世界在建最長高速公路隧道正在緊張施工


中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)   時間:2024-09-23





世界在建最長高速公路隧道正在緊張施工


攻克技術難題 注重生態(tài)友好 優(yōu)化施工管理


  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,天山由遠及近,窗外倏然換了風景——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(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,記者前往建設現(xiàn)場一探究竟。


  烏魯木齊至尉犁高速公路天山勝利隧道進口端


  創(chuàng)新工法穿越16個地質(zhì)斷裂帶,專研設備創(chuàng)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?nèi)縼碜蕴焐缴矫}。近觀細看,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?!敝薪恍陆煌ㄍ顿Y發(fā)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(zhì)斷裂帶,巖層復雜、地質(zhì)脆弱;此外,隧道施工段處于高地應力環(huán)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(zhì)。


  “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(xiàn),掘進機面臨卡機風險。


  改變不了施工環(huán)境,就改變應對方法?!皞鹘y(tǒng)鋼拱架作為圍巖支護,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’,讓結構更穩(wěn)定?!彪S后,黃登俠帶領團隊通過反復模擬受力,研發(fā)出70厘米厚的泡沫混凝土作為減震吸能結構。


  “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(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(chuàng)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(chuàng)下全球最深“一鉆成井”硬巖豎井紀錄。


  借助智能交通調(diào)度系統(tǒng),洞內(nèi)人、車和設備有序通行


  超長隧道、超大埋深、地質(zhì)復雜、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?建設團隊在公路隧道領域使用新的組合工藝,實現(xiàn)“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(yè)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(nèi),3個隧洞共7個作業(yè)面同步作業(yè),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(xù)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(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,還會隨著施工進度動態(tài)調(diào)整,導致洞內(nèi)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(zhuǎn)高效是關鍵考驗。“根據(jù)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(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,當前施工人數(shù)、洞內(nèi)車輛、所處位置一目了然。“我們搭建的智能交通調(diào)度系統(tǒng),實現(xiàn)了對洞內(nèi)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(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)能精準了解其所處位置和施工進度,不僅能實時發(fā)布信息,一旦發(fā)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(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(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(jīng)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(jīng)抽水泵進入廢水管道。


  循著管道的方向,在中導洞洞內(nèi)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(cè)重,通過相互配合實現(xiàn)精細化廢水處理?!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)進行檢測,各項指標均符合國家地表Ⅱ類水質(zhì)標準?!?/p>


  “通過對水體進行綜合處理,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(qū)域發(fā)展的“快車道”。(記者 韓鑫)


  轉(zhuǎn)自:人民日報

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