凿山通道,治水惠民,这是华夏民族千年治水的理想和信念。从《禹贡》中“导河积石”的古老智慧,到如今水利工程的创新实践,中华民族与水共生的历史,始终铭刻着不畏艰难、勇于开拓的精神。
祖国北疆,一条“地下长龙”正在书写新时代的治水传奇——引绰济辽输水工程隧洞段犹如钢铁脊梁,穿越大兴安岭余脉的重重山峦,将绰尔河的清流化作润泽蒙东大地的生命之源。
绰尔河几字湾
在这里,5台国产TBM掘进机如同“草原鲮鲤”,在复杂地质条件下,以千米级月进尺创造了“中国速度”;建设者凭借“带压开舱换刀具”的勇气,在蛟流河畔完成了无先例可循的顶管施工挑战;智能巡检机器人如深水“明眸”,时刻洞察输水隧洞运行状况,为安全输水保驾护航。
隧洞贯通的轰鸣,仿佛应和着千年的治水梦想。这条用钢铁意志和现代科技铸就的地下长河,正是“绿水青山就是金山银山”的鲜活写照——北疆沃土,正因汩汩清流焕发勃勃生机。
隧洞使命
站在文得根水利枢纽的大坝上极目远眺,远山如黛,流云舒卷,脚下水平如镜,倒映着天光。就在这山水交汇处,一座高耸的塔式取水结构拔地而起。从这里开始,绰尔河清澈的河水将告别地表,一头扎进幽深的地底,开启一场穿山越岭之旅。
鸟瞰文得根水利枢纽
“引绰济辽工程,简单说,就是把绰尔河丰富的水资源引调至相对缺水的兴安盟南部和西辽河流域,解决蒙东地区工业和生活用水问题。”内蒙古引绰济辽供水有限责任公司总工办负责人指着线路图向记者介绍。这条输水干线全长391.036公里,受地形限制,前段山区为183.59公里长的隧洞段,因其长度长、埋深浅和地质条件复杂,被建设者视为整个工程的“硬骨头”。后段平原区为PCCP管线段(预应力钢筒混凝土管),全长207.446公里。
隧洞段主要由取水口、隧洞、暗涵、倒虹吸(一种水利工程建筑物,主要用于渠道与道路、河流或山谷等障碍物交叉时,使水流通过障碍物下方的封闭管道自流穿越,实现输水目的。)等组成,当隧洞不可避免地与地表河流、公路、铁路相遇时,就需要特殊构造来跨越。在民生嘎查和特默河设计采用了坚固的暗涵结构。尤其是特默河暗涵,以大开大合之姿,将1#隧洞与2#隧洞无缝衔接起来。“施工的地方坡度陡、水量大。”一位参与施工的工人回忆,“2021年冬天,为了抢在封冻前完成关键节点,大伙儿真是豁出去了,愣是比原计划提前啃下了这块‘硬骨头’。”
引绰济辽输水工程取水口
更大的挑战在归流河与洮儿河下。这里,两座倒虹吸如钢铁巨龙般深潜河床之下。洮儿河倒虹吸长2453米,穿过了省道、供水管道和乡间小路;归流河倒虹吸更长,达到3772米,同时穿越了河流、铁路和国道。“这都是靠大开大挖,浇筑箱涵后,再进行回填,工程量巨大,是隧洞能顺利穿越的关键支撑点。”工作人员向记者解释道。
然而,最让大家揪心的,还是蛟流河顶管施工……
顶管奇迹
“一开始我们设计的是倒虹吸,就像归流河、洮儿河那样。”工程有关负责人坦言,“但经过地质勘探和反复论证,发现不是最优解。”946米长的施工线上,地层结构极其复杂,被工程师称为“上软下硬”的“三明治地层”——70%的地段是软土覆盖着硬岩,25%是坚硬的整块岩石,还有5%是胶结性很差的泥砾层,再加上丰富的地下水。“传统的大开挖做倒虹吸,风险太高,成本巨大,对突泉县水源地影响也大。”
蛟流河顶管始发井
经过数次研讨,一个大胆的方案被确定:采用顶管技术!用一台顶管机,像“蚯蚓钻土”一样,在地下把直径4.3米的钢筋混凝土管道一节一节顶进去。这在国内如此复杂地质条件下进行如此大口径、长距离的顶管施工,尚无先例。
2022年5月,“江源蛟流号”顶管机昂首始发。这台量身定制的“国之重器”装备了能啃硬岩的刀盘、特种轴承和独立的人舱系统。但挑战才刚刚开始……
“阻力太大了!”现场技术负责人至今心有余悸,“‘上软下硬’的地层,刀盘受力不均匀,刀具磨损特别快。泥浆套(用于润滑和支撑管壁)在复杂地层里很难形成和维持。管道姿态稍微控制不好,就可能偏离设计轴线。”最惊心动魄的是更换刀具。当刀具磨损到极限,必须派人进入刀盘前方的高压舱内更换。这被称为“带压开舱”,极其危险。
顶进
2022年8月1日,一场与时间和压力赛跑的换刀作业开始了。16名经过严格特种训练的工人,分成4组,轮番进入那个充满未知的高压空间。“每次进去不超过30分钟,压力相当于水下几十米深。”一位参与换刀的工人回忆道,“穿着厚重的防护服,在里面拧螺丝、换刀具,体力消耗巨大,精神高度紧张,出来时浑身湿透,像从水里捞出来一样。”每一次开舱,都是对意志、体能和技术的极限考验。
江源蛟流号贯通
450多个日夜,建设者相继攻克了复合地层泥浆配比难题、解决了“岩饼”堵塞问题、优化了极寒天气下的施工工艺……终于,在2023年9月26日,“江源蛟流号”成功抵达终点!这标志着我国在大口径、长距离、复杂地层顶管施工技术上取得了重大突破。
TBM首秀
如果说顶管施工是点上的攻坚,那么打通183公里隧洞主体,则是5台真正的“地下巨兽”线上的突围——全断面硬岩隧道掘进机(TBM)发挥了重要作用。它们被赋予充满草原祝福的名字:“草原吉祥号”“草原如意号”“草原平安号”“草原和谐号”“草原安达号”。
TBM下线仪式
2019年末,“草原吉祥号”在兴安盟突泉县境内发出第一声轰鸣,拉开了TBM在内蒙古水利工程史上首次大规模应用的序幕。“这5台TBM,清一色国产,是攻坚94.169公里长隧洞的主力军。”水电六局负责TBM施工的生产副经理自豪地说。这些钢铁巨兽近300米长,重达千吨,集开挖、支护、出渣于一体,巨大的旋转刀盘啃噬着岩石,后方的撑靴牢牢撑住洞壁提供反力,出渣皮带源源不断地将碎石运出。所过之处,圆形隧洞自然成型。
“以前这种高端设备基本依赖进口,价格贵,维护难度大。”施工人员向记者介绍道,“经过这些年的发展,国产TBM不仅在国内市场占了绝对主导,还出口到世界各地。引绰济辽工程这5台TBM,就是国产装备崛起的见证。”
隧洞段TBM精准贯通
隧洞施工的地质环境堪称“地质博物馆”。浅埋段、断层带、富水区交错纵横。由水电六局承建的58.5公里隧洞尤为艰难,“草原平安号”与“草原和谐号”分别需要长距离逆坡掘进18.8公里和19.4公里,难度倍增。
“机器金贵,人更金贵。”施工人员道出了他们的“养机之道”,“我们掘进24小时,维护保养3到4小时,让机器得到充分的‘休息’和‘体检’,这样才能保持最佳状态。”
专业团队的精心操作,让这些国产“钢铁巨龙”不断刷新着纪录:
2021年3月,“草原平安号”月进尺1289米,“草原和谐号”月进尺1358米,刷新了国内同级别洞径TBM月进尺纪录;
2021年11月19日,“草原安达号”单班进尺52.2米,单日进尺101.2米,创下了国内同级别洞径TBM最快日掘进纪录;
2023年8月,“草原和谐号”月进尺1380.19米,再次刷新国内同级别洞径TBM月进尺最高纪录。
2023年,“草原和谐号”更是创下连续5个月月进尺超过千米的惊人成绩……
衬砌挑战
2023年12月23日,兴安盟科右前旗科尔沁镇远光村的地底深处,随着“草原如意号”巨大的刀盘破岩而出,引绰济辽工程最关键、最艰难的183.59公里输水隧洞段宣告全线贯通!
2023年12月23日,引绰济辽输水工程隧洞段全线贯通
隧洞贯通,只是“万里长征走完了第一步”。接下来,要为这条“地下巨龙”穿上坚固的“金甲”——进行混凝土衬砌。“衬砌,就是在开挖好的隧洞内壁上,再浇筑一层高强度的混凝土内衬。”工作人员比划着说,“就像给水管加内胆,目的是让隧洞更坚固、更耐久。”
开挖衬砌前
这项工作看似简单,实则困难重重。“最大的问题就是空间太狭窄!”技术人员指着图纸,“洞径最小的只有4米多,最大的5米多。大型机械难以施展,很多工序要靠人工作业和小型机具。”洞内常年阴冷潮湿,渗水不断,需要持续抽排才能创造作业条件。“工期紧,压力非常大。”自2021年9月3日首个隧洞启动衬砌,建设者就在这狭小的空间里与时间赛跑。
衬砌洞初次支护
2024年,工程进入衬砌高峰期。2#隧洞在交叉作业的重压下,不仅完成了年度目标,还提前完成了全部衬砌任务,全年衬砌长度高达26.3公里!这惊人的效率背后,是隧洞混凝土质量控制研究中的两大攻坚“利器”:
利器一:精准配比。针对隧洞阴冷潮湿、空间狭窄的特点,反复试验优化混凝土骨料配比,研制出流动性好、强度高、收缩小的特种材料。
利器二:工艺革新。创新设计了灵活高效的自动喷淋养护装置,可以紧跟在衬砌台车后面作业,实现“边浇筑边养护”,大大提高了狭小空间里的养护效率和质量。
TBM衬砌后效果
“这里最不容易!”2024年6月8日,5#-2支洞施工现场,中铁隧道局引绰济辽输水工程隧洞段施工四标生产副经理指着眼前的作业面,声音有些沙哑。他管理的5#-2工区曾两次遭遇严重的涌水事故,被迫停工长达5个月。“水哗哗地往隧洞里灌,眼看着心血要白费。”回忆起那段艰难时刻,施工人员依然眉头紧锁,“没办法,只能硬着头皮上。加大抽排力度,在关键位置打止水帷幕,进行深孔灌浆堵漏……我们把它当成一场战斗,水是盾,灌浆就是我们的矛!”
靠着这股韧劲,他们硬是从汹涌的地下水中抢回了宝贵的工期。“天南海北聚到这里,就为了引水成功那一天。等绰尔河的清流到了通辽,那才是我们所有人的勋章!”工人朴实的话语,道出了数万建设者的共同心声。
攻坚克难
引绰济辽输水工程隧洞段的建设史,几乎就是一部与涌水、塌方搏斗的历史。复杂的地质构造、丰富的地下水,让涌水和塌方成为施工中挥之不去的阴影。
谈及涌水,5#-2工区TBM掘进队长仍然心有余悸:“那是2021年4月,5#-2主洞上游突然像开了闸一样,地下水喷涌而出!日涌水量高达3.5万立方米,远超我们当时的排水能力!”他用手比划着当时的高度,“水涨得飞快,支洞与主洞交叉口,水一下子就没过了膝盖。最吓人的是,岩壁上喷出的水柱,像消防水枪一样喷出一米多远。水位眼看着就淹没了TBM轨道。”更糟糕的是,就在这时,照明线路突发故障,整个隧洞瞬间陷入一片漆黑,“就剩下安全帽上的矿灯,像萤火虫一样晃着。大家只能听着水声,摸着设备,深一脚浅一脚地往外撤,心里是真没底啊。”
洞内拦围堰分级挡水
“那场面,活脱脱一个‘水帘洞’!”当时在现场参与抢险的TBM维保人员补充道,“抢险队员穿着雨衣雨裤泡在冰冷刺骨的水中一站就是三四个小时,堵漏点、接水管、修设备,雨衣根本挡不住,浑身上下湿透,冻得直哆嗦。只能咬牙坚持,轮换着上。”
深入洞内查看水情
危急关头,党员带头冲在前面,全体人员拧成一股绳。引绰济辽公司和各参建单位迅速调集资源。加大洞内抽水泵的功率,在洞外开挖临时集水坑和排水渠分流,在地表钻孔进行超前灌浆封堵……经过近一个月不分昼夜的鏖战,肆虐的涌水终于被暂时降服。然而,涌水的威胁并不能根除,在其他标段,类似的战斗也时有发生。“治水”,贯穿了隧洞施工的全过程。
水患刚平,塌方又至。
隧洞断层处理
在科右前旗俄体镇境内的5#-3支洞,一次大面积塌方不期而至。“轰隆一声巨响,感觉整个洞都在晃!”5#-3支洞上游施工班长描述道,“一块巨大的岩石掉下来,后来称重有247吨!直接把路堵死了,碎渣还在不断往下掉。”现场瞬间紧张起来。“先保安全!”施工班长立即指挥班组抢险,“塌方区后面3米范围,马上用钢拱架和喷射混凝土加固,稳住塌方体。前面塌下来的那块石头,用破碎锤一点点打碎运走。”整个抢险清障过程,持续了整整一个月。
智能护航
在山东大学一间宽敞明亮的实验室里,一个模拟引绰济辽输水工程隧洞段水下环境的大型水池正在运行,水流湍急,洞壁湿滑。一台橙黑相间、形似小型潜艇的机器人,正灵巧地沿着模拟洞壁巡游。它顶端的360度高清摄像头如同敏锐的眼睛,仔细“检视”着洞壁混凝土的表面。突然,画面定格在一处预设的裂缝上。机器人内置的智能系统迅速分析,屏幕上立即显示出裂缝的位置、长度、预估深度,甚至给出了初步的修补建议……
引绰济辽工程水下巡检机器人
“这就是我们和山东大学联合研发的第3代水下智能巡检机器人。”工作人员站在机器人模型旁,向记者介绍,“它将来要负责给183公里长的隧洞做‘体检’。”
时间回溯至2022年。面对未来输水隧洞长距离混凝土裂损检测难题,引绰济辽公司与山东大学携手,启动了“隧洞混凝土裂损自动检测与智能识别”研究项目。目标很明确:研发适用于复杂水下环境的智能检测技术与装备。经过几年的联合攻关,从实验室的雏形到工程样机,如今投入试验的已是凝聚双方智慧结晶的第3代水下巡检机器人。
“它的最大优势是能在不中断供水的情况下实现精准‘问诊’。”工作人员指着机器人后面连接的黑色缆线说,“这根线既是它的‘生命线’(供电),也是‘信息线’(传输数据和指令)。小家伙设计得很灵活,顺流逆流都能走。最核心的是它的‘大脑’——集成了高精度定位、高速通信和智能图像识别算法,能实时分析传回的画面,自动识别裂缝,并生成详细的‘体检报告’,位置精确到厘米级。这比传统的人工潜水检测或者放空隧洞检查,效率高太多了,也更安全。”
水下巡检机器人下水试验
记者了解到,这位即将上岗的“水下尖兵”已经历数万次严格的模拟测试。其独特的外观设计、核心的智能检测系统和精密的机械结构,已成功获得5项国家实用新型专利。“目前,它已整装待发,即将投入引绰济辽工程的实地应用中。”工作人员充满期待,“这将是内蒙古重大水利工程中首次应用的水下智能巡检装备。”
从绰尔河畔出发,183.59公里的地下长河(隧洞段),凝聚着无数建设者的智慧、汗水乃至勇气。他们驾驭着国产重器,在黑暗的地下与涌水搏斗、与塌方抗衡,用毫米级的精度为北疆打造出一条“生命之河”。当智能机器人未来潜入隧洞,默默守护这条动脉,当清冽的绰尔河水最终奔涌南下,润泽干渴的土地与城市,那些曾回荡在大兴安岭地下的轰鸣、那些沾满泥浆的面孔、那些惊心动魄的抢险时刻,都将化作北疆大地上最深沉的回响。
引绰济辽工程通辽市莫力庙水库末端出水口
引绰济辽,这条穿越群山的地下水脉,在输送清流的同时,不仅凝聚了党和国家对蒙东地区的关怀,也书写了工程建设者坚韧不拔、开拓创新的时代精神。
记者:韩雨格 通讯员 梁建
更新时间:2025-07-04
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