打通世界上最长的高速公路隧道有多难？基建狂魔正在贯穿天山

海拔3000米之上
绵延2500公里的天山之间
一条长达22公里的超级隧道
正在建设
它，就是目前新疆在建高速公路项目中最长的隧道
也是世界上最长的高速公路隧道
——新疆乌（鲁木齐）尉（犁）高速天山胜利隧道▲巍峨的天山山脉
一条连接南北疆的快捷通道
天山
世界七大山系之一
拥有丰富的矿产资源和广阔的旅游前景
它横亘新疆中部
将新疆分隔成南北两部分库尔勒、乌鲁木齐
是南疆和北疆两个最大的城市
此前
连接两市的
只有路况恶劣、地势险要的216国道不久的将来
这样的情况将随着一条高速公路的建成而改变
中交集团正在建设的
乌尉高速公路
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
它的建成
对促进新疆经济发展具有深远影响
一座“天堑变通途”的超级隧道
从尉犁到乌鲁木齐
全长约528公里
乌尉高速
几乎是一条直线
连接了两座城市
路程只有目前国道的60%▲乌尉高速线路图
便捷的交通背后
是大量的桥梁和隧道
取代了原来的急弯陡坡
其中
天山胜利隧道
是乌尉高速的“咽喉”工程天山胜利隧道长达22公里
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、高地应力特长隧道贯通之后
往来车辆将告别原本翻山越岭
危险四伏的行程
乌鲁木齐至尉犁两地行车时间
也将从7小时缩短到3小时
打通一条超级隧道有多难？
隧道穿越天山
地质和自然环境复杂
施工难点可总结为
重、碎、冷、深、高
重！
隧道施工段
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▲天山胜利隧道岩层分布图
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▲F6断层示意图
F6博罗科努-阿其克库都克断裂带
是目前隧道施工中
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
造就了它易碎的“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、冰川纵横极端环境
增加了安全风险
影响着施工质量控制
制约着施工进度
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加上极端低温
不只是作业工人
施工机械的效率
也会大幅度降低
超级隧道的“玻璃心”，怎么治？
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
为了早日打通乌尉高速的“咽喉”通道
艺高人胆大的中交人
放弃“保守治疗“
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”
工期缩短至72个月
TBM中导洞+主洞钻爆法▲隧道建设示意图
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倍中导洞施工速度远超左右主洞
在中导洞贯通后
通过用于车辆掉头的车行横洞
为主洞增加4个辅助作业面
同时
这也是国内
首次在高速公路隧道中应用TBM机隧道进出口两端
各有一台TBM
取名“天山”号、“胜利”号
均由中交天和
为天山胜利隧道量身打造
水平定向钻
长距离取芯探测
为了攻克全线最危险的F6断裂带
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▲水平定向钻钻取样芯
利用TBM掘进
可有效应对复杂地质环境
亦实现了自动初期支护安装
减少了作业人员投入
进一步降低安全风险▲利用TBM掘进可有效降低安全风险
此外
隧道支护、涌水抽排
清运塌方石块、回填塌腔等
一系列预案也纷纷上阵
历经80天艰苦奋战
2021年8月23日
“玻璃心”般的F6断裂带
被成功穿越▲钢模板加固
全机械化作业
除中导洞使用TBM掘进施工
左右主洞还采用
“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
工人将远离掌子面
极大规避了安全风险
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
安装质量却更高
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
虽以干荒漠为主
生物多样性却十分丰富
被誉为“濒危野生动物基因库”▲项目周边的北山羊
长达几十年的禁牧和维护
才长成如今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
最大程度保护草场污水处理方面
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目前
进口端TBM
即将穿越F6核心段
施工建设路上的最大“拦路虎”
即将被拿下
有了天山胜利隧道22公里的一纵
被横亘东西2500多公里天山
分隔南北的新疆
将获得新的连接
逢山开路、遇水架桥
央企基建狂魔
攻克了一个又一个难关
创造了一个又一个奇迹