烏魯木齊至尉犁高速公路天山勝利隧道進(jìn)口端。
新華社記者 丁 磊攝
祖國西北，莽莽天山橫貫東西。
車出新疆庫爾勒市區(qū)，沿216國道前行，海拔一路攀升，天山由遠(yuǎn)及近，窗外倏然換了風(fēng)景——山體巍峨冷峻，山間小河流淌，滋養(yǎng)出大片綠意。視線右移，只見橋梁飛架、隧洞鉆山，新疆烏尉（烏魯木齊至尉犁）高速公路比鄰而建。
盤山而上，中導(dǎo)洞正在皚皚積雪下緊張施工。這便是烏尉高速全線控制性工程、全長22.1公里的世界在建最長高速公路隧道——天山勝利隧道。
作為連接南北疆的重要通道，烏尉高速公路全長近320公里，橋隧比超40%，自2019年批復(fù)開建以來，目前已完成工程量的81%。2025年天山勝利隧道貫通后，烏尉高速便能實現(xiàn)全線通車。屆時，駕車穿越天山僅需約20分鐘，烏魯木齊至庫爾勒車程將從7個多小時縮短至約3小時。日前，記者前往建設(shè)現(xiàn)場一探究竟。
創(chuàng)新工法穿越16個地質(zhì)斷裂帶，專研設(shè)備創(chuàng)下全球最深“一鉆成井”硬巖豎井紀(jì)錄
砂巖、花崗巖、大理巖……天山勝利隧道口百米外的一處展臺上，陳列著上百種巖石樣品，它們?nèi)縼碜蕴焐缴矫}。近觀細(xì)看，每塊石頭形態(tài)各異，鑿痕依稀可見。
“天山素有‘地質(zhì)博物館’之稱，施工難度可想而知。”中交新疆交通投資發(fā)展有限公司董事長崔景川將難點細(xì)細(xì)道來：整個隧道要穿越16個地質(zhì)斷裂帶，巖層復(fù)雜、地質(zhì)脆弱；此外，隧道施工段處于高地應(yīng)力環(huán)境，最大地應(yīng)力值將近22兆帕，相當(dāng)于一塊手指蓋大小的巖石就要承受200多公斤重量，是一般巖石承載力的50倍以上，“這意味著，施工中很可能遇到巖爆，破壞力堪比四五級地震。”
2021年7月，正式開工一年多，隧道進(jìn)口端掘進(jìn)至1900米處時，項目遭遇施工以來最大“攔路虎”——全線最大斷層F6斷裂帶，影響寬度達(dá)440米。構(gòu)造復(fù)雜、巖體破碎且富含水體，造就了特殊的“易碎”體質(zhì)。
“TBM（全斷面硬巖隧道掘進(jìn)機）不怕‘來硬的’，也無懼‘來軟的’，就怕這種‘時硬時軟’的！”中交烏尉高速五標(biāo)段項目總工程師黃登俠回憶，當(dāng)時，坍塌、突泥、涌水接連出現(xiàn)，掘進(jìn)機面臨卡機風(fēng)險。
改變不了施工環(huán)境，就改變應(yīng)對方法?！皞鹘y(tǒng)鋼拱架作為圍巖支護(hù)，難以抵抗強烈的擠壓力。我們決定轉(zhuǎn)變思路，通過‘以柔克剛’，讓結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定?！彪S后，黃登俠帶領(lǐng)團(tuán)隊通過反復(fù)模擬受力，研發(fā)出70厘米厚的泡沫混凝土作為減震吸能結(jié)構(gòu)。
“它能有效吸納地質(zhì)活動產(chǎn)生的能量。最終，我們順利穿越斷層?！秉S登俠介紹，自方案實施以來，工程經(jīng)受住了一次次活躍地質(zhì)運動的考驗。
山體內(nèi)，創(chuàng)新工法過斷層；山頂上，專研設(shè)備打豎井。
天山勝利隧道最大埋深超過1100米，為緩解施工中的通風(fēng)難題，并滿足后期運營通風(fēng)、排煙的需求，施工人員需要從天山自上而下開鑿4座豎井，作為整個隧道的“呼吸系統(tǒng)”。
“2號豎井深706米，這根長長的‘煙囪’比廣州塔還高出100多米，是當(dāng)今世界最深高速公路豎井?！敝薪惶旌湍暇┓止靖笨偨?jīng)理康健說，團(tuán)隊設(shè)計制造出全球首個高寒高海拔超大超深豎井裝備“首創(chuàng)號”，通過泥水分離技術(shù)，一舉解決了千米級豎井泥漿排渣問題，創(chuàng)下全球最深“一鉆成井”硬巖豎井紀(jì)錄。
借助智能交通調(diào)度系統(tǒng)，洞內(nèi)人、車和設(shè)備有序通行
超長隧道、超大埋深、地質(zhì)復(fù)雜、巖石破碎，倘若采用傳統(tǒng)的鉆孔爆破法，想要打通天山，大概需要12年。
如何縮短工期？建設(shè)團(tuán)隊在公路隧道領(lǐng)域使用新的組合工藝，實現(xiàn)“長隧短打”。
中交烏尉高速六標(biāo)段項目黨支部書記侯永川解釋道，新的組合工藝相當(dāng)于將整條隧道切割成段、分段施工，從而將工期從72個月縮短至52個月。
增加施工作業(yè)面，會提升掘進(jìn)速度，但也帶來了復(fù)雜的管理難題：高峰期時，幽深昏暗的隧道內(nèi)，3個隧洞共7個作業(yè)面同步作業(yè)，每天1000多人進(jìn)出施工，出渣車、材料運輸車等超900車次往返其中，平均每兩分鐘就要進(jìn)出一輛車。
“就這一超級工程而言，施工難度很大，但管理組織更難，絕非‘大呼隆’，而是‘精細(xì)活’。”中交烏尉高速六標(biāo)段項目總工程師毛錦波告訴記者，隧道凈斷面狹小、運距又長，要保證連續(xù)施工不中斷，相當(dāng)于“螺螄殼里做道場”。
確保車輛暢通行駛是第一個難關(guān)。
將近凌晨，洞外夜色如墨、萬籟俱靜，洞內(nèi)卻燈火通明、車水馬龍。出渣的、運料的、載人的，各式車輛來回進(jìn)出、秩序井然。
“看那里！”順著侯永川手指的方向看去，一架紅綠燈正在指揮交通?！白鳂I(yè)面數(shù)量多，還會隨著施工進(jìn)度動態(tài)調(diào)整，導(dǎo)致洞內(nèi)運輸路線變得更加復(fù)雜。”侯永川說，結(jié)合車輛配置、載重情況和行駛速度等指標(biāo)，建設(shè)團(tuán)隊探索在隧道施工中設(shè)置紅綠燈，在車行橫洞與主洞、中導(dǎo)洞交會處共安裝8個紅綠燈，通過流量管理增強通行能力、提高施工效率。
工程量大、工期長，讓整個項目運轉(zhuǎn)高效是關(guān)鍵考驗?！案鶕?jù)勞動力曲線，在項目建設(shè)全程，人員和設(shè)備投入越均衡、波動越小，施工效率越高、進(jìn)展越順利?！泵\波說，解答這道“方程式”，智慧化是“最優(yōu)解”。
駛出隧道，步入數(shù)字化監(jiān)控指揮中心，偌大的顯示屏上，當(dāng)前施工人數(shù)、洞內(nèi)車輛、所處位置一目了然?！拔覀兇罱ǖ闹悄芙煌ㄕ{(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)了對洞內(nèi)車輛和所有設(shè)備的定位，通過實時控制中導(dǎo)洞和橫通道交會處的紅綠燈，提高洞內(nèi)車輛通行效率?！泵\波介紹，針對施工人員，隧道電子門禁系統(tǒng)能精準(zhǔn)了解其所處位置和施工進(jìn)度，不僅能實時發(fā)布信息，一旦發(fā)生危險也能及時疏導(dǎo)。
通過綜合處理施工廢水，確保施工“零污染”，實現(xiàn)循環(huán)利用
天山富含水分。打通天山，注定要經(jīng)歷一場與水的“較量”。
從洞口一路向內(nèi)，越往深處，裂隙涌水越大?！笆┕じ叻迤?，每天涌水近4萬立方米，相當(dāng)于每小時冒出1700噸水。”中交烏尉高速五標(biāo)段項目黨支部書記魯澤建說，天山勝利隧道進(jìn)口端毗鄰國家1號冰川，位于烏魯木齊河畔，“整個施工路線穿越烏魯木齊河飲用水源二級保護(hù)區(qū)，絕不能造成污染?！?/p>
通過縱橫綿長的洞內(nèi)管道，涌水得到快速抽排，但如此巨量的水流，出洞后如何妥善處理？
“洞內(nèi)的水分為兩類，需要‘分而治之’?！濒敐山ń忉?，一種是清水，也就是天山斷裂帶中涌出的裂隙水，這部分水質(zhì)不受施工影響；另一種是污水，是施工建設(shè)產(chǎn)生的含有油類、氨氮等物質(zhì)的廢水，必須重點處理。
處理洞內(nèi)出水，首先要“清污分流”。隧道建設(shè)過程中，建設(shè)者修建了水流收集池，并設(shè)計為“一上一下”兩種空間。山體裂隙水收集池處于地下，經(jīng)沉淀后進(jìn)入中央排水管道；施工廢水收集池處于地上，廢水進(jìn)入收集池沉淀后，再經(jīng)抽水泵進(jìn)入廢水管道。
循著管道的方向，在中導(dǎo)洞洞內(nèi)和隧道進(jìn)口端30米處，三座廢水處理廠源源不斷接收著分流后的施工水。
“三座處理廠各有側(cè)重，通過相互配合實現(xiàn)精細(xì)化廢水處理?！表椖抗芾砣藛T李剛介紹，位于洞外的兩座處理廠采取沉淀、過濾和膜法的組合工藝，能針對性處理施工廢水；位于洞內(nèi)的三號處理廠則引入電絮凝工藝，可迅速凝聚水中的膠體懸浮物，有效處理裂隙水，“整個施工期間，我們每隔一到兩周，對處理后的水質(zhì)進(jìn)行檢測，各項指標(biāo)均符合國家地表Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>
“通過對水體進(jìn)行綜合處理，不僅確保了施工‘零污染’，還實現(xiàn)了循環(huán)利用?！敝钢谒淼劳鈴S區(qū)游走的灑水車，魯澤建說，車上罐體中使用的就是處理后的廢水，節(jié)能又環(huán)保。
歷時4年多，目前天山勝利隧道中導(dǎo)洞即將貫通，左右主洞雙雙挺進(jìn)兩萬米，待到明年全線建成通車，烏尉高速公路將穿越巍巍天山，成為一條支撐區(qū)域發(fā)展的“快車道”。
