攻克技术难题 注重生态友好 优化施工管理
世界在建最长高速公路隧道正在紧张施工
攻克技术难题 注重生态友好 优化施工管理
乌鲁木齐至尉犁高速公路天山胜利隧道进口端。新华社记者 丁 磊摄
祖国西北,莽莽天山横贯东西。
车出新疆库尔勒市区,沿216国道前行,海拔一路攀升,天山由远及近,窗外倏然换了风景——山体巍峨冷峻,山间小河流淌,滋养出大片绿意。视线右移,只见桥梁飞架、隧洞钻山,新疆乌尉(乌鲁木齐至尉犁)高速公路比邻而建。
盘山而上,中导洞正在皑皑积雪下紧张施工。这便是乌尉高速全线控制性工程、全长22.1公里的世界在建最长高速公路隧道——天山胜利隧道。
作为连接南北疆的重要通道,乌尉高速公路全长近320公里,桥隧比超40%,自2019年批复开建以来,目前已完成工程量的81%。2025年天山胜利隧道贯通后,乌尉高速便能实现全线通车。届时,驾车穿越天山仅需约20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。日前,记者前往建设现场一探究竟。
创新工法穿越16个地质断裂带,专研设备创下全球最深“一钻成井”硬岩竖井纪录
砂岩、花岗岩、大理岩……天山胜利隧道口百米外的一处展台上,陈列着上百种岩石样品,它们全部来自天山山脉。近观细看,每块石头形态各异,凿痕依稀可见。
“天山素有‘地质博物馆’之称,施工难度可想而知。”中交新疆交通投资发展有限公司董事长崔景川将难点细细道来:整个隧道要穿越16个地质断裂带,岩层复杂、地质脆弱;此外,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。”
2021年7月,正式开工一年多,隧道进口端掘进至1900米处时,项目遭遇施工以来最大“拦路虎”——全线最大断层F6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(全断面硬岩隧道掘进机)不怕‘来硬的’,也无惧‘来软的’,就怕这种‘时硬时软’的!”中交乌尉高速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。最终,我们顺利穿越断层。”黄登侠介绍,自方案实施以来,工程经受住了一次次活跃地质运动的考验。
山体内,创新工法过断层;山顶上,专研设备打竖井。
天山胜利隧道最大埋深超过1100米,为缓解施工中的通风难题,并满足后期运营通风、排烟的需求,施工人员需要从天山自上而下开凿4座竖井,作为整个隧道的“呼吸系统”。
“2号竖井深706米,这根长长的‘烟囱’比广州塔还高出100多米,是当今世界最深高速公路竖井。”中交天和南京分公司副总经理康健说,团队设计制造出全球首个高寒高海拔超大超深竖井装备“首创号”,通过泥水分离技术,一举解决了千米级竖井泥浆排渣问题,创下全球最深“一钻成井”硬岩竖井纪录。
借助智能交通调度系统,洞内人、车和设备有序通行
超长隧道、超大埋深、地质复杂、岩石破碎,倘若采用传统的钻孔爆破法,想要打通天山,大概需要12年。
如何缩短工期?建设团队在公路隧道领域使用新的组合工艺,实现“长隧短打”。
中交乌尉高速六标段项目党支部书记侯永川解释道,新的组合工艺相当于将整条隧道切割成段、分段施工,从而将工期从72个月缩短至52个月。
增加施工作业面,会提升掘进速度,但也带来了复杂的管理难题:高峰期时,幽深昏暗的隧道内,3个隧洞共7个作业面同步作业,每天1000多人进出施工,出渣车、材料运输车等超900车次往返其中,平均每两分钟就要进出一辆车。
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