建設者揭祕:打通平陸運河,到底有多難?

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9月16日,平陸運河正式通航。

這條新中國成立以來首條通江達海的大運河,

全長134.2公里,

讓西江與北部灣直接“牽手”,

圓了中華民族百年夢想。

但要修建這條“無中生有”的河,

建設難度極大,

需闖過“劈山、馭水、賦智、生態”四大關,

還要讓工程與生靈共處。

面對衆多世界級建設難題,

國資小新在知乎提問:

邀請央企建設者們親自回答,

每個難題都對應一套科技創新解法。

讓我們跟隨他們的講述,

一起揭祕。

平陸運河應該規劃成什麼等級的航道?

建設論證階段,中交集團原副總工程師、平陸運河總體設計技術負責人吳澎及其團隊要回答航道等級這個繞不開的核心問題。

西江航運幹線規劃的是3000噸級航道,很多人自然認爲平陸運河也應按3000噸級建。但吳澎團隊分析發現:西江干線達到3000噸級後,5000噸級船舶佔比會明顯提高;而平陸運河水深靠船閘人工控制,若按3000噸級建,5000噸級船在部分時段無法滿載,到了出海口最後一百多公里反而被“掐住脖子”。

“所以我們的結論就是:平陸運河應該按5000噸級建。”吳澎說,水運工程一旦存在,就會有漫長生命,“就像京杭運河,到今天仍然活着。”

如何把大山“搬走”,硬挖出一條運河來?

“平陸運河分水嶺這一咽喉段,是我們打通的!”中國電建港航公司平陸運河航道二標項目總工程師王印說。

他所在的標段基本沒有天然河道可依託,需要把鬱江和欽江之間的分水嶺硬挖開。難在哪?邊坡開挖高度超100米,相當於30多層樓;廣西喀斯特地貌岩溶發育,炭質泥岩和強風化碎屑岩遇水易軟化。團隊用約80萬平方米鋼筋混凝土防護網護住邊坡,堅持“開挖一級、防護一級”,在高邊坡關鍵區域打設368根錨索錨固山體,還研發邊坡防護預警平臺24小時監測。

他們還挖出3181萬方自然土石方,高峯期一天超10萬方、超5000車次,用BIM+北斗+無人機傾斜攝影建立運輸調配優化模型,把運距壓到最短。運河沿線約566棟房屋、近3000人搬遷,團隊按時保質完成4處安置地建設。

5000噸級貨輪怎麼“翻山越嶺”?

“這個世界規模最大、水頭最高、閥門啓閉速度最快的內河省水船閘——馬道樞紐,就是我們造的!”中交集團二航局平陸運河馬道樞紐項目負責人黃海波說。

西江水位高、欽江水位低,總落差65米。運河用馬道、企石、青年三座樞紐分級消落,馬道是第一級龍頭,水頭29.6米。船閘像“水上電梯”:船進閘室,關門,灌水或放水,水面升降,船跟着升降,水位齊平後開門駛出。

建設有三難。第一難是高邊坡之險。2號坡高188米,山體遇水易軟,正常工期要兩年,但只有一個旱季。團隊把隧道施工的臺階法、機械化、快速支護搬到露天高坡,多作業面同時開挖支護,30天完成10級高坡。第二難是混凝土之巨。船閘主體佔地18.5萬平方米,混凝土量336萬立方米,澆築期只有20個月。團隊從原材料降溫、預埋冷卻水管、測溫控溫差三方面防裂。2024年11月30日,13個倉面同時開澆,單日預冷混凝土澆築量達16409方,創同類型世界紀錄。第三難是省水之創。馬道樞紐建了世界首創三級疊合式省水池,三組省水池呈階梯疊合排布,依託1302根混凝土立柱穩固支撐,如同三層立體的“巨型水缸”,單次過閘耗水量減少60%,每年省水約10億立方米。最終雙線船閘閘室長300米、寬34米,單次可容12艘5000噸級船舶,完整過閘約30分鐘。

近千噸閘門,怎麼裝進船閘?

“把一扇近千噸重的人字門造出來,再裝進船閘,攏共分幾步?”中國能建平陸運河安裝2標段總工程師高升先拋出難題。

企石樞紐有八扇人字門,下閘首單扇重達978噸,比三峽樞紐人字門還重123噸。因爲最大水頭27米,水壓極強,閘門結構強度、自重必須頂配。

這麼重的門不可能整扇製造運輸,只能分塊模塊化製造、分節安裝。團隊首次應用模塊化製造工藝,把整門分成門軸柱段、斜接柱段、中間部段,用BIM和三維仿真模擬焊接變形,最終三大塊拼裝偏差控制在2毫米以內。

運輸要經過保通橋、涵洞等受限路段,52個節段一趟趟運到工地。安裝現場更緊張:高峯期三十多臺塔吊、吊車、土建機械交叉作業,吊臂距周邊結構最近不到半米。團隊用BIM反覆模擬兩個多月,實際吊裝像“秦王繞柱”,最終實現毫米級精準對位。

九曲十八彎的欽江,怎麼變成寬闊航道?

“我們標位於欽江干流段,企石樞紐和青年樞紐之間。”中國中鐵廣州局平陸運河航道7標總工程師肖濤說。

欽江河道呈蛇形蜿蜒,多數河段轉彎半徑不足200米,枯水期水深不到1米。該標段的核心任務,是通過拓寬浚深、裁彎取直等工程措施,將“九曲十八彎”的天然河道改造爲水深6.3米、底寬80米、最小彎曲半徑360米、可通行5000噸級船舶的標準運河航道。標段內共設6處裁彎取直段,合計長度約佔航道總長6.6公里的42%。

該區域的導流控制爲全線最敏感環節。爲此,團隊採用“預留巖坎+半幅導流、半幅開挖”的方式,實施分四期施工組織方案,並創新研發了平陸運河精細爆破關鍵技術。此外,團隊還自主建造了模塊化炸礁船和模塊化多功能疏浚船,運用“無人船+無人機”協同測量技術,對航道及堆存場開展精細測量,構建了水陸一體BIM模型,爲工程建設提供了有力的技術支撐。

運河把山林隔斷,動物怎麼辦?

“這條運河最溫柔的一部分,是我們造的。”中交集團水規院平陸運河環保設計負責人唐瑋說。

運河穿山而過,會把連片山林切斷。團隊爲斑林狸、豹貓、赤腹松鼠等動物修了一座專屬通道橋:跨度130米、寬20米,橋面不鋪瀝青而覆土種樹,土從周邊山體取出,保留原生微生物和腐殖質。設計採用“兩段三線多節點”:橋面生態段、兩端山體銜接段;三條並行通道服務善攀爬動物、地棲與爬行動物、昆蟲與鳥類;橋上還有水窪、堆石、枯木、食源蜜源植物等“服務區”。

沿線裁彎取直留下老河道,團隊按“應留盡留”原則建立36個生態涵養區,分類確定水質維護、魚類生境、鳥類生態廊道、溼地修復等功能。有的投放生態魚巢磚,部分魚磚用舊橋拆下的混凝土廢料製作;有的保留淺灘、立站鳥樁,供候鳥停留。“能在如此硬核的項目裏,負責這麼柔軟的一部分,我覺得很幸福。”唐瑋說。

平陸運河是一條由

土石方、航道、船閘、橋樑、水泥、

鋼材、電力、通信、控制、生態等衆多環節

咬合起來的超級工程鏈條。

在工程關鍵建設節點之外,

還有更多中央企業把

專業硬核的建設方案

送進工程一線。

如何製造千噸級“鋼鐵巨門”?

中國船舶武昌造船爲馬道樞紐製造全部人字門和工作閥門。馬道樞紐是世界內河省水船閘規模最大的船閘,下閘首人字門單扇高39.08米、重1088噸,另有32套輸水廊道和省水池廊道工作閥門。門體太大,無法整體制造運輸,團隊採用“兩地製造”、模塊化裝配和對稱焊接技術,控制焊接變形,保證關鍵尺寸精度,全部設備一次性通過出廠驗收。

船閘怎麼“智慧”開門?

中國電科14所洛普公司負責企石樞紐自動控制、智慧監測、工業電視監控、通信等系統,以及基於馬道樞紐仿真平臺的聯調聯試。團隊以“全系國產船閘控制方案”持續優化自動控制策略。平陸運河船閘閥門啓閉速度世界最快:開門僅需1分鐘、關門僅需30秒。

4萬噸大橋用鋼從哪來?

中國寶武寶鋼股份湛江鋼鐵供應4萬多噸鋼板,用於永福大橋、舊州特大橋、南珠大街跨江橋、G325廣南線欽江大橋、陸楊新村大橋、沙井欽江大橋等。換句話說,運河上的座座大橋裏,藏着來自湛江鋼鐵的“硬核骨密度”。

42萬噸建設用水泥,怎麼保證供應及時?

中國建材廣西金鯉水泥負責平陸運河部分標段水泥供應,累計供貨約42萬噸,實行專線生產、專庫儲存、專線發運,節日不停產、保運輸,爲連續施工提供材料保障。

工地幾千萬方土石方,怎麼運輸?

建設期間,工地土石方量大、工期緊、道路條件複雜,車輛要高頻往返運輸土方、砂石和鋼材,對承載能力、可靠性和出勤率要求極高。東風汽車柳汽乘龍自卸車、牽引車批量進駐馬道、青年、企石三大樞紐,現場工程車輛使用佔比超過60%。

船多了會不會堵?誰在後臺指揮?

中國建築港航局項目團隊開發了運營期數字孿生平臺,相當於給運河裝了一個“智能調度大腦”。它把港口、航道、船舶、貨物數據打通,實時掌握水文、物流、通航信息,自動安排船舶過閘、預警安全風險,還能模擬應急推演。以後船過運河,等得少、走得順,管理也從靠經驗變成靠數據。

施工過程中如何生態護岸?

中國鐵建港航局承建的航道,橫跨兩個水源地和一個生態保護區,“護水”是不可逾越的底線。項目採用千米級防污簾,像一道“水上屏障”將施工水域與飲用水源牢牢隔開,並實行24小時水質監測,確保污水零直排。在岸坡治理上,採用模袋混凝土、格構骨架搭配加筋麥克墊構建生態護岸,不僅穩住了河岸,更爲水草與底棲生物留出了生長空間。

船在江上跑,信號會不會斷?

運河水面開闊,5G信號容易飄。中國移動用無人機搭載5G模組模擬船舶飛行測試,實測下行超240Mbps、上行超30Mbps。欽州段新建優化129座5G基站、遷改1100多公里光纜。更聰明的是“智慧水運大模型”,它像運河大腦,讓船閘排擋從20分鐘縮到20秒。橫州段還豎起4個無人機機巢,5G回傳4K畫面,自動識別漂障礙物、邊坡異常和船隻違章。

修運河要挖斷光纜,沿線上網怎麼辦?

運河施工要挖斷很多通信線。中國電信承擔全線約80%遷改任務,完成17座跨江橋樑線路遷移。在紅樹林等敏感區,用“AI綠色雲眸”,太陽能供電、低功耗,無須拉線布纜,陰雨天續航160小時,實現零開挖零布纜。AI自動識別安全帽佩戴、人員越界、車輛異常,讓工地從“人防”變“技防”。

沿線地形複雜,通信底座怎麼築牢?

中國鐵塔在平陸運河沿線累計新建宏基站54個、改造存量基站12個,馬道樞紐室內分佈系統同步落地。沿江景觀段用適配塔型,航道、碼頭區用加固塔型。馬道樞紐定製雙路由天饋室內分佈系統,配備2套多系統合路平臺、24面室內天線,支持多家運營商共享接入。未來,通信塔將升級爲“數字塔”,搭載感知設備,爲智慧運河提供數據支撐。

怎麼讓52萬羣衆用電“無感切換”?

南方電網廣西欽州供電局完成120條線路、267處電力設施遷改,爲152個運河施工項目送電,容量超17.25萬千伏安;爲16個安置點超4000戶實現“交房即通電”;服務16座橋樑建設點用電。採用“建成一段、驗收一段、送電一段”的階梯式驗收,施工期間設50多處保電點,確保沿線52萬羣衆用電“無感切換”,還爲6所回建學校定製“一校一策”供電方案。

央企建設者用科技創新與擔當作爲,

把百年設想一點點變成現實。

運河通航後,

5000噸級貨輪可以從西江直抵北部灣,

西南貨物出海航程縮短560公里以上,

沿線碼頭、物流、產業有望沿運河集聚,

廣西與大灣區、東盟的產業聯繫也將更加緊密。

這條“黃金水道”不僅是一條水道,

更是西部陸海新通道上一條

流動的、智慧的、綠色的經濟動脈。

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責任編輯丨郎媛

校對丨陳伊南

執行主編丨張灝然 陳婷

內容來源丨各中央企業

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