长江水下藏着一个超大管廊 能通电百万伏
苏通管廊隧道剖面示意图 图片由苏通管廊建设指挥部提供
横亘在长江两岸的苏通大桥，车量川流不息；宽阔的江面上，舟楫如梭。上游一公里处，江水下深藏着一个超大管廊，长5468.5米，盾构直径12.07米，能通百万伏电。
这个超大管廊名为苏通GIL管廊，连接苏州和南通，日前正式通电，通过这段管廊的电仅需0.0000165秒。至此，华东特高压交流环网全部完成。
这个苏通GIL管廊有啥不一般？“苏通GIL综合管廊是淮南—南京—上海特高压输变电工程的‘咽喉’项目，其余工程已陆续完成。苏通GIL综合管廊首次采用江底隧道输送特高压GIL形式，埋深最深处有-74.83米，这个深度的水土压力超过0.8兆帕，是目前国内江河埋深最深、水压最高的隧道。”中铁四院苏通隧道设计专册陈俊伟说。“专册”是设计系统特有的关键性专业技术岗位。
GIL指“气体绝缘金属封闭输电线路”，采用金属导电杆输电，并将其封闭于接地的金属外壳中，通过压力气体绝缘。具有传输容量大、损耗低、人身安全水平高、电磁场极低、不受环境影响、运行可靠性高、节省占地、无电（热）老化等显著优点。
如此长距离的江底隧道施工，技术难度可想而知。为啥不从江上跨越，而是选择采取隧道方式？
国家电网公司专家解释，工程跨越江面宽度超过5000米，特高压线路如采用常规架空方式在此处过江，须在江心建高达455米的杆塔，仅塔基就有2个标准足球场大小，而且造价相当高；GIL管廊过江，则把对长江黄金水道的影响降到最低。
埋深和压力那么大，用大直径盾构机掘进，最大的挑战是管廊管片的防水，接缝如何防水，采用什么结构的管片来抗水压。“项目联合西南交通大学等高校，采用高水压盾构隧道管片接缝防水性能试验系统，从三个方向进行自动加载水压，做大量不同密封垫、不同接缝张开量下的防水试验。”陈俊伟说，设计给管道加了两道防护盾，即双道密封垫防水。管片外侧密封垫能抗1.6兆帕水压；内侧密封垫则能抗1.92兆帕水压。
两道防护相加，足足能抗3.52兆帕水压，是0.8兆帕实际水压的4倍多。
解决了管片接缝的防水，还要选择用什么结构的管片。“就是在这样的水压下，应该用多厚的管片，什么样的形式，钢筋如何配置。”陈俊伟说，以此决定隧道本身能受多少力，压力太大，隧道自然变形，所以必须要给隧道一个合适的受力结构。
“高水压条件下，复杂地层及超大直径盾构隧道结构，其设计参数、受力性能、承载与破坏性能等关键问题，此前国内外尚无系统研究。”陈俊伟说，中铁四院结合工程实际，联合相关高校，通过理论分析和数值模拟，结合原型试验、接头试验等科学试验，得到了管片结构关键参数，最终提出了相应的结构型式和关键参数，填补了这一领域研究空白。
苏通GIL管廊工程自2017年6月28日盾构机始发，从掘进到贯通，用时14个月。在中国工程院院士钱七虎为组长的专家组指导下，联合研制适应地质、承压和有害气体地层的盾构机，对盾构机、照明和排气系统等进行了防爆设计和改造。
华东特高压交流环网分南北两个半环，是世界首个特高压交流双环网，南半环（即淮南—浙北—上海1000千伏交流特高压工程）已于先期投运，淮南—南京—上海1000千伏交流特高压工程为北半环。“华东特高压交流环网的合环运行，为我国经济最发达的长三角地区，匹配了与其负荷水平相当的强力能源支撑。”国家电网公司副总经理刘泽洪表示。
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