從底部洞穿秦嶺 如何精準貫通不錯位？
要把漢江的清水送往渭河，就必須要穿越秦嶺，秦嶺輸水隧洞就是“引漢濟渭”工程的“大動脈”，這次工程也是人類第一次從底部鑿穿秦嶺，施工難度世界罕見。打通秦嶺輸水隧洞到底有多難？從隧洞兩端相向打洞，如何才能保證隧道精準貫通不錯位呢？
秦嶺輸水隧洞，全長98.3公里，最大埋深2012米，按照長隧洞分段，每段各從兩頭相向?qū)Υ?，最后各段進行貫通的經(jīng)驗，2020年前，國內(nèi)開挖距離最長的隧洞為20千米，而秦嶺輸水隧洞3號至4號洞貫通距離約21.913千米，4號至5號洞貫通距離約27.259千米。總長度和機動單向貫通開挖長度都是世界難題。
中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司工程師 何金學(xué)：隧道超過20公里也沒有實踐的經(jīng)驗，稍有不慎測量的精度保證不了，就會導(dǎo)致工程的“穿袖子”現(xiàn)象。如果“穿袖子”有可能導(dǎo)致咱工程報廢，造成很大的經(jīng)濟損失。
何金學(xué)說的“穿袖子”就是施工過程中可能發(fā)生從隧洞兩端相向打，但對接時相互錯開的現(xiàn)象，作為施工的“先行者”，測量人員擔負著導(dǎo)航引向的重任，工作容不得一點閃失。面對困難，陜西省引漢濟渭公司組織相關(guān)專家學(xué)者針對項目精準貫通定向測量的技術(shù)難題，研究新技術(shù)。
中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司工程師 何金學(xué)：進洞進行聯(lián)系測量，還有正洞和斜井交叉的地方進行聯(lián)系測量。采用固定測站、自由測站和邊角交會自由網(wǎng)形式進行測量，這是我們發(fā)明的一種測量方法，提高測量精度，確保測量精準貫通。
石英含量高達96% 如何“啃”下超硬巖石？
秦嶺輸水隧洞穿越了3條區(qū)域性大斷裂、4條次一級斷層和33條一般斷層，涉及巖性20多種。面對石英含量高達96%、抗壓強度高達300多兆帕的圍巖，刀頭如同在鋼板上掘進，有時三四個小時才能掘進1米。工欲善其事，建設(shè)者們又是如何必先利其器的呢？
在秦嶺輸水隧洞4號支洞外，圓形刀盤堆疊成山，這里上千把刀具滿身“戰(zhàn)痕”。
據(jù)了解，TBM也就是全斷面硬巖隧道掘進機，掘進中最多時一天換了23把刀。
中鐵隧道局引漢濟渭項目設(shè)備部部長 楊陽：依據(jù)現(xiàn)場實際情況、圍巖強度，然后進行更換部分的邊刀、面刀或者中心刀，然后來看破巖的能力，然后看刀具的完整性是怎樣的，選出來適合我們這個工程最合適最優(yōu)化的。
改造后，刀盤對硬巖的耐受能力明顯增強，刀具消耗由0.85把/米降低到0.67把/米，平均每米節(jié)約刀具成本達2000元。
巖壁涌水不斷 預(yù)警處理有何黑科技？
秦嶺地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中，無法繞避斷層破碎帶有49條，總長2685米，施工中還極易發(fā)生突涌水災(zāi)害，面對不斷從巖壁孔隙中噴涌而出的涌水，建設(shè)過程中又有哪些創(chuàng)新科技的助力呢？
總臺央視記者 陳燁煒：我現(xiàn)在是在“引漢濟渭”工程秦嶺隧洞的三號支洞，站在這個洞口，就感覺到背后有一陣一陣的水汽在往外面散播。由于隧道經(jīng)過富水區(qū)，所以在掘進的過程當中，如果經(jīng)過了斷層或者是裂隙，工程隊就很有可能面臨著突涌水這樣的一種風險。
隧洞掘進過程中，從巖壁的孔隙中，涌水噴涌而出，最高一次，日涌水量達80000立方米/天。
中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司引漢濟渭輸水隧洞總設(shè)計師 李凌志：提出了基于云模型的深埋隧洞富水斷層突涌水危險性等級評價方法，創(chuàng)新了突涌水危險性應(yīng)急預(yù)警和處理技術(shù)體系。
基于突涌水預(yù)警，中鐵隧道局利用水下抗分散劑、聚合物纖維等特殊材料，實現(xiàn)了對隧洞涌水的成功封堵，且封堵率達到89.3%。
中國科學(xué)院院士 陳祖煜：突然的涌出來水，隧洞就成了一個河了。那么我們也采用了我們一些激發(fā)極化這樣一些科學(xué)技術(shù)來探索到前方有可能出現(xiàn)的，然后采取預(yù)案。
中鐵隧道局引漢濟渭項目工程部部長 吳振役：把水一個是引，二個是排，第三個是截，第四個堵，這樣的新技術(shù)，然后把我們水一部分是擠到圍巖里面，另一部分排到隧底，然后通過那個水泵往斜井外面抽。
秦嶺隧洞距離長落差大 如何解決通風難題？
在隧洞內(nèi)施工，作業(yè)人員以及機械設(shè)備都需要新鮮的空氣，洞內(nèi)掘進和爆破產(chǎn)生的大量炮煙、廢氣以及粉塵，也需要及時排到洞外，合理的通風系統(tǒng)至關(guān)重要，此次開鑿的秦嶺隧洞，距離長，落差大，建設(shè)者們又是如何解決通風難題的呢？
秦嶺輸水隧洞超長深埋、山體寬厚，埋深大于1000m的段落長31km，嶺脊段洞線兩側(cè)4km范圍沒有輔助坑道條件，致使隧洞施工通風距離超長，風管布置受限、漏風率大等問題極為突出。
通過對10多種通風方式對比，最后，項目組確定了縱向接力的通風方式，結(jié)合工程現(xiàn)場實際情況，施工通風采用三階段進行，在第一階段和第三階段施工時采用獨頭壓入式通風和接力式通風，而在第二階段，創(chuàng)新性使用了自然風。
中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司橋隧院水利水電事業(yè)部副總工程師 魏軍政：首次把自然風在施工通風中考慮進來，在秦嶺工程這一塊，它只有一個單洞，沒有其他旁洞，這個單洞做完之后，兩邊輔助坑道做完有高差自然風很大，對自然風進行一個全面系統(tǒng)的分析之后，就會找到一個合適的切入點來用它。
利用新方法，秦嶺輸水隧洞實現(xiàn)了全斷面硬巖隧道掘進機施工通風距離16.5公里、鉆爆法無軌運輸施工通風距離7.2公里，創(chuàng)造了世界紀錄。
