中國“基建狂魔”即將打通天山

“天山勝利隧道建成後，從烏魯木齊到尉犁縣，將從原來的7小時縮短至3小時。”

令人拍手稱讚的一句話，背後有多少艱辛？“基建狂魔”不提，那就我們説。

“一長”“一多”“二深”“五高”

天山勝利隧道全長22.1公里，是烏尉高速公路的“咽喉”工程，也是世界在建高速公路最長的隧道。

今年2月，天還未亮，中國交建新疆烏尉公路項目土建06標段（負責天山勝利隧道出口端）項目經理李亞隆卻早早起牀，研究相關數據、優化排水方案……

最近，天山勝利隧道出口端掘進施工中遇到的裂隙湧水問題，讓他有些頭疼。

“每小時約200立方米的湧水，而且現在掘進機正處在反坡掘進階段，也就是下坡，湧水全部積到了刀頭部分，快速有效地抽排水迫在眉睫。”李亞隆的嗓音已有些沙啞，他告訴記者，目前，“勝利號”掘進機已由天山之南向北掘進了8.5公里，正是工程吃勁兒的時候，裂隙湧水嚴重影響了施工效率。“以前，這種岩層條件下，每天大約可以掘進15米，這兩天的進度明顯降了下來，每天只能掘進10米左右。”李亞隆心急如焚。

記者瞭解到，李亞隆2017年便參與天山勝利隧道項目，從前期論證、方案設計到啓動施工，再到如今中導洞掘進突破16公里關口，他們遇到的“攔路虎”不計其數。

天山勝利隧道口。（中國交建 供圖）

回憶起六年前初到項目時的情景，他仍然記憶猶新。當時，作為一個有着十餘年隧道施工經驗的“老人”，他對穿越天山之難已有心理準備，但現實的難仍讓他倍感壓力。

“天山山脈素有‘地質博物館’之稱，工程難度可想而知。”李亞隆説。

他用“一長”“一多”“二深”“五高”來總結這條隧道的特點，而這些都是他們要攻克的難關。

“一長”，是指隧道單洞長約22.1公里，約為5座南京長江大橋的總和，是當今世界在建最長高速公路隧道。而這麼長的洞，他們要打3個。

“一多”，是指斷裂帶多，整個隧道要穿越16個地質斷裂帶，施工難度極高。

“二深”，一是指具備通風等功能的豎井深，據他介紹，隧道2號豎井深706米，比我國最高建築——上海中心大廈還高出近百米，是當今世界最深高速公路豎井。二是指隧道埋深深，該隧道最大埋深超過1100米，而埋深越大，巖爆、軟巖大變形、高地温、高壓湧水等問題發生的幾率越高。

“五高”，是指高地應力、高地震烈度、高環保要求、高寒、高海拔。其中，隧道施工段最大地應力值達21.8兆帕，相當於人手指蓋大小岩石需承受218公斤重量，超過一般岩石承載力50倍以上。這意味着，施工中很有可能遇到巖爆，產生堪比四五級地震的振幅強度。而本身施工區域地質構造運動就比較強烈，基本烈度為Ⅷ度。

“不僅要克服高寒、低氧的施工環境，還要攻克複雜的地質條件，而穿越斷裂帶存在極高的巖爆、軟巖大變形、突湧水等風險。”李亞隆告訴記者。但“關關難過關關過”，進口端和出口端的隧道建設者們逐項攻關、各個擊破。

“天山號”和“勝利號”掘進機合成示意圖

如何縮短工期？“三洞+四豎井”

2月16日下午，中交天和副總工程師、設計研發總院院長靳黨鵬再次進入中導洞進口端的施工現場，瞭解“天山號”掘進機的應用情況。“目前，圍巖硬度高，控制好設備推進力及姿態，可以有效降低刀具磨損程度……”靳黨鵬現場指導隧道中導洞進口端“天山號”掘進機的操作手崔華新。

據介紹，天山勝利隧道按雙向4車道分離式高速公路隧道設計，其施工如果按照以往隧道施工採用的斜井輔助施工方案，工期計劃72個月。

如何縮短工期？建設者們提出了世界首創的“三洞+四豎井”施工方案。“三洞”即左、右主洞和中導服務洞，左、右兩個主洞開挖直徑為14米，分別設計有兩個車道。中間的一條服務隧道直徑為8.4米，未來將用作應急和救援通道，可杜絕隧道內因事故等原因出現車輛擁堵的情況。“四豎井”即在整個隧道頂端開挖4座豎井，以實現縱向通風，相當於隧道的“呼吸系統”。

不過，開挖兩個洞的隧道就十分費時費力，為何還要多挖一個洞呢？

“考慮到隧道地形、地質特點、施工工期以及運營後的防災救援等諸多因素，中導洞使用掘進機掘進，發揮掘進機快速施工的特點，一是可提前探明地質，二是為主洞提供工作面；兩個主洞則使用鑽爆法。兩種工藝組合，從而實現‘長隧短打’。”中國交建新疆烏尉公路項目土建05標段（負責天山勝利隧道進口端）總工程師黃登俠告訴記者，掘進機每月掘進長度大約是傳統鑽爆法的3到10倍，而且兩個掘進機從南北兩個方向同時作業，然後再通過橫洞為主洞增加輔助作業面，“這就相當於把主洞‘切割’成多段同時作業，從而有效縮短施工工期。”

“天山號”和“勝利號”便是中國交建為天山勝利隧道量身打造的掘進設備。“這兩個掘進機開挖直徑為8.43米，分別長282米、重約2000噸。更為重要的是，可實現在多種世界級複雜地層下安全、環保、高效地掘進。”作為“天山號”和“勝利號”掘進機的總設計師，靳黨鵬帶領團隊針對超長、高寒、高海拔、複雜地質條件等，首創新型壓注工法硬巖掘進機。這是世界掘進設備領域的重大創新。

工法創新，使“天山號”“勝利號”具備三種不同的掘進模式和支護方式。

“根據地質條件不同，可以切換不同的掘進模式和支護方式。”靳黨鵬告訴記者，在較好圍巖條件下，可以採用敞開式工法掘進模式；在破碎帶、軟弱圍巖、巖爆地層，可以採用單護盾鋼模板壓注式混凝土支護掘進模式；在極破碎帶、軟巖大變形、強巖爆地層段，可以採用單護盾鋼管片支護掘進模式。“後兩種模式，就相當於對不良地層進行了加強型支護處理，以保證人員和設備的安全。”

如此一來，在面對斷裂帶等不良地層時，掘進效率大大提升。“從此前的施工進度看，穿越斷裂帶採用後兩種工法，每天大約可掘進12米。如果採用傳統的敞開式工法，每天大約可掘進一兩米，而且還存在較大安全風險。”靳黨鵬進一步解釋道。

由此，原本72個月的工期將縮短至52個月。

“我們改變不了外界環境，只能改變應對方法。”靳黨鵬説，科技創新帶來的疊加效應非常明顯，目前他正根據“天山號”“勝利號”使用情況進行進一步創新，為後續研發設計新設備做準備。

“工程越做越難，但我們自主研發的設備越來越多，技術越來越先進。”隧道施工人員曾煜説。

掘進機使用全球首創的壓注工法掘進成型的山體隧道

隧道進口端主洞掘進取得新突破

11月19日，天山勝利隧道進口端左右主洞累計掘進雙雙突破7公里大關，為項目整體推進奠定了堅實的基礎。

天山勝利隧道進口端位於永豐鎮往後峽方向75公里處，目前左主洞累計掘進7260米、右洞累計掘進7010米、中導洞累計掘進8950.5米。

記者瞭解到，目前後峽山區氣温驟降，天山勝利隧道進入冬季施工期，隧道建設者們提前儲備大量的柴油、水泥、鋼材等生產物資以及米麪糧油、藥品等生活物資和保暖用品。

“我們提前協調各單位、建材提供廠商，並派出專人值守押運，確保冬天施工物資如期保量進場。”黃登俠説，項目部還提前為所有施工機械做好保温措施，落實混凝土防凍要求、混凝土原材料的加熱温度以及混凝土出攪拌機時的温度要求，控制現場混凝土入模温度等，確保各工序施工質量達標。

根據施工安排，烏尉高速計劃於2025年通車。作為烏尉高速公路的“咽喉”工程，天山勝利隧道建成後，穿越天山僅需約20分鐘，將打通南北疆交通運輸屏障。烏尉高速公路通車後，烏魯木齊到庫爾勒的駕車時長將從6小時左右縮短到3小時左右。

圖為鳥瞰天山勝利隧道進口端