本刊記者 韓松
南水北調(diào)中線工程包括水源工程、渠首工程和干渠工程3部分,其中干渠工程起于河南省境內(nèi)的丹江口水庫陶岔渠首閘,在鄭州以西李村附近穿過黃河,沿京廣鐵路西側(cè)北上,進入河北省,最終到北京、天津,從渠首到北京團城湖總長1277公里。
陶岔渠首樞紐工程是南水北調(diào)中線工程的渠首,位于河南省南陽市淅川縣九重鎮(zhèn)陶岔村,是丹江口水庫的副壩和南水北調(diào)中線工程的標志性建筑。中線工程完工后,陶岔渠首將成為向中國北方京津冀等地區(qū)送水的“水龍頭”。建筑物主要有引渠、重力壩、引水閘、消力池、電站廠房和管理用房等。
渠首閘海拔高度162米,寬100余米,渠首閘以下為總干渠,全長8.9千米。渠首閘壩頂高程176.6米,軸線長265米。引水閘底部高程140米,分3孔,孔口尺寸寬7米,高6.5米,設(shè)計流量350立方米/秒,加大流量可達420立方米/秒。中央投資6219萬元人民幣,地方自籌資金7345萬元人民幣。
湍河渡槽工程位于河南鄧州市十林鎮(zhèn)與趙集鎮(zhèn)之間,距離鄧州市26千米,是南水北調(diào)中線總干渠第一個大型控制性工程,也是世界上目前最大的“U”型渡槽工程。渡槽長1030米,單跨槽身重量達1600噸。主要建筑物由右岸渠道連接段、進口漸變段、進口閘室段、進口連接段、槽身段、出口連接段、出口閘室段、出口漸變段、左岸渠道連接段9段組成,在右岸渠道連接段右側(cè)設(shè)有退水閘一座。
湍河渡槽是目前國內(nèi)同類工程中跨度最大,單跨過水斷面最大、單跨重量最大的輸水工程。湍河渡槽槽身為相互獨立的三槽預應力現(xiàn)澆混凝土“U”型結(jié)構(gòu),共18跨,單跨40米,單跨槽身重量達1600噸,設(shè)計流量為350立方米每秒,加大流量為420立方米每秒,是目前國內(nèi)同類工程中跨度最大,單跨過水斷面最大、單跨重量最大的輸水工程。
據(jù)悉,該工程總投資約2.6億元,防洪標準按100年一遇洪水設(shè)計,300年一遇洪水校核。
在南水北調(diào)中線工程中,方城埡口工程,是丹江水翻越伏牛山和桐柏山山口、進入黃淮平原的關(guān)鍵工程。埡口兩側(cè)地面高程200米以上,埡口處僅為146米,中線渠底高程為129米,丹江水要穿過南陽“盆沿兒”方城,只需在埡口處下挖17米即可。這里是南水北調(diào)中線工程必經(jīng)之地,與陶岔渠首、鄭州穿黃、進京水道一起,并稱中線工程四個關(guān)鍵工程環(huán)節(jié)。
方城埡口漢淮分水嶺段渠線長7.6公里,分置各類建筑物15座。其中,最大工程是黃金河倒虹吸,設(shè)計標準采用50年一遇洪水,由倒虹吸進口漸變段、進口閘室段、管身段、出口閘室段、出口漸變段組成,為4孔箱型結(jié)構(gòu),管身段長107米。
沙河渡槽跨河南沙河、將相河、大浪河三條大河。沙河渡槽全長9000多米,其中明渠長2.8881千米,建筑物長9.05千米,工程起點位于沙河南至黃河南段,終點設(shè)在魯山坡流槽出口50米處,與南水北調(diào)中線魯山北段設(shè)計單元相接,單槽重量達1200噸,U型結(jié)構(gòu)的槽身最大高度9.6米,遠大于一般橋梁的箱梁高度;同時,大跨度薄壁雙向預應力結(jié)構(gòu)的槽身空間受力復雜,架設(shè)難度極大,因多項工程指標排名世界第一而被譽為“世界第一渡槽”。
沙河渡槽是南水北調(diào)中線規(guī)模最大、技術(shù)難度最復雜的控制性工程之一。沙河梁式渡槽槽身采用U形雙向預應力結(jié)構(gòu),現(xiàn)場預制架槽機架設(shè)施工方法,據(jù)資料顯示,沙河渡槽綜合指標排名世界第一,將填補國內(nèi)外水利行業(yè)大流量渡槽設(shè)計及施工的技術(shù)空白。工程建成后,對加快南水北調(diào)中線干渠的全線通水,緩解京津及華北平原城市缺水狀況,具有重要意義,并將成為目前世界上規(guī)模最大的渡槽工程。
沙河渡槽設(shè)計單元段工程靜態(tài)投資為25.848億元,建設(shè)期利息0.7224億元,工程總投資26.57億元,工期41個月。
南水北調(diào)中線穿黃工程是整個南水北調(diào)中線的標志性、控制性工程。任務是將中線調(diào)水從黃河南岸輸送到黃河北岸,之后向黃河以北地區(qū)供水,一期工程設(shè)計流量為265立方米每秒,加大流量為320立方米每秒。
穿黃工程位于河南省鄭州市黃河上游約30千米處,線路總長19.30千米,主體工程由南、北岸渠道、南岸退水洞、進口建筑物、穿黃隧洞、出口建筑物、北岸防護堤、北岸新、老蟒河交叉工程,以及孤柏嘴控導工程等組成。其中最引人矚目的也是難度最大的穿黃隧洞,單洞長4250米,包括過河隧洞和邙山隧洞,其中過河隧洞段長3450米,邙山隧洞段長800米,隧洞采用雙層襯砌,外襯為預制鋼筋混凝土管片,內(nèi)徑7.9米,內(nèi)襯為現(xiàn)澆預應力鋼筋混凝土,成洞內(nèi)徑為7.0米。隧洞為雙洞平行布置,中心線間距為28米,各采用1臺泥水平衡盾構(gòu)機自黃河北岸豎井始發(fā)向南岸掘進施工。穿黃隧洞最大埋深35米,最小埋深23米。過河隧洞坡度由北向南由2‰變?yōu)?‰,邙山隧洞由北向南設(shè)計坡度為49.107‰。
穿黃工程從東平湖老湖區(qū)引水,在東平湖西堤(玉斑堤)建出湖閘,開挖南干渠至黃河南大堤前(子路堤)建埋管進口檢修閘,以埋管方式穿過子路堤、黃河灘地至黃河南岸解山村,經(jīng)隧洞穿過黃河主槽及黃河北大堤,在東阿縣位山村附近以埋涵的形式穿過位山引黃渠渠底,經(jīng)出口閘與黃河以北輸水干渠相接,工程全長7.87公里,總投資6.1321億元,工程總工期3年。
南水北調(diào)中線京石段應急供水工程南起河北省石家莊,北至北京團城湖,是結(jié)合向北京應急供水優(yōu)先安排的工程,除近期擔負向北京應急供水任務外,還擔負南水北調(diào)中線一期工程全線貫通后的輸水任務。工程建成后,可聯(lián)合調(diào)度河北省崗南、黃壁莊、王快、西大洋4座水庫向北京供水,2008年具備向北京應急供水的能力。
該工程線路長度307.5千米,其中明渠渠道長201.047千米,建筑物長度106.395千米(含PCCP管道56.199千米,低壓暗涵17.911千米,其它建筑物32.285千米)。起點位于石家莊市古運河,途徑石家莊市的新華區(qū)、正定、新樂和保定市的曲陽、定州、淶水、涿州等12個市(縣、區(qū)),穿北拒馬河中支后進入北京市,途經(jīng)房山區(qū)、豐臺區(qū)、海淀區(qū),最后到達頤和園團城湖。工程按立交輸水布置,在河北境內(nèi)以明渠輸水為主,在北京境內(nèi)以暗涵輸水為主。
漕河渡槽段工程,是中線京石段應急供水中的單項工程,除近期擔負著向北京市應急供水任務外,還擔負南水北調(diào)中線一期工程全線貫通后的輸水任務。工程位于河北省保定市滿城縣境內(nèi),由漕河渡槽、連接南北兩端的土渠段、吳莊隧洞以及石渠段、崗頭隧洞和漕河退水閘等組成,主干渠線路全長9319米,共有7座大小建筑物。設(shè)計輸水流量為135秒立方米,加大流量為150秒立方米。其中,跨越漕河的巨型渡槽長2300米、底寬20米、最大跨度30米,技術(shù)較復雜,施工難度較大,不僅是整個南水北調(diào)中線干線的最大渡槽,也是我國當前的最大輸水渡槽。工程總投資8.72億元,總工期3年。
中線京石段應急供水工程已于2003年12月開工建設(shè),有北京永定河倒虹吸工程、河北滹沱河倒虹吸工程、唐河倒虹吸工程、釜山隧洞工程等等。
天津干線工程全長155千米,始于河北省保定市徐水縣西黑山村西北(中線總干渠1120公里處),總體走向由西向東,沿線經(jīng)過河北省保定、廊坊的8個縣市和我市的武清、北辰、西青3區(qū),止于西青區(qū)曹莊村北出口閘。采用無壓接有壓地下鋼筋混凝土箱涵輸水,設(shè)計流量50立方米/秒,加大流量60立方米/秒。按可研階段估算,天津干線投資約85億元,建設(shè)工期約為3年,資金由國家統(tǒng)籌安排。此次開工建設(shè)的是天津干線天津境內(nèi)段工程,是天津干線的最末端,始自天津市武清區(qū)王慶坨鎮(zhèn)西南津冀交交界處,止于天津市西青區(qū)曹莊北出口閘,工程全長23.945千米,總投資14.77億元。
南水北調(diào)天津配套工程主要包括城市輸配水工程及用水分區(qū)水廠和供水管網(wǎng)工程。其中城市輸配水工程主要包括新建向中心城區(qū)供水工程、向濱海新區(qū)供水工程和王慶坨水庫工程,改建北塘水庫工程和引灤管線擴建工程等。
南水北調(diào)中線一期工程建成通水后,天津?qū)碛幸秊础⒁?個外調(diào)水源,形成雙水源互為備用、相互補充、協(xié)調(diào)配置、覆蓋全市的供水網(wǎng)絡(luò),為濱海新區(qū)開發(fā)開放和我市各項事業(yè)的快速發(fā)展提供更為充沛的水資源保障,提高我市供水安全保證率??梢哉f南水北調(diào)工程是天津引灤入津工程之后的又一輸水“生命線”。
北京段位于中線工程的末端,南水北調(diào)中線北京段工程總干渠從房山區(qū)北拒馬河中支南進入北京境內(nèi),穿房山山前丘陵區(qū),房山城區(qū)西、北關(guān),過大石河、小清河、永定河,穿豐臺西鐵路編組站北端進入市區(qū),從盧溝橋以東穿越京石高速公路,由岳各莊向北沿西四環(huán)路下北上與西長鐵路線、五棵松站地鐵、永定河引水渠相交,直至終點頤和園內(nèi)的團城湖,全長約80.4千米,采用管涵加壓輸水方案。北京段總干渠共穿越永定河、拒馬河、大石河等32條河流,穿越京石高速公路、西五環(huán)、西四環(huán)等12處公路,穿越京廣鐵路線、西長線鐵路、豐臺鐵路編組站等11處鐵路及五棵松地鐵1處。 北京段總干渠共劃分10個單項工程:北拒馬河暗涵工程、惠南莊泵站工程、PCCP管道工程、西甘池及崇青遂洞工程、大寧調(diào)壓池工程、永定河倒虹吸工程、盧溝橋暗涵工程、西四環(huán)暗涵工程、團城湖明渠工程、鐵路交叉和地鐵交叉工程等,除北拒馬河暗涵工程、惠南莊泵站工程外,其余八項工程有北京市南水北調(diào)建設(shè)委員會辦公室負責建設(shè)管理。