攻克技术难题 注重生态友好 优化施工管理（产经观察）
发布时间:2024-09-19 | 发布者： 东东工作室 | 浏览次数： 次
乌鲁木齐至尉犁高速公路天山胜利隧道进口端。
新华社记者 丁 磊摄
祖国西北，莽莽天山横贯东西。
车出新疆库尔勒市区，沿216国道前行，海拔一路攀升，天山由远及近，窗外倏然换了风景——山体巍峨冷峻，山间小河流淌，滋养出大片绿意。视线右移，只见桥梁飞架、隧洞钻山，新疆乌尉（乌鲁木齐至尉犁）高速公路比邻而建。
盘山而上，中导洞正在皑皑积雪下紧张施工。这便是乌尉高速全线控制性工程、全长22.1公里的世界在建最长高速公路隧道——天山胜利隧道。
作为连接南北疆的重要通道，乌尉高速公路全长近320公里，桥隧比超40%，自2019年批复开建以来，目前已完成工程量的81%。2025年天山胜利隧道贯通后，乌尉高速便能实现全线通车。届时，驾车穿越天山仅需约20分钟，乌鲁木齐至库尔勒车程将从7个多小时缩短至约3小时。日前，记者前往建设现场一探究竟。
创新工法穿越16个地质断裂带，专研设备创下全球最深“一钻成井”硬岩竖井纪录
砂岩、花岗岩、大理岩……天山胜利隧道口百米外的一处展台上，陈列着上百种岩石样品，它们全部来自天山山脉。近观细看，每块石头形态各异，凿痕依稀可见。
“天山素有‘地质博物馆’之称，施工难度可想而知。”中交新疆交通投资发展有限公司董事长崔景川将难点细细道来：整个隧道要穿越16个地质断裂带，岩层复杂、地质脆弱；此外，隧道施工段处于高地应力环境，最大地应力值将近22兆帕，相当于一块手指盖大小的岩石就要承受200多公斤重量，是一般岩石承载力的50倍以上，“这意味着，施工中很可能遇到岩爆，破坏力堪比四五级地震。”
2021年7月，正式开工一年多，隧道进口端掘进至1900米处时，项目遭遇施工以来最大“拦路虎”——全线最大断层F6断裂带，影响宽度达440米。构造复杂、岩体破碎且富含水体，造就了特殊的“易碎”体质。
“TBM（全断面硬岩隧道掘进机）不怕‘来硬的’，也无惧‘来软的’，就怕这种‘时硬时软’的！”中交乌尉高速五标段项目总工程师黄登侠回忆，当时，坍塌、突泥、涌水接连出现，掘进机面临卡机风险。
改变不了施工环境，就改变应对方法。“传统钢拱架作为围岩支护，难以抵抗强烈的挤压力。我们决定转变思路，通过‘以柔克刚’，让结构更稳定。”随后，黄登侠带领团队通过反复模拟受力，研发出70厘米厚的泡沫混凝土作为减震吸能结构。
“它能有效吸纳地质活动产生的能量。最终，我们顺利穿越断层。”黄登侠介绍，自方案实施以来，工程经受住了一次次活跃地质运动的考验。
山体内，创新工法过断层；山顶上，专研设备打竖井。
天山胜利隧道最大埋深超过1100米，为缓解施工中的通风难题，并满足后期运营通风、排烟的需求，施工人员需要从天山自上而下开凿4座竖井，作为整个隧道的“呼吸系统”。
“2号竖井深706米，这根长长的‘烟囱’比广州塔还高出100多米，是当今世界最深高速公路竖井。”中交天和南京分公司副总经理康健说，团队设计制造出全球首个高寒高海拔超大超深竖井装备“首创号”，通过泥水分离技术，一举解决了千米级竖井泥浆排渣问题，创下全球最深“一钻成井”硬岩竖井纪录。
借助智能交通调度系统，洞内人、车和设备有序通行
超长隧道、超大埋深、地质复杂、岩石破碎，倘若采用传统的钻孔爆破法，想要打通天山，大概需要12年。
如何缩短工期？建设团队在公路隧道领域使用新的组合工艺，实现“长隧短打”。
中交乌尉高速六标段项目党支部书记侯永川解释道，新的组合工艺相当于将整条隧道切割成段、分段施工，从而将工期从72个月缩短至52个月。
增加施工作业面，会提升掘进速度，但也带来了复杂的管理难题：高峰期时，幽深昏暗的隧道内，3个隧洞共7个作业面同步作业，每天1000多人进出施工，出渣车、材料运输车等超900车次往返其中，平均每两分钟就要进出一辆车。
“就这一超级工程而言，施工难度很大，但管理组织更难，绝非‘大呼隆’，而是‘精细活’。”中交乌尉高速六标段项目总工程师毛锦波告诉记者，隧道净断面狭小、运距又长，要保证连续施工不中断，相当于“螺蛳壳里做道场”。
确保车辆畅通行驶是第一个难关。
将近凌晨，洞外夜色如墨、万籁俱静，洞内却灯火通明、车水马龙。出渣的、运料的、载人的，各式车辆来回进出、秩序井然。
“看那里！”顺着侯永川手指的方向看去，一架红绿灯正在指挥交通。“作业面数量多，还会随着施工进度动态调整，导致洞内运输路线变得更加复杂。”侯永川说，结合车辆配置、载重情况和行驶速度等指标，建设团队探索在隧道施工中设置红绿灯，在车行横洞与主洞、中导洞交会处共安装8个红绿灯，通过流量管理增强通行能力、提高施工效率。
工程量大、工期长，让整个项目运转高效是关键考验。“根据劳动力曲线，在项目建设全程，人员和设备投入越均衡、波动越小，施工效率越高、进展越顺利。”毛锦波说，解答这道“方程式”，智慧化是“最优解”。
驶出隧道，步入数字化监控指挥中心，偌大的显示屏上，当前施工人数、洞内车辆、所处位置一目了然。“我们搭建的智能交通调度系统，实现了对洞内车辆和所有设备的定位，通过实时控制中导洞和横通道交会处的红绿灯，提高洞内车辆通行效率。”毛锦波介绍，针对施工人员，隧道电子门禁系统能精准了解其所处位置和施工进度，不仅能实时发布信息，一旦发生危险也能及时疏导。
通过综合处理施工废水，确保施工“零污染”，实现循环利用
天山富含水分。打通天山，注定要经历一场与水的“较量”。
从洞口一路向内，越往深处，裂隙涌水越大。“施工高峰期，每天涌水近4万立方米，相当于每小时冒出1700吨水。”中交乌尉高速五标段项目党支部书记鲁泽建说，天山胜利隧道进口端毗邻国家1号冰川，位于乌鲁木齐河畔，“整个施工路线穿越乌鲁木齐河饮用水源二级保护区，绝不能造成污染。”
通过纵横绵长的洞内管道，涌水得到快速抽排，但如此巨量的水流，出洞后如何妥善处理？
“洞内的水分为两类，需要‘分而治之’。”鲁泽建解释，一种是清水，也就是天山断裂带中涌出的裂隙水，这部分水质不受施工影响；另一种是污水，是施工建设产生的含有油类、氨氮等物质的废水，必须重点处理。
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