中線工程
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中線工程范文第1篇
中線、東線的單項工程將全部動工，“南水北調工程將進入一個新階段。”中國工程院院士、水利部長江水利委員會(以下簡稱“長江委”)總工程師鄭守仁告訴《望望東方周刊》。
長江委是南水北調中線工程技術總負責單位，鄭守仁同時任南水北調專家委員會工程技術及質量檢查專家組組長。
工程的全面啟動，源于2008年10月21日中央批準東、中線一期工程可行性研究總報告(以下簡稱“可研總報告”)“投資、工期正式納入國家計劃，這才可以全面開工。”鄭守仁解釋說。
此前，南水北調中線工程，已于21303年12月30日開始單個項目建設，而整體項目建議書和可研總報告則同步進行。
根據2002年國務院批復的《南水北調工程總體規劃》，中線一期工程調長江水入京的時間預定在2010年。2008年10月31日，國務院南水北調建設委員會第三次全體會議則根據可研總報告，將工期明確為“2013年主體工程完工，2014年汛后通水”。
率先于2002年12月開工的東線一期工程，原定2007年通水的計劃，也后調至2013年。
國務院南水北調工程建設委員會辦公室(以下簡稱“國調辦”)在這次會議后便了工期延后的消息，但直到2009年4月，北京市水務局負責人的相關講話才引起了公眾的關注。
《望東方周刊》記者了解到，中線工程開工5年后完成的這份可研報告，在工期、總投資、環保、移民等方面都有較大調整。“國調辦”負責人在接受新華社記者采訪時解釋了其原因：對方案“深入論證優化比選，以保證工程質量、控制工程成本”。
前期論證終告完成后，這個史詩般的大工程，會在2009年真正走上軌道。而隨著工程的全面實施，調整與變數仍然可能存在。
創新性建設辦法
按照總體規劃，南水北調中線工程從長江支流漢江的丹江口水庫引水，通過12130多公里長的總干渠，跨越江、淮、黃、海四大流域，通人北京、天津。
一般來講，大型水利工程的規劃階段和實施階段在時間上有比較明確的分界，如三峽工程、小浪底工程等，在實施階段前全部或基本完成規劃階段的各項設計任務：完成項目建議書、可行性研究、初步設計、技術實施設計等，才會開工。
而在2002年國家批復《南水北調總體規劃》時，北方地區尤其是京津冀地區水資源短缺形勢日益嚴峻，當時有聲音希望2008年北京奧運會前能完成調長江水入京。
南水北調為此采取了創新性的建設辦法：先制訂“總體設計方案”，然后在此基礎上做單項工程的規劃設計，使建設周期較長、作用關鍵的控制性工程陸續開工。與此同時，完成整個工程的項目建議書、可行性研究。
一本水利專業刊物刊文顯示，行政上負責工程設計規劃的水利部南水北調規劃設計管理局負責人，在布置2004年工作時說，雖然南水北調的前期工作已經進行了50多年，有一定基礎，但是由于規劃思路的變化、規劃方案的調整和設計階段的不同，過去的規劃設計成果已不能完全適應需要，許多工作需要從頭開始。
他認為，要在短時間內提交各單項工程的可行性研究和初步設計成果，設計周期嚴重不足，審查周期被迫壓縮，設計質量和進度都受到一定程度的影響。“經過工程技術人員反復分析論證，提出了編制總體設計方案的工作思路。”
不過，水利部的一位副部長在2004年的南水北調工程前期工作會議上曾表示，從總體上講，前期工作還不能完全滿足單項工程開工建設的要求。
最終，本來列入2003年開工計劃的7個單項工程，當年僅有京石段應急供水工程在這一年的倒數第二天開工。中線實現了開工零突破。
總投資預算的較大調整
在單個項目陸續開工后，2005年國家發改委“發改農經[2005]922號”文件正式批復了中線一期工程的總體項目建議書，前期工作推進到可研總報告階段。
鄭守仁告訴《望東方周刊》，可研總報告原本預計在2006年完成所有審批，但由于一直未得到最后批復，中線全面開工時間延后了兩年。
據本刊記者了解，中線一期可研總報告由長江委下屬的長江勘測規劃設計研究院負責編制，于2005年2月5日完成，隨后在水利系統內部進行審查和修編。
2006年2月起，受國家發改委委托，中國國際工程咨詢公司組織專家，對中線一期工程可研總報告進行預評估。不久，咨詢評估報告上報國家發改委，以供決策取舍。
2005年初的可研總報告中，通水目標仍為2010年；而2006年的咨詢評估報告，已提出2010年不太可行；到2008年3月“國調辦”負責人向中央匯報工程進展時，基本確定工期將進行比較大的調整。
可研總報告中，中線一期工程靜態總投資從2002年預計的920億元，上調至1367億元。據悉，后來國家發改委綜合物價等因素測算的動態總投資，已超過2000億元。這個數字得到了幾位院士的證實。
工程設計變動、環保投資以及移民投資，構成了投資增長的主體。隨著工程延期，移民投資很可能將進一步增加。
按照工程總體規劃，中央預算內撥款或中央國債安排占工程總投資的20％，提高受水6省市城市水價建立的南水北調工程建設基金占35％，銀行貸款占45％。
根據“國調辦”公布的消息，到2009年4月，中、東線一期工程累計下達投資538.7億元，其中中央投資270.7億元，基金79.9億元，貸款198.1億元。國家投資已超過50％。
2008年第四季度，正是在擴大投資、拉動內需的大背景下，中央批復了中、東線一期工程的可研總報告。
不應把南水北調看做單純的調水，賣水工程
中國國際工程咨詢公司農林水部水利一處處長李志超告訴《望東方周刊》，他們曾對單項工程進行過評估，并分別提出過評估意見，“但評估項目建議書和可研總報告是從整個中線的大視角來審視，所以提出的評估結論比單項工程有所進步。”在他看來，評估可研總報告，事實上將工程中比較大的問題進行了一次梳理。
以是否合并一二期工程為例。根據2002年的總體規劃，中線工程將分二期實現，一期工程年均調水量95億立方米，二期提高到130億立方米。
“但總體規劃只提了這個目標，它和可研總報告中都沒有提及如何實現第二期工程，即是不是要在一期工程中有所準備。“李志超說，如果一期工程按照95億立方米的規模建設，二期工程啟動時，要么將一期總干渠加深加寬，要么重開一條水渠，“無論哪種，實現起來都很艱難，投資都非常大。”
在具體施工中，這個問題涉及穿黃
河隧道這樣的控制性工程，是否要按130億立方米規模一次建完。“我們測算發現，穿黃一期工程投資和一次建成的投資僅相差10％。”李志超說。
設計造價超過39億元的穿黃隧道，已于2005年中旬開工建設，而此時可研總報告剛剛編制完成。
此外還包括丹江口大壩高度是分兩期加高，還是一次性按130億立方米總規模加高。2006年可研總報告在接受評估時，提出的是兩種大壩高度方案，建議采用更高的176.6米方案。而在2005年9月，大壩已根據單項可行性研究按17.6米方案動工。
而總干渠是否通過河南焦作的煤礦采空區，一直存在爭議，2005年中旬終于確定繞行，此時距中線開工已過去了一年多。
李志超等參與評估工作的人員認為，不應把南水北調看做單純的調水、賣水工程，應強調其公益性，加大國家投資的主導地位和各地方政府的話語權。而此時按照準市場化原則設置的各個項目法人均已組建完畢，并以經營者的身份來運作工程。
事實上，2008年最終獲準的中線一期可研總報告，在工程設計方面并無原則性改變，而一些咨詢評估建議也被納入，如水利部門目前正在研究調整黃河上的西霞院水庫到總干渠的規模，使其作為工程的應急備用水源。
環保投資獲明確
在湖北，重要的漢江中下游治理工程興隆水利樞紐，終于在2009年2月開工。
南水北調中線工程從漢江中游引水至北京，將使漢江下游來水減少兩成以上。為降低環境影響，湖jE省環境科學院總工程師沈曉鯉主持的“環評報告”，提出了引江濟漢、興隆工程等四大工程。興隆水利樞紐主要通過蓄水調節漢江下游水勢，引江濟漢則以長江水補償漢江。
“90年代南水北調規劃時，并不認為會對漢江中下游造成嚴重影響，只給了湖北兩三千萬元搞環境。”沈曉鯉說，在2002年國務院批復總體規劃時，將四大工程納入，但只提及東線治污總投資240億元，并未明確漢江中下游治理工程的投資規模。
但在21303年底中線開工，特別是丹江口大壩加高工程啟動后，湖北各地方政府對于環境治理及補償的呼聲高了起來，并且比照三峽工程。
2006年中旬，湖北省上報了上述“環評報告”，同年年底，中線一期工程通過國家層面的環境評估。此時開工已過3年，多項控制性工程已啟動，“我們提出的規劃，只能是如何治理和補償，盡量減少影響。”沈曉鯉說。
2005年，興隆水利樞紐的前期準備工作都已完成，并上報待批，地方官員甚至希望當年開工、當年實現截流。該工程計劃工期4.5年。但隨后中央要求中線有關工程在可研總報告全部審批后再開工，興隆工程因此暫停。
據湖北地方媒體報道，該省有關部門為爭取工程盡快開工，多次赴京匯報。
2008年底可研總報告獲批，興隆水利樞紐如愿列入2009年開工名單，并增加發電功能，因此增加的投資全部由國家承擔。這使項目總投資邁過了30億元門檻。沈曉鯉說，可研總報告中，四大工程投資逾84億元，2002年的計劃是70億元。
他還說，湖北省正在對引江濟漢中加入航運功能進行論證和評估，目前計劃投資已超過50億元。
在項目開工報道中，湖北媒體還提到，“國調辦…‘按照‘特事特辦、急事急辦’的原則，從起草批準興隆工程初步設計的文件，審批速度之快，史無前例!”
正式挑戰移民難題
對于外界關注的移民征地問題，主持中線工程移民規劃的長江勘測規劃設計研究院副總工程師尹忠武告訴《望東方周刊》，今年將全面展開。目前確定中線一期工程移民超過40萬，其中30多萬人為丹江口水庫移民，其他為總干渠移民。
其中，總干渠征地范圍呈帶狀分布，不像庫區那樣整村、整組遷移，移民相對分散，一般可在本村組內就近安置。這部分移民已啟動。
而難度最大的，是以丹江口庫區移民為主的約30萬外遷移民，他們將被遷往50多個外地區縣和農場。
2007年，丹江口庫區曾啟動了2萬人的移民試點，尹忠武估計這部分人將在今年9月之前住進新家。目前移民實施規劃正在制訂中，“這將是規劃程序的最后―步，完成后就可以進行實際移民了。”
尹忠武介紹說，2005年可研總報告完成時，估算移民投資約450億元。
在2006年9月1日，國家正式施行新修訂的《大中型水利水電工程建設征地補償和移民安置條例》，據此，耕地土地補償費和安置補助費之和為該耕地被征收前三年平均年產值的16倍，并可進一步提高標準。南水北調是第一個采用16倍標準的大型水利工程。
該條例還將水庫周邊淹沒線以上屬于移民個人所有的零星樹木、房屋等也納入補償范圍，而此前這些都是不予補償的。
中線工程范文第2篇
關鍵詞：輸配電工程；覆冰；防凍；除冰
0 引言
隨著人們生活水平的不斷提高，對于電力的需求也是與日俱增。無論工作、生活，一旦離開了電，均無法正常開展。因此，輸配電工程也顯得格外重要，它是人們正常生活的保障。然而，一旦出現雨雪、冰凍等極端天氣，則很有可能影響電力的正常輸送。對于2008年發生在南方的大面積冰凍仍然讓我們記憶猶新，極端惡劣的天氣造成南方電網嚴重破壞，陸續發生了線路跳閘、電塔倒塌，電路斷線等事故，對人們的正常生產、生活造成了重要影響，產生了較為嚴重的后果，也正因為如此，對輸配電工程中線路保護的重要性也逐漸被人們所認識。本文主要針對輸配電工程中的線路防凍問題，分析了線路冰凍發生的原因及危害，提出了相應的防凍措施，為電網在惡劣天氣下保持正常運行提供了參考依據。
1 線路冰凍原因
當出現雨雪、冰雹等強對流天氣，氣溫驟降。此時，積聚在導線表面的水分因凍結而固化成冰或霜的現象稱為導線覆冰。這是一個多學科耦合造成的物理現象，受眾多因素的影響，因而其產生存在著隨機性。通過長期研究發現，若電網線路出現覆冰現象，有三個必要條件：一是大氣中必須有足夠的過冷卻水滴，所謂過冷卻水滴指的是溫度、壓力在理論上達到冰點卻還未結冰。這由當時所處的氣象條件密切相關。二是過冷卻水滴需被捕獲，這由捕獲過冷卻水滴的覆冰物體自身的流體力學特征所決定。三是過冷卻水滴在被捕獲時或是在離開覆冰物體之前必須結凍，這由覆冰物體表面的熱力學平衡決定。由此也證明了覆冰現象的產生是多種因素共同作用的結果。
2 覆冰的危害
在電力線路設計時，會根據《l10kV～500kV架空送電線路設計技術規程》給出設計覆冰值，而如果覆冰的厚度遠遠超過這一設計值，則很有可能造成線路損壞。在我國南方，根據歷史資料及以往經驗，覆冰值一般取為15mm，僅在個別路段取為20mm。而在設計覆冰值時，桿塔上覆冰時不均勻的縱向張力并不予以考慮。然而，實際情況是隨著海拔升高，電力線路出現連續上下山時，則會造成桿塔兩側的覆冰出現不均勻。
當發生覆冰現象時，主要原因是覆冰的厚度超過了線路設計的抗冰凍厚度，此時由于線路承受的符合過高，容易造成電路斷線、桿塔折損、金具損壞等重大事故，同時也可能引起弧垂增大，影響導線的正常工作。而當覆冰不均勻時，由于線路所能承受的張力有限，有可能造成金具損壞、桿塔傾斜等電氣事故。
3防凍措施
近年來，隨著全球氣候變化活躍，極端天氣出現的頻率顯著增加，電網系統覆冰災害也時常發生。同時，由于電網系統的復雜性不斷增強，一旦出現覆冰災害，將會造成巨大影響。通過上述分析，可以認識到多方面的原因會造成電網覆冰，因此需要根據其特點進行針對性的防治。自1976年以來，我國就制定了“避”、“抗”、“融”、“改”、“防”五字方針來防治冰凍災害的發生。以下，將針對現階段遇到的問題結合既有方針，給出電網系統的防凍措施，盡量將災害的損失降到最低。
3.1樹立防災意識
正所謂“未雨綢繆”，電力保障系統應時刻預防可能發生的冰凍災害，提升防患意識。由于電力是保障社會經濟安全平穩的關鍵，一旦出現電路故障，恢復不僅耗費大量人力物力，且故障時間造成的損失也十分巨大。因此，相對于電力系統出現故障以后的修復和補救，預防則顯得更為關鍵。工作人員應時刻具備防災意識及應對突發事件的憂患意識，做到有備無患。
3.2全國冰區劃分
由于我國地大物博，東西南北氣候特征都有著巨大差異，對應不同地理環境，采用同一覆冰值的設計指標顯然是不合理的。因此，應針對不同地區的氣象條件，開展線路覆冰的概率分布統計，以此來劃分冰區。對于容易發生冰凍災害的地區，覆冰值的設計應留有一定的余量，且應建立冰情監測站。當極端天氣來臨時實時監測冰凍情況，對可能出現的冰凍災害采用應有的手段進行預防。對于全國的冰區劃分是一項長期而細致的工作，但對線路的防凍卻十分重要。
3.3加強線路設計
在輸配電線路規劃設計時，也不應該是一成不變的，線路的設計需因地制宜，根據當地的氣象信息，合理進行設計。在新建電力線路時應盡量避開易發生覆冰的地段，所謂“避重就輕”，使電力線路的起伏不至于過大。盡量避免電力線路橫跨于風道、湖泊等易發生覆冰的區域，在山麓間修建電力線路則需避免過大的高度差及桿塔間距，電力線路應布置在覆冰季節的背風面或向陽面，從而盡量減少覆冰發生的概率或減輕覆冰程度。而當這些都無法避免時，則需對輸配電線路覆冰值的設計有所加強，同時，選取可承受縱向不平衡張力的直線桿塔，提高輸配電網抗凍能力。
3.4防冰、除冰措施
當利用有效設計仍無法有效抗冰時，則需采用必要的防冰和除冰措施來保證輸配電工程的正常運行，通常采用的有以下幾種手段：
（1）熱力法。由于導線自身發熱，可對其加以利用，配以附加熱源，使冰雪無法覆蓋在電線上，或加速已覆蓋冰雪的融化。該方法在我國使用較廣，往往采取不帶負荷短路的方式使導線迅速加熱起到融冰效果。
（2）機械法。這是我國最常用的人工除冰方法，使用簡單，效果明顯。一般是采用木棍、竹竿等工具對嚴重覆冰的線路進行敲擊，這種方法具有很好的除冰效果，能在短時間內迅速除冰，而缺陷是若線路地處人無法輕易到達的位置，則除冰難度劇增。另一種機械方法是利用起重機、絕緣工具車等方式，通過人在地面操作滑輪在電力線路上滾動除冰。
（3）被動法。在人力難以達到的山區、湖泊等地形，往往采用被動法來除冰，主要依靠風、地心引力、溫度變化等等。通過在輸配電線路上安全除冰環、風力錘、阻雪環等設備來利用自然手段，達到被動除冰的效果。
（4）其他方法。隨著科技的不斷發展，新方法也不斷被提出并得以驗證，目前有效的方法有電磁脈沖、氣動脈沖、電子凍結、碰撞前顆粒加熱等防冰、除冰方法，通過合理的利用，均能起到線路防凍的效果。
總體來說，在冬季來臨時，應加強對輸配電線路的清掃及監督，制定完善的應急預案，包括多套電網運行方式、拉閘限電、發電機組供電預案等等，在有效降低災害發生的同時，完善的應急預案可迅速實施響應，將損失降到最低。
4 結語
目前，對于輸配電線路的防冰和除冰，仍然沒有一勞永逸的方法，上述的各種防凍措施也都各有優劣。對于某一種防凍方式，即使存在可行性，也需考慮經濟性的問題。而我國南方各省的氣候、地形特點使得冰凍天氣易于發生，導致輸配電線路容易產生覆冰現象。因此，對于不同地區的防冰及除冰應做到因地制宜，在充分認識覆冰形成的條件和機理的前提下，采取有效的應對措施，諸如對輸配電線路提高覆冰設計值或對桿塔進行必要的改善，減小冰凍災害發生的可能。與此同時，完善的應急預案也是十分必要的，只有如此，方能在災害發生時迅速做出正確的響應，最大限度地降低損失，保證電力系統在嚴寒天氣正常運行。
參考文獻
[1] 熊偉. 輸配電工程線路防凍探討[J]. 科技與生活， 2011（18）.
中線工程范文第3篇
那么，反過來了，我們就要說一說，咨詢公司對項目建議書的評估意見。應該說，咨詢公司先評了京石段的應急供水工程、評估了丹江口大壩的加高、評估了穿黃。當然，在當時的情況下，咨詢公司提出了對這幾個專項工程的評估意見。以后呢，我們在評估項目建議書的時候，應該說比評單項的時候能夠更為全面的，從整個中線的這個視角來審視中線工程。所以提出的結論呢，比單項工程當然要有所進步。所以，比如說呢，這里邊提出的這個設計水平年的問題。2010年太近，是吧？那么張部長也說了，2010年要通水，建成就是2010年。水利工程的規范里頭好像應該再長一點，咱們是不是應該再長一點呢？另外呢，通過多方面的比較，專家方方面面的意見，黃河以南啊，確實是再開二次，影響很大，投資恐怕也會增加很多，所以提出了黃河以南一次建成。第三點，就是穿黃工程，僅僅投資相差10％，現在一期規模和一次建成僅僅相差10％。如果分二次建成的話，不管相差多長時間，投資恐怕不是這個數，會遠遠大得多。所以，我想不用太多的考慮，穿黃工程確實應該一次建成。所以這是咨詢公司在項目建議書的評估意見里頭提了這么幾個方面的意見，應該說比單項工程有所進步。
當然，我剛才也說了，南水北調中線討論了幾十年，在他們的論證中所提出的方方面面的爭論同樣反應到中咨公司的評估中，專家們有各種各樣的意見。所以，我在這里，下面主要是童話了。問一問，為什么存在這些爭論，為什么爭論了這么幾十年了沒有結果？大家都是博士、院士、博導，方方面面的專家、學者，工程經驗、社會經驗、經濟經驗都那么豐富，為什么？
那么，第一個就是南水北調這個工程本身它不同尋常，不是一般的工程。它影響到社會、經濟、環境、國民經濟的方方面面，所以引起了大家共同的關注，方方面面也都會充分的發表他們的意見，這是勿容置疑的，大白話。第二個，那就是南水北調中線工程的位置還是沒有擺正，所以才導致了方方面面的爭論。這里邊呢，我給大家說一首詩，蘇軾的《題西林壁》，說什么呢？
“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同，不識廬山真面目，只緣身在此山中。”
前兩句說得很清楚，廬山的景色很美。這里邊跟南水北調的爭論呢，我覺得恰成鮮明的對照。第一個就是南水北調工程可調水量、調水規模、調水目標啊、大小啊、環境問題啊，是為環境是為什么？最后關系到投資到底多少啊，水多了賣不出去，價高了，方方面面的問題，確實是頭疼。第二個呢，“遠近高低各不同”，那就是方方面面的意見，你有你的意見，我有我的意見，誰也說服不了誰。所以為什么要有這么些個意見呢？而且誰也說服不了誰呢？所以，我看也是兩個主要原因。
第一個，社會可行性的缺位。我們大家都知道，可行性研究是技術可行、財務可行、經濟可行，還有兩個最具有能動性的，也是相互制約的，就是政治可行和社會可行。大家很明白，西方社會的三權鼎立，缺一個就不行，美蘇的爭霸也一樣。前蘇聯一垮，現在的形勢也是……。所以在這種情況下，我們就產生了方方面面的問題。
第一個那就是對水資源稀缺，到底缺不缺水的認識。我們以前知道，確實是華北平原在前一段時間，性質上是超采地下水掩蓋了水資源的短缺，我們在犧牲環境，而制造一個不可持續的發展和繁榮。
再有一個問題就是代表性的問題。因為現在，誰能更代表著國家，我們水利部代表國家，建設部代表國家，國土資源部代表國家，環境部、國家計委都代表國家，我們在座的人也都代表國家。但是我一直在想，我們各個省由于不合格的飲用水，當地老百姓的痛苦對你們心靈的震撼；還有，是河就干，有水就是污水，對你們感官的刺激；再有方方面面壓力，群眾生活的不穩定等等等等，對你們工作上的壓力都要比我大的多。所以說從代表國家這個角度上我想我個人以及我所請的這組專家在責權利這方面，我覺得我要是說錯了或者是說對了，沒人撤我的職，沒有人給我什么樣的批評。尤其是我請的這些專家都是退休的，說完了也就完了，聽不聽跟你無關。所以在代表國家這個層面上，我覺得首先是我個人，不如你們各個省的大。所以咱們大家無論是省里也好，長委設計院也好，河南省設計院也好，方方面面，大家都有一個共同的目標，都在為國家，都在盡心盡力。所以南水北調中線工程是大家的工程，大家一定要群策群力，不要灰心，我們還要努力，我們還要想辦法，總有辦法可行。不要以為有了一定的規程，有了一定的說法了，因為我們還有很多的潛力可挖，大家一定要再想，再想辦法。
再有合理的供水范圍問題。比如說滄州這個事，以前，我們確實也在想，尤其在目前東線的水質這種情況下。我們是不是也應該再想一想，現在我們講究以人為本。有些專家也在說滄州是什么東線的供水范圍，在當時也可能，但現在呢？所以我說，假如，要是你有親戚在那呢？要是所有的人的親戚在那呢？所以我覺得滄州這個問題確實也應該從新的角度來審視一下了。另外，在這里呢，既然說社會可行性缺位是一個主要原因吧，這里邊我也給大家順便提一下，中咨公司在公司報告中已經加上了社會評價一節，所以社會評價確實很重要。剛才說了第一個是社會可行性的缺位，那么，第二個就是水價的困擾。在這之前我還走訪了很多專家、院士、博士，咱們魏司長也說很多專家也都曾拍著肩膀，同意他的觀點，希望能一次建成。各個省區的意見也是這樣。但是一說到水價就也都灰了心了，水多了賣不出去，巨大的市場，水價不好弄。所以，這也是我的臆測，一期工程的供水目標不得以變成了城市、工業和生活。當然這幾天聽了幾個省提的意見，覺得這個方案確確實實往下每走一步都存在相當的難度，確實需要大家再花費更多的努力和精力來處理這些問題。但是，我想呢，中線工程不單單是市場競爭條件下的一個賣水工程。舉個簡單的例子，燕山水庫投資16億，供水9000萬，電站只有1500千瓦，建議書時讓它貸款8000萬，可研時提出貸款1億4千萬，可真正算下來財務收入只有4331萬，總成本費用4854萬元，收入小于成本，這是很正常的嘛。以防洪為主的水庫，貸款很簡單，沒有貸款能力。那么，中線呢，中線現在用的是商業貸款，而且是市場利率，資本金的利潤率是7.76％，這是市場競爭性的企業行為，應該說在這里沒有體現公益性。而且在我們評估這些項目的時候，經常聽到方方面面說現在建一個水庫就背一個包袱。那么既然是背包袱，我覺得應該問一問為什么你要建它，建一個賠一個，那你建它干什么啊？再想一想，既然要建就必然有它的道理，國家的投資必然會有回報。現在就要說，我們追求的到底是財務可行還是追求財務獨立？所以，從現在來說，中線工程追求的是財務獨立而不是財務可行，而財務獨立恰恰是市場競爭性的企業行為，它追求的是財務獨立。因此中線工程應追求財務可行。我們剛才說的燕山水庫追求的也是財務可行，而不是財務獨立，這是一個本質差別。所有公益性為主，兼有經營項目，都應從這個角度，千千萬萬要追求財務可行。再有一個比喻，它跟生孩子一樣，生孩子的目標就是傳宗接代。他剛生下來，在他掙工資以前都是賠本的，但是你還要養。對個人來講，它有戰略意義，它肩負的使命絕非用錢能衡量。中線是可持續發展，子孫后代受益，我們不能拘泥于眼前的利益，追求它的財務獨立。有些專家說就建成這樣得了，過兩年我就見馬克思。我就想說你的兒子，你的孫子，還會在這塊土地上過，即便你把他送到國外去了，他也會因這個地方受到嚴重污染，不適合居住了，在外國人面前抬不起頭來。
我們判斷一個項目是上還是不上，我們制定的基本的判斷準則是什么？大家都知道，經濟可行，財務可行，項目應該上；經濟可行，財務不可行，怎么辦，應想辦法讓他財務可行，創造條件讓它上；那么國民經濟評價不可行，財務可行，那么這個項目應該講是不可行的；兩者都不可行，不用說了，連考慮都不考慮。那么公益性的項目，經濟上是可行的，財務上我們要想辦法。世行對小浪底的評價也很簡單，巨大的經濟和社會效益，糟糕的財務效益。但是小浪底發揮了巨大的作用，國家對小浪底在財務上給予了很多的幫助和支持，使得它財務可行。那么中線呢，我們為什么會不想辦法讓中線可行呢？那么，談點具體的吧，具體的政策，國務院體制改革辦關于水管體制的改革已經很明確了，水管體制改革將來要劃分為三種形式：第一種經營性的，第二種公益性的，第三種兩者兼備的，既有經營性又有公益性的，叫做準公益性也好，準什么也好。措施也給你了，財務不行的，同級財政可以補嘛！原國家計委、水利部、農業部《關于改革農業用水價格有關問題的意見的通知》，第三條，對充分的考慮農民的支付能力這一條，對大型的高揚程取水、機電井灌區及其他成本高的水利工程(如跨流域調水)要采取提價和扶植政策相結合的辦法，適當解決水成本與價格倒掛問題，減輕水價上漲壓力。多明確啊，我覺得不用說的再清楚了。農業用水只要有政策，應該供水。這是微觀方面的看法。我們有國務院各部委出臺的方方面面的相關政策。那么，剛才說到蘇軾的詩了。再說一個，蘇軾是個哲學家，“不識廬山真面目，只緣身在此山中”。怎么看呀，得跳出來看，別老躲在里頭，天天人家說什么，你說什么，說來說去，你跟著人家跑，誰也打不贏。所以，對于廬山這個事怎么辦呀？要我說你租個直升機在廬山頂盤旋兩圈。什么峰呀、嶺呀，一覽無遺，沒有什么爭論了，峰就是峰，嶺就是嶺，還用爭嗎？那么，南水北調呢？有沒有這樣的直升機呀？有！宏觀，宏觀，再宏觀。只要你宏觀到把大部分的爭論都包括了，中線工程的位置就正了。舉個簡單的例子，我們水利部門費了很多的勁，三次平衡、節水、治污，投入巨大的財力、物力，技術上、經濟上，不知道到底將來能否投入這么多。因為這是為城市生活工業做出努力，很緊。可是有一樣呀，你到建設部那一塊，人家就是說你不行。你還得到建設部去解釋，跟人家的范圍不一樣。人家是自成體系的。自來水管網里都有水表測量的，就是這個數，就是60多億，你再說也不行。換句話說，我們的目標如果是對環境、對農業、對整個地區的可持續發展的話，水量就不是95億。那么，城建部，你說多少水吧。你說60億，我給你60億，剩下的，我給農村、給環境。你說90億，我給你90億，我還有40億。還爭嗎？不爭了。只要站得更高一點，南水北調擺正位置，大部分爭論應該說自己就沒了。只要還有爭論就站高一點。再爭論就再站高一點。
國務院對南水北調的批復說的太對了：“重大的戰略基礎設施，戰略性，而且是基礎設施，經濟社會可持續發展和子孫后代長遠利益，要綜合考慮生態環境的建設要求。前邊是定性的大的框架，那么下邊也就又提出要求了，要具有公益性和經濟性的雙重功能。這里呢，我要加一條，這是水源，這是水源工程。中線調水的目標我個人認為應該是遲滯環境惡化的速率，不要談改善。因為我們面對的是地下水超采1000億，它所引起的環境的影響相當大，地下水超采，地面沉降，海水入浸，這里面還有一個糧食安全問題。世界糧食日的時候，院士們都在提：2002年以來全球出現了當年糧食生產量比消費量低的情況，2003年世界糧食儲備降低到30年來的最低水平，2003年我國糧食需求比供應大568億公斤，近五年糧食總產累計下降7816億公斤，人均糧食從1998年的415.5公斤降至2003年的333.3公斤，相當于上個世紀八十年代的水平。而且，其他占地，國土面積三分之一水土流失，每年沙漠化損失540億，這些都將導致糧食的減少。而且2020年我們的糧食產量要到6萬億噸以上，確實相當的難。所以在考慮中線這一塊農業問題的時候，一定要跟糧食安全這一塊聯系起來。現在整個中線的受水區，水資源的短缺，造成方方面面的影響。我最近在搜集一些地面沉降造成的影響。昨天，幾個專家，他們說，地面沉降造成測量系統、地面測量網的不準確。今天剛放好位置，過兩天跑了，我看這個損失就不小。什么精密的設施，今天點都在這放好了，過兩天跑了，這個損失就不可估量。所以我的想法，南水北調工程一定要站在更高的宏觀的角度上看待。
現在說幾個具體的問題，丹江口大壩加高的問題。中線工程的弱點就是沒有調蓄，沿線沒有可用的庫容，壓力都加在丹江口上，客觀上需要一個大的調節庫容；丹江口來水不均勻，也需要大庫容；而且以前還有個說法，北調的水量，丹江口的水不夠，要從大寧河調水，而大寧河又是跟電聯合在一期，要調峰，利用枯水期的電力，它的來水更不均勻，大庫容更是需要。所以丹江口大庫容必不可少。
第二個問題是移民問題，也爭論了多年。2004年的時候，根據溫總理的指示，好像他們又進行了個論證，得出170m方案優于165m方案，還是170m優。會上的反對意見僅僅說有利于減少移民，減少工程投資。這里要強調一點，方案的取舍從來都是費用最小，而不是投資最小，所以減少投資不是一個依據。東、中、西線目前的態勢問題：東線抓緊治污，西線還需一段時間，唯一能用的只有中線。所以中線應盡可能斬斷一切羈絆，一定要活起來。蓄水，需要是多少一定要安排多少。不能因為移民問題，因為安全上的考慮而束縛住了中線的手腳。那么說這里邊移民要移多少呢？所以我覺得移民應該取決于安置區的環境容量，這幾天看了湖北省，河南省的關于移民的報告，確實是湖北省提出要不小于1.5畝/人，河南也提出1.1畝/人到1.5畝/人，所以南水北調中線工程成敗的關鍵之一是移民，一定要把這個移民工作處理好。
再有中線工程的規模問題，中咨公司以前評估過，立足于漢江是140億，那么總體規劃提出130億，就算考慮到陜西引漢，應該說長江委也做了結論，也不會有數量級上的差別，所以應該講調水130～140億是有信心的。
再有總干渠與交叉河流的關系，雖然每個縱向交叉河流都留了退水口門，據說是按照50％的流量來留的，我想應該再略微的大一點，比如說簡簡單單的按黃金分割法，照著0.617來考慮，把退水變成將來的主動的進水。
那么，再說下黃河，中咨公司建議西霞院留口門到黃河北總干渠，這樣就可以把小浪底無形中納入了作為備用的應急的調蓄庫容，盡管漢江和黃河同豐同枯。但是萬一的時候恐怕小浪底做為一個備用，犧牲一點兒發電，恐怕也應該在考慮之中。
再有供水方式，那么總干渠從生態意義上來看是一條死河，人水和諧應該是童話。因為它，在地表水與土壤水之間的交換被切斷了，水土間交換帶來的微生物的交換也沒有了。所以我就在想，河南、河北，既然我們的目標是環境，就不急于的實現短期的財務效益，我們找幾個合適的城市，如果可能的話，找幾個適當地方直接回灌。然后呢？你城市的地下水管網不要重新掉過頭來再改，可能會省錢，而且長期的人水和諧也可能達到。
再有管理體制，我也想說一下。中建局我覺得應該定義為公益性為主的準事業單位，最好在能夠妥善解決和丹江口水源公司的資產配置和財產分割上達成一致，然后合并起來，管理范圍就是丹江口水庫和總干渠。
再有總干渠投資，既然是丹江口和總干渠以上定義成公益性的水源工程，那么工程投資我的想法應該由中央統籌解決。中央出資30～40％的資本金，其余的由政策性銀行按50年以上的還款期，貸款利率能不能按照軟貸款約2％來進行。這樣的話全線的平均水價在130億的時候只有0.56元，110億的時候也只有0.68元。那么再換句話說，國家不愿意貼息，銀行也不愿意降到這么低的利率。那么南水北調是個千年大計，我貸款100年，還款期限延長到100年，我的利率是商業利率，你可以調，既然是公益性的工程，你也可以按成本來核算水價，到各口門按統一價格賣到各個省市。這里邊有一個什么樣好處呢？就是水價低了以后，我是130億或140億的規模，我核算成本水價的時候是按100億來核算，原來的是0.56元，現在有可能是0.8元，這個水價也相當的低。這無形中就有了30億的水可做為綜合考慮環境和農業的用水，這個水在供水價格里已經付了，這個水我就可以統籌考慮地下水回灌或者考慮農業用水。因為我在考慮地下水回灌的過程中，首先沿線的這些附近的群眾們，他們的井里、他們的河道里都有水了，不管怎么樣，偷水的問題解決了，附近有水它就解決了。而且回灌以后，華北平原深層地下水的補給應該就在這一帶。盡管我們主要目標還是95億的水給城市生活，但是我們還有30億左右的水統籌考慮環境和農業。這樣的話我想我們就有相當大的機動，盡管國家在短期上覺得不劃算，假如國家貸款100年，國家投入30億資本金，水也賣的出去，那么錢在長時期內我們同樣也能收回來。盡管是公益性，只不過是收回的期限長。同時我還有30億機動水統籌考慮農業，統籌考慮環境。財務上的可行，實際上就是產品趕緊賣出去，趕緊使產品資金回籠，只不過我們考慮期限長一點。南水北調中線只要能長期保持下去，那么財務效益在百年以后肯定可以收回，所以短期利益也兼顧了，長期利益也考慮了。這才叫以城市生活為主，兼顧生態環境和農業用水。我們有30億的機動水，大家考慮考慮，不管怎么樣這是一個想法。現在銀行的情況是，工行也好，建行也好，存款余額大的不得了，你要是百年貸款按商業利率給它，只要能還上利息，我想他們應該也高興。所以，我想中線的問題就談到這兒。我想做一個簡單總結，并不是說以后節水治污都不搞了，那同樣要跟上。總干渠以上是公益性的，政府行為為主。總干渠以下水賣給各個省市，那是市場行為，我們根本就不干涉。因為我的目標已經是環境，已經是農業了。所以各個省市我想他們會有很好的辦法，通過市場運作，或者是你再用政府行為，你去調控你買到的水，只要水便宜了,肯定有辦法解決。而且公益性的目的，就是讓那些水能夠盡快發揮它的作用。所以我想中線工程我想說到這兒。順便總結一下：
從政治及經濟利益上看中線工程的著眼點應該是戰略性的基礎設施工程，像國務院批復的那樣，換句話說怎么宏觀也不過分。
另外東線要抓緊治污。西線戰略意義很大，應該抓緊前期工作，光靠中線是絕對不行的。中線你說我供200億，不行！中線應該立足于漢江，這是現在唯一的水源。黃河也有污染，長江將來也說不好，漢江的這段水質一定要保護好。所以漢江調水140億做好工作應該沒有問題，立足于漢江不能再考慮別的。
經濟上發展不確定因素很多，不可能預測準確。所以基礎設施的建設一定要留有余地，絕對不能說，現在有很多大的機場剛建完就飽和，公路也一樣剛建完就飽和，所以中線工程從這個角度考慮來講我們也應該一次建成。
再有第三個，就是長距離調水工程，尤其是中線工程都是系統工程，單打一絕對不行，所以一定要系統的考慮，統籌的安排。最近這次聽了省市的意見，確實是再往下走每走一步都存在很大的困難。假如我們換個思路，如果能夠跟國家要到這個政策的話，中線就可行了。國家政府可以啊，五十年以后，百年以后，只要還了貸款，它可以收回錢。中線的利益只要能保住它那就是利益巨大。而且既然水價這么低，總之各省市都會要的，那么既然只要要，中線工程目的就達到了。就怕水到不了，巨大的市場就是因為水價的問題困到這里。所以說既然是公益性和經濟性相結合，結合部分就是總干渠和總干渠下邊分水口門。總干渠以上公益性，總干渠以下市場，市場基本上不干預，水到了那兒環境必然會改善。我們在沒有達到人水和諧可持續發展的時候，調來的每一滴水最根本的或本質上都是解決環境。
那么說了半天中線，我們的主題是什么？黃河北～漳河南，我們再回來。采空區這個事兒，很關心，本來是說跟水規總院聚一起的，他們提前了。我看了一下，目前的判斷標準：六個月內地層變形不超過30mm的穩定判斷標準，這個穩定判斷標準不適合供水情況，尤其是中線。中線工程安全可靠是放在第一位的，這個判斷不能作為判斷標準。水規總院審查意見我已經看了，“鑒于目前尚沒有水利工程通過煤礦采空區的規程、規范和經驗，經處理后是否還存在渠基隱患及運行期間是否還產生次生環境地質問題均難以判斷，長期安全性能否保證尚需進一步的深入研究”。而且線路比選上說渠線大部分從趨于穩定采空區通過，趨于穩定的采空區通過？“目前穩定的采空區只是地表變形收斂，但并未停，遇有周邊復采，渠道漏水，地表滲水或遇地震情況，使原本暫時相對穩定的地層，又會產生新的沉降變形，均構成不利于渠道安全運行的不定因素和風險。”所以有了這么多的結論和判定的標準，為什么還要穿？我還不是學水工的，我想對于學水工的，看了這些了我就關心最后的判定究竟是穩定與否。第一沒有標準。第二你要是真的處理完了你再判定，我覺得最有效的辦法就是壓鋼錠，壓它5年，我看看怎么樣，那是最簡單的想法，那是5年啊，5年后怎么樣。而且我們是水啊，不能引起絲毫的垂直沉降，太大了絕對不行，而且實際上小了不擔心也不行。我個人意見就不要再比了，就是繞，南水北調中線工程安全是第一的。它的政治經濟意義，只要一通水就絕對不能斷。
再有西霞院口門的問題，因為既然作為備用的一個水源，所以應該統籌考慮，盡量的也是留點兒余地，留大點，下面再研究。
中線工程范文第4篇
【關鍵詞】南水北調，中線工程，概算編制
中圖分類號：TV 文獻標識碼：A
一、前言
近年來，我國在南水北調工程上雖然取得了飛速發展，但依然存在一些問題和不足需要改進，在建設社會主義和諧社會的新時期，對南水北調中線工程概算編制的分析，對確保居民的切身利益有著重要意義。
二、南水北調中線工程遷移安置投資概算
1．農用地補償標準問題
征收耕地的補償費用包括土地補償費、安置補助費以及地上附著物和青苗補償費。征收耕地的土地補償費,為該耕地被征收前三年平均年產值的6~10倍。征收耕地的安置補助費,按照需要安置的農業人口數計算。需要安置的農業人口數,按照被征收的耕地數量除以征地前被征收單位平均每人占有耕地的數量計算。每一個需要安置的農業人口的安置補償標準,為該耕地被征收前三年平均年產值的4~6倍。
2．工礦企業補償投資計算方法
為公共利益需要收回國有土地使用權的,對原土地使用權人應當按照下列標準給予補償:原以劃撥方式取得國有土地使用權的,提供新的用地或者按照征用土地的補償標準給予補償;原以出讓或者作價入股方式取得國有土地使用權的,按照剩余年限的土地使用權價格給予補償;原以租賃方式取得國有土地使用權的,按照評估租金高出實際租金的矢量與剩余年限折算的現值給予補償。
4．土地勘測定界費問題
南水北調中線工程征遷移民安置補償投資的其他費用包括勘測規劃設計科研費、實施管理費、移民機構開辦費、技術培訓費、監理監測評估費用。由于南水北調中線工程占地量大,如果按照南水北調中線工程邯鄲、邢臺段占地情況測算,此費用數目可觀,然而,根據南水北調中線工程征遷移民安置補償投資計算的有關規定,不能將上述費用計入補償總投資。在南水北調中線京石應急段征遷移民安置工作實施過程中,確已發生了此項費用,給地方征遷移民安置工作帶來了較大的困擾。
三、對南水北調中線工程概算的要求
1．加快評審速度，及時提供評審報告，保證工程按期開工建設
南水北調工程復雜，時間要求急，為了保證南水北調工程的順利建設，國家投資項目評審中心及時組織專家進行評審，按期提交評審報告，保證了初步設計的及時批復和投資的安排下達。有效保證了這些工程的及時開工建設。
2．認真復核工程量，積極提出優化技術方案的建議
項目投資的確定除定額水平和編制辦法外，工程建設內容、建設規模、建設標準、建設方案及工程量計算有無漏計誤算也是影響工程概算投資的重要因素。因此，國家投資項目評審中心聘請國內水利行業相關專業的知名專家，根據批復可研報告確定的建設內容、規模、標準等和水利部初步技術審查確定的設計方案，經過現場查勘，對存在明顯問題和可以進一步優化設計的方案，積極提出優化技術方案的建議，與設計單位、項目單位進行討論，供決策參考；同時實事求是地復核建設內容、工程量、工程單價以及相關費用，保證了評審質量。
3．在打足概算投資的基礎上，嚴把投資關
評審嚴格控制工程建設標準和規模，嚴防搭車項目和投資層層加碼，既要嚴格控制投資，又要打足概算投資，不留資金缺口。評審在水利部只報送靜態投資的基礎上，按國務院南水北調建設委員會確定的貸款比例，增列建設期貸款利息；按國家有關規定，足額計列工程占用土地補償費和安置補助費、森林植被恢復費、土地開墾費和耕地占用稅等；對超出可研批復范圍的建設內容、建設標準等予以核減；嚴格控制非生產設施建設標準。
四、南水北調中線工程概算編制的幾點看法
1．不同的單項工程應采取不同的定額和取費標準
目前,我國不同的建筑行業有不同的部頒定額和取費標準獷而采用不同的定額和取費標準所計算的工程投資差別較大,南水北調中線工程包含的丹江口加高、引水總干渠、漢江中下游補償均屬水利工程,應該采用水利水電工程定額和水利工程取費標準,按水利部和水規總院頒發的文件,應按部頒的建筑安裝定額和取費標準。漢江中下游補償屬地方水利工程應按水總116號文和取費標準計算工程投資,即不宜都按水電工程高標準、也不能都按水利工程或地方工程低標準計算。穿黃河隧道工程在可行性研究階段委托長江勘測規劃設計研究院設計并計算投資。上海院根據國內已建和在建同類工程設計并參考黃浦江隧道工程施工資料,采用市政工程定額和相應取費標準計算投·在審查南水北調穿黃河工程投資時有的專家提出用市政定額加水電工程取費標準計算投資,這樣可以算大些,我認為這是不合適的,定額和取費標準不配套將來實施時,不好管理。
2．不同的單項工程,由于施土方法不同,取費標準應與之相適應
丹江口大壩后期加高屬混凝上大壩澆筑,穿黃隧道工程屬大型地下工程,需要專業隊伍采用大型機械化施工,投資應采用部頒定額和專業隊伍施工的取費標準,而引水總干渠主要是土石方開挖、一填筑和渡槽、涵閘混凝土澆筑,而澆筑技術并不太復雜,這些項目占整個工程量和投資。漢江中下游補償工程屬國家補助地方施工的水利項目,更應充分考慮地方施工的有利條件,發揮地方的積極性,不能一味強調在設計階段計算工程投資包得住,而都按高取費標準計算。
3．根據資金來源利工程受益情況制訂取費標準
國外貸款(擬爭取日本協力基金貸款),由于地方受益,對南水北調中線工程建設的積極性很高,愿意為南水北調工程籌措資金、組織施工隊伍、加快工程建設。引水總干渠沿線屬華北地區人口密集區,農村富余勞動力常年到城市和外地打工人數較多,農閑時更多,.充分利用這些富余勞力不僅能夠加快工程建設而且農村勞力在工資標準、職工福利、住房要求及其他方面都比專業施工隊伍低得多。
4．計算工程投資應根據實際情況適當
調整定額、提高工效、減少投資“‘南水北調中線工程是一座跨流域引水大型工程,它的建設對國家、地方和用戶都將帶來很大效益,根據“誰受益、誰投資”的原則,所需建設資金應由國家,地方和用戶共同負擔,按照這種原則多元化集資,充分利用國內各種可能的資金來源。資金籌措渠道為中央和地方財政專項撥款,預算內基本建設投資;申請以工代販專項資金;國內銀行貸款和水利水電工程目前所采用的定額均為過去國家自管式前提下根據一些大中型水電工程實際統計資料編制的。現在國內己普遍推行了工程招投標方式,建設單位對施一毛單位實行合同管理,施工單位內部實行成本利潤核算,超產獎勵的企業管理。施工機制的改變大大激發了建設單位管理的有效性和承建單位施工的積極性。時間利用率和工效提高。一些定額子目,尤其土石方工程定額顯得落后了,如一些工程的土方開挖、填筑施工實際單價比按定額計算的設計單價要低10%一20%,石方開挖實際單價也要低10緯左右,干砌石漿砌石實際單價低的更多。因此南水北調工程應該根據工程項目的不同,施工方案的不同,參照其他工程實際結算資料進行適當調整,確定合理的工效定額。
五、結束語
通過對新時期下，南水北調中線工程概算編制的分析，進一步明確了南水北調中線工程概算編制的認識，為南水北調中線工程概算編制的優化完善奠定了堅實基礎，有助于提高南水北調中線工程的順利進行。
參考文獻
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[3]郭熙靈,程展林. 南水北調中線工程科研綜述[J].人民長江,2005.
作者簡介
中線工程范文第5篇
南水北調中線工程屬特大型跨流域調水工程，從長江支流漢江上的丹江口水庫引水，跨江、淮、黃、海四大流域，主要向唐白河流域、淮河中上游和海河流域的湖北、河南、河北、北京及天津供水。主體工程由水源區工程和輸水工程兩大部分組成，輸水工程包括總干渠、天津干渠工程以及穿黃河工程。
穿黃工程是南水北調中線總干渠與黃河的交叉建筑物，是總干渠上規模最大、技術最復雜并控制工期的關鍵性工程，一期設計輸水流量265m3/s、加大設計流量320m3/s.為確保穿黃工程萬無一失，水利部指派黃河水利委員會勘測規劃設計研究院和長江水利委員會長江勘測規劃設計研究院兩 大全國最權威的水利部門分別獨立設計渡槽、隧洞兩個方案。
隧洞方案與渡槽方案相比，可免受溫度、冰凍、大風、意外災害等不利因素影響，耐久性好，檢修維護相對簡單；采用渡槽方案則增加了世界治水史上最為宏偉的人文景觀，而且還可以成為具有較高開發價值的旅游資源。從技術上看，無論是渡槽還是隧洞方案都是可行的，并且工程造價相當。經過水利部及國家計委組織的專家多次審查，考慮到隧洞方案可避免與黃河河勢、黃河規劃的矛盾，且盾構法施工技術國內外都有成功經驗，因此最終選擇了隧洞方案。
2、工程概況
穿黃工程位于河南省鄭州市上游約30km處，線路總長19.30km，南起滎陽市李村村西，北至河南焦作市溫縣陳溝村西。主體工程由南北岸渠道、南岸退水洞、進口建筑物、穿黃隧洞、出口建筑物、北岸防護堤、北岸新老蟒河交叉工程以及孤柏嘴控導工程等組成。
穿黃隧洞總長4250m，包括過河隧洞段和邙山隧洞段，雙洞布置，隧洞軸線間距為28m，兩洞各采用一臺盾構自北向南推進。穿黃隧洞最大埋深35m，最小埋深23m；最高水壓為0.45MPa；最小曲線半徑為800m；過河隧洞段坡度為1‰和2‰，邙山隧洞段坡度為49.107‰；穿黃隧洞為圓斷面，內徑？7.0m，外徑8.7m，隧洞外層為7等分裝配式普通鋼筋混凝土管片結構，管片內徑為7.9m，外徑為8.7m，管片寬度1.6m；內層為現澆預應力鋼筋混凝土整體結構，厚45cm，標準分段長度為9.6m，隧洞內襯在與北岸和南岸施工豎井銜接的洞段以及地層變化洞段將局部加密；內外層襯砌由彈性防、排水墊層相隔。
3、工程地質
過河隧洞樁號5＋658.57～9+108.57，全長3450m.北岸始發豎井中心高程67m，樁號9＋108.57；南岸到達豎井中心高程72.45m，樁號5＋658.57.過河隧洞穿越的主要地層為Q2粉質壤土、Q41砂層和砂礫（泥礫）石層。根據隧洞圍土的組成可劃分為三種類型：
1）單一粘土結構隧洞圍土為Q2粉質壤土層，分布在樁號5+658～6+033和7+109～7+919，總長1185m.
2）上砂下土結構隧洞圍土上部為Q41砂層，下部為Q2粉質壤土層，分布在樁號6+033～7+109和7+919～8+233，總長1390m.
3）單一砂土結構隧洞圍土主要為Q41中砂層，局部為粗砂層，砂層中零星分布砂礫石透鏡體，該類結構分布在樁號8+233以北，長875m.
過河隧洞開挖范圍內，礫卵石粒徑2～10cm；Q2粉質壤土中夾有鈣質結核層；Q41砂層中石英顆粒含量較高，達40％～70％，且分布有泥礫層和砂礫石透鏡體，局部有淤泥質粉質壤土透鏡體；在樁號8+670～8+940之間，隧洞底板分布有Q3粉質粘土，應考慮其變形特性。根據目前地質勘察資料，不排除在隧洞掘進過程中偶遇粒徑大于15cm的塊石、枯樹及上第三系粘土巖、砂巖、粉砂巖和砂質粘土巖的可能性。上第三系的粘土巖、砂巖、粉砂巖和砂質粘土巖成巖作用差。粘土巖強度較Q2粘土略高，抗壓強度為0.53 MPa；砂巖一般為泥質膠結，強度低，抗壓強度為0.62MPa.局部分布有薄層鈣質膠結的砂巖，呈堅硬狀，強度較高，抗壓強度為16.5MPa.
邙山隧洞段樁號5+658.57～4＋893.57，長800m.樁號4＋893.57～5＋090隧洞段為黃土狀壤土；樁號5＋090～5＋359.08段為粉質壤土，中間夾3層古土壤層；樁號5＋359.08～5＋658.57段為粉質壤土，中間夾4層古土壤層，其下多富積鈣質結核或鈣質結核層。粉質壤土滲透系數k＝1×10－5cm/s，黃土滲透系數為1×10－5～1×10－4cm/s.黃土狀粉質壤土滲透系數k＝3.7×10－5～1.0×10－4cm/s.過河隧洞段穿越的飽和含水砂層，其滲透系數k＝10-3～10-2cm/s.
4、盾構類型的選擇
4.1盾構類型與地層的關系
盾構選型應從安全性、可靠性、經濟性等方面綜合考慮，所選擇的機型要能盡量減少輔助施工法并確保施工安全可靠。不同類型的盾構適應的地質范圍不同，盾構選型的主要依據是土質條件、巖性，要確保所選擇的盾構能適應地質條件，保持開挖面穩定。
土壓平衡盾構是依靠推進油缸的推力給土倉內的開挖土碴加壓，使土壓作用于開挖面使其穩定，主要適用于粉土、粉質粘土、淤泥質粉土和粉砂層等粘稠土壤的施工。在粘性土層中掘進時，由刀盤切削下來的土體進入土倉后由螺旋機輸出，在螺旋機內形成壓力梯降，保持土倉壓力穩定，使開挖面土層處于穩定。盾構向前推進的同時螺旋機排土，使排土量等于開挖量，即可使開挖面的地層始終保持穩定。當含砂量超過某一限度時泥土的塑流性明顯變差，土倉內的土體因固結作用而被壓密，導致碴土難以排送，需向土倉內注水或泡沫、泥漿等，以改善土體的塑流性。
泥水盾構利用循環懸浮液的體積對泥漿壓力進行調節和控制，采用膨潤土懸浮液（俗稱泥漿）作為支護材料。開挖面的穩定是將泥漿送入泥水平衡倉內，在開挖面上用泥漿形成不透水的泥膜，通過該泥膜保持水壓力，以平衡作用于開挖面的土壓力和水壓力。開挖的土砂以泥漿形式輸送到地面，通過泥水處理設備進行分離，分離后的泥水進行質量調整，再輸送到開挖面。泥水盾構適用的地質范圍較大，能適應穿黃工程的所有地質。
從地質條件來看，本工程可使用加泥式土壓平衡盾構和泥水平衡盾構。但使用加泥式土壓平衡盾構在砂層和砂礫（泥礫）石層施工時需要向開挖倉中注添加劑，以改善碴土的性能，使其成為具有良好塑流性、低的摩擦系數及止水性的碴土，且對于砂礫（泥礫）石層，開挖破碎后可能會有大顆粒碴土，需要考慮螺旋輸送機通過粒徑的能力。泥水盾構能適應粉質壤土、砂層和砂礫（泥礫）石層等各種地質，對于砂礫（泥礫）石層可在泥水平衡倉內設置破碎機。
4.2盾構類型與水壓及滲透性的關系
地層滲透系數是盾構選型的重要因素。根據歐美和日本的施工經驗，當地層的滲透系數小于10-7m/s時可以選用土壓平衡盾構；當地層的滲透系數在10-7m/s和10-4m/s之間時既可選用土壓平衡盾構也可選用泥水盾構；當地層的滲透系數大于10-4m/s時，如采用土壓平衡盾構開挖倉中添加劑將被稀釋，水、砂、砂礫相互混合后土碴不易形成具有良好塑性及止水性碴土，在螺旋機出碴門處易發生噴涌，施工困難。本工程過河隧洞段穿越的飽和含水砂層，其滲透系數k＝10-3～10-2cm/s，遠遠超過土壓平衡盾構允許的最大范圍，因此宜采用泥水盾構。
當水壓大于0.3MPa時螺旋輸送機也難以形成有效的土塞效應，在輸送機排土閘門處易發生水土噴涌現象，引起土倉中土壓力下降，導致開挖面坍塌。本工程水壓高達0.45MPa，采用泥水盾構最適應南水北調中線一期穿黃工程的地質情況和水文情況，可以確保穿黃隧洞工程施工安全可靠。
5、盾構驅動方式的選擇
由于受始發豎井結構尺寸的限制，盾構設計時要求結構緊湊、效率高、起動扭矩大、設備的散熱溫度低，所以對盾構驅動方式的選擇非常關鍵。驅動方式有三種，一是變頻電機驅動，二是液壓驅動，三是定速電機驅動，鑒于定速電機驅動時刀盤轉速不能調節，一般不采用。現將變頻驅動與液壓驅動進行比較，見表1.經綜合評價宜采用變頻驅動。
6、泥水壓力控制模式的選擇
泥水盾構根據泥水平衡倉構造形式和對泥漿壓力的控制方式不同分為直接控制型和間接控制型。
直接控制型泥水盾構采用泥水直接加壓模式，其泥水輸送系統的流程如下：送泥泵從地面調漿池將新鮮泥漿輸入盾構泥水倉，與開挖泥土進行混合形成稠泥漿，然后由排泥泵輸送到地面泥水分離處理站，經分離后排除土碴，而稀泥漿流向調漿池，再對泥漿密度和濃度進行調整后，重新輸入盾構循環使用。直接控制型泥水盾構的泥水壓力通過調節送泥泵轉速或調節控制閥的開度來進行，送泥泵安在地面，控制距離長而產生延遲效應不便于控制泥漿壓力，因此常用調節控制閥的開度來進行泥漿壓力調節。
間接控制型泥水盾構的泥水壓力控制采用氣壓模式，由泥漿和空氣雙重回路組成。在盾構的泥水倉內插裝一道半隔板（沉浸墻），在半隔板前充以壓力泥漿，在半隔板后面盾構軸心線以上部分充以壓縮空氣，形成空氣緩沖層，氣壓作用在隔板后面與泥漿的接觸面上，由于接觸面上氣、液具有相同壓力，因此只要調節空氣壓力就可以確定和保持在開挖面上相應的泥漿支護壓力，由于空氣緩沖層的彈性作用，當液位波動時對支護泥漿壓力變化無明顯影響，泥水壓力的波動小，控制精度高，對開挖面土層支護更為穩定，對地表變形控制也更為有利，因此選擇間接控制型泥水盾構最佳。
7、本工程對泥水盾構的設計要求
7.1對砂土地層及砂卵石地層的適應性
過河隧洞段穿越的主要地層為Q2粉質壤土、Q41砂層和砂礫（泥礫）石層。其中上砂下土結構的地層總長1390m，隧洞上部為Q41砂層；單一砂土結構的地層總長為875m，隧洞主要為Q41中砂層，局部為粗砂層，砂層中零星分布砂礫石透鏡體。
這種地層石英含量高，對刀盤、刀具、管路的磨損性強，砂土地層滲透性大，需要的泥水平衡壓力更大，而需要的扭矩通常較小，在這種地層中施工通常要損失更多的泥漿。施工中應特別注意泥漿循環的速度不能低于防止泥漿沉淀所需的最小速度，因此盾構在砂土地段的施工時應重點考慮以下功能：①具備平衡掌子面水土壓力的能力；②刀盤、刀具、泥漿管路的高耐磨性；④合理的刀盤及刀具設計，恰當的刀盤開口率，合理的開口位置；⑤盾構本體在壓力狀態下的防水密封性能；⑥防止流砂；⑦人倉設計；⑧管片壁后同步注漿系統；⑨能夠對較大的卵石進行破碎，有效防止堵管情況的發生。
7.2適應卵石、孤石、古樹等不良地質
砂卵石地層中土體屬松散體，若采用適用于硬巖的滾刀進行破巖，則在滾刀的掘進擠壓下土體會產生較大的變形，滾刀將不轉動，大大降低了滾刀的切削效果，有時甚至喪失切削破碎能力。穿越砂卵石地層宜采用碳化鎢球齒滾刀（圖2）或碳化鎢撕裂刀（圖3），但碳化鎢球齒滾刀不能對古樹等進行有效破碎，為了適應卵石、孤石、古樹等不良地質，采用碳化鎢撕裂刀較適應穿黃工程的不良復雜地質。
在泥水平衡倉的底部的排泥管前面安裝一個顎板式碎石機，用來破碎漂石和鈣質結核，使其破碎后能通過排漿管排出。破碎機配有欄石隔柵，用來限制進入排泥管路石塊的尺寸。
7.3對軟硬不均地層的適應性
過河隧洞段穿越的地層主要有全土層、全砂土層、復合層、鈣質結核土層和砂礫石層（或泥礫層），邙山隧洞段穿越的地層主要有全土層和鈣質結核土層。刀盤上布置雙層碳化鎢先行刀（撕裂刀）、雙層碳化鎢切刀和碳化鎢刮刀。碳化鎢刀具的高強度和高耐磨性完全適應穿黃工程的地質條件。對于地層較大的卵石，在泥水室中安裝液壓油缸驅動的破碎機（圖4）進行破碎。刀盤上焊接的耐磨條及耐磨焊層也是刀盤在復合地層中掘進時的重要保證措施。
盾構在軟硬不均地段掘進時，由于刀盤的受力不均而易發生姿態較難控制的現象，為此盾構的推進油缸在圓周方向進行分組，每組可以單獨調整推進力和推進行程而改變盾構的掘進方向。盾構采用先進的激光導向系統，盾構的姿態可以隨時反映在操作室內，從而可以對盾構的姿態隨時進行靈活的調整，同時配合調整刀盤的推力和扭矩參數保證盾構在軟硬不均地段保持正確的姿態。
7.4對粘土地層的適應性
總體而言，粘土地層的滲透性更小、自穩性更好，因此需要的泥水平衡的壓力比在砂層中更小。但粘性地層掘進時刀盤需要更大的扭矩，盾構需配備較大的刀盤驅動功率；同時要防止刀盤中心粘結泥餅和防止排泥管路堵塞。
刀盤中心部位線速度較低，粘土、粉土、膨潤土等粘稠土體在中心部位的流動性較差，粘性土容易在中心部位沉積，同時在泥水倉的后部也容易粘結泥餅。設計盾構時采用如下措施：
①采用膨潤土泥漿沖洗系統，在刀盤的中心設計膨潤土注入口，用于對刀盤中心部位進行沖洗和清理；
②加大中心部位開口率，使粘性土沒有粘結的位置，直接從刀盤開口順利進入到泥水室；
③刀盤開口部位采用特殊結構設計，開口設計成楔形梯形結構，使開口逐漸變大，利于碴土的流動。
在粘土地層別容易發生排泥管堵塞，為防止堵管、對泥漿系統需進行針對性設計，安裝電磁控制球閥和相應管路，可以實現在進排漿管中進行反循環，反循環的目的是清理堵塞的排泥管。此外，在氣倉的底部安裝電磁球閥，在開挖模式下盾構司機可以在切削倉的上面實現反向循環，以便清理在破碎機和倉室底部的沉積物，在粘土地層中掘進時這種沉積物更是經常發生。反循環和底部注入可以在需要的基礎上周期性使用，同時需采用重型的排泥泵，設計較大的排泥通道，能夠泵送的最大粒徑不小于180mm.泥漿泵的關鍵部件進行耐磨設計，以便適應泵送的磨損性介質。
7.5對高水壓的適應性
過河隧洞穿越地層主要為富含地下水的砂土層，地下水壓力高達0.45MPa，在高水壓下施工，施工安全和工程防水是第一重點，隧洞防水是盾構法施工的關鍵。盾構在高水壓地段推進，重點是保證主軸承密封、盾尾密封在高承壓狀態下的正常工作。
1）主軸承密封主軸承內外密封應具有自動功能、自動密封功能、自動檢測密封的工作狀況功能和密封磨損后的繼續使用功能，可采用唇形密封（圖5）或指形密封（圖6）。
2）盾尾密封盾尾密封（圖7）是集彈簧鋼、鋼絲刷及不銹鋼金屬網于一體的結構，在彈簧鋼和鋼絲刷上涂氟樹脂進行防銹處理。盾尾密封可采用4道鋼絲刷密封或3道鋼絲刷密封加1道鋼板束，在各盾尾密封之間注入油脂來提高止水性能。在盾尾設計1道膨脹應急密封，當鋼絲刷密封正常時該密封彎曲在盾尾的溝槽里不起密封作用。當鋼絲刷密封失效時通過注水或充氣使該密封膨脹，將管片外側與盾尾內側之間的間隙完全密封以防止涌水從盾尾漏入隧洞內，并可在隧洞內安全更換前2～3道鋼絲刷密封。
7.6對深豎井及長距離泥水輸送的適應性
過河隧洞掘進時從北岸始發，北岸豎井深達50.5m，且隧洞線路長，長距離水平輸送和高揚程的垂直輸送要求送排泥泵具有大功率和大揚程。送排泥泵均采用變頻驅動。送泥泵采用1臺大功率、大揚程、大流量的重型泥漿泵；排泥泵采用3臺大功率、大揚程、大流量的重型泥漿泵。具體是在盾構后配套拖車上安裝1臺主排泥泵，在豎井底部安裝1臺接力泵，當盾構掘進到過河隧洞的中間時在隧道內安裝1臺中繼排泥泵。
邙山隧洞段施工時分離站從北岸搬至南岸，南岸豎井深達39.95m，受豎井周圍場地（約2000m2）的限制，泥水分離站宜建在山上。盾構施工時仍使用1臺送泥泵、3臺排泥臺，主排泥泵安裝在盾構上，中繼泵安裝在南岸豎井底部，接力泵安裝在豎井平臺上。
7.7地表沉降控制要求
盾構需穿越不同埋深的地層，在不同位置水壓力也不同，盾構應具有良好的泥水壓力調整功能，滿足地表沉降控制在規定范圍，保證能夠順利安全穿越黃河。為了減小泥水壓力的波動宜采用氣壓式間接控制型泥水盾構。
7.8精確的方向控制要求
要求盾構具有良好的方向控制能力，導向系統具有很高的精度，以保證線路方向誤差控制在規定的范圍內。盾構方向的控制包括兩個方面：一是盾構本身能夠進行糾偏、轉向，二是采用先進的導向技術保證盾構掘進方向的正確。
7.9環境保護的要求
環境保護包括三個方面：一是盾構施工時對周圍自然環境的保護，使用的輔助材料如油脂、泥漿添加劑等不對環境造成污染；二是盾構及后配套設備無大的噪聲、震動等；三是盾構法施工的現場環境管理，隧洞內的施工污水通過低壓排污泵抽到污水箱，再通過污水箱中的高壓泵泵送到泥漿回路。
7.10長距離掘進不換刀技術
本工程在過河隧洞掘進時一次掘進距離長達3450m，為了安全可靠必須避免刀盤磨損和中途換刀。對刀盤和刀具必須進行耐磨性設計，刀盤的面板焊接格柵狀的特殊耐磨材料，刀盤的外圈焊接高強度的耐磨板，在刀盤的開口部位進行表面硬化，充分保證刀盤在掘進時的耐磨性能。長距離掘進中途不換刀一般采用圖8的兩種方案。方案一：設計救援刀具，在初裝刀具磨損到極限后將內藏的救援刀具伸出；方案二：
采用高耐磨切刀，切刀的刀刃采用雙層碳化鎢結構。由于內藏式救援刀結構較復雜、成本較高，穿黃隧洞宜采用雙層高耐磨碳化鎢切刀。
為確保刀具的高耐磨性所有刀具均采用碳化鎢刀具，先行刀和切刀均采用雙層碳化鎢刀刃，并設計有耐磨齒。在不同區域的切刀上安裝刀具磨損量檢測裝置，及時掌握刀具的磨損情況，保證刀具正常工作，除此之外還應采取以下措施。
1）刀具的排列行數在刀盤面板的同一軌跡上，通過增加刀具的排列行數來增加刀具數量，以減少每把刀具的磨損。
2）采用超硬重型刀具連同安裝刀具用的刀座一起大型化，加大刀具的寬度，以達到增大刀刃的耐磨性
3）刀具背面進行耐磨防護在超硬刀具背面進行充分的硬化堆焊，設計雙排碳鎢合金柱齒，防止刀具的基材磨損。
4）帶壓換刀作為應急措施配備雙氣路的雙室人倉，以便在壓縮空氣下帶壓進入開挖室和隧洞掌子面，確保萬一需要換刀時的施工安全和快速作業。
7.11盾構的可靠性和安全性
盾構施工時應保證人員及設備的安全。盾構的可靠性是工程施工的重要保障，盾構的關鍵部件必須在施工過程中萬無一失，做到百分之百的可靠。盾構的可靠性表現在以下方面：對地質的適應性，整體設計的可靠性；設備本身性能、質量、使用壽命等的可靠性；在盾構設計的同時應該考慮到應用先進的技術來確保施工安全及人員和設備的安全。
為了保證刀具檢修更換及處理障礙物作業的特殊空間需要，刀盤可采用可伸縮型并具有足夠的伸縮行程，必要時在沉浸墻上設置隔板安全門，保證在常壓下進入氣壓調節倉進行維修破碎機和進行吸泥管的排堵，確保作業的快速和安全。
8、泥水處理設備的選擇
8.1泥水處理概述
泥水盾構是通過加壓泥水來穩定開挖面，開挖土碴與泥漿混合由排漿泵輸送到洞外的泥水分離站，經分離后進入泥漿調整池進行泥水性狀調整后，由送泥泵將泥漿送往盾構的泥水平衡倉重復使用，將泥水中的水和土分離的過程稱為泥水處理。
泥水處理分為三級。一級泥水處理的對象是粒徑74μm以上的砂和礫石，工藝比較簡單，用振動篩或有旋流器的離心機等設備對其進行篩分，分離出的土顆粒用車運走。二級泥水處理的對象主要是一級處理時不能分離的74μm以下的淤泥、粘土等的細小顆粒。三級處理是對需排放的剩余水作PH值調整，使泥水排放達到國家環保要求。
泥水處理系統設于地面，由泥水分離系統和泥漿制備系統兩部分組成。泥水分離系統主要由振動篩、旋流器、儲漿槽、調整槽、碴漿泵等組成；泥漿制備系統由沉淀池、調漿池、制漿設備等組成。
8.2泥水分離站選型
選擇泥水分離設備時必須考慮兩個方面：①有效地分離排泥漿中的泥土和水分；②具有與盾構最大推進速度相適應的分離能力。
8.3泥水處理工藝
地質不同，泥漿處理的工藝也不同。在一般情況下砂質土只需進行一級處理，粘性土需進行二級處理，對需排放的剩余水進行三級處理，作PH值調整。
1）一級除砂處理盾構在砂礫石層或細砂、中粗砂層掘進時只需進行一級除砂處理。其工藝流程如下：豎井內的排泥泵將攜帶土碴的污漿輸送到分離站的預篩器，經振動篩選后，粒徑在3mm以上的碴料分離出來，篩余的泥漿進入儲漿槽，由碴漿泵從儲漿槽內抽吸泥漿，在泵的出口具有一定儲能的泥漿沿輸漿軟管從旋流除砂器進漿口切向射入，經過旋流除砂器分選，粒級74um以上的泥砂由下端的沉砂嘴排除落入細篩；細篩脫水篩選后，干燥的細碴料分離出來；經過第二道篩選的泥漿循環返回儲漿槽內，處理后的干凈泥漿從旋流器溢流管進入中儲箱，然后沿出漿軟管輸送到調漿池。
2）二級除砂處理盾構在粉土、粉砂層掘進時，一級除砂處理不足以將泥漿密度及含砂率降至合理范圍內時需進行二級除砂處理。其流程如下：盾構排出的泥漿經排泥管輸送至預振篩內，預振篩將泥漿中3mm以上的砂礫篩除，經旋流除砂分離及細篩脫水后清除74μm以上的砂質顆粒，經過第二道篩選的泥漿進入小直徑旋流除砂器，將泥漿中剩余的74μm以上砂質清除，并同時清除掉45μm以上的泥質顆粒。二次除砂后的泥漿由出漿口輸送至沉淀池。
3）一級除砂、二級除泥處理在粘土地層掘進時需進行二級除泥處理。其工藝流程與二級除砂處理相似，不同之處在于旋流除泥器組的應用。通過小直徑的長錐除泥器和超細目振動篩網的組合，二級除泥處理后泥漿中30μm以上的泥質顆粒及時清除，粘度得以控制，見圖9.
4）三級處理三級處理是將進入PH槽中的液體進行酸堿處理，以達到排放標準。采用的材料主要是稀硫酸或適量的二氧化碳氣體。
8.4泥水性能管理
從泥水分離站排出的泥漿經沉砂池沉淀后進入調漿池，在調漿池內由制漿系統的高速制漿機對泥漿進行調配，確保輸送到盾構的泥漿性能滿足使用要求。
在泥水循環利用的過程中，泥水性能的管理主要是對泥漿質量的控制，即對泥漿最大顆粒粒徑、粒徑分布、泥漿密度、泥水粘度的管理。穿黃隧洞施工時泥水粘度一般控制在25～35s范圍內。當泥水粘度過大時排泥管易堵塞。泥水密度是一個主要控制指標，過高將影響泥水的輸送，過低將破壞開挖面的穩定，一般在能滿足開挖面穩定的情況下泥水密度越小越好，這樣能節省泥水制作成本，減少膨潤土的消耗。掘進過程中對泥漿性狀進行管理時根據地質而定，送泥密度一般控制在1.15～1.2g/cm3之間。當泥水密度偏低時通過快速制漿機加入膨潤土進入調整；當密度偏高時加入清水進行稀釋。
9、盾構關鍵參數的計算
盾構關鍵參數的計算是盾構選型的參考依據，盾構工作過程的力學參數計算是一個非常復雜的問題，由于受地質因素、土質改良方法和掘進參數等一系列因素的影響，在盾構參數計算的方法上存在很多的不確定因素。至今應用的盾構參數計算方法在很大程度上只是處于研究、探索階段，甚至很大程度上是一些經驗性的計算方法，盾構關鍵參數的計算主要包括以下內容。
1）推力計算盾構推進過程中的阻力主要包括盾殼和土層的摩擦力、土壓的正面阻力、水壓的正面阻力、盾尾密封與管片之間的摩擦力、拖拉后配套的力。盾構施工時為滿足上坡、曲線施工和糾偏的需要，無法充分利用所有的推進油缸，推進系統裝備的推進力必須留有足夠的余量，總推力應大于總阻力的1.3～1.5倍。
2）刀盤扭矩的計算盾構在軟土中推進時的扭矩包括切削扭矩（克服泥土切削阻力所需的扭矩）、刀盤自重形成的軸承扭矩、刀盤軸向荷載形成的軸承扭矩、主軸承密封裝置摩擦力矩、刀盤前面摩擦扭矩、刀盤圓周面的摩擦反力矩、刀盤背面摩擦力矩和刀盤開口槽的剪切力矩等。
3）功率計算主要包括主驅動功率計算、推進系統功率計算。
4）同步注漿能力的計算首先計算同步注漿應具備的理論能力，再考慮1.5～1.8的注入率，同時還要考慮注漿泵的效率，一般按75%的效率計算。
5）泥水輸送系統參數的計算主要包括送排泥流量的計算、送排泥流速的計算、送排泥揚程的計算。
10、結束語
盾構選型主要依據招標文件、工程勘察報告、隧洞設計和相關標準和規范，針對工程特點及難點、隧洞設計參數、盾構施工工藝和進度要求等因素進行分析，對盾構類型、驅動方式、功能要求、主要技術參數和輔助設備的配置等進行研究，并邀請具有同類盾構制造經驗國際著名的盾構制造商和國內外盾構設計、隧洞設計及盾構施工方面的專家共同參與。經過反復論證和研究，參照類似工程盾構的選型及施工情況，完成適應穿黃隧洞施工盾構的選型工作，確定盾構方案、主要功能、主要技術性能參數及輔助設備的配置。盾構選型是盾構法施工的關鍵環節，直接影響盾構隧洞的安全、質量、工藝及成本，為了保證南水北調穿黃隧洞工程的順利完成，必須重視盾構的選型工作。穿黃隧洞施工用盾構應進行國際性招標，在建設管理單位指導下進行盾構的采購，邀請建設單位專家審核盾構國際招標文件。
1、前言
南水北調中線工程屬特大型跨流域調水工程，從長江支流漢江上的丹江口水庫引水，跨江、淮、黃、海四大流域，主要向唐白河流域、淮河中上游和海河流域的湖北、河南、河北、北京及天津供水。主體工程由水源區工程和輸水工程兩大部分組成，輸水工程包括總干渠、天津干渠工程以及穿黃河工程。
穿黃工程是南水北調中線總干渠與黃河的交叉建筑物，是總干渠上規模最大、技術最復雜并控制工期的關鍵性工程，一期設計輸水流量265m3/s、加大設計流量320m3/s.為確保穿黃工程萬無一失，水利部指派黃河水利委員會勘測規劃設計研究院和長江水利委員會長江勘測規劃設計研究院兩 大全國最權威的水利部門分別獨立設計渡槽、隧洞兩個方案。
隧洞方案與渡槽方案相比，可免受溫度、冰凍、大風、意外災害等不利因素影響，耐久性好，檢修維護相對簡單；采用渡槽方案則增加了世界治水史上最為宏偉的人文景觀，而且還可以成為具有較高開發價值的旅游資源。從技術上看，無論是渡槽還是隧洞方案都是可行的，并且工程造價相當。經過水利部及國家計委組織的專家多次審查，考慮到隧洞方案可避免與黃河河勢、黃河規劃的矛盾，且盾構法施工技術國內外都有成功經驗，因此最終選擇了隧洞方案。
2、工程概況
穿黃工程位于河南省鄭州市上游約30km處，線路總長19.30km，南起滎陽市李村村西，北至河南焦作市溫縣陳溝村西。主體工程由南北岸渠道、南岸退水洞、進口建筑物、穿黃隧洞、出口建筑物、北岸防護堤、北岸新老蟒河交叉工程以及孤柏嘴控導工程等組成。
穿黃隧洞總長4250m，包括過河隧洞段和邙山隧洞段，雙洞布置，隧洞軸線間距為28m，兩洞各采用一臺盾構自北向南推進。穿黃隧洞最大埋深35m，最小埋深23m；最高水壓為0.45MPa；最小曲線半徑為800m；過河隧洞段坡度為1‰和2‰，邙山隧洞段坡度為49.107‰；穿黃隧洞為圓斷面，內徑？7.0m，外徑8.7m，隧洞外層為7等分裝配式普通鋼筋混凝土管片結構，管片內徑為7.9m，外徑為8.7m，管片寬度1.6m；內層為現澆預應力鋼筋混凝土整體結構，厚45cm，標準分段長度為9.6m，隧洞內襯在與北岸和南岸施工豎井銜接的洞段以及地層變化洞段將局部加密；內外層襯砌由彈性防、排水墊層相隔。
3、工程地質
過河隧洞樁號5＋658.57～9+108.57，全長3450m.北岸始發豎井中心高程67m，樁號9＋108.57；南岸到達豎井中心高程72.45m，樁號5＋658.57.過河隧洞穿越的主要地層為Q2粉質壤土、Q41砂層和砂礫（泥礫）石層。根據隧洞圍土的組成可劃分為三種類型：
1）單一粘土結構隧洞圍土為Q2粉質壤土層，分布在樁號5+658～6+033和7+109～7+919，總長1185m.
2）上砂下土結構隧洞圍土上部為Q41砂層，下部為Q2粉質壤土層，分布在樁號6+033～7+109和7+919～8+233，總長1390m.
3）單一砂土結構隧洞圍土主要為Q41中砂層，局部為粗砂層，砂層中零星分布砂礫石透鏡體，該類結構分布在樁號8+233以北，長875m.
過河隧洞開挖范圍內，礫卵石粒徑2～10cm；Q2粉質壤土中夾有鈣質結核層；Q41砂層中石英顆粒含量較高，達40％～70％，且分布有泥礫層和砂礫石透鏡體，局部有淤泥質粉質壤土透鏡體；在樁號8+670～8+940之間，隧洞底板分布有Q3粉質粘土，應考慮其變形特性。根據目前地質勘察資料，不排除在隧洞掘進過程中偶遇粒徑大于15cm的塊石、枯樹及上第三系粘土巖、砂巖、粉砂巖和砂質粘土巖的可能性。上第三系的粘土巖、砂巖、粉砂巖和砂質粘土巖成巖作用差。粘土巖強度較Q2粘土略高，抗壓強度為0.53 MPa；砂巖一般為泥質膠結，強度低，抗壓強度為0.62MPa.局部分布有薄層鈣質膠結的砂巖，呈堅硬狀，強度較高，抗壓強度為16.5MPa.
邙山隧洞段樁號5+658.57～4＋893.57，長800m.樁號4＋893.57～5＋090隧洞段為黃土狀壤土；樁號5＋090～5＋359.08段為粉質壤土，中間夾3層古土壤層；樁號5＋359.08～5＋658.57段為粉質壤土，中間夾4層古土壤層，其下多富積鈣質結核或鈣質結核層。粉質壤土滲透系數k＝1×10－5cm/s，黃土滲透系數為1×10－5～1×10－4cm/s.黃土狀粉質壤土滲透系數k＝3.7×10－5～1.0×10－4cm/s.過河隧洞段穿越的飽和含水砂層，其滲透系數k＝10-3～10-2cm/s.
4、盾構類型的選擇
4.1盾構類型與地層的關系
盾構選型應從安全性、可靠性、經濟性等方面綜合考慮，所選擇的機型要能盡量減少輔助施工法并確保施工安全可靠。不同類型的盾構適應的地質范圍不同，盾構選型的主要依據是土質條件、巖性，要確保所選擇的盾構能適應地質條件，保持開挖面穩定。
土壓平衡盾構是依靠推進油缸的推力給土倉內的開挖土碴加壓，使土壓作用于開挖面使其穩定，主要適用于粉土、粉質粘土、淤泥質粉土和粉砂層等粘稠土壤的施工。在粘性土層中掘進時，由刀盤切削下來的土體進入土倉后由螺旋機輸出，在螺旋機內形成壓力梯降，保持土倉壓力穩定，使開挖面土層處于穩定。盾構向前推進的同時螺旋機排土，使排土量等于開挖量，即可使開挖面的地層始終保持穩定。當含砂量超過某一限度時泥土的塑流性明顯變差，土倉內的土體因固結作用而被壓密，導致碴土難以排送，需向土倉內注水或泡沫、泥漿等，以改善土體的塑流性。
泥水盾構利用循環懸浮液的體積對泥漿壓力進行調節和控制，采用膨潤土懸浮液（俗稱泥漿）作為支護材料。開挖面的穩定是將泥漿送入泥水平衡倉內，在開挖面上用泥漿形成不透水的泥膜，通過該泥膜保持水壓力，以平衡作用于開挖面的土壓力和水壓力。開挖的土砂以泥漿形式輸送到地面，通過泥水處理設備進行分離，分離后的泥水進行質量調整，再輸送到開挖面。泥水盾構適用的地質范圍較大，能適應穿黃工程的所有地質。
從地質條件來看，本工程可使用加泥式土壓平衡盾構和泥水平衡盾構。但使用加泥式土壓平衡盾構在砂層和砂礫（泥礫）石層施工時需要向開挖倉中注添加劑，以改善碴土的性能，使其成為具有良好塑流性、低的摩擦系數及止水性的碴土，且對于砂礫（泥礫）石層，開挖破碎后可能會有大顆粒碴土，需要考慮螺旋輸送機通過粒徑的能力。泥水盾構能適應粉質壤土、砂層和砂礫（泥礫）石層等各種地質，對于砂礫（泥礫）石層可在泥水平衡倉內設置破碎機。
4.2盾構類型與水壓及滲透性的關系
地層滲透系數是盾構選型的重要因素。根據歐美和日本的施工經驗，當地層的滲透系數小于10-7m/s時可以選用土壓平衡盾構；當地層的滲透系數在10-7m/s和10-4m/s之間時既可選用土壓平衡盾構也可選用泥水盾構；當地層的滲透系數大于10-4m/s時，如采用土壓平衡盾構開挖倉中添加劑將被稀釋，水、砂、砂礫相互混合后土碴不易形成具有良好塑性及止水性碴土，在螺旋機出碴門處易發生噴涌，施工困難。本工程過河隧洞段穿越的飽和含水砂層，其滲透系數k＝10-3～10-2cm/s，遠遠超過土壓平衡盾構允許的最大范圍，因此宜采用泥水盾構。
當水壓大于0.3MPa時螺旋輸送機也難以形成有效的土塞效應，在輸送機排土閘門處易發生水土噴涌現象，引起土倉中土壓力下降，導致開挖面坍塌。本工程水壓高達0.45MPa，采用泥水盾構最適應南水北調中線一期穿黃工程的地質情況和水文情況，可以確保穿黃隧洞工程施工安全可靠。
5、盾構驅動方式的選擇
由于受始發豎井結構尺寸的限制，盾構設計時要求結構緊湊、效率高、起動扭矩大、設備的散熱溫度低，所以對盾構驅動方式的選擇非常關鍵。驅動方式有三種，一是變頻電機驅動，二是液壓驅動，三是定速電機驅動，鑒于定速電機驅動時刀盤轉速不能調節，一般不采用。現將變頻驅動與液壓驅動進行比較，見表1.經綜合評價宜采用變頻驅動。
6、泥水壓力控制模式的選擇
泥水盾構根據泥水平衡倉構造形式和對泥漿壓力的控制方式不同分為直接控制型和間接控制型。
直接控制型泥水盾構采用泥水直接加壓模式，其泥水輸送系統的流程如下：送泥泵從地面調漿池將新鮮泥漿輸入盾構泥水倉，與開挖泥土進行混合形成稠泥漿，然后由排泥泵輸送到地面泥水分離處理站，經分離后排除土碴，而稀泥漿流向調漿池，再對泥漿密度和濃度進行調整后，重新輸入盾構循環使用。直接控制型泥水盾構的泥水壓力通過調節送泥泵轉速或調節控制閥的開度來進行，送泥泵安在地面，控制距離長而產生延遲效應不便于控制泥漿壓力，因此常用調節控制閥的開度來進行泥漿壓力調節。
間接控制型泥水盾構的泥水壓力控制采用氣壓模式，由泥漿和空氣雙重回路組成。在盾構的泥水倉內插裝一道半隔板（沉浸墻），在半隔板前充以壓力泥漿，在半隔板后面盾構軸心線以上部分充以壓縮空氣，形成空氣緩沖層，氣壓作用在隔板后面與泥漿的接觸面上，由于接觸面上氣、液具有相同壓力，因此只要調節空氣壓力就可以確定和保持在開挖面上相應的泥漿支護壓力，由于空氣緩沖層的彈性作用，當液位波動時對支護泥漿壓力變化無明顯影響，泥水壓力的波動小，控制精度高，對開挖面土層支護更為穩定，對地表變形控制也更為有利，因此選擇間接控制型泥水盾構最佳。
7、本工程對泥水盾構的設計要求
7.1對砂土地層及砂卵石地層的適應性
過河隧洞段穿越的主要地層為Q2粉質壤土、Q41砂層和砂礫（泥礫）石層。其中上砂下土結構的地層總長1390m，隧洞上部為Q41砂層；單一砂土結構的地層總長為875m，隧洞主要為Q41中砂層，局部為粗砂層，砂層中零星分布砂礫石透鏡體。
這種地層石英含量高，對刀盤、刀具、管路的磨損性強，砂土地層滲透性大，需要的泥水平衡壓力更大，而需要的扭矩通常較小，在這種地層中施工通常要損失更多的泥漿。施工中應特別注意泥漿循環的速度不能低于防止泥漿沉淀所需的最小速度，因此盾構在砂土地段的施工時應重點考慮以下功能：①具備平衡掌子面水土壓力的能力；②刀盤、刀具、泥漿管路的高耐磨性；④合理的刀盤及刀具設計，恰當的刀盤開口率，合理的開口位置；⑤盾構本體在壓力狀態下的防水密封性能；⑥防止流砂；⑦人倉設計；⑧管片壁后同步注漿系統；⑨能夠對較大的卵石進行破碎，有效防止堵管情況的發生。
7.2適應卵石、孤石、古樹等不良地質
砂卵石地層中土體屬松散體，若采用適用于硬巖的滾刀進行破巖，則在滾刀的掘進擠壓下土體會產生較大的變形，滾刀將不轉動，大大降低了滾刀的切削效果，有時甚至喪失切削破碎能力。穿越砂卵石地層宜采用碳化鎢球齒滾刀（圖2）或碳化鎢撕裂刀（圖3），但碳化鎢球齒滾刀不能對古樹等進行有效破碎，為了適應卵石、孤石、古樹等不良地質，采用碳化鎢撕裂刀較適應穿黃工程的不良復雜地質。
在泥水平衡倉的底部的排泥管前面安裝一個顎板式碎石機，用來破碎漂石和鈣質結核，使其破碎后能通過排漿管排出。破碎機配有欄石隔柵，用來限制進入排泥管路石塊的尺寸。
7.3對軟硬不均地層的適應性
過河隧洞段穿越的地層主要有全土層、全砂土層、復合層、鈣質結核土層和砂礫石層（或泥礫層），邙山隧洞段穿越的地層主要有全土層和鈣質結核土層。刀盤上布置雙層碳化鎢先行刀（撕裂刀）、雙層碳化鎢切刀和碳化鎢刮刀。碳化鎢刀具的高強度和高耐磨性完全適應穿黃工程的地質條件。對于地層較大的卵石，在泥水室中安裝液壓油缸驅動的破碎機（圖4）進行破碎。刀盤上焊接的耐磨條及耐磨焊層也是刀盤在復合地層中掘進時的重要保證措施。
盾構在軟硬不均地段掘進時，由于刀盤的受力不均而易發生姿態較難控制的現象，為此盾構的推進油缸在圓周方向進行分組，每組可以單獨調整推進力和推進行程而改變盾構的掘進方向。盾構采用先進的激光導向系統，盾構的姿態可以隨時反映在操作室內，從而可以對盾構的姿態隨時進行靈活的調整，同時配合調整刀盤的推力和扭矩參數保證盾構在軟硬不均地段保持正確的姿態。
7.4對粘土地層的適應性
總體而言，粘土地層的滲透性更小、自穩性更好，因此需要的泥水平衡的壓力比在砂層中更小。但粘性地層掘進時刀盤需要更大的扭矩，盾構需配備較大的刀盤驅動功率；同時要防止刀盤中心粘結泥餅和防止排泥管路堵塞。
刀盤中心部位線速度較低，粘土、粉土、膨潤土等粘稠土體在中心部位的流動性較差，粘性土容易在中心部位沉積，同時在泥水倉的后部也容易粘結泥餅。設計盾構時采用如下措施：
①采用膨潤土泥漿沖洗系統，在刀盤的中心設計膨潤土注入口，用于對刀盤中心部位進行沖洗和清理；
②加大中心部位開口率，使粘性土沒有粘結的位置，直接從刀盤開口順利進入到泥水室；
③刀盤開口部位采用特殊結構設計，開口設計成楔形梯形結構，使開口逐漸變大，利于碴土的流動。
在粘土地層別容易發生排泥管堵塞，為防止堵管、對泥漿系統需進行針對性設計，安裝電磁控制球閥和相應管路，可以實現在進排漿管中進行反循環，反循環的目的是清理堵塞的排泥管。此外，在氣倉的底部安裝電磁球閥，在開挖模式下盾構司機可以在切削倉的上面實現反向循環，以便清理在破碎機和倉室底部的沉積物，在粘土地層中掘進時這種沉積物更是經常發生。反循環和底部注入可以在需要的基礎上周期性使用，同時需采用重型的排泥泵，設計較大的排泥通道，能夠泵送的最大粒徑不小于180mm.泥漿泵的關鍵部件進行耐磨設計，以便適應泵送的磨損性介質。
7.5對高水壓的適應性
過河隧洞穿越地層主要為富含地下水的砂土層，地下水壓力高達0.45MPa，在高水壓下施工，施工安全和工程防水是第一重點，隧洞防水是盾構法施工的關鍵。盾構在高水壓地段推進，重點是保證主軸承密封、盾尾密封在高承壓狀態下的正常工作。
1）主軸承密封主軸承內外密封應具有自動功能、自動密封功能、自動檢測密封的工作狀況功能和密封磨損后的繼續使用功能，可采用唇形密封（圖5）或指形密封（圖6）。
2）盾尾密封盾尾密封（圖7）是集彈簧鋼、鋼絲刷及不銹鋼金屬網于一體的結構，在彈簧鋼和鋼絲刷上涂氟樹脂進行防銹處理。盾尾密封可采用4道鋼絲刷密封或3道鋼絲刷密封加1道鋼板束，在各盾尾密封之間注入油脂來提高止水性能。在盾尾設計1道膨脹應急密封，當鋼絲刷密封正常時該密封彎曲在盾尾的溝槽里不起密封作用。當鋼絲刷密封失效時通過注水或充氣使該密封膨脹，將管片外側與盾尾內側之間的間隙完全密封以防止涌水從盾尾漏入隧洞內，并可在隧洞內安全更換前2～3道鋼絲刷密封。
7.6對深豎井及長距離泥水輸送的適應性
過河隧洞掘進時從北岸始發，北岸豎井深達50.5m，且隧洞線路長，長距離水平輸送和高揚程的垂直輸送要求送排泥泵具有大功率和大揚程。送排泥泵均采用變頻驅動。送泥泵采用1臺大功率、大揚程、大流量的重型泥漿泵；排泥泵采用3臺大功率、大揚程、大流量的重型泥漿泵。具體是在盾構后配套拖車上安裝1臺主排泥泵，在豎井底部安裝1臺接力泵，當盾構掘進到過河隧洞的中間時在隧道內安裝1臺中繼排泥泵。
邙山隧洞段施工時分離站從北岸搬至南岸，南岸豎井深達39.95m，受豎井周圍場地（約2000m2）的限制，泥水分離站宜建在山上。盾構施工時仍使用1臺送泥泵、3臺排泥臺，主排泥泵安裝在盾構上，中繼泵安裝在南岸豎井底部，接力泵安裝在豎井平臺上。
7.7地表沉降控制要求
盾構需穿越不同埋深的地層，在不同位置水壓力也不同，盾構應具有良好的泥水壓力調整功能，滿足地表沉降控制在規定范圍，保證能夠順利安全穿越黃河。為了減小泥水壓力的波動宜采用氣壓式間接控制型泥水盾構。
7.8精確的方向控制要求
要求盾構具有良好的方向控制能力，導向系統具有很高的精度，以保證線路方向誤差控制在規定的范圍內。盾構方向的控制包括兩個方面：一是盾構本身能夠進行糾偏、轉向，二是采用先進的導向技術保證盾構掘進方向的正確。
7.9環境保護的要求
環境保護包括三個方面：一是盾構施工時對周圍自然環境的保護，使用的輔助材料如油脂、泥漿添加劑等不對環境造成污染；二是盾構及后配套設備無大的噪聲、震動等；三是盾構法施工的現場環境管理，隧洞內的施工污水通過低壓排污泵抽到污水箱，再通過污水箱中的高壓泵泵送到泥漿回路。
7.10長距離掘進不換刀技術
本工程在過河隧洞掘進時一次掘進距離長達3450m，為了安全可靠必須避免刀盤磨損和中途換刀。對刀盤和刀具必須進行耐磨性設計，刀盤的面板焊接格柵狀的特殊耐磨材料，刀盤的外圈焊接高強度的耐磨板，在刀盤的開口部位進行表面硬化，充分保證刀盤在掘進時的耐磨性能。長距離掘進中途不換刀一般采用圖8的兩種方案。方案一：設計救援刀具，在初裝刀具磨損到極限后將內藏的救援刀具伸出；方案二：
采用高耐磨切刀，切刀的刀刃采用雙層碳化鎢結構。由于內藏式救援刀結構較復雜、成本較高，穿黃隧洞宜采用雙層高耐磨碳化鎢切刀。
為確保刀具的高耐磨性所有刀具均采用碳化鎢刀具，先行刀和切刀均采用雙層碳化鎢刀刃，并設計有耐磨齒。在不同區域的切刀上安裝刀具磨損量檢測裝置，及時掌握刀具的磨損情況，保證刀具正常工作，除此之外還應采取以下措施。
1）刀具的排列行數在刀盤面板的同一軌跡上，通過增加刀具的排列行數來增加刀具數量，以減少每把刀具的磨損。
2）采用超硬重型刀具連同安裝刀具用的刀座一起大型化，加大刀具的寬度，以達到增大刀刃的耐磨性
3）刀具背面進行耐磨防護在超硬刀具背面進行充分的硬化堆焊，設計雙排碳鎢合金柱齒，防止刀具的基材磨損。
4）帶壓換刀作為應急措施配備雙氣路的雙室人倉，以便在壓縮空氣下帶壓進入開挖室和隧洞掌子面，確保萬一需要換刀時的施工安全和快速作業。
7.11盾構的可靠性和安全性
盾構施工時應保證人員及設備的安全。盾構的可靠性是工程施工的重要保障，盾構的關鍵部件必須在施工過程中萬無一失，做到百分之百的可靠。盾構的可靠性表現在以下方面：對地質的適應性，整體設計的可靠性；設備本身性能、質量、使用壽命等的可靠性；在盾構設計的同時應該考慮到應用先進的技術來確保施工安全及人員和設備的安全。
為了保證刀具檢修更換及處理障礙物作業的特殊空間需要，刀盤可采用可伸縮型并具有足夠的伸縮行程，必要時在沉浸墻上設置隔板安全門，保證在常壓下進入氣壓調節倉進行維修破碎機和進行吸泥管的排堵，確保作業的快速和安全。
8、泥水處理設備的選擇
8.1泥水處理概述
泥水盾構是通過加壓泥水來穩定開挖面，開挖土碴與泥漿混合由排漿泵輸送到洞外的泥水分離站，經分離后進入泥漿調整池進行泥水性狀調整后，由送泥泵將泥漿送往盾構的泥水平衡倉重復使用，將泥水中的水和土分離的過程稱為泥水處理。
泥水處理分為三級。一級泥水處理的對象是粒徑74μm以上的砂和礫石，工藝比較簡單，用振動篩或有旋流器的離心機等設備對其進行篩分，分離出的土顆粒用車運走。二級泥水處理的對象主要是一級處理時不能分離的74μm以下的淤泥、粘土等的細小顆粒。三級處理是對需排放的剩余水作PH值調整，使泥水排放達到國家環保要求。
泥水處理系統設于地面，由泥水分離系統和泥漿制備系統兩部分組成。泥水分離系統主要由振動篩、旋流器、儲漿槽、調整槽、碴漿泵等組成；泥漿制備系統由沉淀池、調漿池、制漿設備等組成。
8.2泥水分離站選型
選擇泥水分離設備時必須考慮兩個方面：①有效地分離排泥漿中的泥土和水分；②具有與盾構最大推進速度相適應的分離能力。
8.3泥水處理工藝
地質不同，泥漿處理的工藝也不同。在一般情況下砂質土只需進行一級處理，粘性土需進行二級處理，對需排放的剩余水進行三級處理，作PH值調整。
1）一級除砂處理盾構在砂礫石層或細砂、中粗砂層掘進時只需進行一級除砂處理。其工藝流程如下：豎井內的排泥泵將攜帶土碴的污漿輸送到分離站的預篩器，經振動篩選后，粒徑在3mm以上的碴料分離出來，篩余的泥漿進入儲漿槽，由碴漿泵從儲漿槽內抽吸泥漿，在泵的出口具有一定儲能的泥漿沿輸漿軟管從旋流除砂器進漿口切向射入，經過旋流除砂器分選，粒級74um以上的泥砂由下端的沉砂嘴排除落入細篩；細篩脫水篩選后，干燥的細碴料分離出來；經過第二道篩選的泥漿循環返回儲漿槽內，處理后的干凈泥漿從旋流器溢流管進入中儲箱，然后沿出漿軟管輸送到調漿池。
2）二級除砂處理盾構在粉土、粉砂層掘進時，一級除砂處理不足以將泥漿密度及含砂率降至合理范圍內時需進行二級除砂處理。其流程如下：盾構排出的泥漿經排泥管輸送至預振篩內，預振篩將泥漿中3mm以上的砂礫篩除，經旋流除砂分離及細篩脫水后清除74μm以上的砂質顆粒，經過第二道篩選的泥漿進入小直徑旋流除砂器，將泥漿中剩余的74μm以上砂質清除，并同時清除掉45μm以上的泥質顆粒。二次除砂后的泥漿由出漿口輸送至沉淀池。
3）一級除砂、二級除泥處理在粘土地層掘進時需進行二級除泥處理。其工藝流程與二級除砂處理相似，不同之處在于旋流除泥器組的應用。通過小直徑的長錐除泥器和超細目振動篩網的組合，二級除泥處理后泥漿中30μm以上的泥質顆粒及時清除，粘度得以控制，見圖9.
4）三級處理三級處理是將進入PH槽中的液體進行酸堿處理，以達到排放標準。采用的材料主要是稀硫酸或適量的二氧化碳氣體。
8.4泥水性能管理
從泥水分離站排出的泥漿經沉砂池沉淀后進入調漿池，在調漿池內由制漿系統的高速制漿機對泥漿進行調配，確保輸送到盾構的泥漿性能滿足使用要求。
在泥水循環利用的過程中，泥水性能的管理主要是對泥漿質量的控制，即對泥漿最大顆粒粒徑、粒徑分布、泥漿密度、泥水粘度的管理。穿黃隧洞施工時泥水粘度一般控制在25～35s范圍內。當泥水粘度過大時排泥管易堵塞。泥水密度是一個主要控制指標，過高將影響泥水的輸送，過低將破壞開挖面的穩定，一般在能滿足開挖面穩定的情況下泥水密度越小越好，這樣能節省泥水制作成本，減少膨潤土的消耗。掘進過程中對泥漿性狀進行管理時根據地質而定，送泥密度一般控制在1.15～1.2g/cm3之間。當泥水密度偏低時通過快速制漿機加入膨潤土進入調整；當密度偏高時加入清水進行稀釋。
9、盾構關鍵參數的計算
盾構關鍵參數的計算是盾構選型的參考依據，盾構工作過程的力學參數計算是一個非常復雜的問題，由于受地質因素、土質改良方法和掘進參數等一系列因素的影響，在盾構參數計算的方法上存在很多的不確定因素。至今應用的盾構參數計算方法在很大程度上只是處于研究、探索階段，甚至很大程度上是一些經驗性的計算方法，盾構關鍵參數的計算主要包括以下內容。
1）推力計算盾構推進過程中的阻力主要包括盾殼和土層的摩擦力、土壓的正面阻力、水壓的正面阻力、盾尾密封與管片之間的摩擦力、拖拉后配套的力。盾構施工時為滿足上坡、曲線施工和糾偏的需要，無法充分利用所有的推進油缸，推進系統裝備的推進力必須留有足夠的余量，總推力應大于總阻力的1.3～1.5倍。
2）刀盤扭矩的計算盾構在軟土中推進時的扭矩包括切削扭矩（克服泥土切削阻力所需的扭矩）、刀盤自重形成的軸承扭矩、刀盤軸向荷載形成的軸承扭矩、主軸承密封裝置摩擦力矩、刀盤前面摩擦扭矩、刀盤圓周面的摩擦反力矩、刀盤背面摩擦力矩和刀盤開口槽的剪切力矩等。
3）功率計算主要包括主驅動功率計算、推進系統功率計算。
4）同步注漿能力的計算首先計算同步注漿應具備的理論能力，再考慮1.5～1.8的注入率，同時還要考慮注漿泵的效率，一般按75%的效率計算。
5）泥水輸送系統參數的計算主要包括送排泥流量的計算、送排泥流速的計算、送排泥揚程的計算。
10、結束語
