从千年梦想到地下通途:天山胜利隧道的科技密码
News2026-06-03

从千年梦想到地下通途:天山胜利隧道的科技密码

赵专家
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天山,这座横亘在中国西北的雄伟山脉,自古以来就是地理与交通的巨大屏障。从乌鲁木齐前往南疆,意味着需要翻越重重险峻的山岭,经历漫长的旅途。如今,一条穿越天山腹地的现代化高速公路隧道,将这个时间大幅缩短,将曾经的梦想变为现实。这条隧道,就是被誉为“超级工程”的天山胜利隧道。

在“地质博物馆”中寻找最优解

建设一条穿越天山的隧道,绝非简单的开山凿石。项目总工程师苗宝栋对此深有体会。他回忆道,在项目启动前,最大的挑战是如何在复杂的地理环境中找到那个“最优解”。天山被称为“地质博物馆”,这意味着施工团队需要面对的是极其活跃和多变的地质状况。

  • 高海拔无人区:隧道主体位于海拔3000米以上的区域,恶劣的自然环境对人员和设备都是极限考验。
  • 复杂地质构造:施工沿线分布着16条大型断裂带,岩爆、涌水、软岩大变形等地质灾害风险极高。
  • 生态与效率的平衡:如何在保护脆弱的高山生态的同时,高效推进工程,满足区域发展的迫切需求,是贯穿始终的课题。

面对传统两端对向挖掘方法可能带来的超长工期,建设团队必须创新。他们最终拿出了“三洞+竖井”的复合式方案:在左右两条行车主洞之间,增设一条用硬岩掘进机快速掘进的中导洞,再通过横向通道实现多作业面同步施工,将漫长的隧道“化整为零”。同时,为解决超长隧道深处通风排烟的世界性难题,团队创新采用了巷道式通风法,并结合自上而下开凿的巨型竖井,构成了一套高效的“呼吸系统”。

这一系列创新,使得原本需要72个月的计划工期,被成功压缩至52个月。苗宝栋表示,工程的价值从不在于简单的里程数字,而在于它如何实实在在地改变人们的生活,促进地区的发展。如今,通车半年的隧道已成为连接南北疆的交通动脉,而团队的目光已投向未来,探索利用风能、光伏等新能源进一步降低运营成本,让这项工程持续焕发光彩。

国产“钢铁巨龙”征服断裂带

隧道建设的中坚力量,是两台被命名为“天山号”和“胜利号”的国产硬岩隧道掘进机(TBM)。这是我国首次将TBM技术应用于高速公路隧道建设。担任进口段TBM总工程师的崔华新,是一位年轻的“操盘手”。他操纵着这台长282米、重2800多吨的庞然大物,以毫米级的精度在天山深处稳步前进。

然而,旅程并非一帆风顺。穿越被称为F6的博阿断裂带时,挑战达到了顶峰。崔华新描述,掘进机前方的岩层突然变得如同“泡在水里的豆腐渣”,巨大的塌腔瞬间形成,涌水量激增,设备面临被卡死的巨大风险。关键时刻,团队果断启动应急预案,切换至单护盾钢管片支护模式,迅速稳定险情。原计划耗时半年穿越的断裂带,最终仅用80天便成功突破。

这场“战役”的胜利,离不开装备的硬实力。“天山号”国产化率超过98%,并创新搭载了超前地质探测和新型支护系统,能将破碎地层施工效率提升40%。其人性化的操作界面和模块化设计,也大大提升了作业安全性与维护便捷性。崔华新认为,正是这种持续的技术积累、装备升级和应对极限挑战的决心,共同构成了打通天山的底气。

向地下707米:竖井掘进的世界纪录

如果说TBM是水平方向的“开拓者”,那么另一台名为“首创号”的装备,则是垂直领域的“破纪录者”。在江苏的制造基地,项目负责人康健向我们介绍了这台世界首台超大直径全断面硬岩竖向掘进机。它的使命,是在天山之巅向下开挖深度惊人的通风竖井。

天山胜利隧道共建有4对8座竖井,其中最深的一座达707米,直径11.4米,相当于200多层楼的高度。如此超深、大直径、高海拔的竖井工程,在全球尚无先例。若采用传统的人工钻爆法,施工安全、效率和精度都难以保障。

因此,“首创号”应运而生。它采用“竖向掘进、一钻成井”的工艺,像一枚巨大的“钻头”,从地面垂直向下掘进,一次性完成开挖、出渣、支护等全套工序。这不仅将施工安全性提到了全新高度,也极大提升了建设效率,为隧道主线施工提供了关键的辅助通道,按下了工程贯通的“加速键”。

从“天山号”到“首创号”,一系列大国重器的自主研发与应用,标志着我国在极端环境下的隧道施工技术已达到世界领先水平。这些装备和工法的成功,不仅为天山胜利隧道扫清了障碍,其积累的专利技术和宝贵经验,未来也将在更多重大基础设施项目中发挥关键作用。

回望建设历程,从总工程师的宏观筹谋,到年轻技术员的精细操控,再到装备研发者的匠心制造,无数个体的智慧与汗水,汇聚成了征服天山的磅礴力量。天山胜利隧道,不仅是一条物理通道,更是一座展示中国工程智慧、创新精神和建设能力的里程碑。它静静地横卧于天山之下,诉说着一个关于挑战、创新与联通的故事。