在鄂央企中交二公院助力打造世界最长高速公路隧道

天山胜利隧道施工现场。通讯员 供图

荆楚网（湖北日报网）讯（记者 郑一鸣 通讯员 周小舟）在绵延2500公里的天山山脉，3000米海拔处，由在鄂央企中交第二公路勘察设计研究院（简称中交二公院）勘察设计的一条长达22.13公里的超级隧道正在建设，这就是世界上最长的高速公路隧道——新疆乌尉高速天山胜利隧道。

8月3日，记者随新疆天山胜利隧道院士行活动来到项目现场，参观新疆乌尉六标安全教育培训体验中心、数字化监控指挥中心，并深入天山胜利隧道出口端服务隧道、双主洞等施工现场，探访TBM施工工艺、机械化配套施工、智慧工地建设。

一条连接新疆南北超级隧道

天山，世界七大山系之一，拥有丰富的矿产资源和巨大的旅游前景，它横亘新疆中部，把新疆分隔成南北两部分。而连接南北疆两个最大城市乌鲁木齐和库尔勒的只有路况复杂、地势险要的216国道。

天山山脉。通讯员 供图

不久的将来，这样的状况将被中交集团改变。中交集团正在建设的乌（鲁木齐）尉（犁）高速公路，全长约318.5公里，将成为打通乌鲁木齐到库尔勒的最快捷通道，两地行车时间，将从7小时缩短到3小时，它的建成对促进新疆经济发展具有深远影响。

据悉，乌尉高速公路是国家高速公路网G7联络线组成部分，是连接南北疆的重要通道，是一带一路、经济发展、旅游开发的重要通道，是“疆内环起来、进出疆快起来”目标实现的重要要素。而控制性工程，天山胜利隧道更是世界最长的高速公路隧道，也是国内在建高速公路中最长的高寒、高海拔、高地应力特长隧道。

打通这一条超级隧道有多难？

中交二公院天山胜利隧道设计负责人彭文波介绍，该隧道的建设具有“一长、两深、三低、四高、五难”的建设特点。“一长”：我国在建最长的高速公路隧道，全长22.1公里；“二深”：竖井深达702米；隧道埋深深，隧道最大埋深1150米；“三低”：温度低（极端最低温达-41.5℃）、气压低（65%kpa）、含氧量低（15%）；“四高”：高压涌水、高地应力（最大水平主应力28.10MPa、最大垂直主应力27.8MPa）、高地震裂度（地震基本烈度Ⅶ、Ⅷ度）、高环境要求（隧道紧邻天山1号冰川、天山大峡谷国家森林公园和乌鲁木齐水源保护地）；“五难”：勘探难、工程设计难、施工组织难、风险控制难、运营与管养难的特点。

院士走进施工现场。通讯员 供图

重！最大地应力值达21.8兆帕，相当于1平方厘米岩石要承受218公斤的重量，超过一般岩石承载力50倍以上。这同时意味着施工中很有可能遇到岩爆，严重时破坏力相当于4-5级地震。

碎！隧道共穿越16条破碎带，围岩稳定性差，坍塌、突水涌泥风险大。其中最大最危险的F6博罗科努-阿其克库都克断裂带，位于胜利隧道北面进口端1900米处，影响宽度达到440米。它被建设者视为目前隧道施工的最大“拦路虎”，质地脆弱且种类繁多的岩体组成成分、活跃的地质活动与地下水造就了F6断层破碎的“玻璃心”体质，穿越过程中极易发生突水涌泥及大规模坍塌

冷！隧址位于高寒高海拔地区，年平均气温零下5.4℃，最低气温达零下41.5℃，即使6至8月，这里仍是终年积雪、冰川纵横。这样的极端环境，对施工质量控制带来影响，增加了安全风险，同时影响工效，制约施工进度。

院士听取项目科研成果汇报。通讯员 供图

深！隧道最大埋深1112.66米，埋深越大，岩爆、软岩大变形、高地温、高压涌水等问题发生的几率越高。打通用以通风的竖井也异常艰难。深达702米的天山胜利隧道2号竖井，是国内最深的高速公路隧道竖井，这个长长的“烟囱”比广州塔“小蛮腰”还要高出100米。

高！竖井最高海拔3624米，一般人在海拔3000米以上就可能产生高原反应，再加上极端低温，不仅仅是作业工人，就连施工机械的效率都会大幅度降低。

超级隧道怎么建？

中交二公局东萌公司乌尉6标副经理赵红刚介绍，若采用常规的钻孔爆破方法，天山胜利隧道贯通大概需要12年，中交集团首次在公路隧道领域使用“TBM中导洞+主洞钻爆法”组合工艺，实现“长隧短打”，工期可缩短至72个月。所谓“TBM中导洞+主洞钻爆法”，就是在双主洞的中间，增加一个用TBM（硬岩掘进机）掘进的中导洞，TBM每月最快可以掘进1000米，快于传统钻爆法3-10倍。

施工现场展示的机械设备。通讯员 供图

为了攻克全线最危险的F6断裂带，中交二公院项目团队首次在国内高速公路勘察设计中采用水平定向钻、长距离取芯探测，最长钻孔距离达2271米，为设计、施工建设提供精准的地质信息，也创造了国内公路行业，水平定向钻单向钻进记录。利用TBM掘进，有效应对复杂地质环境的同时，实现自动初期支护安装，减少作业人员投入，进一步降低安全风险。通过加强隧道支护、加快涌水抽排、迅速清运塌方石块、回填塌腔等一系列措施，历经80天艰苦奋战，2021年8月23日成功穿越“玻璃心”般的F6断裂带。

项目采取全机械化作业，除了中导洞使用TBM掘进施工之外，左右主洞采用“三机一桥五台车”等设备，实现机械化减人。钻孔、湿喷等一系列隧道施工程序，工人远离掌子面，极大规避安全风险。机械化拱架安装，也使得拱架安装人员及安装时间减少一半，安装质量也更高。

天山胜利隧道内施工现场。通讯员 供图

智慧工地云平台，基于BIM、云计算、物联网、移动应用等技术手段打造项目“超级大脑”——智慧工地云平台，实现一屏总览。“人、机、料、法、环”各关键要素，实时远程监控，实时调度提高协同效率，提升施工质量、安全、成本、进度。隧道智能装备管理平台，以智能化施工装备为中心，融合高精度定位导航及感知，三维激光扫描、物联网、BIM等技术为隧道数字化施工与管理提供数据支撑，开启隧道钻爆法智能施工新模式。

“环水保”滴水不漏，乌尉项目位于天山山脉无人区深处，虽然以干荒漠为主，但生物多样性十分丰富，被誉为“濒危野生动物基因库”，长达几十年的禁牧和维护，才长成现不足一尺高的荒草草皮，施工区域草场、生态环境一旦被破坏，修复难度极大。项目作业平台用钢板铺装代替混凝土浇筑，施工过程中局部破坏的草皮立即进行人工修复，最大程度保护草场。在污水处理上，项目推行智能生产废水处理，将生活污水、生产废水集中收集，沉淀，过滤，处理后的生活生产废水达到二类饮用水标准，循环用于施工生产。除此之外，项目还将低盐度厨余撒在驻地右侧的山坡上，供鸟类野生动物啄食，其余生活垃圾均运离驻地，避免破坏附近脆弱的生态环境。

本次活动中，院士专家对天山胜利隧道项目给予高度评价，认为该项目在工程装备、项目管理、生态环保等方面取得突破，为未来我国开展复杂地质条件下超长隧道建设积累了宝贵的经验。