人民日報：世界在建最長高速公路隧道正在緊張施工
攻克技術難題 注重生態友好 優化施工管理
攻克技術難題 注重生態友好 優化施工管理
文章來源：人民日報 發布時間：2024-09-18
祖國西北，莽莽天山橫貫東西。
車出新疆庫爾勒市區，沿216國道前行，海拔一路攀升，天山由遠及近，窗外倏然換了風景——山體巍峨冷峻，山間小河流淌，滋養出大片綠意。視線右移，只見橋梁飛架、隧洞鉆山，新疆烏尉（烏魯木齊至尉犁）高速公路比鄰而建。
盤山而上，中導洞正在皚皚積雪下緊張施工。這便是烏尉高速全線控制性工程、全長22.1公里的世界在建最長高速公路隧道——天山勝利隧道。
作為連接南北疆的重要通道，烏尉高速公路全長近320公里，橋隧比超40%，自2019年批復開建以來，目前已完成工程量的81%。2025年天山勝利隧道貫通后，烏尉高速便能實現全線通車。屆時，駕車穿越天山僅需約20分鐘，烏魯木齊至庫爾勒車程將從7個多小時縮短至約3小時。日前，記者前往建設現場一探究竟。
烏魯木齊至尉犁高速公路天山勝利隧道進口端
創新工法穿越16個地質斷裂帶，專研設備創下全球最深“一鉆成井”硬巖豎井紀錄
砂巖、花崗巖、大理巖……天山勝利隧道口百米外的一處展臺上，陳列著上百種巖石樣品，它們全部來自天山山脈。近觀細看，每塊石頭形態各異，鑿痕依稀可見。
“天山素有‘地質博物館’之稱，施工難度可想而知?！敝薪恍陆煌ㄍ顿Y發展有限公司董事長崔景川將難點細細道來：整個隧道要穿越16個地質斷裂帶，巖層復雜、地質脆弱；此外，隧道施工段處于高地應力環境，最大地應力值將近22兆帕，相當于一塊手指蓋大小的巖石就要承受200多公斤重量，是一般巖石承載力的50倍以上，“這意味著，施工中很可能遇到巖爆，破壞力堪比四五級地震?！?/p>
2021年7月，正式開工一年多，隧道進口端掘進至1900米處時，項目遭遇施工以來最大“攔路虎”——全線最大斷層F6斷裂帶，影響寬度達440米。構造復雜、巖體破碎且富含水體，造就了特殊的“易碎”體質。
“TBM（全斷面硬巖隧道掘進機）不怕‘來硬的’，也無懼‘來軟的’，就怕這種‘時硬時軟’的！”中交烏尉高速五標段項目總工程師黃登俠回憶，當時，坍塌、突泥、涌水接連出現，掘進機面臨卡機風險。
改變不了施工環境，就改變應對方法?！皞鹘y鋼拱架作為圍巖支護，難以抵抗強烈的擠壓力。我們決定轉變思路，通過‘以柔克剛’，讓結構更穩定?！彪S后，黃登俠帶領團隊通過反復模擬受力，研發出70厘米厚的泡沫混凝土作為減震吸能結構。
“它能有效吸納地質活動產生的能量。最終，我們順利穿越斷層。”黃登俠介紹，自方案實施以來，工程經受住了一次次活躍地質運動的考驗。
山體內，創新工法過斷層；山頂上，專研設備打豎井。
天山勝利隧道最大埋深超過1100米，為緩解施工中的通風難題，并滿足后期運營通風、排煙的需求，施工人員需要從天山自上而下開鑿4座豎井，作為整個隧道的“呼吸系統”。
“2號豎井深706米，這根長長的‘煙囪’比廣州塔還高出100多米，是當今世界最深高速公路豎井?！敝薪惶旌湍暇┓止靖笨偨浝砜到≌f，團隊設計制造出全球首個高寒高海拔超大超深豎井裝備“首創號”，通過泥水分離技術，一舉解決了千米級豎井泥漿排渣問題，創下全球最深“一鉆成井”硬巖豎井紀錄。
借助智能交通調度系統，洞內人、車和設備有序通行
超長隧道、超大埋深、地質復雜、巖石破碎，倘若采用傳統的鉆孔爆破法，想要打通天山，大概需要12年。
如何縮短工期？建設團隊在公路隧道領域使用新的組合工藝，實現“長隧短打”。
中交烏尉高速六標段項目黨支部書記侯永川解釋道，新的組合工藝相當于將整條隧道切割成段、分段施工，從而將工期從72個月縮短至52個月。
增加施工作業面，會提升掘進速度，但也帶來了復雜的管理難題：高峰期時，幽深昏暗的隧道內，3個隧洞共7個作業面同步作業，每天1000多人進出施工，出渣車、材料運輸車等超900車次往返其中，平均每兩分鐘就要進出一輛車。
“就這一超級工程而言，施工難度很大，但管理組織更難，絕非‘大呼隆’，而是‘精細活’?！敝薪粸跷靖咚倭鶚硕雾椖靠偣こ處熋\波告訴記者，隧道凈斷面狹小、運距又長，要保證連續施工不中斷，相當于“螺螄殼里做道場”。
確保車輛暢通行駛是第一個難關。
將近凌晨，洞外夜色如墨、萬籟俱靜，洞內卻燈火通明、車水馬龍。出渣的、運料的、載人的，各式車輛來回進出、秩序井然。
“看那里！”順著侯永川手指的方向看去，一架紅綠燈正在指揮交通?！白鳂I面數量多，還會隨著施工進度動態調整，導致洞內運輸路線變得更加復雜?！焙钣来ㄕf，結合車輛配置、載重情況和行駛速度等指標，建設團隊探索在隧道施工中設置紅綠燈，在車行橫洞與主洞、中導洞交會處共安裝8個紅綠燈，通過流量管理增強通行能力、提高施工效率。
工程量大、工期長，讓整個項目運轉高效是關鍵考驗。“根據勞動力曲線，在項目建設全程，人員和設備投入越均衡、波動越小，施工效率越高、進展越順利?！泵\波說，解答這道“方程式”，智慧化是“最優解”。
駛出隧道，步入數字化監控指揮中心，偌大的顯示屏上，當前施工人數、洞內車輛、所處位置一目了然?！拔覀兇罱ǖ闹悄芙煌ㄕ{度系統，實現了對洞內車輛和所有設備的定位，通過實時控制中導洞和橫通道交會處的紅綠燈，提高洞內車輛通行效率?！泵\波介紹，針對施工人員，隧道電子門禁系統能精準了解其所處位置和施工進度，不僅能實時發布信息，一旦發生危險也能及時疏導。
通過綜合處理施工廢水，確保施工“零污染”，實現循環利用
天山富含水分。打通天山，注定要經歷一場與水的“較量”。
從洞口一路向內，越往深處，裂隙涌水越大。“施工高峰期，每天涌水近4萬立方米，相當于每小時冒出1700噸水?！敝薪粸跷靖咚傥鍢硕雾椖奎h支部書記魯澤建說，天山勝利隧道進口端毗鄰國家1號冰川，位于烏魯木齊河畔，“整個施工路線穿越烏魯木齊河飲用水源二級保護區，絕不能造成污染?！?/p>
通過縱橫綿長的洞內管道，涌水得到快速抽排，但如此巨量的水流，出洞后如何妥善處理？
“洞內的水分為兩類，需要‘分而治之’?！濒敐山ń忉?，一種是清水，也就是天山斷裂帶中涌出的裂隙水，這部分水質不受施工影響；另一種是污水，是施工建設產生的含有油類、氨氮等物質的廢水，必須重點處理。
處理洞內出水，首先要“清污分流”。隧道建設過程中，建設者修建了水流收集池，并設計為“一上一下”兩種空間。山體裂隙水收集池處于地下，經沉淀后進入中央排水管道；施工廢水收集池處于地上，廢水進入收集池沉淀后，再經抽水泵進入廢水管道。
循著管道的方向，在中導洞洞內和隧道進口端30米處，三座廢水處理廠源源不斷接收著分流后的施工水。
“三座處理廠各有側重，通過相互配合實現精細化廢水處理?！表椖抗芾砣藛T李剛介紹，位于洞外的兩座處理廠采取沉淀、過濾和膜法的組合工藝，能針對性處理施工廢水；位于洞內的三號處理廠則引入電絮凝工藝，可迅速凝聚水中的膠體懸浮物，有效處理裂隙水，“整個施工期間，我們每隔一到兩周，對處理后的水質進行檢測，各項指標均符合國家地表Ⅱ類水質標準?！?/p>
“通過對水體進行綜合處理，不僅確保了施工‘零污染’，還實現了循環利用?！敝钢谒淼劳鈴S區游走的灑水車，魯澤建說，車上罐體中使用的就是處理后的廢水，節能又環保。
歷時4年多，目前天山勝利隧道中導洞即將貫通，左右主洞雙雙挺進兩萬米，待到明年全線建成通車，烏尉高速公路將穿越巍巍天山，成為一條支撐區域發展的“快車道”。
【責任編輯：張宇暉】
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