广东省东江——深圳供水改造工程(以下简称东改工程)是对原东深供水工程进行彻底改造、实现清污分流、改善供水水质,并适当增加沿线供水能力的跨流域大型调水工程。该工程是广东省的“政治工程”、“民心工程”,由广东省水利厅成立工程建设总指挥部组织完成。工程全长51.7公里,设计年供水量24.23亿立方米,设计流量100立方米/秒,建设计划总投资49亿元(含沙湾隧洞2亿元),设计工期3年半。
东改工程于2000年8月28日开工,2003年6月28日提前完工对香港供水,工程建设实际总投资比计划总投资节省7.68亿多元。工程成功通过了“2010水平年设计规模(东江取水流量100立方米/秒)”仿真运行试验,输水能力较设计能力尚有裕度,结构变形、沉降和位移观测结果符合设计要求;工程所有设备运行稳定,满足供水生产的要求;建设和运行期间未发生重大事故;工程的建设,保证了供水水质达到饮用水源II类(国标GB3838-88)以上,为香港及工程沿线社会经济可持续发展提供水资源安全的保障。
东改工程建设总指挥部被中共广东省委、广东省人民政府授予“模范工程建设指挥部”、“广东省先进集体”称号,被水利部评为“全国水利建设先进集体”,被中共广东省纪委、广东省监察厅授予“廉洁工程”称号。该项目荣获2004年度中国建筑工程鲁班奖(国家优质工程)、2005年第五届詹天佑土木工程大奖、2003年度广东省科学技术特等奖、广东省模范建设工程称号、广东省优良样板工程称号。
新技术应用与科技创新
东深供水改造工程围绕建设“安全、文明、优质、高效的全国一流供水工程”的总目标,在工程建设期间严格质量安全控制,大力开展科技创新与科技应用,攻克了四项世界上无先例可循的技术难题。主要包括:
一、高效优质地建成世界上同类型最大的现浇无粘结预应力混凝土U型薄壳渡槽。东改工程渡槽型式为拱式及简支梁式,过流90立方米/秒,内部净空尺寸7.0米×5.4米(宽×高)、壁厚300毫米,累计长度3691米。主要科技创新如下:
1.对U型薄壳槽身,在环向采用无粘结预应力技术,其中24米跨渡槽还在纵向加设了有粘结预应力,使渡槽达到了减轻自重、提高抗震能力,同时提高抗裂和防渗性能。
2.开发研制了DZ500型500t级造槽机,应用于渡槽的现浇施工,使U形渡槽槽身可以高质量、高效率一次现浇成型,而且造槽机行走过跨、模板的启闭全部采用机械化操作,无需承重排架。
3.采用装配式U形GB复合橡胶止水结构,止水效果好,维修方便,较好地解决了接缝漏水问题。
4.对拱支承及墩支承的渡槽结构,作了较深入的抗震研究分析,包括考虑土—桩—结构协同工作和固—液耦合作用,使拱、墩支承的渡槽抗震计算更趋完善。
二、高效优质建成世界同类型最大的现浇无粘结预应力混凝土圆涵,成功地解决了施工地形复杂、常规预制管制造、运输、吊装困难以及工期紧迫等多个技术难题。主要科技创新为:
1.对圆涵结构型式进行优化,优化为双涵并列、单涵为内圆外城门洞形的结构,环向采用无粘结预应力结构,标准节长15米,并采用现浇成型技术,解决了传统预制涵管的运输、现场拼接以及接缝多且易渗漏的一系列问题;
2.在圆涵施工中采用移动式组合针梁钢模台车,集合了内模和内模针梁、外模和外模台车、端部模板于一体,可自行行走,内模机械启闭就位,无需人工装拆,外模逐浇逐挂方便混凝土施工,施工效率高,每标准节圆涵施工正常仅需6天;
3.专门研制与应用圆涵的接缝止水检测装置,其结构轻巧简便,带有人工助力行走系统,可逐条接缝进行最大45米水头的压水检验圆涵接缝的渗漏情况,代替了传统的充水试验,可大大加快施工检验周期。
三、泵站采用目前世界上同类型最大的液压全调节立轴抽芯式斜流泵,水泵单机功率5000千瓦,流量16.7立方米/秒,扬程25米。科技创新为:
进行了泵组的参数与结构型式优化,水泵效率、抗汽蚀性能指标达到国际先进水平;开发了斜流泵转轮,应用了叶片调节机构及电机弹性推力轴承;研制开发了整体吊装式大型异步电动机;电动机采用整体吊装、无需顶转子直接启动,采用自平衡式推力轴承及导轴瓦间隙无需调整的新技术、新工艺;施工中对传统的水泵安装程序进行创新,采用水泵安装调整完成后浇捣泵组基础二期混凝土的方式,确保水泵安装的各项指标;采用了4台以上泵组穿插安装的施工方案,提高施工效率;电机安装采用新型楔形调节环,并创新立式电动机弹性推力轴承磨卡环摆度找正法。
四、成功开发应用具有国际先进水平的供水工程计算机监控系统。主要技术创新有:
在国内大型供水工程中首次成功采用千兆级星形以太网技术及其多层冗余、多网络、多链路数据传输和路由自动控制技术;应用现场总线技术,使多种智能设备顺利互通互连;应用全线OTN综合通信网,解决了数据、语音、图像三网合一的大容量、远距离传输技术问题;采用无矩阵视频信号切换与控制技术。开发安全闭锁、流量平衡与控制和全线集中调度、优化调度等功能。