“打通天山”工程有何重大意義

樊巍

廣袤富饒的中國新疆被綿延的天山山脈分為北疆和南疆。來自祖國各地大量的商品物資和新疆輸往其他省份的豐富資源，唯有沿著天山山脈依山而行才能實現(xiàn)物流互通。而南疆人民與北疆人民雖然在地理距離上“近在咫尺”，但實際的路途卻十分曲折——從天山北麓的新疆首府烏魯木齊到天山南麓的南疆交通樞紐庫爾勒市，地圖上的直線距離僅250多公里，但實際行駛路程卻達470余公里。然而，這一困境正在被天山深處的一座名為“天山勝利隧道”的超級工程所改變。近日，來自中國工程院的13位院士專程前往這座目前世界上在建最長的高速公路隧道一探究竟。

貫通南北疆的“超級工程”

定位為亞歐交通樞紐中心以及，絲綢之路經(jīng)濟帶核心區(qū)交通樞紐中心的新疆，目前已規(guī)劃出“六橫六縱”公路網(wǎng)的暢通交通工程，其中G0711線烏魯木齊至尉犁的“烏尉高速公路”既是新疆“六橫六縱”中第三縱一即“阿勒泰-烏魯木齊-庫爾勒-若羌”的重要組成部分，也是國家公路網(wǎng)規(guī)劃的重要組成部分。打通南北疆天然屏障的天山勝利隧道則成為這條高速公路的“咽喉”。

談及開通這條隧道的戰(zhàn)略意義，承擔這一超級工程建設任務的中交新疆交通投資發(fā)展有限公司總經(jīng)理崔景川在接受《環(huán)球時報》記者采訪時表示，天山勝利隧道全長22.13公里，這一長度也讓它成為截至目前全世界最長的高速公路隧道，但創(chuàng)造世界之最并不是啟動這項工程的初衷。從國家路雄設全局以及新疆發(fā)展大局出發(fā)，天山勝利隧道作為連接天山南北重要的資源通道，肩負著維護國家安全、促進新疆經(jīng)濟發(fā)展、資源開發(fā)和旅游開發(fā)的重任。“一旦項目建成，對于推動新疆絲綢之路經(jīng)濟帶核心區(qū)建設、促進南疆經(jīng)濟發(fā)展和區(qū)域資源開發(fā)、實現(xiàn)新疆社會穩(wěn)定和長治久安總目標者S具有重大意義。”

《環(huán)球時報》記者在施工現(xiàn)場了解到，天山勝利隧道在設計上創(chuàng)新性地采用“三隧道+四豎井”的方案。左右兩個為開挖直徑達14米的主隧道，每個隧道設計有兩車道。中間的一條服務隧道直徑達8.4米，未來將用作應急和救援通道，有效杜絕隧道內(nèi)因事故等原因出現(xiàn)車輛擁堵的情況。

而考慮到隧道地形、地質(zhì)特點，運營防災救援、施工工期、施工風險等因素，兩個主隧道在建設過程中采用傳統(tǒng)的鉆爆法，中間的服務隧道則采用兩臺國之重器一“天山”號和“勝利”號TBM硬巖掘進機，利用TBM快速掘進的優(yōu)勢，南北兩個方向同時作業(yè)，有效節(jié)約施工工期。

據(jù)《環(huán)球時報》記者了解，天山勝利隧道施工工期為6年，預計2025年建成通車。隧道的設計行車時速達100公里，一旦開通將使烏魯木齊市到庫爾勒市的駕車時長從6小時左右縮短到3小時左右。屆時這條高速通道將極大地有利于南北疆之間物資的快速運輸，方便南北疆人民之間的互聯(lián)互通。▲

在“地質(zhì)博物館”展現(xiàn)科技魅力

在素有“地質(zhì)博物館”之稱的新疆天山山脈并通超長隧道，工程難度可想而知。中交新疆交通投資發(fā)展有限公司總工程師苗寶棟在接受《環(huán)球時報》記者采訪時介紹稱，整個天山勝利隧道工程，總共要穿越16條發(fā)育程度不一的斷裂破碎帶，其中就包括區(qū)域性潛在地震活動的大斷裂帶——博羅科努-阿其克庫都克斷裂帶。“該斷裂帶是一條長期活動，以不同深度、不同變形行為和不同運動方向為特征的復合區(qū)域深大斷裂，總長460米，其中核心段長100米。該斷裂帶地質(zhì)條件極其脆弱，含有花崗閃長巖、碳質(zhì)板巖、石英片巖及大理巖等復雜巖層”。

復雜的地質(zhì)、破碎的圍巖，這都給項目施工制造巨大困難。隧道在施工過程中需要克服巖爆、涌水突泥、軟巖大變形、坍塌等地質(zhì)原因引發(fā)的風險。特別是在天山勝利隧道工程中，施工方中國交建還創(chuàng)新性地首度在高海拔地區(qū)、超長隧道工程中使用了TBM掘進機技術(shù)。一位項目技術(shù)人員向《環(huán)球時報》記者形象地介紹稱，TBM掘進機不怕“來硬的”，也不怕“來軟的”，就怕天山山脈這種“時硬時軟”地質(zhì)。這套造價高昂的設備在打通天山的過程中時刻會面臨著卡機、坍塌、涌水突泥等安全風險。稍有不慎就會造成無法挽回的損失和不可估量的后果。

據(jù)《環(huán)球時報》記者了解，為了“征服”這段天然屏障，中交二公院設計人員在戰(zhàn)勝海拔高以及常規(guī)勘測技術(shù)手段有限等勘測難點之后，最終形成三種施工方案，一種是利用TBM掘進機直接掘進,，這種方式節(jié)省時間、成本，但施工風險最大；另兩種則需要向斷裂帶注入混凝土，待斷裂帶中破碎的巖石凝固在一起后再掘進、開挖。后兩種方案最為穩(wěn)妥，但投入大、耗時基本都在300天以上。“為了讓南北疆群眾早日用上這條快速通道，所以我們選擇了最困難、但最為節(jié)省時間的第一種方案。”中交二公院天山勝利隧道設計負責人彭文波告訴《環(huán)球時報》。

在項目施工過程中，隧道單洞日涌水量達3.3萬立方米，為防止施工對烏魯木齊河水造成污染，工程項目部在隧道內(nèi)采用“清污分流、洞內(nèi)裂隙水收集再利用”技術(shù)，減少隧道污水總量。此外在工區(qū)現(xiàn)場建設兩座日處理量分別為5000、2500立方米的智能污水處理廠，對施工廢水集中處理。經(jīng)過凈化處理的施工廢水，水質(zhì)已達國家地表II類水標準。▲

工程院院士：引領全國的示范工程

正是看到天山勝利隧道在工程前沿科技、工程專項攻關、科技成果轉(zhuǎn)化等方面具有輻射全國的示范效應，8月初，13位中國工程院院士專程前往天山勝利隧道調(diào)研，試圖在這項工程中找到解開其他工程難題的“密碼”。

參與調(diào)研的中國工程院土木、水利與建筑工程學部主任聶建國院士表示，天山勝利隧道工程能為我國多條規(guī)劃中的超長隧道建設積累寶貴的經(jīng)驗。“希望承建隧道的中交集團能夠針對基建領域的關鍵技術(shù)問題，發(fā)揮專業(yè)特長^0集體智慧，全力推動基建產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提升中國建造的國際競爭力。”

另一位參與調(diào)研的中國工程院院士、中國著名的建井工程專家陳湘生在了解完項目總體情況后，對天山勝利隧道所采用的超深大直徑豎井創(chuàng)新設計給予高度評價。陳湘生表示，隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展，對于大直徑、大深度豎井的需求也越來越多，無論是礦山豎井還是水利工程豎井，都朝著大直徑大深度方向發(fā)展，這就對“一鉆成井”的設備提出強烈需求，而天山勝利隧道工程中超大直徑豎井的建設經(jīng)驗無疑具有重大借鑒意義。

而據(jù)《環(huán)球時報》記者了解，天山勝利隧道工程是我國首次在r33寒周海拔環(huán)境下運用深大豎井豎向掘進機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的爆破開挖。工程創(chuàng)新性提出撐靴式豎向掘進機施工技術(shù)，大幅減少井下作業(yè)人員，改善了安全生產(chǎn)條件，實現(xiàn)了豎井智能化施工。

著名結(jié)構(gòu)工程專家、中國工程院院士周緒紅表示，天山勝利隧道的建設規(guī)模和難度之大，在全中國乃至全世界都是前所未有的，項目施工過程中面臨著諸多挑戰(zhàn)，但既是挑戰(zhàn)也是機遇，天山勝利隧道在工程裝備、項目管理方面都取得突破，在生態(tài)環(huán)保、信息化、智能化集成方面則起到示范引領作用。

“特別是工程設備國產(chǎn)化和軟件自主化方面，解決了很多'卡脖子的問題，這著等令人感到高興”，周緒紅稱。▲