走進(jìn)平陸運(yùn)河馬道樞紐船閘深如峽谷的閘室，平展的“谷底”上，一排排混凝土“長凳”吸引著人們的目光。仔細(xì)觀察，每張“長凳”下還藏著一道狹長幽深的縫隙。
現(xiàn)場工程師介紹，“長凳”的正式名稱是“消能蓋板”，而縫隙則是閘室的充排水口，其下連通的，便是整座船閘的輸水廊道。
可以想象，當(dāng)閘室啟用，大量水體快速通過輸水廊道從充排水口進(jìn)出，攜帶巨大能量的水流在消能蓋板的分割下趨于平緩，閘室內(nèi)的船舶猶如乘坐“水上電梯”，在航道里上下穿梭、往來自如。
消能蓋板和充排水口是省水船閘精密輸水系統(tǒng)的末梢。這一系統(tǒng)破解了省水船閘的一個(gè)難點(diǎn)：如何讓水安全高效輸送，保障船舶的通航順暢。
今年2月，平陸運(yùn)河馬道樞紐輸水廊道一角的施工現(xiàn)場。廣西云-廣西日報(bào)記者 周軍 攝
輸水廊道是輸水系統(tǒng)的核心。與常規(guī)船閘輸水廊道只需連通航道上下游不同，平陸運(yùn)河馬道、企石樞紐是世界最大的三級疊合式省水船閘，其輸水廊道還連通著三級省水池，設(shè)計(jì)、建設(shè)難度成倍增加。
更為關(guān)鍵的是，省水船閘除了“省水”，還要“省時(shí)”。“馬道、企石船閘單閘次最大峰值分別為每秒519.6立方米和595立方米，輸水量達(dá)30多萬立方米，相當(dāng)于170個(gè)游泳池，而時(shí)間需要控制在16分鐘內(nèi)，以提升船舶的通行效率。”南京水利科學(xué)研究院水工水力學(xué)研究所總工李中華說。
為此，建設(shè)團(tuán)隊(duì)圍繞省水船閘輸水系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)展開攻關(guān)，馬道、企石樞紐采取四區(qū)段八支廊道的分散輸水系統(tǒng)形式，同時(shí)設(shè)置96組輸水支孔，保證輸水的快速平穩(wěn)。復(fù)雜嚴(yán)密的輸水系統(tǒng)，助力了平陸運(yùn)河打造世界運(yùn)行速度最快的省水船閘。
如果觀察馬道、企石樞紐輸水廊道的三維動(dòng)畫模型，會發(fā)現(xiàn)總長度超過4000米的管道分層布設(shè)、縱橫交錯(cuò)，猶如龐大的“地下迷宮”。
要把這座“地下迷宮”從圖紙搬到實(shí)處，殊為不易。
馬道、企石樞紐都是高水頭船閘。馬道樞紐水位落差達(dá)29.6米，企石樞紐達(dá)27米。水流從差不多9層樓的高度奔涌而下，對輸水廊道和船閘結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的沖擊力。
“為了克服高速水流的影響，我們通過設(shè)計(jì)合理的廊道線型和轉(zhuǎn)彎半徑，改善廊道內(nèi)水流的流速和流態(tài)，并在廊道內(nèi)壁采用強(qiáng)度更高、抗沖刷、耐磨性更好的混凝土。”平陸運(yùn)河馬道樞紐設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人袁和平道出應(yīng)對之策。
復(fù)雜的線型、彎道，使輸水廊道的異型斷面極多，精準(zhǔn)澆筑成為難題。
常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)物澆筑使用的模板是方方正正的，而平陸運(yùn)河輸水廊道的模板卻截然不同，鵝頸狀、分叉狀、駝峰狀……“疊形省水池船閘是世界首創(chuàng)，模板設(shè)計(jì)沒有先例。”在企石樞紐項(xiàng)目副總工白露露的電腦里，600多張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙拼出輸水廊道的三維輪廓，用于指導(dǎo)現(xiàn)場施工。
“鵝頸段”是輸水廊道的關(guān)鍵部分，顧名思義，其形狀就像天鵝的脖子。“企石樞紐輸水廊道的鵝頸段總高度有27米，截面形狀隨著高度的上升不斷變化，施工工藝及質(zhì)量控制難度極高。”企石樞紐項(xiàng)目總工李洪江介紹，建設(shè)團(tuán)隊(duì)運(yùn)用BIM技術(shù)提前介入模板設(shè)計(jì)，對鵝頸段進(jìn)行逐段分析，設(shè)計(jì)專用模板，并進(jìn)行調(diào)整和驗(yàn)算，確保每一個(gè)角度、每一個(gè)弧度都精確無誤。
輸水廊道猶如船閘樞紐的血管，廊道內(nèi)壁需要長期承受高速水流的沖刷，表面的一點(diǎn)凹凸，都有可能引發(fā)空蝕，危害“血管”的健康。行業(yè)規(guī)范要求的平整度是10毫米，平陸運(yùn)河立足“優(yōu)質(zhì)工程”目標(biāo)，提出了8毫米的標(biāo)準(zhǔn)。
“8毫米的平整度，跟鏡面也差不多了。”平陸運(yùn)河集團(tuán)廣西平陸運(yùn)河建設(shè)有限公司副總工程師唐策乾說。常規(guī)施工技術(shù)措施達(dá)不到要求，那就大膽創(chuàng)新。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，他們摸索出“振、填、搓、抹、收”的平整度提升“五步法”，打造出如鏡面般光滑細(xì)膩的廊道內(nèi)壁。
如今，已經(jīng)完成建設(shè)的輸水廊道正靜臥在平陸運(yùn)河樞紐船閘之下，等待澎湃水流的檢驗(yàn)。當(dāng)運(yùn)河正式通航，閘門啟閉間，水流將沿著這條地下“超級管道”絲滑涌動(dòng)，化作溫柔托舉，承載著5000噸巨輪輕松跨越水位差，翩然往返于江海之間。
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