2024年10月5日星期六
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        世界在建最長高速公路隧道正在緊張施工



            車出新疆庫爾勒市區,沿216國道前行,海拔一路攀升,天山由遠及近,窗外倏然換了風景——山體巍峨冷峻,山間小河流淌,滋養出大片綠意。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,記者前往建設現場一探究竟。
         
            創新工法穿越16個地質斷裂帶,專研設備創下全球最深“一鉆成井”硬巖豎井紀錄
         
            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,它們全部來自天山山脈。近觀細看,每塊石頭形態各異,鑿痕依稀可見。
         
            “天山素有‘地質博物館’之稱,施工難度可想而知。”中交新疆交通投資發展有限公司董事長崔景川將難點細細道來:整個隧道要穿越16個地質斷裂帶,巖層復雜、地質脆弱;此外,隧道施工段處于高地應力環境,最大地應力值將近22兆帕,相當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,隧道進口端掘進至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440米。構造復雜、巖體破碎且富含水體,造就了特殊的“易碎”體質。
         
            “TBM(全斷面硬巖隧道掘進機)不怕‘來硬的’,也無懼‘來軟的’,就怕這種‘時硬時軟’的!”中交烏尉高速五標段項目總工程師黃登俠回憶,當時,坍塌、突泥、涌水接連出現,掘進機面臨卡機風險。
         
            改變不了施工環境,就改變應對方法。“傳統鋼拱架作為圍巖支護,難以抵抗強烈的擠壓力。我們決定轉變思路,通過‘以柔克剛’,讓結構更穩定。”隨后,黃登俠帶領團隊通過反復模擬受力,研發出70厘米厚的泡沫混凝土作為減震吸能結構。
         
            “它能有效吸納地質活動產生的能量。最終,我們順利穿越斷層。”黃登俠介紹,自方案實施以來,工程經受住了一次次活躍地質運動的考驗。
         
            山體內,創新工法過斷層;山頂上,專研設備打豎井。
         
            天山勝利隧道最大埋深超過1100米,為緩解施工中的通風難題,并滿足后期運營通風、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”。
         
            “2號豎井深706米,這根長長的‘煙囪’比廣州塔還高出100多米,是當今世界最深高速公路豎井。”中交天和南京分公司副總經理康健說,團隊設計制造出全球首個高寒高海拔超大超深豎井裝備“首創號”,通過泥水分離技術,一舉解決了千米級豎井泥漿排渣問題,創下全球最深“一鉆成井”硬巖豎井紀錄。
         
            借助智能交通調度系統,洞內人、車和設備有序通行
         
            超長隧道、超大埋深、地質復雜、巖石破碎,倘若采用傳統的鉆孔爆破法,想要打通天山,大概需要12年。
         
            如何縮短工期?建設團隊在公路隧道領域使用新的組合工藝,實現“長隧短打”。
         
            中交烏尉高速六標段項目黨支部書記侯永川解釋道,新的組合工藝相當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。
         
            增加施工作業面,會提升掘進速度,但也帶來了復雜的管理難題:高峰期時,幽深昏暗的隧道內,3個隧洞共7個作業面同步作業,每天1000多人進出施工,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‘精細活’。”中交烏尉高速六標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,要保證連續施工不中斷,相當于“螺螄殼里做道場”。
         
            確保車輛暢通行駛是第一個難關。
         
            將近凌晨,洞外夜色如墨、萬籟俱靜,洞內卻燈火通明、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。“作業面數量多,還會隨著施工進度動態調整,導致洞內運輸路線變得更加復雜。”侯永川說,結合車輛配置、載重情況和行駛速度等指標,建設團隊探索在隧道施工中設置紅綠燈,在車行橫洞與主洞、中導洞交會處共安裝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,讓整個項目運轉高效是關鍵考驗。“根據勞動力曲線,在項目建設全程,人員和設備投入越均衡、波動越小,施工效率越高、進展越順利。”毛錦波說,解答這道“方程式”,智慧化是“最優解”。
         
            駛出隧道,步入數字化監控指揮中心,偌大的顯示屏上,當前施工人數、洞內車輛、所處位置一目了然。“我們搭建的智能交通調度系統,實現了對洞內車輛和所有設備的定位,通過實時控制中導洞和橫通道交會處的紅綠燈,提高洞內車輛通行效率。”毛錦波介紹,針對施工人員,隧道電子門禁系統能精準了解其所處位置和施工進度,不僅能實時發布信息,一旦發生危險也能及時疏導。
         
            通過綜合處理施工廢水,確保施工“零污染”,實現循環利用
         
            天山富含水分。打通天山,注定要經歷一場與水的“較量”。
         
            從洞口一路向內,越往深處,裂隙涌水越大。“施工高峰期,每天涌水近4萬立方米,相當于每小時冒出1700噸水。”中交烏尉高速五標段項目黨支部書記魯澤建說,天山勝利隧道進口端毗鄰國家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區,絕不能造成污染。”
         
            通過縱橫綿長的洞內管道,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?
         
            “洞內的水分為兩類,需要‘分而治之’。”魯澤建解釋,一種是清水,也就是天山斷裂帶中涌出的裂隙水,這部分水質不受施工影響;另一種是污水,是施工建設產生的含有油類、氨氮等物質的廢水,必須重點處理。
         
            處理洞內出水,首先要“清污分流”。隧道建設過程中,建設者修建了水流收集池,并設計為“一上一下”兩種空間。山體裂隙水收集池處于地下,經沉淀后進入中央排水管道;施工廢水收集池處于地上,廢水進入收集池沉淀后,再經抽水泵進入廢水管道。
         
            循著管道的方向,在中導洞洞內和隧道進口端30米處,三座廢水處理廠源源不斷接收著分流后的施工水。
         
            “三座處理廠各有側重,通過相互配合實現精細化廢水處理。”項目管理人員李剛介紹,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,對處理后的水質進行檢測,各項指標均符合國家地表Ⅱ類水質標準。”
         
            “通過對水體進行綜合處理,不僅確保了施工‘零污染’,還實現了循環利用。”指著在隧道外廠區游走的灑水車,魯澤建說,車上罐體中使用的就是處理后的廢水,節能又環保。
         
            歷時4年多,目前天山勝利隧道中導洞即將貫通,左右主洞雙雙挺進兩萬米,待到明年全線建成通車,烏尉高速公路將穿越巍巍天山,成為一條支撐區域發展的“快車道”。 
         
         

        【信息來源:人民日報 2024-09-18 】

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