创新驭水 智通江海——平陆运河打造优质工程
站在马道枢纽高处俯瞰,船闸闸室两侧各布设了两组巨大的“蓄水罐”——这就是三级叠合式省水池。当船舶需要下行,闸室泄水时,并不直接把水排向下游,而是将一部分水依次存入高、中、低省水池。等到下一批船舶需要上行时,再把这些“囤”起来的水依次回灌进闸室。通过这套巧妙的“水银行”系统,结合超快速阀门启闭技术,一次过闸的实际耗水量被大幅压缩到常规船闸的四成左右,节水率超过60%。每年累计节省下来的水资源,相当于一座中型水库的库容。
这背后的控制必须精确到秒,滴水必争。在输水廊道深处,一种新型的超大型液压启闭机正驱动着巨型阀门。它们能在短短一分钟内完成开启或关闭,并精确控制开度,避免产生冲击波搅动船舶。绵延数百米的输水廊道,则广泛采用了预制混凝土构件拼装技术,如同在血管内部嵌入了光滑的内壁,大大降低了水流阻力。
“光省下来还不够,要让船走得又快又稳。”青年枢纽的工程师带记者走进正在调试的集控室。大屏幕上,船只模型正按照水流数值模拟的路径缓缓过闸。充泄水过程中,水面平滑如镜。秘密在于遍布闸室底部的分散式输水系统,水流从数百个排列精密的孔眼里均匀涌出,消解了巨大的能量。哪怕人在船上放一杯水,全程都不会洒。
节水,也体现在对每一滴富余水量的精细调度上。运河全线建有水文水质自动监测站,每15分钟上报一次水量、流速和浊度。结合气象预报,智慧调度系统能够提前推演未来24小时的来水、用水情况,动态调整三大枢纽的开闸时序。大船进闸前,系统甚至会根据船舶吃水深度和货物重量,给出最优化的省水运行方案,真正做到了“一方水、一方利”。
平陆运河的世界之最,在马道枢纽最为密集。这里同时坐拥世界规模最大的内河省水船闸、水头最高的内河省水船闸,以及阀门启闭速度最快的内河省水船闸。一项项纪录背后,是不断突破的“中国精度”。
规模之最,靠“大而不裂”。马道枢纽船闸有效尺度达300米长、34米宽,三级叠合省水池沿闸室两侧渐次抬升,闸首、闸室、省水池连成一体。数百万立方米混凝土浇筑,依靠智能温控系统,把内外温差牢牢锁在允许范围内,让世界级船闸几乎没有结构性裂缝。
水头之最,靠“化高为低”。29.6米的上下游水位差,相当于10层楼高。通过三级叠合省水池与分散式输水系统,巨大水头被逐级消能。船在闸室里升降,水面却稳得能当镜子照。“为了克服高速水流的影响,我们通过设计合理的廊道线型和转弯半径,改善廊道内水流的流速和流态,并在廊道内壁采用强度更高、抗冲刷、耐磨性更好的混凝土。”平陆运河马道枢纽设计单位负责人袁和平介绍。
速度之最,靠“快而精准”。超大型液压启闭机驱动巨型阀门,60秒内完成全行程启闭,开度误差控制在毫米级,既抢出了过闸效率,又避免了水流冲击。
船闸之外,还有一项“看不见的纪录”更考验胆识。马道枢纽穿越分水岭,最大边坡开挖高度约188米,相当于把一栋60多层的高楼从山体中“切”出来,是国内运河船闸中最高的边坡之一。
“这里岩层软硬相间,遇水易软化,像一块巨大的‘千层酥’。为了让山体‘站得稳’,我们采用分层开挖、边挖边固,每开挖一级,锚索、抗滑桩、排水设施立即跟进。”项目负责人告诉记者,锚索像“缝合线”把表层岩体与深部稳定岩体牢牢“缝住”;抗滑桩如巨型“钉子”扎入滑动面;排水沟和排水孔快速疏干地下水,不给岩层软化机会。与此同时,北斗变形监测点和无人机航测组成“天罗地网”,边坡毫米级位移都会实时回传至数字孪生平台。一旦数据异常,系统自动预警,现场立即核查。
正是这套“加固+排水+监测”组合拳,让削山188米的超级边坡稳如磐石,也让大型省水船闸、超高边坡、江海联运等多项世界首创或领先技术,稳稳立在八桂群山之间。
从数字孪生到循环节水,从问鼎之最到驯服高坡,平陆运河的技术突破,是落在每一仓混凝土、每一方水、每一毫米位移里的硬实力。待到正式通航,一条更智慧、更节水、更安澜的江海大通道将纵贯八桂,载着西南内陆向海图强的冲刺,奔向更远的蔚蓝。
编辑:HN008