“作為廣東最大、國內(nèi)居前、行業(yè)矚目的國家重大水利工程，環(huán)北部灣廣東水資源配置工程的建設(shè)將面臨至少六大行業(yè)性乃至世界級的困難與挑戰(zhàn)。”

　　新近開工的環(huán)北部灣廣東水資源配置工程備受各界關(guān)注。作為工程特聘專家，中國工程院院士陳湘生表示，該工程與過去的水利工程相比，體現(xiàn)了我省近年來水利建設(shè)從防洪、發(fā)電或供水等相對單一目標(biāo)的開發(fā)方式，逐漸向水資源綜合高效利用轉(zhuǎn)變。水利工程建設(shè)的系統(tǒng)性要求更高，牽涉面更廣泛，要求兼顧水安全、水環(huán)境、水生態(tài)、水景觀、水文化等多方面的協(xié)調(diào)，因此技術(shù)更復(fù)雜、要求更高、難度更大。

　　在水利專家們看來，該工程供水體系龐大、隧洞地質(zhì)條件復(fù)雜等情況均為全國罕見。環(huán)北部灣廣東水資源配置工程的建設(shè)，不僅將系統(tǒng)解決粵西地區(qū)干旱缺水的問題，同時將通過科研創(chuàng)新攻克全新困難與挑戰(zhàn)，大力推動我省水利事業(yè)實(shí)現(xiàn)更大突破。

　　迎接六大挑戰(zhàn)??

　　江庫聯(lián)網(wǎng)調(diào)度等施工難度尤為突出

　　在環(huán)北部灣廣東水資源配置工程開工建設(shè)之前，廣東歷史上投資額最大、輸水線路最長、受水區(qū)域最廣的水資源配置工程是珠三角水資源配置工程。該工程采用深埋盾構(gòu)的方式，在縱深40米至60米的地下建造，旨在盡可能節(jié)約粵港澳大灣區(qū)地面及淺層地下空間資源，這在中國乃至世界水利史上均屬罕見。

　　如今，環(huán)北部灣廣東水資源配置工程的開工建設(shè)，標(biāo)志著我省重大水利工程建設(shè)在珠三角水資源配置工程的基礎(chǔ)上，邁上更高質(zhì)量發(fā)展的新臺階。該工程不僅刷新了廣東水利工程投資規(guī)模、輸水線路長度、受水區(qū)域范圍等紀(jì)錄，其多項(xiàng)指標(biāo)也均位居全國乃至世界前列。比如工程將應(yīng)用的取水泵站立式單吸單級蝸殼離心泵單泵容量世界最大，多功能大直徑掘進(jìn)機(jī)群類型及臺數(shù)全國最多。

　　新的紀(jì)錄意味著新的挑戰(zhàn)。在陳湘生看來，環(huán)北部灣廣東水資源配置工程的建設(shè)至少需要攻克六大行業(yè)性乃至世界級的困難與挑戰(zhàn)：一是復(fù)雜水情條件下江庫水網(wǎng)構(gòu)建與聯(lián)合調(diào)度；二是云開地塊多期次復(fù)雜蝕變風(fēng)化帶工程地質(zhì)勘察與研究；三是復(fù)雜水文地質(zhì)條件下高水壓隧洞襯砌結(jié)構(gòu)研究與設(shè)計(jì)；四是穿越復(fù)雜地質(zhì)條件下長距離深埋隧洞多功能TBM研制與施工；五是大流量超大功率離心泵研發(fā)與應(yīng)用；六是長距離深埋管道智慧運(yùn)維與保障。其中，江庫聯(lián)網(wǎng)調(diào)度、泵組研發(fā)應(yīng)用、高水壓隧洞襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、長距離輸水隧洞施工難度尤為突出。

　　以環(huán)北部灣廣東水資源配置工程將采用的江庫聯(lián)網(wǎng)調(diào)度為例，由于西江與粵西受水區(qū)的河、庫降雨徑流在時空上均存在差異，需要通過西江取水泵站、輸水線路等工程將西江和高州、鶴地等大中型水庫聯(lián)通，形成“一江兩庫三分干”的供水格局，構(gòu)建覆蓋粵西4市13區(qū)縣超大型復(fù)雜水網(wǎng)體系。因此，面對如此復(fù)雜的水情，要想提高受水區(qū)供水保障、調(diào)配外調(diào)水與調(diào)蓄水庫，以達(dá)到水資源時空均衡目標(biāo)，需要展開大范圍、跨流域的江庫聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合調(diào)度研究，實(shí)現(xiàn)水資源高效優(yōu)化配置。

　　與此同時，該工程通過5座泵站和近500公里管線將西江和沿線水庫聯(lián)網(wǎng)形成龐大供水體系，跨越4個地市，受水區(qū)域廣、供水線路長、泵站運(yùn)行工況復(fù)雜，沿線水工建筑物和機(jī)電設(shè)備的全面感知難度大，信息系統(tǒng)建設(shè)復(fù)雜。要進(jìn)行專門的智慧運(yùn)維研究，建立安全監(jiān)測、應(yīng)急保障、運(yùn)行便利等多位一體的智慧運(yùn)維保障體系，確保工程安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

　　高水壓、長距離、大埋深??

　　工程輸水隧洞建設(shè)將攻克諸多難題

　　與輸水線路總長約113.1公里、平均地下埋深40—60米的珠三角水資源配置工程相比，環(huán)北部灣廣東水資源配置工程輸水線路總長近500公里，其中輸水干線將穿越擁有粵西第一高峰的云開山脈，該段隧洞總長約64.5公里，最大埋深約910米，是迄今為止廣東埋深最大的輸水隧洞，其施工難度可想而知。

　　為保證工程總體的建設(shè)進(jìn)度，環(huán)北部灣廣東水資源配置工程將建設(shè)任務(wù)率先放在了位于茂名信宜市云開山脈腳下的貴子支洞，選擇從施工難度最大的地方開始攻關(guān)。

　　“云開山隧洞是本工程單洞最長隧洞，而貴子支洞恰巧位于F4大斷裂以及巖溶帶前段，貴子支洞前面一段采用TBM法施工，后面一段采用鉆爆法施工，施工難度極大。”工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)總工程師劉元勛介紹，“貴子支洞做好后，便于把后面一段突出地質(zhì)問題處理好，能更好地承前啟后，施工會更加順利，整個工程的工期更有保障。”

　　云開地塊沿線地質(zhì)復(fù)雜多變，輸水隧洞需穿越富水?dāng)嗔哑扑閹?、蝕變風(fēng)化深槽區(qū)、中高地應(yīng)力和巖爆地層等復(fù)雜不良地質(zhì)段。為適應(yīng)上述不良地質(zhì)條件，TBM設(shè)備選型難度大，需研發(fā)具備智能感知、防卡、脫困和支護(hù)等多功能TBM裝備和同步襯砌施工設(shè)備，同時建立適應(yīng)軟巖大變形、斷層破碎帶等富水?dāng)嗔哑扑榈貙訌?fù)雜地質(zhì)環(huán)境下TBM隧道快速支護(hù)及施工技術(shù)體系。

　　“TBM是指巖石隧道全斷面掘進(jìn)機(jī)，是一種集掘進(jìn)、出渣、導(dǎo)向、支護(hù)等功能于一體的隧道施工機(jī)械，依靠自身的強(qiáng)大推力，使用刀盤上的滾刀將巖石破碎，獨(dú)頭掘進(jìn)最長距離可達(dá)25公里左右，被稱為工程機(jī)械的‘掘進(jìn)機(jī)之王’?！敝需F裝備副總經(jīng)理王杜娟介紹，該工程近500公里的輸水隧洞將使用盾構(gòu)機(jī)和TBM以及部分鉆爆法施工共同完成。工程將投入12臺TBM集群施工，其中6臺直徑達(dá)9米以上，最大刀盤直徑達(dá)9.4米，在整個國內(nèi)水利建設(shè)史上都十分罕見?！澳壳拔覀円炎龊贸渥銣?zhǔn)備，工程使用的TBM設(shè)備制造及智能掘進(jìn)技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平?！?/p>

　　此外，環(huán)北部灣廣東水資源配置工程隧洞最大洞徑達(dá)8.2米，沿線穿越工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件復(fù)雜的云開地塊與濱海平原，隧洞高水壓問題同樣突出。

　　“該工程高壓隧洞HD值(工作水頭與管道內(nèi)徑的乘積)最高可達(dá)1420，為國內(nèi)長距離大直徑引調(diào)水工程之最?！眲⒃獎渍f，工程運(yùn)行期如何控制隧洞受內(nèi)壓裂縫發(fā)展防止內(nèi)水外滲、檢修期如何防止隧洞受外壓影響導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等，國內(nèi)外類似工程建成案例極少，因此需要針對復(fù)雜水文地質(zhì)條件下的高水壓隧洞襯砌結(jié)構(gòu)開展重點(diǎn)研究與設(shè)計(jì)。

　　系統(tǒng)化、生態(tài)化、智慧化??

　　未來水網(wǎng)建設(shè)對水利工程提出更高要求

　　“從上世紀(jì)60年代的東深供水（首期）工程，到如今的珠三角水資源配置工程、環(huán)北部灣廣東水資源配置工程，與傳統(tǒng)水利基礎(chǔ)設(shè)施相比，未來國家水網(wǎng)建設(shè)將呈現(xiàn)出系統(tǒng)化、生態(tài)化、智慧化等全新特征，對水利工程提出更高要求?！痹谒恐榻瘑T會有關(guān)專家看來，堅(jiān)持系統(tǒng)觀念，用系統(tǒng)論的思想方法分析問題，處理好開源和節(jié)流、存量和增量、時間和空間的關(guān)系，做到工程綜合效益最大化，成為當(dāng)下幾大重大水利工程建設(shè)的一大特色。

　　在不久的將來，粵西地區(qū)將通過環(huán)北部灣廣東水資源配置工程實(shí)現(xiàn)西江和本地水資源的互聯(lián)互通，為構(gòu)建“系統(tǒng)完備、安全可靠、集約高效、綠色智能、循環(huán)通暢、調(diào)控有序”的國家水網(wǎng)主骨架標(biāo)桿工程提供借鑒。隨著珠三角水資源配置工程的建設(shè)，西江、東江也將實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，可大大緩解東江水資源過度開發(fā)的困境，深圳、香港、東莞將從完全依賴東江單一水源調(diào)整為東江、西江雙水源，供水保障水平大幅提升；粵東諸市則將通過粵東水資源優(yōu)化配置工程實(shí)現(xiàn)韓江與本地水資源的互聯(lián)互通，大幅提升區(qū)域供水保障水平，系統(tǒng)性解決我省水資源時空分布不均的難題。

　　與此同時，環(huán)北部灣廣東水資源配置工程建成后，從西江引入的新增供水每年可幫助粵西地區(qū)退減地下水超采區(qū)開采量5.66億立方米，退還被擠占的生態(tài)環(huán)境用水1.85億立方米，逐步恢復(fù)該地區(qū)地下水動態(tài)平衡，緩解因地下水超采導(dǎo)致的地面沉降、海水入侵等方面的生態(tài)與環(huán)境問題，大幅度改善天然河道的水生態(tài)環(huán)境。

　　水利專家認(rèn)為，重點(diǎn)水利工程建設(shè)不僅在擬訂設(shè)計(jì)方案時考慮盡可能避免工程建設(shè)對敏感生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生新的破壞，最大限度地優(yōu)化設(shè)計(jì)方案以減緩不利影響，同時將逐步承擔(dān)起對歷史遺留生態(tài)問題的修復(fù)責(zé)任，這也成為當(dāng)下和未來水利事業(yè)的一大發(fā)展要求。

　　“環(huán)北部灣廣東水資源配置工程牽涉到多種水源、多種用戶，涵蓋供水、防洪、灌溉、生態(tài)等多種水資源利用目標(biāo)，系統(tǒng)需要根據(jù)來水和用水的預(yù)測預(yù)報(bào)保障輸水系統(tǒng)的高效調(diào)度運(yùn)行。”陳湘生介紹，珠三角水資源配置工程不僅在深埋盾構(gòu)及TBM輸水隧洞的設(shè)計(jì)和施工方面積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，其開發(fā)的涵蓋工程建設(shè)五大控制模塊的管理系統(tǒng)，也可為環(huán)北部灣廣東水資源配置工程“移植”使用。

　　珠三角水資源配置工程以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，打造了基于BIM技術(shù)的工程數(shù)據(jù)中心，全面支撐建設(shè)管理、智能監(jiān)管、安全監(jiān)測、征地移民等綜合管理。環(huán)北部灣廣東水資源配置工程則將在此基礎(chǔ)上，擬結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)開展智能業(yè)務(wù)應(yīng)用及孿生引擎等研究，為實(shí)現(xiàn)智慧化運(yùn)營和精細(xì)化決策提供技術(shù)支持。

　　可以預(yù)見，采用數(shù)字化、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，推動水網(wǎng)工程智能化、數(shù)字化升級改造，構(gòu)建數(shù)字孿生水網(wǎng)，提高水網(wǎng)智能化建設(shè)、管理和調(diào)度水平，也將成為未來水利工程建設(shè)不斷探索升級的新方向。