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引江补汉工程: 千米地下,“钢铁巨龙”穿山引水

来源:科技日报时间:2025-12-02 17:34:39

  初冬的鄂西北山区寒意袭人,但在引江补汉工程输水总干线进口段施工现场,却是一派火热景象。沿施工支洞下行千余米,抵达隧洞深处,仿佛进入一个巨大的“地下宫殿”。近日,科技日报记者走进引江补汉工程现场,实地探访智能建造如何为这一超级工程赋能提速。

  党的二十届四中全会明确提出,“加快建设现代化水网,增强洪涝灾害防御、水资源统筹调配、城乡供水保障能力”。作为南水北调后续工程的首个开工项目,引江补汉工程正以科技为引擎,全力推进建设进度。截至目前,工程主隧洞掘进已超14.5千米,支洞掘进超32.5千米。

  中国南水北调集团江汉水网公司总经理、总工程师周阳宗介绍,工程全长194.7公里,将连通三峡工程和南水北调中线工程。建成后,南水北调中线多年平均调水量将从95亿立方米提升至115.1亿立方米。

  中国科学院院士陈祖煜直言,引江补汉工程是我国在建长距离有压引调水隧洞中单洞长度最长、洞径最大、综合难度最高的工程项目之一。

  走进引江补汉工程土建2标段6号平洞,只见巨大的全断面隧道掘进机(TBM)“江汉平安号”如同一条钢铁巨龙,发出低沉的轰鸣,前端近百把滚刀,正一寸一寸啃噬着坚硬岩壁。

  操作室内,屏幕上各项参数飞速跳动,操作员李昌鸿全神贯注地监控着这个庞然大物的每一个“呼吸”与“脉搏”。

  “我们现在所处的位置,埋深已超过400米,未来最大埋深将达到1000米。这里的地质条件极其复杂,高地应力、高水压、岩爆、突涌水……每一项都是世界级挑战。”中铁三局引江补汉工程土建2标总工程师符海斌介绍。

  符海斌坦言,高地应力、高水压、高地温,是横亘在团队面前的“三座大山”。在千米深的地下,岩石承受的巨大应力一旦释放,极易引发剧烈岩爆,如同地下“炸弹”;高压地下水如同悬在头顶的“水盆”,随时可能击穿隧洞;高地温则让隧道内如同“桑拿房”,考验着设备与人员的极限。

  面对极限挑战,唯有创新方能破局。引江补汉工程,已成为我国高端装备制造和智能建造技术集中应用的“练兵场”。

  在引江补汉工程项目数字孪生智能建造中心,电子大屏实时显示着工程进度、设备运行、人员位置等数据。点开数字平台系统,隧洞立体图上闪烁的红点代表施工人员。“通过安全帽上的定位芯片,我们可以清晰掌握洞内人员分布和实时状态。”符海斌说。

  这套数字孪生系统是工程的“智慧大脑”,实现了对全线25条施工支洞、数十个工作面的统一调度和智能管控。视频监控、有害气体监测、智能广播等系统联动运行,一旦发现险情或违规操作,可立即发出预警,全方位保障施工安全。

  符海斌介绍,为应对复杂地质,工程投入了10台“量身定制”的国产超大型TBM。如“江汉平安号”等设备,集成传感、探测、支护等功能于一体,实现了“掘、支、锚”一体化同步施工,其刀盘设计和材质针对极硬岩进行了特殊优化,耐磨性和破岩效率国际领先。

  陈祖煜表示,项目团队还特意为工程装上了“透视眼”——超前地质预报系统。该系统可通过地质雷达、地震波等手段,对TBM前方上百米的地质条件进行“CT扫描”,提前预判风险。同时,团队建立了基于大数据和人工智能的岩爆智能预警与动态防控体系,能对微震信号进行实时分析,筑牢安全防线。

  “‘江汉平安号’还集成了超前钻机系统,能够对掌子面前方50米距离进行钻孔,通过出水量、是否塌孔、出水是否浑浊判断前方围岩情况。”符海斌补充说。

  “智能建造贯穿工程建设全过程。”周阳宗介绍,从BIM(建筑信息模型)全生命周期管理,到隧洞内无人驾驶运输车、智能浇筑机器人,数字化、智能化技术渗透到设计、施工、运维的每一个环节。

  周阳宗表示,公司将深入贯彻落实党的二十届四中全会精神,围绕“建设一流水网企业、建设一流水网工程”目标,守牢安全底线,严把工程质量,强化科技创新,努力将引江补汉工程打造成国家水网建设示范标杆。

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