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長江水下藏著一個超大管廊,能通電百萬伏
2019-09-19 08:11:02 來源: 科技日報
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  橫亙在長江兩岸的蘇通大橋,車量川流不息;寬闊的江面上,舟楫如梭。上遊一公裏處,江水下深藏著一個超大管廊,長5468.5米,盾構直徑12.07米,能通百萬伏電。

  這個超大管廊名為蘇通GIL管廊,連接蘇州和南通,日前正式通電,通過這段管廊的電僅需0.0000165秒。至此,華東特高壓交流環網全部完成。

  這個蘇通GIL管廊有啥不一般?“蘇通GIL綜合管廊是淮南—南京—上海特高壓輸變電工程的‘咽喉’項目,其余工程已陸續完成。蘇通GIL綜合管廊首次採用江底隧道輸送特高壓GIL形式,埋深最深處有-74.83米,這個深度的水土壓力超過0.8兆帕,是目前國內江河埋深最深、水壓最高的隧道。”中鐵四院蘇通隧道設計專冊陳俊偉説。“專冊”是設計係統特有的關鍵性專業技術崗位。

  GIL指“氣體絕緣金屬封閉輸電線路”,採用金屬導電桿輸電,並將其封閉于接地的金屬外殼中,通過壓力氣體絕緣。具有傳輸容量大、損耗低、人身安全水平高、電磁場極低、不受環境影響、運行可靠性高、節省佔地、無電(熱)老化等顯著優點。

  如此長距離的江底隧道施工,技術難度可想而知。為啥不從江上跨越,而是選擇採取隧道方式?

  國家電網公司專家解釋,工程跨越江面寬度超過5000米,特高壓線路如採用常規架空方式在此處過江,須在江心建高達455米的桿塔,僅塔基就有2個標準足球場大小,而且造價相當高;GIL管廊過江,則把對長江黃金水道的影響降到最低。

  埋深和壓力那麼大,用大直徑盾構機掘進,最大的挑戰是管廊管片的防水,接縫如何防水,採用什麼結構的管片來抗水壓。“項目聯合西南交通大學等高校,採用高水壓盾構隧道管片接縫防水性能試驗係統,從三個方向進行自動加載水壓,做大量不同密封墊、不同接縫張開量下的防水試驗。”陳俊偉説,設計給管道加了兩道防護盾,即雙道密封墊防水。管片外側密封墊能抗1.6兆帕水壓;內側密封墊則能抗1.92兆帕水壓。

  兩道防護相加,足足能抗3.52兆帕水壓,是0.8兆帕實際水壓的4倍多。

  解決了管片接縫的防水,還要選擇用什麼結構的管片。“就是在這樣的水壓下,應該用多厚的管片,什麼樣的形式,鋼筋如何配置。”陳俊偉説,以此決定隧道本身能受多少力,壓力太大,隧道自然變形,所以必須要給隧道一個合適的受力結構。

  “高水壓條件下,復雜地層及超大直徑盾構隧道結構,其設計參數、受力性能、承載與破壞性能等關鍵問題,此前國內外尚無係統研究。”陳俊偉説,中鐵四院結合工程實際,聯合相關高校,通過理論分析和數值模擬,結合原型試驗、接頭試驗等科學試驗,得到了管片結構關鍵參數,最終提出了相應的結構型式和關鍵參數,填補了這一領域研究空白。

  蘇通GIL管廊工程自2017年6月28日盾構機始發,從掘進到貫通,用時14個月。在中國工程院院士錢七虎為組長的專家組指導下,聯合研制適應地質、承壓和有害氣體地層的盾構機,對盾構機、照明和排氣係統等進行了防爆設計和改造。

  華東特高壓交流環網分南北兩個半環,是世界首個特高壓交流雙環網,南半環(即淮南—浙北—上海1000千伏交流特高壓工程)已于先期投運,淮南—南京—上海1000千伏交流特高壓工程為北半環。“華東特高壓交流環網的合環運行,為我國經濟最發達的長三角地區,匹配了與其負荷水平相當的強力能源支撐。”國家電網公司副總經理劉澤洪表示。

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【糾錯】 責任編輯: 鄭偉
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