核心提示:莽莽天山横贯东西。这里孕育了无数生命奇迹,也曾阻隔无数行人的脚步。穿越霜雪,踏过沧桑,一代代人怀揣交往交流交融的梦想,寻路天山、绕行天山、翻越天山,最终打通天山——12月30日,天山胜利隧道顺利贯通。
热榜热搜:巍峨的天山高耸入云,东西绵延2500多公里。山脉雄伟壮丽,却阻隔了南北疆的交通与发展。为打通南北疆交通要塞,在中天山腹地,一条连接南北疆交通的大通道——G0711线乌鲁木齐至尉犁高速公路(简称乌尉高速公路)正在火热建设中。
乌尉高速公路“咽喉”工程——天山胜利隧道穿天山,是世界在建最长高速公路隧道,从建设之初就备受瞩目。
2024年12月30日,天山胜利隧道全线贯通。中央媒体、地方媒体记者奔赴位于乌鲁木齐市乌鲁木齐县萨尔达坂乡的天山胜利隧道进口端施工现场,进行采访、直播,将世界目光聚焦于此。
天山胜利隧道是新疆乌尉(乌鲁木齐至尉犁)高速公路的“咽喉”工程,自2020年4月开工建设,历时近5年,先后数千名工人奋战在天山腹地。继秦岭终南山隧道之后,创下我国高速公路隧道建设的又一壮举。天山胜利隧道通车后,阻隔新疆南北的天山峻岭,穿越仅需20多分钟。这是12月30日拍摄的天山胜利隧道内景。 (新华社发)
新疆网讯(全媒体记者史传芝)莽莽天山横贯东西。这里孕育了无数生命奇迹,也曾阻隔无数行人的脚步。
穿越霜雪,踏过沧桑,一代代人怀揣交往交流交融的梦想,寻路天山、绕行天山、翻越天山,最终打通天山——12月30日,天山胜利隧道顺利贯通。
隧道通车后,从中部区域穿越天山连通南北疆只需20分钟车程,将改变天山南北的交通格局,缩短两地间的时空距离,促进经济、文化等多方面深入交流发展。
创新创效 缩短20个月施工工期
超长隧道、超大埋深、地质复杂、岩石破碎,在这样复杂的地质下,建设一条全长22.13公里的隧道,需要多长时间?
如果采用传统的“打眼放炮”施工方法,“两端掘进”施工至少需要10年才能打通。
如果按照以往隧道施工采用的斜井辅助施工方案,工期计划72个月。
时间不等人,发展不等人。如何缩短工期?
中国交建新疆乌尉公路包项目第五标段项目经理王贺起说:“我们研究各种方案之后,就想如果在两个主洞之间加一个中导洞作为一条服务隧道,把主洞分割成很多段落,增加很多工作面。最终‘三洞’加‘长隧短打’成为我们缩短工期的施工方案。”
要把方案变为现实,先决条件是中导洞,也就是服务隧道的施工速度要快于左右两个用钻爆法施工的主洞,这就需要更为先进的装备和技术。
中导洞里,两个分别长283米、刀盘直径接近3层楼房高、重量约2000吨的钢铁“巨无霸”,是为中导洞的快速掘进专门“量身定制”的利器。名为“天山号”和“胜利号”的两台硬岩掘进机(TBM)分别从隧道进、出口两端向中间掘进。
中国交建新疆乌尉公路包项目第六标段项目经理李亚隆说“:这是我国自主研制的新型硬岩掘进机,它有两种掘进、三种支护模式,整合了多项功能,可根据软硬不同的地层随时调整掘进和支护模式。掘进中能直接加固好隧道内壁,相比传统钻爆法,施工效率提高了3-5倍。”
最终,经过52个月的施工建设,天山胜利隧道贯通,工期缩短20个月。
更快更强的“天山号”和“胜利号”硬岩掘进机,不但为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。
天山胜利隧道是目前世界在建最长的高速公路隧道,它的贯通不仅为乌尉高速公路明年全线建成通车奠定了坚实基础,更是展示了中国强大的基建实力和创新能力,为其他复杂地质条件下的公路隧道建设提供了宝贵的经验和借鉴。目前,正在穿越天山的莫逊山隧道、西天山隧道就借鉴了相关施工工艺。
以柔克刚 穿越16个地质断裂带
天山山脉形成距今有200多万年的历史,这座年轻山脉的深处,却潜藏着3亿多年前的古老伤痕——博阿断裂带,它横贯天山山脉,经3亿多年撕扯已撕裂地壳直达地幔。有断裂带的地方,是地震频发的风险区域。
天山胜利隧道正面穿越博阿断裂带。施工前,为了摸清隧道的地质状况,地质勘察人员采用多种先进的技术与设备,探得天山胜利隧道穿越16处区域性深大断裂及次生断裂带。
除此之外,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。
面对环境因素给天山胜利隧道带来的地震风险,要如何应对才能保证通车后的安全?
中国交建乌尉高速项目天山胜利隧道设计负责人彭文波说:“传统隧道工程的设计思路,强调更多的是强度,就像打拳击一样,硬碰硬。但是人类目前的工程技术是无法完全战胜自然的,所以,我们面对博阿断裂带,改变了原有的设计思路,就像打太极一样,以柔克刚。”
穿越断裂带的区域,将原本是一个整体的隧道,截成一个个分段,分段之间用能吸收地震能量的特殊橡胶连接,在地震来袭时,这些分段可以分散承受地震释放的能量。
然而,问题还是来了。
2021年7月,隧道进口端掘进至1900米处时,项目遭遇施工以来最大的“拦路虎”——全线最大断层F6博罗科努—阿其克库都克断裂带,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不怕‘来硬的’,也无惧‘来软的’,就怕这种‘时硬时软’的。”中国交建新疆乌尉公路包项目第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,也是抗震的另一重保险。最终,我们顺利穿越断层。”黄登侠介绍,自这项技术实施以来,工程经受住了一次次活跃地质运动的考验。
综合处理 不让1滴施工废水流出
天山胜利隧道进口端位于天山北麓胜利达坂,毗邻国家1号冰川,以及新疆重要水源地——乌鲁木齐河。这里的生态环境比较脆弱,环保等级高。成片的高原草甸和人迹罕至的原始生态环境,是雪豹等珍稀野生动物的乐园。
早在初步选线阶段,乌尉高速的线位就绕开了国家1号冰川,避免隧道通风产生的热效应破坏冰川生态。
尽管如此,施工开始后仍面临这样一个现实:天山富含水分,打通天山注定要经历一场与水的“较量”。
从天山胜利隧道进口端一路向内,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,用巨量概括丝毫不为过。”中国交建总承包分公司副总工程师、中交新疆交通投资发展有限公司总工程师苗宝栋说。
通过纵横绵延的洞内管道,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?怎样才能既确保工期不受影响,又做到施工“零污染”?
“洞内的水分为两类,需要‘分而治之’。”苗宝栋解释,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。
处理洞内出水,首先要“清污分流”。隧道建设过程中,建设者修建了水流收集池,并设计为“一上一下”两种空间。山体裂隙水收集池处于地下,经沉淀后进入中央排水管道;施工废水收集池处于地上,废水进入收集池沉淀后,再经抽水泵进入废水管道。
在隧道正式开工前,项目部就建好了污水处理厂。隧道施工产生的含有油类、氨氮等物质的废水,经过筛除、絮凝、沉淀、超滤和反渗透等7道工序进行处理。隧道开挖会产生大量涌水、裂隙水,项目部在洞内、洞外各增设一套一体化污水处理设施。
循着管道的方向,在中导洞洞内和隧道进口端30米处,三座废水处理厂源源不断接收着分流后的施工水。
三座废水处理厂各有侧重,通过相互配合实现精细化废水处理。位于洞外的两座处理厂采取沉淀、过滤和膜法的组合工艺,能针对性处理施工废水;位于洞内的三号处理厂则引入电絮凝工艺,可迅速凝聚水中的胶体悬浮物,有效处理裂隙水。
“整个施工期间,我们每隔一到两周,对处理后的水质进行检测,各项指标均符合国家地表Ⅱ类水质标准,甚至可以直接饮用。”苗宝栋说,通过对水体进行综合处理,不仅确保了施工“零污染”,还实现了循环利用,废水经过处理后部分会用到洞里继续施工,还有一部分用于拌和站、场地绿化和洒水降尘。
向着崇山要通途,天山胜利隧道建设过程中,克服的难题不止这些。千拦万阻路难行,自强不息寻径通。面对一只又一只“拦路虎”,建设者不断创新,逐一攻克。多项设计、施工、运营关键技术,填补了20公里级超长公路隧道建设技术空白,使我国在该领域达到世界领先水平,同时,也为我国长大公路山岭隧道建设与运营提供重要的技术支撑。
【施工难度】
天山胜利隧道所处地域地质条件极其复杂,专家们用“一长”“二深”“四高”来概括其施工难度。
22.13公里
一长:隧道单洞长约22.13公里且埋深大,相当于从山腹开掘五座南京长江大桥公路桥的总长
706米
二深:隧道最大埋深近1200米,竖井最大深度达到了706米,比北京“中国尊”还要高出上百米,是目前世界上最深的高速公路竖井
22兆帕
四高:高地应力、高地下水压力、高地震烈度、高环保等级。隧道里最大地应力值将近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
16个
整个隧道穿越16个地质断裂带,岩层复杂、地质脆弱(据新华社、新疆日报12月30日报道)
【大事记】
●2020年4月
乌尉高速公路项目开工建设
●2020年11月18日
“天山号”TBM顺利从天山胜利隧道进口端开始掘进
●2021年7月14日
“胜利号”TBM顺利进入天山胜利隧道出口端
●2021年8月23日
“天山号”TBM成功穿越最大、最危险断裂带F6博罗科努—阿其克库都克断裂带
●2022年9月5日
天山胜利隧道进口端三洞全部安全穿越阿其克库都克断裂带
●2023年4月2日
天山胜利隧道出口端最后一座竖井顺利落底贯通,标志着出口端竖井实现全部贯通
●2024年11月20日
天山胜利隧道出口端中导洞顺利完成掘进任务
●2024年12月30日
天山胜利隧道实现贯通
【打通天山分几步?】
第一步勘测
世界七大山系之一的天山,如同一个巨大的屏障,把广阔的新疆分成南北两半。天山这么大,为了摸清它,就要先用卫星遥感、地质测绘等技术给天山做个“全身扫描”,细节摸得清清楚楚,隧道该从哪儿开挖就有数啦。
第二步画图
把隧道的每个细节在图纸上规划得明明白白。用电脑模拟施工过程,把有可能出现的问题先模拟一遍。有了这一步,施工的走向和布局就能明确下来。
第三步隧道开凿
和以前挖隧道大多采用“双洞对挖”的方式不同,这次天山胜利隧道为了跟时间赛跑,采用“三洞”加“四竖井”工艺“。三洞”就好比在天山肚子里平行插了三根长长的吸管“,四竖井”就是在吸管旁建了四组辅助通道,负责通风换气等。“三洞”中的左、右两个主洞将来是车辆南北通行的主干道,中导洞则是具有服务功能的隧道。
两台“吞石巨兽”——“天山号”和“胜利号”硬岩掘进机是为打通天山量身定做的。刀盘直径8.43米,接近3层楼高度。工作时,这对“双胞胎”从中导洞的两端朝中间“双向奔赴”。(据央视12月30日报道)
多说一句:隧道穿山过贯通发展路
要想富,先修路;交通畅,百业兴。
路,是人流、物流畅通的基础,是联系生产、分配等各个环节的纽带,是人民幸福生活的重要组成部分。
作为乌尉高速公路的控制性工程,天山胜利隧道实现贯通,缩短了南北疆之间的通车时间,驾车一日之内往返天山南北,必将增强南北疆之间的交流与合作,加快南北疆资源的优化配置和产业的协同发展。
推进教育医疗、文化旅游等资源要素的加速流动,促进天山南北各族居民族交往交流交融;
促进资本、项目和人才的流动,为沿线就业群体提供更多元化的职业选择和发展空间,如交通+旅游、交通+生态、交通+能源、交通+农产品销售等各类岗位;
改善沿线对外交通运输条件,降低全社会物流成本,促进自治区“十大产业集群”建设,推动构建全国统一大市场;
完善新疆综合立体交通网络。乌尉高速公路是国家高速公路网G7联络线的组成部分,对内串联“北疆城市带”和“南疆城市群”,对外衔接西部陆海新通道,促进丝绸之路经济带与21世纪海上丝绸之路紧密相连,它的通车,必将加快实现“疆内环起来、进出疆快起来、南北疆畅起来、进出境联起来”。
大道昌隆,南北贯通的新疆正在迈入繁荣发展的新征程。(史传芝)
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