世界最长高速公路隧道全线贯通，江苏企业在全球首创压注工法新型TBM|隧道_新浪财经

转自：上观新闻

交汇点讯 12月30日11时许，天山深处传来欢呼声，世界最长高速公路隧道——天山胜利隧道全线贯通，隧道通车后，阻隔新疆南北的天山峻岭，穿越仅需20多分钟，乌鲁木齐至库尔勒车程将从7个多小时缩短至约3小时。记者了解到，由江苏科技企业中交天和自主研制的全球首创压注工法新型TBM——“天山号”“胜利号”在该项工程中功不可没。

“胜利号”“天山号”开挖直径8.43米、全长282米、重量约2000吨，国产化率超98%，是建设天山胜利隧道的最关键装备，也是当之无愧的“大国重器”将隧道全面贯通周期从72个月缩短到了52个月。它们分别从隧道中导洞两端向中间掘进，穿越16个大断层破碎带，克服软岩大变形、岩爆、突泥突水、高地应力等世界性难题，运用独有的两种掘进模式和三种支护方式的功能，根据软硬不同的地层及时调整掘进和支护模式、直接加固好隧道内壁，让掘进效率比人工钻爆施工快5倍。此举不但为胜利隧道两侧主洞施工提前探明地质情况、找到应对措施，更为主洞工作面增加起着决定作用，大大提高掘进效率。通车后，中导洞又作为应急救援通道保障着超长隧道的行车安全。

因天山胜利隧道采用“TBM中导洞+主洞钻爆法”组合工艺施工，利用TBM快速掘进的优势，为双主洞开辟辅助工作面，实现“长隧超短打”，高峰期实现主洞6个工作面同时作业，极大提高了隧道的掘进效率。中导洞的顺利掘进是施工关键。面对恶劣的自然环境和复杂的地质状况，研制新型TBM成为当务之急。

为此，中交天和设计研发团队不仅到施工现场实地勘察，为了调研数据更具说服力和权威性，他们还基本跑遍了国内TBM施工现场。“天山胜利隧道TBM研发最大的困难就是要应对复杂的地质情况。”中交天和设计研发总院院长靳党鹏介绍道。在研发团队的集思广益下，中交天和于2020年在世界范围内首次创新性融合敞开式TBM掘进机与压注式混凝土工法，使“天山号”“胜利号”同时具备两种掘进模式和三种支护方式：对较好围岩条件采用敞开式工法掘进（TSA）模式；对破碎带、软弱围岩、岩爆地层采用单护盾钢模板压注式混凝土支护掘进（TE）模式；对极破碎带、软岩大变形、强岩爆地层采用单护盾钢管片支护掘进（TS）模式，避免塌方对作业人员和工程设备带来安全风险，确保在大变形、强岩爆、多断裂带等复杂地层下安全、环保、高效地掘进。

目前，“天山号”“胜利号”，国产化率98%以上，已获发明、实用新型专利合计20余项。经中国机械工业联合会鉴定，压注式混凝土工法成果已达国际先进水平，其中的压注式混凝土支护工法技术、双模式TBM装备技术达国际领先水平。“胜利号”日掘进最高达35米、月掘进最高达528米，创造了大直径TBM在高寒、高海拔、高地应力环境的掘进新纪录。

天山胜利隧道横穿天山中部，全长22.13公里，是目前世界最长的高速公路隧道，设计时速100公里，为分离式双向四车道、也就是单洞两车道隧道。隧道地处天山深处无人区，平均海拔3200米，具有四高一多一特（即高地应力、高寒、高地震烈度、高海拔、多断裂带、特长）的特点，属特长高寒高海拔公路隧道。恶劣的自然环境和复杂的地质状况，传统矿山法和单一敞开式TBM工法均难满足掘进要求。用常规的敞开式硬岩掘进机（TBM）隧道施工比矿山法强很多，但在破碎、断层带及高应力围岩下施工安全风险高、进度慢、支护强度高等问题还是无法解决，还是需要传统人工支护、喷浆、清渣等，不仅施工效率，现场环境的污染严重，施工安全风险还是很大。

不仅仅是胜利隧道中导洞，该隧道2号通风竖井施工中同样采用了由中交天和自主研发的世界首创超大直径硬岩竖向掘进机“首创号”代替传统的爆破开挖，大幅减少了井下作业人员，改善了安全生产条件，实现了竖井智能化施工。“首创号”刀盘直径11.4米，竖向掘进深度达800米，采用全智能化掘进技术，可实现井下掘进无人化操作，零部件实现全国产化，是中交天和立足创新驱动的又一重大科技成果。2号竖井地处天山之巅，高寒高海拔，最低气温达零下40多度，海拔3660米，岩石强度高达200兆帕以上，竖井深达702米，是目前世界上最深的高速公路竖井，也是世界首个一次开挖成型的超大直径硬岩大深度竖井。

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