(来自中国南水北调网)12月22日，南水北调中线穿黄工程II-A“穿越号”盾构机顺利到达黄河南岸工作竖井，标志着穿黄上游线过河段隧洞顺利贯通，中线穿黄工程建设取得了重大阶段性胜利。
南水北调中线干线一期穿黄工程是中线总干渠的关键性工程，其任务是将中线调水从黄河南岸输送到黄河北岸，向黄河以北地区供水，同时在水量丰沛时可向黄河相 机补水，一期工程设计流量为265立方米每秒，加大流量为320立方米每秒。工程由南北岸明渠、南岸退水建筑物、进口建筑物、邙山隧洞段、穿黄隧洞段、出 口建筑物、北岸新老蟒河渠道倒虹吸、南北岸跨渠建筑物和南岸孤柏嘴控导工程等组成。穿黄主体建筑物(含隧洞及其进出口建筑物)设计洪水标准为300年一 遇，校核洪水标准为1000年一遇;主要建筑物地震设计烈度为7度。根据2004年6月份价格水平，核定工程总投资为31.37亿元。
南水北调中线穿黄工程是南水北调工程中投资较大、施工难度最高、立交规模最大的控制工期建筑物，同时也是当前国内最宏大的穿越大江大河的工程。工程选定的 李村穿越黄河线路是在选比了孤柏嘴线、李村线、李寨线、牛口峪线等不同线路后最终选定的，穿越方式也是在充分论证对比了隧洞和渡槽两种方案后选定了隧洞方 式穿越黄河。其中，两条引水的穿黄隧洞是整个穿黄工程最引人瞩目的控制性建筑物，每条隧洞总长4250米，单洞直径7米，采用目前世界上较为先进的盾构技 术进行挖掘施工，技术含量高，施工工期长，在国内用盾构方式穿越黄河尚属首例。
中线穿黄工程于2005年9月27日开工建设。为做好盾构掘进工作，早在2005年12月，南水北调建设者就在黄河北岸摆开战场，采用“铣接法”先进工艺 和“双高压三重管、单管高压旋喷法”土体加固新技术，优化地连墙护壁泥浆配合比，先后攻克了北岸地连墙和高压旋喷土体加固施工难题，建成两条深48.5米 的竖井，为盾构机始发掘进奠定坚实的基础。2007年7月8日，穿黄工程隧洞盾构机掘进始发，率先始发的是右引水洞(Ⅱ-B标项目)。
中线穿黄施工中使用的“穿越号”盾构机总体长度80米，刀盘直径9米，总重量达1166吨，总功率4600千瓦。隧洞采用两次衬砌加固工艺，盾构施工过程 中，先用混凝土管片预衬砌，再进行环向预应力混凝土衬砌，中间设置弹性防排水垫层防止内水外水的相互渗透，以确保隧洞输水安全。盾构机在穿越黄河长距离掘 进施工过程中成功解决了高水压下盾松机分体式始发、黄河河道上砂下土地层下长距离掘进、高水压、复合地层条件下更换刀具等技术难题。
中线穿黄工程的顺利推进，将为2014年中线工程通水，缓解北方水资源短缺局面，为北方地区经济社会可持续发展提供水资源保障。
背景资料：
为何选用泥水加压平衡盾构机
在高地下水位、全砂层等多段组合的复合地层下，用盾构机一次性长距离掘进穿越大河，这在国内尚属首例。虽然我国成功地利用盾构法完成了多条城市地铁和过江公路，但高速水流穿过黄河还是头一遭。
中线穿黄工程选用的泥水加压平衡盾构机，工作原理为：盾构机最前部有一个开挖舱，开挖舱内装有刀盘，刀盘上安装多种刀具，刀盘旋转，带动刀具切削掌子面，把大块土体切成相互分离的小碎块。其工作原理类似男士电动剃须刀。
在施工现场，有两条黄色泥浆管：一条是进浆管，用于加浆，冲洗刀具;另一条是排浆管，将搅碎的土石碎块随泥浆输送到地面的泥水分离系统，分离出的碎石作为 弃渣处理，用过的泥浆收回加新鲜浆液后，重新输送到盾构机开挖舱内，循环利用。泥浆除了作为载体输送渣土外，另一个重要作用是平衡掌子面的水土压力，防止 土体坍塌。
开挖舱后面有一个气压仓，充有压缩空气。通过调节气垫对泥浆产生压力，从而平衡来自开挖掌子面的水土压力，同时还形成一层保护膜，起到护壁作用。泥水加压平衡盾构也因此得名。
如何进行深竖井施工
中线穿黄隧洞盾构始发采用竖井型式。庞大的盾构机要钻到地下深处，对准隧洞口原点开始打洞，必须为它的“始发”创造必要而充分的条件。这就是先要打造垂直宽敞的安全竖井，如火箭发射场一样。
穿黄隧洞盾构始发竖井，设置于黄河北岸，为圆筒结构，内径16.4米，井深50.5米。由于地层条件差、地下水位高，竖井井壁必须牢固结实，采用地下连续 墙形式，厚1.5米，深76.6米，均居当前国内之最。地下连续墙施工中对成槽技术要求非常高，采用了先进的成槽设备液压双轮铣;现场组织了多项生产性试 验，熟练掌握施工工艺;并在施工中运用了多种新技术，最终确保了地下连续墙在保证质量的前提下，顺利按期完工。
竖井施工采用“逆作法”顺序，先造好地下连续墙并在其防护下，边开挖边进行衬砌。开挖衬砌到设计高程后，怎样封闭底板，是一大技术难题。由于基本为全砂层 地层，地下水位高，涌水涌砂的风险很大。通过现场试验，将常规的三重管双高压旋喷工艺，调整为单管法高压旋喷工艺，顺利进行封底，保证内衬浇筑的安全，并 采用了一体式整体滑模，提高了浇筑质量和施工效率。
盾构机怎样始发、掘进
盾构机从地下50多米处掘进，就像一条钻地巨龙，创造了我国目前盾构机始发最深的纪录。
掘进始发点也就是洞口，如果还是原始的地层状态，那是要出问题的。所以采取了冷冻封水措施和高压旋喷桩加固地层，并加强洞口密封，始发时对反力架、始发架进行密切监控，严格控制始发时的泥水压力。
盾构机由主机、连接桥和后配套台车组成，主机是钢板封闭的圆筒结构，直径9米，长11米，装有盾构机主要工作部件，如同火车头;连接桥和后配套台车拖在主机后面，载有支持盾构机工作的辅助部件，像火车的一节节车厢。
主机由刀盘、刀盘驱动装置、壳体、推进系统、拼装系统等组成。刀盘上有多种类型的刀具140多把，用来切削土体;刀盘驱动依靠10台电机，可以驱动刀盘顺 时针和逆时针两个方向旋转;盾壳钢板以抵抗地下高水土压力;推进系统有14组千斤顶，总推力6034吨，千斤顶顶在已拼好的管片侧壁，牵引整台盾构机前 进。
为了隧洞能承受黄河渗水形成的外水压力，必须一面掘进一面安装高强度混凝土预制的管片，因此有6个自由度的管片拼装机。每掘进一段距离，就进行管片拼装， 采用真空吸盘抓取方式，方便灵活地从喂片机上抓取管片，进行拼装。按照设计，为承受内水压力，盾构机掘进完成后，还要进行环向预应力锚索钢筋混凝土结构内 衬施工。
破解难题：“剃须刀”磨损怎么办？ ——带压进舱检查 常压修复换刀
盾构机在掘进的过程中，就是靠刀盘上的100多把刀具来对付各种各样复杂的地层。穿黄工程盾构机以及刀具设计，都是根据穿黄施工条件量身定做的。
对于长距离且穿越多种地层的过黄河隧洞盾构掘进来说，寄希望于靠一套刀具直接穿过黄河的想法是不现实的。盾构机定期带压进舱、检查刀具是常态作业，而不是不得已而为之的特例。目前两台盾构共进行了十几批几百次的进舱作业。
带压进舱检查时间短、效率高、费用低，对盾构施工造成的影响小，缺点是不能进行焊接等“大手术”。2008年在下游洞隧洞掘进到1360米时，发现刀具及刀盘严重磨损，已不能继续掘进施工，这就必须进行地面加固后，在安全的常压环境下修复刀盘、更换刀具。
经过施工技术方案的比选，采用了三轴搅拌桩对刀盘修复所需区域进行加固，创造了国内三轴搅拌桩(SMW工法)施工深度记录。通过对刀盘进行修复，并通过焊 接增加了30多把刀，减少刀具的劳动强度。同时，还在滚刀上增加合金柱，增加耐磨性等等，更适应于黄河复杂地质的掘进。
