川观新闻记者 邵明亮 摄影 何海洋
伴随着机器轰鸣声，坚硬的岩层被盾构机头上的刀片迅速切分成碎屑……近日，向家坝灌区北总干渠猫儿沱江底隧洞项目正式始发。该隧洞全长1352米，采用盾构技术掘进，盾构机整机重量1300余吨，整机长度135米，开挖直径9.2米，是目前全国水利行业采用的最大直径盾构机。
盾构机在城市地铁、市政道路等隧道施工中被广泛使用，但猫儿沱江底隧洞却是我省水利建设史上首次使用盾构技术穿越江底。在1352米的隧洞中，有400米的长度要下穿岷江江底，是此次隧洞施工的最大难点。为什么要选择使用盾构技术下穿江底？工程面临哪些施工难点？又将如何克服？
成本增加57%，为何要选盾构技术穿江底？
渠道要跨江河，一般有两种方式：一是在江面上搭建渡槽，另一种就是在江底修建隧洞。相比于搭建渡槽，修建江底隧洞无论是从资金需求和技术难度方面都有更高要求，但为何选择后者？
"主要是基于两方面的考虑。"中铁十二局集团第七工程有限公司向家坝灌区北总干渠一期工程项目部副总工程师刘宇琦介绍，猫儿沱江底隧洞穿越的岷江段，是长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区重要水域，如果采用搭建渡槽的方式，势必要在江面上开展施工，会对江内水生生物造成影响。而另一方面，岷江航道是长江水系主要通航支流之一，水面施工同样会影响航道正常通航。
舍弃渡槽方案，江底隧洞的施工同样也面临选择。
隧道施工，传统的掘进方式一般是采用钻爆法，即在岩壁上钻孔后放入炸药进行爆破，最后进行清渣。这种工程施工的优点就在于成本低，但缺点就是速度慢。而在江底施工，钻爆法的安全风险更是增加不少。
"经过公司和中科院专家反复论证、研讨，我们决定放弃传统钻爆法施工，采用更先进的盾构技术。"向家坝灌区公司总经理廖建强介绍，尽管盾构技术让猫儿沱江底隧洞的成本增加了57%，但工程的建设效率也随之增加，施工周期也可大大缩减。
克服重重技术难关，创造多个行业记录
一台盾构机并非适用于任何施工场景。地铁、市政道路等场景使用的盾构机开挖直径一般在6.2米左右，而猫儿沱江底隧洞的开挖直径达到了9.2米。由于是目前全国水利行业采用的最大直径盾构机，因此其他盾构机无法直接拿来使用。
"如果定制一台新的盾构机，成本在1.5亿左右，为了节省成本，业主方、施工方与中铁重工合作，租用了一台盾构机在长沙进行改装，改装费用只花了2000多万元。"刘宇琦介绍，当时用了50多辆重型卡车才把这个1300多吨的"大家伙"从长沙运到宜宾。
掘进过程中，在400米长的岷江江底，覆土埋深最浅处仅11米，盾构机下穿过程中将承受巨大水头压力。"相当于每平方米的面积上要承受1.2吨的重量，面临旋流和透水裂隙层等风险，对施工具有很大挑战。"刘宇琦介绍。
由于之前是用于地铁施工，改装前，这台盾构机只有土压一种掘进模式。虽然在岷江底仍然可以采用土压方式进行掘进，但效率及安全性将打折扣。如何克服巨大水头压力给施工带来的风险？
为此，考虑到盾构机要在岷江底进行施工，项目部对盾构机进行了优化升级，采用了泥水加土压的双模平衡式盾构技术进行掘进。"土压模式和泥水模式可在不同地质情况下无缝切换。比如在岷江江底，盾构机就可以切换到泥水模式进行掘进，确保掘进效率的同时兼顾安全。"刘宇琦说，这是全国水利项目首次使用泥水加土压的双模平衡式盾构机。
与此同时，盾构机从岷江右岸始发，下穿民房、绕城高速、岷江后，从一个直径22.4米，深度113.5米的超深大直径竖井内拆解退场，这也是全国水利项目目前最深的大直径超深接收竖井。
廖建强介绍，猫儿沱江底隧洞于去年11月进场，预计2023年完成隧洞施工。"该项目的顺利施工为向家坝灌区工程北总干渠一期一步工程2024年8月达到通水条件奠定坚实基础，也可为我省今后大洞径穿江底隧洞的工程施工积累经验。"
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向家坝灌区工程，是向家坝水电站综合开发利用任务确定的配套工程，是我省"五横六纵"引水补水生态水网工程中重要组成部分，也是国家172项重点水利工程之一。
向家坝灌区工程规划以长江为界，分为北总干渠和南总干渠。灌区开发任务以灌溉为主，兼顾城乡生活、工业供水。工程建设范围涉及四川省宜宾市、自贡市、内江市、泸州市和云南省水富市22个区县。灌区工程多年平均取水量17.82亿立方米，规划灌面530万亩，同时向宜宾、自贡、内江、隆昌、泸州供水，可补充解决灌区内143个城镇（其中8座县城）和400余万农村人口用水问题。整个工程概算总投资约305亿元，计划工期15年，分三期实施，即北总干渠一期、北总干渠二期和南总干渠，其中一期工程分为一期一步和一期二步两步实施。
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