中央紀委國家監委網站 陳瑤
滇中引水長達9.78千米的倒虹吸輸水管線（局部）。
滇中引水香爐山隧洞施工作業面。
砂石骨料加工生產車間。
萬里長江第一灣旁，滇中引水石鼓水源工程火熱施工場面。 云南省滇中引水工程建設管理局 供圖
高原湖泊、壯麗山脈、峽谷風光……云南是我國水資源大省，或許很難將其與“缺水”聯系起來。可事實卻是滇中地區已成為我國干旱問題最嚴重的地區之一，人均水資源占有量僅約690立方米，而國際公認的嚴重缺水警戒線為人均1700立方米，滇中之“渴”可想而知。
滇中之“渴”，與其獨特的地形地貌息息相關。連綿的橫斷山脈及其延伸麓地，將金沙江、瀾滄江、怒江等江河“禁錮”在低谷山澗。近些年，隨著經濟社會快速發展，滇中城市群迅速崛起，日益增長的用水需求讓“解渴”之需更為迫切。
如何破局？滇中引水工程給出了答案。該工程擔負著扭轉滇中地區“十年九旱”缺水窘境的重任。在喀斯特地貌上建設施工，面臨哪些挑戰？記者帶您走近這個全國在建投資規模最大、建設難度最高的引調水工程。
1 破解世界級技術難題，世界最長隧洞輸水線在“地質博物館”里穿行
“老青山隧洞出口至該隧洞2號支洞下游，提前7個月完成貫通任務；獅子山隧洞1號下游、2號上游主洞安全順利貫通，為后續剩余工程建設提供了有利條件；石鼓水源工程洞室開挖全部完成，提速建設取得重大進展……”近段時間，滇中引水工程各區段建設“進度條”持續刷新。
“滇中引水工程建設提速，是上下齊心、攻堅克難的結果，更是對士氣的鼓舞。”云南省滇中引水工程建設管理局副局長、總工程師趙仕杰說。
滇中引水工程是國務院批準、國家發改委和水利部確定的172項節水供水重大水利工程之一，其建設過程面臨六項世界之最的考驗。
記者了解到，該工程分為水源工程和輸水工程兩部分。水源工程位于玉龍縣石鼓鎮，從石鼓鎮上游約1.5公里的金沙江取水，由泵站提水至總干渠。輸水工程途經麗江、大理、楚雄、昆明、玉溪，一路向南至紅河州新坡背。
全長664公里的輸水總干渠洞線率高達92%，這意味著從石鼓向南，約有612公里是以隧洞型式穿越崇山峻嶺，由此成為世界最長隧洞輸水線。
云南地區山脈相連，工程所經區域跨越多個地質構造單元，地質條件的復雜程度堪稱世界引調水工程之最，采取地下隧洞輸水模式能夠縮減建造成本，減緩對生態環境的影響。可施工難度不降反增，首先遇到的就是深埋長隧洞技術難題。
長江設計集團滇中引水項目總工程師張傳健介紹，工程總干渠埋深大于600米的有49.5公里，其中有近一半埋深超過1000米。在他看來，這里儼然是一座“地質博物館”，地質條件越深越難以捉摸，如何選線成為重中之重。
以最大埋深達到1450米的香爐山隧洞為例，沿線可溶巖地層分布廣泛，發育多條大斷（裂）層，隧洞穿越可能導致重大地質環境風險，從而影響幾十萬百姓的生產生活水源。
為選出一條最佳線路，設計團隊聯合攻關，對東、中、西3組12條比選線路進行大量的工程勘察和研究。“我們通過超深鉆孔勘探、大地電磁探測、大型示蹤試驗、孔內原位測試及綜合測井等大量戶外勘探及室內試驗，為最終線路的選定提供可靠依據。”張傳健說。
敲定了線路，施工考驗接踵而至。
地處香爐山隧洞中段的麗江段施工2標流傳著一句話：“班班都有新問題、新情況、新挑戰。”這不是玩笑，而是建設者的真實經歷——
4號支洞的傾角大，行進50米，就會有近25米的高差，平常兩三個人能完成的作業內容，在這里需要兩三倍的人員去完成。
在5號支洞作業，不僅要手風鉆、抽水、排泥排渣同步操作，還得練就扎實的工字步……
這只是麗江段施工2標的情況。據了解，施工建設期間，高地下水、高地應力、軟巖大變形、活動斷裂等隧洞難題幾乎成了家常便飯。放眼整個滇中引水工程，建設管理者需解決地下水處理、破碎斷層穿越、軟巖大變形應對、地震防護、巖爆危害處理等諸多世界級技術難題。
2 自主研發科技攻關，為世界最大引調水地下泵房安上“中國心”
今年8月28日，石鼓水源工程完成洞室開挖，其中“藏”著一個地下泵房，它“體型”龐大，長222米、寬23.4米、高48米，成為迄今為止世界最大的引調水地下泵房。
作為石鼓水源控制性工程，地下泵房設在沖江河右岸竹園村上游，設計有進水隧洞、調壓室、進水閥室、主變洞、地下主泵房、出水閥室、出水豎井、出水池和地面開關站等設施，建設難度可以想見。為何要把泵房建在地下？
“云南地區地震烈度較高，出于防震抗震的需求，地下空間也更有優勢。”張傳健解釋，更主要的還是因為采用無壩引水，金沙江水位變幅大，而水泵安裝位置要低于金沙江最低水位，地面泵站難以適應。
水源工程在金沙江干流石鼓取水后，通過地下泵站抽水至高程2035米，其后自流引水至各受水區。由于金沙江最低運行水位1816.09米，得把金沙江的水提至70層樓那么高，同時要維持渠首段135立方米/秒的設計流量，這是普通混流泵難以實現的，需要更高揚程、更大功率的機組和更寬敞的地下空間。為此，該地下泵站裝配了12臺離心式水泵機組。
水泵機組如同工程的心臟，直接影響工程的安全運行及經濟效益的正常發揮。為了滿足引水需求，地下泵站配備的單級離心泵單機設計流量13.5立方米/秒，功率40兆瓦，總裝機功率達到480兆瓦，創下了單機功率、總裝機功率的世界之最。但只有研發者才知道，達到上述標準對設計提出了多么大的挑戰。
挑戰之一，國內沒有相關技術儲備。“結合石鼓水源泵站的揚程、流量及裝機規模等綜合性指標，目前國內已建高揚程、大功率的大型泵站中沒有類似規模的工程實例，也沒有成熟的水泵模型可供參考借鑒。如果從國外進口，每噸成本將達四五十萬元。”長江設計集團機電專業負責人桂紹波說。
既無先例可循，唯靠自主研發。金沙江泥沙含量大、顆粒硬度高，研制適合條件下的高揚程大功率巨型水泵，要開展巨型泵站水泵模型及真機性能參數、結構形式及關鍵部件材料、蝸殼埋設方式及廠房結構穩定性等關鍵技術研究。
這不是簡單的選擇題。以蝸殼埋設方式為例，桂紹波介紹，并非確定采用直埋或明裝方式即可，而是要從工程安全性、工程后期運維便利性等全局考量。“對于蝸殼明裝結構形式的大型離心泵，在其承受高水頭、大流量正常運行和啟動、停機、飛逸等復雜工況載荷及含泥沙水流的磨蝕作用時，由于沒有外包混凝土的結構支持，其蝸殼基礎受力情況、蝸殼及水泵關鍵部件的運行振動、噪音較蝸殼直埋方式要更為復雜。因此，還要綜合水泵的結構受力、動力響應、噪音和運行穩定性等因素。”
最終，經過3年多的技術攻堅，實現了水泵機組設備的國產化，并將每噸成本降至18萬元到20萬元。泵房機組設備總費用節約5億多元人民幣，同時也為國內后續類似工程打下技術基礎。
3 創新工藝工法，量身打造世界引調水工程最大直徑掘進機
滇中引水工程“上新”速度驚人。3年之間，該工程的全斷面硬巖隧道掘進機（TBM）已完成“三連更”。今年8月，應用于滇中引水二期配套工程大理段騎馬山隧洞的“龍潤號”TBM在四川德陽順利下線。
TBM能夠同時實現掘進、支護、出渣等施工工序并行連續作業，具有掘進速度快、利于環保、綜合效益高等優點。2020年10月，滇中引水第一臺TBM“云嶺號”在香爐山隧洞始發掘進。這是當時全國引調水工程直徑最大的TBM。
相隔不到2年，滇中引水第二臺TBM“弘毅號”下線。“弘毅號”設備總長245米，開挖直徑9.84米，設計最大推進速度為120毫米/分鐘，超越“云嶺號”成為世界引調水工程自主研發雙結構、最大直徑全斷面硬巖隧道掘進機。
“嚴格來講，TBM并不適合在地質條件較差的空間下使用。”在張傳健看來，滇中引水工程多段隧洞地質條件脆弱，甚至缺乏施工條件，這卻倒逼研發者不斷創新升級，打造具有針對性的適配的TBM以保證施工安全與進度。
“弘毅號”研發過程中，安全性、可靠性和適應性成為首要準則，增加了護盾和刀盤高強度設計，通過強化排水系統、提升電器防水等級等綜合措施，確保在“以堵為主、限量排放”的原則下，有效降低涌水對隧洞施工的影響。
最近“上新”的“龍潤號”，雖然開挖直徑只有4.6米，整機長度卻達到了465米，集成掘進、襯砌、灌漿于一體，具備掘進、襯砌管片安裝、管片背部豆礫石吹填及回填灌漿功能。同時，在防止刀盤和盾體卡死、突泥涌水、小直徑超厚管片吊運及安裝等方面進行了針對性設計，以應對騎馬山隧洞“溶蝕構造、巖爆、大變形、斷層破碎帶”等特殊地質情況。
從“云嶺號”“弘毅號”，再到“龍潤號”，滇中引水“量身打造”的TBM為工程安全、優質、高效建設提供了有力保障。值得注意的是，“超前探測”“超前灌漿”“超前支護”“短進尺、快循環”等工藝工法創新，以及超前物探、地面定向鉆孔預注漿、讓壓錨桿/錨索工藝等新技術、新材料的大力推廣，也為工程建設取得良好效果添翼助力。
趙仕杰介紹，截至今年10月上旬，水源工程開挖已完成，轉入混凝土澆筑和機電設備安裝階段。輸水工程累計完成開挖544.1公里，占總長664公里的82%，其中輸水隧洞完成開挖502.8公里、占總長612公里的82%。工程完工后，涉及輸水總干渠沿線六州市的34個受水小區、3.69萬平方公里國土面積、約1112萬人口將直接受益，同時還將改善灌溉面積63.6萬畝。