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珠三角水资源配置工程有望年底建成,惠及约5000万人口

探秘大湾区超级调水工程“大心脏”

来源:南方都市报     2023年03月23日        版次:GA04    作者:魏凯 吕华当

  工程全线采用深埋隧洞方式,在纵深40米至60米的地下空间建造输水管道。(示意图)

  鲤鱼洲岛,建设者们正在进行泵组安装施工。

  西江上的佛山市顺德区鲤鱼洲岛,是珠三角水资源配置工程的起点。岛上正在建造的泵站将充当整个工程“心脏”。

  岭南春来早,潮涌珠江畔。早春时节,粤港澳大湾区地下约60米深处,机器轰鸣、焊花闪烁,10000多名建设者全力奋进,国家水网骨干工程、粤港澳大湾区重要基础设施——珠三角水资源配置工程正在向着年底通水的目标冲刺。

  近日,经过700多天的不懈努力,广大建设者克服设备运输、定位安装等多重困难,工程A1标项目鲤鱼洲泵站首台泵组顺利安装完成,为后续工程投产运行提供了有利条件,也为年底建成通水打下了坚实基础。

  “宽扬程变速水泵”创世界之最

  珠三角水资源配置工程西起佛山顺德,东至深圳公明水库,主要以地下深埋盾构方式穿越粤港澳大湾区核心城市群,全长113.2公里。在佛山顺德西江干流中心的鲤鱼洲岛上,配置工程鲤鱼洲泵站正在加快建设。

  走进鲤鱼洲泵站正在建设的主泵房内,8个直径近6米的水泵安装井呈“一字形”纵向排开,建设者们正在进行紧张有序的安装工作,场面颇为壮观。日后,这座泵站将充当整个工程“心脏”的角色,在西江进行抽水、送水,为这座超级调水工程提供“生命”。

  “鲤鱼洲泵站是工程的第一级泵站,设计流量80m3/s,由8台单级单吸蜗壳离心式水泵组成,总装机容量72000KW。”工程顺德管理部机电管理负责人徐刘兵介绍,这不是一台简单的泵站机组,而是暗藏诸多利器、历经科研攻关后诞生的“宽扬程变速水泵”,是世界上流量变幅和扬程变幅最大的离心式水泵。扬程变幅从16.3米到48米。“整个泵组都由我们自主研发,其研发与生产难度之大,不仅创下了国内水利行业记录,更为今后同类水泵研发与生产提供了宝贵经验。”徐刘兵说。

  水泵的扬程,通俗理解就是水泵能把水送到的高度,也就是水泵有多大的“力气”。那么,这组泵站为什么需要这么巨大的流量变幅和扬程变幅呢?原因是因为受季节性变化,西江水位在汛期和枯水期变化大,相差有七八米之多。该工程在抽水时,既要满足整个工程庞大的设计输送水量,也要结合上游来水量及时调整控制抽水量,做到自由灵活抽水,因此就需要“会变速”的宽扬程水泵。

  10月底前完成所有泵组安装

  “这么先进的水泵在安装过程中,也要克服不少困难。”粤水电珠三角水资源配置工程A1标项目副经理张建国介绍,泵组的部件在吊装过程中,要面对各部件体积大、重量大,吊装过程中控制难度大、座环蜗壳吊装距离超远(工作半径40米)、转子部件90度翻身以及安装精度要求高等难题。为此,项目建设团队精心制定相应的吊装方案和保障措施,应用BIM+GIS技术提前从方案编制、图纸设计、设备选型、焊接安装等方面对部件吊装的重难点工序进行模拟,精准定位各空间坐标,最终实现了将转子定位精度控制在正负0.5毫米以内等高精度安装难题。

  张建国表示,目前该项目正在向年底通水总目标发起冲刺,计划在10月底前完成所有泵组的安装工作,并同时逐步开展静态调试,确保11月1日开展首台泵组的动态调试工作,为年底工程全线通水奠定坚实基础。

  未来,源源不断的西江水将从鲤鱼洲泵站这颗“大心脏”出发,以深埋盾构方式在地下行进,一路向东,途经广州、东莞,最终到达深圳公明水库。该工程每年可供水17.08亿立方米,解决穗莞深生产生活缺水问题,并为香港等地提供应急备用水源,解决挤占东江流域生态用水问题,为大湾区高质量发展提供战略支撑和水资源保障。

  速览珠三角水资源配置工程

  全长113公里 征地仅2600亩

  2022年10月29日上午,随着“粤海42号”TBM掘进机在东莞大岭山破岩而出,珠三角水资源配置工程全线48条盾构隧洞全部贯通,后续转入全面内衬阶段。该项目力争在2023年底建成通水,预计惠及全省约5000万人口。

  大国重器助推超级工程

  珠三角水资源配置工程是国务院部署加快建设的全国172项节水供水重大水利工程之一,是广东省“五纵五横”水资源配置骨干网络重要组成部分,也是继港珠澳大桥之后粤港澳大湾区又一项重大基础性工程,由粤海集团负责投资、建设与运营。工程从西江干流佛山顺德鲤鱼洲取水,向广州市南沙区、东莞市和深圳市供水,并为香港特别行政区以及广东番禺、顺德等地区提供应急备用供水条件,惠及约5000万人口。

  工程全长113公里,设计年供水量17.08亿立方米,总投资约354亿元,设计总工期60个月。工程采用深埋隧洞输水方式,其中盾构隧洞总里程135公里(部分线路双洞),开挖直径4.1米至8.3米,同时投入了29台土压平衡盾构机、18台泥水平衡盾构机和1台TBM掘进机共计48台,以国产为主的大型隧洞掘进设备助力工程建设,输水隧洞开挖深度和盾构机投入规模之大均属国内罕见。

  深埋隧洞节约两万亩土地

  该工程瞄准“打造新时代生态智慧水利工程”的建设目标,全线采用深埋隧洞方式,在纵深40米至60米的地下空间建造输水管道,永久征地仅2600亩,与传统地面输水方式相比较,节约了约两万亩土地资源,为未来发展预留宝贵地表和浅层地下空间。

  克服多重挑战

  从第一台盾构始发到最后一台盾构贯通,珠三角水资源配置工程的“盾构征程”克服了大量困难。工程建设须攻克长距离深埋盾构施工、高水压衬砌结构设计及施工、宽扬程变速水泵研发、长距离深埋管道检修等多项世界性难题。仅在盾构掘进阶段,该工程就面临“埋深大、水头高、穿越多、地质复杂”等诸多风险挑战。

  一是“埋深大”,隧洞整体埋深约60米,是普通地铁盾构施工深度的2至3倍,盾构机设计耐压比较高,盾构开舱作业存在极大风险,同时也给盾构施工垂直运输带来新难题。

  二是“穿越多”,工程穿越珠三角核心城市群,沿线共穿越105处重要建构筑物,其中穿越高铁4处、地铁8处、高速12处、江海16处,对上部结构的保护极其严苛,穿越施工困难重重。

  三是“地质复杂”,工程地处素有“地质博物馆”之称的珠三角,沿线穿越众多地下断层、破碎带等复杂地层,加之埋深大等因素,给盾构选型及施工带来巨大挑战。

  创下多项纪录

  一大批知名院士、行业专家与上万名建设者一道,克服恶劣天气、地质条件复杂等多重不利影响,不仅顺利实现全线盾构贯通目标,还创下了目前已知多项行业、国内乃至世界纪录,建成后还有望成为世界上流量最大的长距离有压管道调水工程。

  与此同时,该工程还创新运用智慧监管手段、行业前沿技术、自主研发设备,引进了气垫式双通道泥水盾构机,采用垂直皮带机用于渣土运输、深层液氮快速冻结盾构开仓等创新技术,助力盾构穿越硬度极高、地层复杂、断裂带密集的狮子洋、大金山、大岭山等关键节点,并创造了6米级盾构单月456米、单日32米,8米级盾构单月448米、单日40米,TBM单月986米、单日47米的盾构掘进纪录。

  采写:南方日报记者 李赫 南都记者 魏凯

  通讯员 杨明诺 单小亮 粤水轩

  摄影:南都拍客 吕华当 南方日报记者 董天健

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