極地勝利隧道刷新三項世界紀錄 深逾1000公尺 過天山只要20分鐘

極地勝利隧道刷新三項世界紀錄 深逾1000公尺 過天山只要20分鐘

作為大陸交通標誌性工程之一,位在新疆的天山勝利隧道項目再迎重大突破。繼去年底全線貫通後,2號通風豎井近日正式貫通落底,標誌該項目8座豎井全部完工。《環球時報》現場直擊現場施工,最大量深逾1100公尺,建成後過天山只要20分鐘。大陸「大國重器」再發威,讓外界驚艷。



這一世界最深高速公路豎井的貫通,是由「中交集團」(中國交通建設集團有限公司)自主研發,全球首台高寒高海拔超大直徑硬岩豎向掘進機「首創號」完成。




極地勝利隧道刷新三項世界紀錄 深逾1000公尺 過天山只要20分鐘



天山隧道的「呼吸中樞」



天山勝利隧道全長22.1公里,最大埋深超過1100公尺,是目前世界上最長的高速公路隧道。此次2號豎井順利貫通,確保了烏尉高速公路年底具備通車條件。烏尉高速公路全線通車後,從烏魯木齊到南疆庫爾勒的駕車時間,將從7小時大幅縮減至3小時。



烏尉高速公路是新疆「六橫六縱」高等級公路網的重要組成,路段連通天山南北,全長約 319.7 公里,起點為烏魯木齊市,位於G30連霍高速的倉房溝互通立交(或稱烏魯木齊西繞城高速西段起點),終點在尉犁縣東側瓊庫勒村。




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與傳統「雙洞對挖」隧道開挖方式不同,天山勝利隧道採「三洞+四豎井」的創新佈局。「三洞」包括左、右兩主洞,作為車輛通行的主幹道,及中間服務功能中導洞。「四豎井」則是隧道通風通道,堪稱隧道的「呼吸中樞」。隨著掘進距離增加,施工面遠離洞口,煙塵等有害氣體無法自然排出;隧道後期運營也需解決通風與排煙問題。8座豎井的設計,確保了隧道內的縱向通風,為施工和運營提供了關鍵保障。



「中交建」新疆烏尉公路包PPP項目總經理部總工程師劉開之表示,2號豎井深達707公尺,比廣州塔「小蠻腰」還高出100多公尺,是當今世界最深的高速公路豎井。「這一選址經過精密計算和實地勘察,並非為追求『世界之最』,而是基於工程需要,恰恰凸顯建設的極高難度。」




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高寒高海拔的極限挑戰



2號豎井位於海拔近3700公尺的天山南麓深處,這裡曾是「無人、無水、無路、無電」的無人區。6月正值初夏,施工現場卻寒意逼人,氣溫常跌至零下,剛下過雨後更是低至零下數度。媒體說,記者身著羽絨服勉強禦寒,仍因高反感到頭暈心悸,行動艱難。很難想像施工人員常年駐紮於此,需克服高寒高海拔的惡劣環境,確保工程進度。施工區內設有制氧室供隨時吸氧,旁邊還停放著配備急救設備和醫護人員的急救車,以應對突發狀況。



據知,豎井施工區年平均氣溫僅-5.4℃,極端低溫可達-40℃,強風和缺氧環境更是家常便飯。新疆烏尉公路包PPP項目WYTJ-05標段豎井工區主任董嘉梁回憶,初到工地時,生活區僅有簡陋板房,水暖設施尚未完善,夜晚需裹多床棉被取暖。後期才逐步建成水電暖齊全的規範化生活區和辦公區。




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天山的惡劣自然環境、複雜地質條件以及項目高標準的建設要求,對施工技術和裝備提出巨大挑戰。專門從事盾構機研發的「中交建」旗下「中交天和」南京分公司副總工程師高迎可說,2號豎井開挖直徑達11.4公尺,出渣量大,豎向運輸壓力極高。相較主洞和中導洞的水平掘進,豎井施工的廢渣和物料需依靠提升設備從近千米深的井下逐一運出。



此外,豎井穿越多層複雜岩層,岩石強度最高達200MPa,掘進中易發生堪比四五級地震的岩爆,且地下水豐富,高迎可回憶,越往深處掘進,裂隙湧水風險越高。「最嚴重的次湧水,每小時水量達30多立方公尺,若不及時排水,設備將被淹沒。」



「首創號」:無先例可循,刷新三項世界第一



「首創號」是專為天山勝利隧道2號豎井量身打造的超大直徑硬岩豎向掘進機,整機高44公尺,重約1350噸,刀盤直徑11.4公尺。這台「大國重器」首次將全斷面硬岩隧道掘進機(TBM)的破岩工藝與豎向掘進技術結合,實現超大直徑豎井「一鑽到底」,刷新了豎井深度、直徑和施工海拔三項世界紀錄。




極地勝利隧道刷新三項世界紀錄 深逾1000公尺 過天山只要20分鐘



《環時》記者在「首創號」內部看到,這座「垂直鋼鐵堡壘」佈滿電器設備和作業系統,空間狹窄,施工人員需低頭側身通行,衣服沾滿厚厚灰塵,滲漏的地下水不時滴落在安全帽上。機器轟鳴聲震耳,環境極其艱苦。與其樸實的外觀形成鮮明對比的是其開創性技術:它不僅避免傳統鑽爆法對岩層的擾動,還實現了井下無人化操作,大幅提升了施工安全性和效率。



「中交天和」設計院副院長張新坦言:「全球無先例可循,連設計規範都是空白。」儘管團隊此前已開展超大直徑豎向掘進機的排渣等研究,但技術落地和工程驗證仍充滿挑戰。



在「首創號」研發過程中,團隊聯合國內供應鏈廠家攻克了泥漿出渣系統、刀具、控制系統等難題,持續優化設備性能。中交天和南京分公司副總經理康健表示,過去高速公路豎井多採用人工鑽爆法,而「首創號」的成功應用,將豎向掘進機施工從圖紙變為現實。



中國礦業大學(北京)力學與土木工程學院教授楊立雲親歷「首創號」刀盤破岩而出的瞬間,稱這是建井史上的「歷史性一刻」,並期待豎井掘進機在行業內的廣泛應用。



大國重器國產化 基建自立自強



「首創號」的成功,離不開大陸國產裝備關鍵技術的突破。「中交天和」團隊在花崗岩地層作業時,解決了泥漿泵軸套磨損嚴重的問題,將其成本從百萬元(人民幣,下同)級降至約20萬元,壽命同步提升,實現了自主供應鏈的高效替代。此外,天山勝利隧道使用的「天山號」和「勝利號」TBM掘進機同樣由中國自主研發,顯著降低設備成本,提高了供應穩定性。



康健認為,國產高端裝備的全面推廣將帶動供應鏈整體升級。「過去我們多是學習別人,現在別人開始跟著我們學。」這一轉變不僅提升了中國基建裝備的技術水準,也為全球基礎設施建設提供了新範本。



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