12月30日上午11時(shí)許，由中國交建承建的世界最長高速公路隧道——天山勝利隧道全線貫通。作為我國加快建設(shè)交通強(qiáng)國的重大標(biāo)志性工程之一，這條隧道將穿越天山的時(shí)間從原來的3小時(shí)縮短到約20分鐘。
在52個(gè)月的施工過程中，建設(shè)團(tuán)隊(duì)直面地質(zhì)條件復(fù)雜等挑戰(zhàn)，首次在國內(nèi)高速公路隧道建設(shè)中應(yīng)用硬巖掘進(jìn)機(jī)，首創(chuàng)“三洞+四豎井”施工法，實(shí)現(xiàn)“長隧短打”快速掘進(jìn)，有效節(jié)約施工工期。
作為國內(nèi)高速公路中典型的高寒、高海拔、高地應(yīng)力特長隧道，天山勝利隧道橫穿天山中部，記錄著建設(shè)團(tuán)隊(duì)的辛勤付出。自2020年開工建設(shè)以來，先后數(shù)千名建設(shè)者奮戰(zhàn)在天山腹地，完成了我國高速公路隧道建設(shè)的又一創(chuàng)舉。
如何穿越地質(zhì)斷裂帶？
減震吸能，精準(zhǔn)施工
11月16日，隨著“天山號(hào)”硬巖掘進(jìn)機(jī)的刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)“咬”碎巖石，“天山號(hào)”成功穿越花崗巖斷層蝕變帶?！俺掷m(xù)14個(gè)月艱難攻堅(jiān)，這一過程寫滿不易?！敝袊唤ㄐ陆疄跷竟返谖鍢?biāo)段項(xiàng)目部總工程師黃登俠長舒一口氣。“這里的花崗巖十分脆弱，一碰就‘碎’?！秉S登俠回憶，一次掘進(jìn)中，花崗巖碎石纏住刀盤，重量超2800噸的“天山號(hào)”被困。團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了多次嘗試，最終通過從右洞向中導(dǎo)洞刀盤正前方開設(shè)橫通道，人工鉆爆完成前方的開挖、清理、支護(hù)，再由“天山號(hào)”空推，才順利穿越斷層蝕變帶。
黃登俠介紹，整個(gè)隧道要穿越16個(gè)地質(zhì)斷裂帶，其中12個(gè)在進(jìn)口端，巖層復(fù)雜、地質(zhì)脆弱，同時(shí)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，“這就像在‘豆腐腦’中施工，很可能會(huì)遇到泥漿噴涌、巖爆等?！?/p>
這樣的情況，第五標(biāo)段工程部部長吳特力根遇到不止一次。隧道進(jìn)口端掘進(jìn)至1900米處時(shí)，項(xiàng)目遭遇了全線最大斷層F6博阿斷裂帶，影響寬度達(dá)440米。巖體破碎且富含水體，施工難度極大。
“硬巖掘進(jìn)機(jī)最怕遇到忽軟忽硬的環(huán)境，在這樣的環(huán)境里，坍塌、涌水是常有的事，有時(shí)候一天出水量就達(dá)7000立方米。”吳特力根說，面對(duì)隨時(shí)可能出現(xiàn)的坍塌，團(tuán)隊(duì)選擇加密支護(hù)，將超3.78萬根聚乙烯管泡沫混凝土牢牢固定在巖壁上，形成一圈70厘米厚的泡沫混凝土減震層，化解斷層對(duì)圍巖支護(hù)造成的擠壓力，歷時(shí)80天終于成功穿越F6博阿斷裂帶。
天山勝利隧道項(xiàng)目是第五標(biāo)段項(xiàng)目部硬巖掘進(jìn)機(jī)工區(qū)副主任杜明忱參加工作以來的第一個(gè)項(xiàng)目?！?年多里遇到的困難一次比一次棘手，但我們挺過來了?！倍琶鞒勒f，泥水涌出時(shí)常常淹到腰腹，但憑著不服輸?shù)木?，團(tuán)隊(duì)攻克了隧道建設(shè)的一個(gè)又一個(gè)難題。
如何縮短工期？
“長隧短打”，有效施工工期從72個(gè)月縮短至52個(gè)月
在天山山脈開鑿兩個(gè)長達(dá)22.13公里的洞，如果用傳統(tǒng)的鉆爆法，有效施工工期預(yù)計(jì)為72個(gè)月，但為了滿足群眾出行、區(qū)域發(fā)展等需求，工程建設(shè)必須爭分奪秒。
“經(jīng)過反復(fù)研究論證，我們創(chuàng)新選擇‘主洞+中導(dǎo)洞’的開挖方案?！敝袊唤ㄐ陆疄跷卷?xiàng)目總工程師苗寶棟解釋，在左右兩個(gè)主洞之間增加一個(gè)中導(dǎo)洞，由中交集團(tuán)自主研制、為天山勝利隧道量身打造的硬巖掘進(jìn)機(jī)擔(dān)當(dāng)“開路先鋒”，為左右洞開出更多作業(yè)面，相當(dāng)于把主洞“切割”成多段同時(shí)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)“長隧短打”。
第五標(biāo)段項(xiàng)目經(jīng)理王賀起曾參與建設(shè)東天山特長隧道，這次再上天山，首次在國內(nèi)高速公路隧道建設(shè)中應(yīng)用硬巖掘進(jìn)機(jī)，用的還是全球首創(chuàng)的新型壓注式工法，他心里也沒底。
隨著巨大的轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)數(shù)十把刀頭一點(diǎn)點(diǎn)向前突進(jìn)，巖石被擠壓成碎渣，“天山號(hào)”和“勝利號(hào)”兩臺(tái)硬巖掘進(jìn)機(jī)從天山山脈南北兩側(cè)同時(shí)向中間施工，最快時(shí)以每天20到30米的速度掘進(jìn)，是人工挖掘速度的5倍以上，工期縮短至52個(gè)月。
創(chuàng)新方案提升掘進(jìn)速度，同時(shí)也增加了施工作業(yè)面，如何保證項(xiàng)目安全高效運(yùn)行成為又一難題?！笆┕じ叻迤趦H出口端就有7個(gè)作業(yè)面同步作業(yè)，幽深的隧道內(nèi)每天進(jìn)出人員超過1200人，車輛往返六七百車次?！钡诹鶚?biāo)段項(xiàng)目經(jīng)理李亞隆說。
走進(jìn)數(shù)字化監(jiān)控指揮中心，隧道內(nèi)施工人數(shù)、洞內(nèi)車輛等數(shù)據(jù)一目了然?！盀榱吮Ｕ先藛T和車輛井然有序進(jìn)出隧道，我們打造了智能交通調(diào)度系統(tǒng)、車輛安裝定位系統(tǒng)，人員使用電子門禁系統(tǒng)，用科技的力量賦能項(xiàng)目建設(shè)。”李亞隆說。
兩頭同時(shí)掘進(jìn)，如何保證在山體內(nèi)部順利“相遇”？保障力量源自一支特別的技術(shù)隊(duì)伍——精測隊(duì)。在進(jìn)口端和出口端，精測隊(duì)隊(duì)員每半年開展一次聯(lián)測工作，對(duì)平面控制點(diǎn)和高程控制網(wǎng)進(jìn)行測量，確保方向不跑偏。
如何通風(fēng)？
4座豎井，打造隧道“呼吸系統(tǒng)”
隧道長度超長，最大埋深超過1100米，施工高峰期，隧道內(nèi)爆破炮煙、內(nèi)燃機(jī)尾氣和車輛揚(yáng)塵等污染物眾多。如何通風(fēng)、排煙？
“經(jīng)過測算，原來高峰期的風(fēng)機(jī)配置功率達(dá)8700千瓦，這不僅會(huì)增加環(huán)境負(fù)擔(dān)，也會(huì)導(dǎo)致污染物浮動(dòng)，影響施工安全。”面對(duì)工程條件限制，第六標(biāo)段項(xiàng)目總工程師毛錦波創(chuàng)新性地提出三洞巷道式長距離施工通風(fēng)法，充分利用硬巖掘進(jìn)機(jī)超前平行中導(dǎo)洞和豎井作為施工通風(fēng)巷道，優(yōu)化通風(fēng)布局和風(fēng)機(jī)配置，根據(jù)不同工序下鉆爆法作業(yè)面的需風(fēng)量，通過精細(xì)的工序管理，將風(fēng)機(jī)配置功率降低至2400千瓦，有效解決了特長隧道施工通風(fēng)的難題，還實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。
從天山自上而下開鑿的4對(duì)通風(fēng)豎井在運(yùn)營階段將發(fā)揮“煙囪效應(yīng)”，成為整個(gè)隧道的“呼吸系統(tǒng)”。其中2號(hào)豎井兩口井身深度都超過700米，是世界上最深高速公路豎井?！?0多名工作人員常年堅(jiān)守在高海拔的極端環(huán)境中?！秉S登俠說，結(jié)合VI型井架、抓巖機(jī)的設(shè)備輔助優(yōu)勢，采用國內(nèi)先進(jìn)的八臂液壓傘鉆進(jìn)行掘進(jìn)施工，2號(hào)豎井兩口井身耗時(shí)788天順利完成落底。
為了開挖豎井，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制造出全球首個(gè)高寒高海拔超大超深豎井裝備“首創(chuàng)號(hào)”。“首創(chuàng)號(hào)”向下掘進(jìn)，施工人員駕駛小型挖掘機(jī)把洞內(nèi)廢渣裝進(jìn)吊桶，再用提升設(shè)備運(yùn)到地面統(tǒng)一拉運(yùn)。
與洞口相比，豎井海拔更高，環(huán)境更惡劣，常年下雪，凍土層非常厚，純冰層就有30多米厚?！吧厦嫜┫碌枚啵酌L(fēng)呼呼地刮?！睏铞蝸韰⒓禹?xiàng)目不久，就被派到了1號(hào)豎井，擔(dān)任工區(qū)主任，住的是帳篷，煮飯要用高壓鍋。
在處理的眾多險(xiǎn)情中，一次豎井涌水的意外讓楊鑫來印象格外深刻?！按虻降叵?70多米時(shí)，豎井突遇涌水。當(dāng)時(shí)井下溫度10余攝氏度，井上溫度零下30攝氏度，出井時(shí)必須快速行動(dòng)，不然衣服就會(huì)被凍住?！睏铞蝸砘貞?，他和團(tuán)隊(duì)成員連續(xù)39天加班加點(diǎn)，才最終化解了險(xiǎn)情。
巍巍高山，天山勝利隧道穿越其間，見證著一批批工程建設(shè)者的付出與成長。
《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2024年12月31日 01 版）
【未經(jīng)授權(quán)，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載！聯(lián)系電話028-86968276】
