追求,以科技之光点亮引江补汉的伟大航程,使之成为南水北调后续工程中熠熠生辉的智慧丰碑。他们披星戴月,跋山涉水,科学规划,精细管理,将现代化施工技术与传统智慧熔铸一体,在实践中磨练技艺、总结成果,“百日大干”期间申报企业工法3项、实用型专利技术1项,确保了工程技术保障稳固如磐。严冬酷暑,风雨无阻,建设者用行动践行着质量安全高于一切的理念,以严谨的质量管控体系与安全防护措施,为引江补汉工程构筑起坚不可摧的“生命线”。
一库碧水连通南北,长河泱泱,利泽万方。南水北调,国之重器。
如今,一张更安全、更高效、更智能的现代化国家水网正在加快建设。作为南水北调后续工程首个重大项目——引江补汉工程已进入全面施工新阶段。
江河“牵手”织水脉,泽南并济北。引江补汉工程建成后,将实现三峡工程和南水北调两大国之重器隔空“牵手”,可有效提高汉江流域水资源调配能力,增加南水北调中线工程北调水量,并为引汉济渭实现远期调水规模创造条件。
建设者深知胸怀“国之大者”,就要有“功在当下,利在千秋”的“舍我”精神,为我国南水北调后续工程树立起一座科技赋能、安全高效的样板工程,让“沧浪”之水润泽四方,书写中华民族伟大复兴的崭新篇章。
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