原標題：環北部灣廣東水資源配置工程多項指標居世界前列 粵水利建設從單一開發方式向水資源綜合高效利用轉變
“作為廣東最大、國內居前、行業矚目的國家重大水利工程，環北部灣廣東水資源配置工程的建設將面臨至少六大行業性乃至世界級的困難與挑戰。”
新近開工的環北部灣廣東水資源配置工程備受各界關注。作為工程特聘專家，中國工程院院士陳湘生在接受南方日報記者採訪時表示，該工程與過去的水利工程相比，體現了我省近年來水利建設從防洪、發電或供水等相對單一目標的開發方式，逐漸向水資源綜合高效利用轉變。水利工程建設的系統性要求更高，牽涉面更廣泛，要求兼顧水安全、水環境、水生態、水景觀、水文化等多方面的協調，因此技術更復雜、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、隧洞地質條件複雜等情況均為全國罕見。環北部灣廣東水資源配置工程的建設，不僅將系統解決粵西地區乾旱缺水的問題，同時將透過科研創新攻克全新困難與挑戰，大力推動我省水利事業實現更大突破。
迎接六大挑戰▶▷
江庫聯網排程等施工難度尤為突出
在環北部灣廣東水資源配置工程開工建設之前，廣東歷史上投資額最大、輸水線路最長、受水區域最廣的水資源配置工程是珠三角水資源配置工程。該工程採用深埋盾構的方式，在縱深40米至60米的地下建造，旨在儘可能節約粵港澳大灣區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，環北部灣廣東水資源配置工程的開工建設，標誌著我省重大水利工程建設在珠三角水資源配置工程的基礎上，邁上更高質量發展的新臺階。該工程不僅重新整理了廣東水利工程投資規模、輸水線路長度、受水區域範圍等紀錄，其多項指標也均位居全國乃至世界前列。比如工程將應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，多功能大直徑掘進機群型別及臺數全國最多。
新的紀錄意味著新的挑戰。在陳湘生看來，環北部灣廣東水資源配置工程的建設至少需要攻克六大行業性乃至世界級的困難與挑戰：一是複雜水情條件下江庫水網構建與聯合排程；二是雲開地塊多期次複雜蝕變風化帶工程地質勘察與研究；三是複雜水文地質條件下高水壓隧洞襯砌結構研究與設計；四是穿越複雜地質條件下長距離深埋隧洞多功能TBM研製與施工；五是大流量超大功率離心泵研發與應用；六是長距離深埋管道智慧運維與保障。其中，江庫聯網排程、泵組研發應用、高水壓隧洞襯砌結構設計、長距離輸水隧洞施工難度尤為突出。
以環北部灣廣東水資源配置工程將採用的江庫聯網排程為例，由於西江與粵西受水區的河、庫降雨徑流在時空上均存在差異，需要透過西江取水泵站、輸水線路等工程將西江和高州、鶴地等大中型水庫聯通，形成“一江兩庫三分幹”的供水格局，構建覆蓋粵西4市13區縣超大型複雜水網體系。因此，面對如此複雜的水情，要想提高受水區供水保障、調配外調水與調蓄水庫，以達到水資源時空均衡目標，需要展開大範圍、跨流域的江庫聯網聯合排程研究，實現水資源高效最佳化配置。
與此同時，該工程透過5座泵站和近500公里管線將西江和沿線水庫聯網形成龐大供水體系，跨越4個地市，受水區域廣、供水線路長、泵站執行工況複雜，沿線水工建築物和機電裝置的全面感知難度大，資訊系統建設複雜。要進行專門的智慧運維研究，建立安全監測、應急保障、執行便利等多位一體的智慧運維保障體系，確保工程安全、穩定、高效執行。
高水壓、長距離、大埋深▶▷
工程輸水隧洞建設將攻克諸多難題
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，其中輸水乾線將穿越擁有粵西第一高峰的雲開山脈，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進度，環北部灣廣東水資源配置工程將建設任務率先放在了位於茂名信宜市雲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。
“雲開山隧洞是本工程單洞最長隧洞，而貴子支洞恰巧位於F4大斷裂以及岩溶帶前段，貴子支洞前面一段採用TBM法施工，後面一段採用鑽爆法施工，施工難度極大。”工程專案設計總工程師劉元勳介紹，“貴子支洞做好後，便於把後面一段突出地質問題處理好，能更好地承前啟後，施工會更加順利，整個工程的工期更有保障。”
雲開地塊沿線地質複雜多變，輸水隧洞需穿越富水斷裂破碎帶、蝕變風化深槽區、中高地應力和巖爆地層等複雜不良地質段。為適應上述不良地質條件，TBM裝置選型難度大，需研發具備智慧感知、防卡、脫困和支護等多功能TBM裝備和同步襯砌施工裝置，同時建立適應軟巖大變形、斷層破碎帶等富水斷裂破碎地層複雜地質環境下TBM隧道快速支護及施工技術體系。
“TBM是指岩石隧道全斷面掘進機，是一種集掘進、出渣、導向、支護等功能於一體的隧道施工機械，依靠自身的強大推力，使用刀盤上的滾刀將岩石破碎，獨頭掘進最長距離可達25公里左右，被稱為工程機械的‘掘進機之王’。”中鐵裝備副總經理王杜娟告訴筆者，該工程近500公里的輸水隧洞將使用盾構機和TBM以及部分鑽爆法施工共同完成。工程將投入12臺TBM叢集施工，其中6臺直徑達9米以上，最大刀盤直徑達9。4米，在整個國內水利建設史上都十分罕見。“目前我們已做好充足準備，工程使用的TBM裝置製造及智慧掘進技術在國內處於領先水平。”
此外，環北部灣廣東水資源配置工程隧洞最大洞徑達8。2米，沿線穿越工程地質和水文地質條件複雜的雲開地塊與濱海平原，隧洞高水壓問題同樣突出。
“該工程高壓隧洞HD值（工作水頭與管道內徑的乘積）最高可達1420，為國內長距離大直徑引調水工程之最。”劉元勳說，工程執行期如何控制隧洞受內壓裂縫發展防止內水外滲、檢修期如何防止隧洞受外壓影響導致結構失穩等，國內外類似工程建成案例極少，因此需要針對複雜水文地質條件下的高水壓隧洞襯砌結構開展重點研究與設計。
系統化、生態化、智慧化▶▷
未來水網建設對水利工程提出更高要求
“從上世紀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、環北部灣廣東水資源配置工程，與傳統水利基礎設施相比，未來國家水網建設將呈現出系統化、生態化、智慧化等全新特徵，對水利工程提出更高要求。”在水利部珠江水利委員會有關專家看來，堅持系統觀念，用系統論的思想方法分析問題，處理好開源和節流、存量和增量、時間和空間的關係，做到工程綜合效益最大化，成為當下幾大重大水利工程建設的一大特色。
在不久的將來，粵西地區將透過環北部灣廣東水資源配置工程實現西江和本地水資源的互聯互通，為構建“系統完備、安全可靠、集約高效、綠色智慧、迴圈通暢、調控有序”的國家水網主骨架標杆工程提供借鑑。隨著珠三角水資源配置工程的建設，西江、東江也將實現互聯互通，可大大緩解東江水資源過度開發的困境，深圳、香港、東莞將從完全依賴東江單一水源調整為東江、西江雙水源，供水保障水平大幅提升；粵東諸市則將透過粵東水資源最佳化配置工程實現韓江與本地水資源的互聯互通，大幅提升區域供水保障水平，系統性解決我省水資源時空分佈不均的難題。
與此同時，環北部灣廣東水資源配置工程建成後，從西江引入的新增供水每年可幫助粵西地區退減地下水超採區開採量5。66億立方米，退還被擠佔的生態環境用水1。85億立方米，逐步恢復該地區地下水動態平衡，緩解因地下水超採導致的地面沉降、海水入侵等方面的生態與環境問題，大幅度改善天然河道的水生態環境。
水利專家認為，重點水利工程建設不僅在擬訂設計方案時考慮儘可能避免工程建設對敏感生態環境產生新的破壞，最大限度地最佳化設計方案以減緩不利影響，同時將逐步承擔起對歷史遺留生態問題的修復責任，這也成為當下和未來水利事業的一大發展要求。
“環北部灣廣東水資源配置工程牽涉到多種水源、多種使用者，涵蓋供水、防洪、灌溉、生態等多種水資源利用目標，系統需要根據來水和用水的預測預報保障輸水系統的高效排程執行。”陳湘生告訴筆者，珠三角水資源配置工程不僅在深埋盾構及TBM輸水隧洞的設計和施工方面積累了大量的經驗，其開發的涵蓋工程建設五大控制模組的管理系統，也可為環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技術為基礎，打造了基於BIM技術的工程資料中心，全面支撐建設管理、智慧監管、安全監測、徵地移民等綜合管理。環北部灣廣東水資源配置工程則將在此基礎上，擬結合數字孿生技術開展智慧業務應用及孿生引擎等研究，為實現智慧化運營和精細化決策提供技術支援。
可以預見，採用數字化、人工智慧、物聯網等先進技術，推動水網工程智慧化、數字化升級改造，構建數字孿生水網，提高水網智慧化建設、管理和排程水平，也將成為未來水利工程建設不斷探索升級的新方向。
南方日報記者 李赫 通訊員 粵水軒 吳怡蓉（李赫）