地下铁军  鏖战滇中(摘要篇)

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    一、 滇中引水一期工程概述

    滇中引水工程是目前全国在建的引调水工程中投资规模最大、建设难度最高的水利工程。地质条件在国内引调水工程中最复杂。

    2017-8-4正式开工。设计年调水量34亿m3,流量135 ~20 m3/s。惠及6个州市千万人民及高原湖泊。

    水源、输水干线主体工程为一期工程。工期96个月,2023年调整动态总投资为825.76亿元(新增招标项目投资不在内)。    

    输水线路总长664km,其中主隧洞58座,总长612km,占比达92%为世界之最。长度大于10km的特长隧道23座,其中的超长隧洞:24~30km的4座, 超过30公里的3座。

    输水隧洞的施工支洞120条91.2km  水源工程各类隧道共95条24km。 各类隧洞总长727km。各类建筑物总长755km。 

    有3个设计单位,11个监理公司参加,18个工程(集团)公司承建共44个标段。施工中有增加项目标。  

水  源  工  程    

    线路总长5.4km(以单流道计)。最大提水净扬程 219.16m,出水池水位2035m(红河州终点1400m)。地下泵站机组12台套按六机一洞布置,开挖总量146万 m3 主泵房开挖长217m,宽23.4m,高48m, 总开挖量24万m3,为世界最大,离心泵单机容量4万kw、总装机容量48万kw,为亚洲最大。

水源工程平面布置图

地下泵站平面布置示意图

    23-8-15,  水源工程完成开挖。24年初,首台水泵机组座环蜗壳吊装就位;水压试验一次性通过。

 一期工程施工概况

    截至22年5月,输水工程累计掘进435km,总体进度实现过半。   

    至23年8月,累计完成投资638亿元。累计评定验收15.5万个单元工程,合格率100%,优良率89%,没有发生质量安全责任事故。 

    至23年底,输水建筑物完成开挖571km,衬砌(含钢管安装)360km,分别占总长664km的 86%、54%。完成固定资产投资575亿元 。

    长24~30km超长隧洞施工进度:

    大理段海东隧洞25.3km,支洞4944m。至24年4月,主洞开挖23km。 狮子山隧洞29.4km,支洞2914m。至23年3月,主洞掘进21km。

    楚雄段施工4标大转弯隧洞24.5km,支洞4826m。23年11月全洞贯通。凤凰山隧洞25km,支洞6028m。其中的施工5标主隧洞总长13.3km,于24年5月全部贯通。

    23年8月9日,昆明段2标12.73公里隧洞全面贯通。11月,衬砌全部完工。这是一期工程中首个隧洞施工全面贯通和衬砌的主体标段。 8月,龙庆隧洞11.2km,在特长隧洞中首个贯通。

    至24年6月,昆呈隧洞3个主标段中,第4、5标段隧洞贯通。

    穿过昆明主城区和盘龙江的龙泉倒虹吸标段,长5.07km,“龙祥号”盾构机施工,22-6-21全线贯通。 

     24-7-2,玉溪段已开挖完成隧洞总长的98%

    小于24km隧洞51座总长320km。至24年5月贯通30座121km。      

    24年4月,玉溪段扯那苴隧洞贯通,长6.09km。这是滇中引水工程的重点难点工程,也是三个“卡脖子”隧洞工程之一(即香炉山、小扑、扯那苴)。 

    24-05-25,红河段最长的大坡子隧洞贯通,长19.46km。5个标段中的第3、4、5标段隧洞全部贯通   

    高产掘进纪录

    水源工程20年8月开工,至22年-9月,各类隧洞平均每天掘进27米。单条隧洞最高月进尺203.9米。

    香炉山隧洞3-1#施工支洞,21年3月进尺82米,达到国内同类型斜井隧洞施工顶尖水平。

   “云岭号”TBM,22年4月进尺663m,突破国内同级别洞径单月进尺最高纪录。

    20年5月,昆呈隧洞9#支洞创滇中引水工程全线斜井Ⅴ级围岩单月开挖支护70.8米纪录。

    小扑隧洞创日掘进9m的省水利工程主洞开挖进度记录。

     24-9-26,二期工程“龙润号”月掘进里程达到735.8米,再次刷新自始发以来的月掘进纪录 。

观  音  山  倒  虹  吸

    位于楚雄州禄丰县,长9.82km,流量100 m3/s,是目前国内在建最长、规模最大的倒虹吸引水工程。钢管内径4.2m,节长10米,平均重30t。安装量7.3万t,镇墩71个,单根管道伸缩节79个。

    21-6-24,首节压力钢管安装。至22-6-14安装3420米。 24-02-15,铺设管道已完成9.62公里,占总长的98%。

滇中引水工程一道壮观、靓丽的风景线

 滇 中 引 水 二 期 工 程   

     由中国电建昆明院牵头设计,22-8-26全面建设动员大会召开。

    线路总长1883公里,布置骨干线及各级分干线、支线170条,新建扩建调蓄水库5座,泵站55座,供水水厂112座,穿跨各种交叉760余处。总工期70个月,总投资440亿元。 

    23-08-15,二期配套工程累计完成概算投资116.55亿元,完成管道安装92km、隧洞掘进11km。

    大理段骑马山隧洞全长10.42km,采用了TBM机掘进。

 香炉山隧洞简介

    香炉山隧洞跨越金沙江与澜沧江分水岭,穿越具有“世界地质博物馆”之称的滇西北横断山脉,沿线发育13条大断层,多个岩溶水系统,地质条件特别复杂。长度62km,最大埋深1450m。是滇中引水控制性工程。

    隧洞直径8.3~8.8m。设计9条施工支洞总长11km。分为3个标段施工。设计月进尺:钻爆法平洞120~60m;TBM法450~200m。  

二、香炉山隧洞第1标    

    由中铁十四局承建。工程项目:主洞0+500至13+900,长13.4km;  1#支洞,前期勘察试验洞,17年11月开工。19年10月完成开挖。  2#支洞,前期勘察试验洞,18年5月贯通。

    23-04-10,香炉山隧洞起始段(含出水池)5000米贯通

    三、第2标—“上甘岭之战”

    水电十四局承建。工程项目:

    1、主洞长22.9公里,其中TBM掘进2 段长14.7公里。

    2、施工支洞4条:3#长876m,斜度26°。 3-1#长1432m,滇中引水第一长斜井。斜度14.3°。含TBM组装间。4#长1132m,斜度27°,滇中引水第一陡。含TBM拆卸间。5#前期勘察试验洞,长1246m,斜度24.71°。含TBM组装间。

     3#支洞,21-05-27完成。3-1#支洞21-10-16完成。 两个支洞平均日进尺1~1.5米。

    22-04-19,3#、3-1#区间主洞贯通,长0.9km。

3-1#支洞弘毅号TBM机的组装间

将安装19米高的双梁桥机

    4#支洞施工:18年9月开工,经2年完成400多米。现在,4#支洞仍在艰难掘进。

    5#支洞施工:2017年10月开工。

    穿越0+532涌水突泥口,1年半前进了6m ,开工以来平均月进尺13m。循环治理段70m,耗时428天!

    新增竖井K27#,21年底施工招标,井深566m和井底TBM组装洞建筑工程,投资1.4亿元。23-8-28完成井身开挖。    

    新增地面预注浆:23年5月招标,钻孔总长6.4km,注浆段3.5km。施工投资1.5亿元,工期425天。

     新增竖井32#、34#,24-4-23招标,水电十四局中标,位于剑川县金华镇。井深842m、907m。投资6.6亿元,工期883天。   

     弘毅号TBM掘进

    22-7-5,部件起运下井,分93车次运完。组装后步进至掌子面。 22年9月20日弘毅号始发。    

01:13

     23-10-20报导:弘毅号遭遇囊状火山灰地层段。火山灰岩具有高孔隙率和水分敏感性,易软化变形,强度和稳定性较低,很容易崩塌和滑动。弘毅号TBM机受困无进度报告。   

    四 、香炉山隧洞第 3 标

    中铁隧道局承建,18年10月开工。

    1、主洞25.796km,占全洞的41%。TBM段20.84km,占81%。最大埋深1450m为香炉山隧洞之最。

    2、7#支洞长1913m,为滇中引水最长支洞。 设计 TBM机在7#支洞外组装后,掘进进洞。施工改变为钻爆法掘进1660m后,由TBM掘进。

     3、 8#支洞长651m 。19年10月贯通。 21-6-29,至出口主洞3.6km贯通。

     4、旁通洞(预备方案)201m。

    20-8-18,云岭号TBM机步进进洞,经28天到掌子面。10月19日始发试掘进。

    21-4-8,进尺突破1千米。21-4-19,单日掘进38.6米(全拱架支护围岩条件),进入高产稳产阶段。

     21-6-29,隧洞出口与8#支洞主洞区间贯通,长3.6公里。

    云岭号第一次受卡困及脱困  

    21年5月,云岭号在F-Ⅱ10芹菜塘断裂带受困,21-10-28恢复掘进。

    22-5-16,掘进突破4km。至22年10月、11月,云岭号已完成4.7~4.8km掘进支护(含二衬?)。  

    云岭号第二次受卡困

   至24年初,在F12鹤庆--洱源活动大断裂软岩大变形段,卡住云岭号的腰致其严重受困。采取常规举措仍然难以阻住钢拱架折弯和挫断变形,现场施工进入到“支护—变形—拆换—支护—再变形”的循环之中。

    23年12月初召开“香炉山隧洞TBM改造改进研究小组专题研讨会”。会议认为,香炉山隧洞极端不良地质软岩大变形程度罕见,难题处置极为复杂,对现有TBM和新增通道TBM的选型、改造研究势在必行。

    新增6#支洞,24-4-2招标为一个标段,5月15日开工。施工12.25亿元。监理0.17亿元。

     全长6622m,采用钻爆法+TBM施工,总工期1020天。

   五、 昆呈、小扑隧洞    

 1、 昆 呈 隧 洞

    总长56.6km 。起点流量55m3/s,断面6.68 ×7.22m,终点4.58 ×4.58m,流量40m3/s。除进口外,分3个标段。支洞16条,总长11.47km。其中,斜井6条,兼检修洞4条。

    22-7-10,首个主洞区间贯通。

    22-4-14, 累计开挖48.44km,

    22年8月至23年2月,顺利下穿昆河、南昆铁路、南昆客专线。

    23-9-27,第7标实现标段贯通。

    24-6-9,  第6标实现标段贯通。

    2、龙泉倒虹吸管

    位于昆明城市主城区,下穿盘龙江为最大风险控制点。 全长5.07公里,D5m,进口流量70m3/s,中部设分水口后55m3/s。

    采用“龙祥号”盾构机掘进。

    接收井基坑深度77.3米是目前国内之最,断面R8m。基坑围护连续墙R10m、深度96.6米,帷幕止水。   

    17年8月开工。21-06-24,龙祥号成功穿越盘龙江,附近的跨江大桥“零沉降”,盘龙江“零污染”。

    22-06-21,倒虹吸全线贯通。

    3、小 扑 隧 洞

      小扑隧洞在玉溪段首部,总长31.9km。流量40m3/s。断面尺寸4.582×4.582m。设8条支洞总长5.54km。20-02-28开工。

    小扑隧洞是Ⅰ级高风险隧道,砂化白云岩是是小扑隧洞最典型的不良工程地质问题。

    21年9月已完成掘进1.9km。      

    23-6-1,推算小扑隧洞主洞至少完成25.6km,占全长的80%!

    24-7-2,小扑隧洞4#5#支洞区间主洞贯通。玉溪段已开挖完成隧洞总长的98%,

六、施工大型机械设备    

     1、“云岭号”敞开式TBM机   

   D9.83m,长235m,重2050t。最大推力3200吨。   

    2、“弘毅号”敞开式TBM机

    D9.84 m,是目前国内自主研制的世界引调水工程最大直径TBM,长245m,重2100t,最大推进速度120mm/分钟。   

    3、“龙润号”单护盾式TBM机  

    23年 8月在四川德阳下线。 。 开挖直径4.6米,长度465米。为应对二期工程骑马山隧洞特殊地质情况,进行了针对性设计。    

     敞开式TBM机,不进行全环管片衬砌,由撑靴提供推进反力。针对施工大断层、大变形的问题,目前多选用敞开式TBM 。   

    4、“龙祥号”盾构机

    复合土压平衡式。长90米,重500t,,开挖直径6.47m,最大推力4086t,最大推进速度80mm/分。“龙祥号”盾构机代表了当前盾构行业最前沿的技术水平。  

七、改 革 与 科 技 创 新 

    1、投 资 改 革,中国中铁控股

    2019年,建管局完成了25个标段引入社会资本招评标,中国中铁联合体中标,合同估算价287亿元,以“股权投资+施工总承包”模式承建,投资60亿元。

    22-05-12,中铁集团响应国家“通过整合资源,支持央企控股上市公司做强做优”的精神,以110亿元对价收购云南信增公司的部分股权,实现控股。    

    中国中铁公司是建筑类的八大央企之一,在滇中引水投入巨资,说明当今时代,国有企业开展资本运作是大势所趋,公司并购将成为企业运营的通常做法。

    控股方可直接获得更多施工业务和建成后的经营利润。斩获了二期工程的绝大部份项目,合同估算价210亿元。

    2、科 技 创 新

    成立防控协同创新中心    

    21-11-12,由滇中引水建管局联合中国水科院、长江科学院、清华、河海等26家知名科研院所建立的"云南省联合地下工程重大突水突泥灾害防控协同创新中心"挂牌成立。 对砂化白云岩灌浆加固、组织研制TBM机和盾构机,引进新型设备,工艺工法创新、推广新技术、新材料。

    砂化白云岩隧洞关键技术研究

    2022年12月,《砂化白云岩隧洞变形机理与控制关键技术研究》课题组在小扑隧洞完成灌浆试验,为研发的经济型高渗透致密灌浆材料的可灌性、灌浆工艺参数的确定测试,提供了有效数据支撑。  

    新型支护试验 

    23年7月,由昆明理工大学牵头的滇中引水科研项目“复杂赋存条件下的红层软岩隧洞工程施工期关键技术研究”,在国内首次现场新型支护试验取得成功。建立了Ⅳ类(软)围岩中大断面开挖无钢拱架新型支护体系

    水泵机组设备国产化

    若从国外进口高扬程大功率的大型泵站设备,每吨成本达四五十万元。经3年多的攻坚,实现了水泵机组设备国产化,将每吨成本降至18万元到20万元,总费用节约5亿多元。 

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