世界最长高速公路隧道来了！“基建狂魔”打通天山有多拼？

发布者：名捕铁手 2023-12-7 13:31

“天山胜利隧道建成后，从乌鲁木齐到尉犁县，将从原来的7小时缩短至3小时，穿越天山仅需约20分钟。”天山胜利隧道全长22.1公里，即将于2025年正式通车，这是乌尉高速公路的“咽喉”工程，也是世界在建高速公路最长的隧道。近日，关于中国“基建狂魔”即将打通天山的新闻引发了广泛关注。

天山胜利隧道是南北疆交通的关键工程，天山山脉素有“地质博物馆”之称，工程难度可想而知。这条隧道有什么特点？到底有哪些难啃的硬骨头？建设者们是如何攻克的？

天山胜利隧道。

国道狭窄会车困难

老虎口垭口被称为“死亡路段”

天山山脉是世界七大山系之一，位于新疆中部，其巍峨高耸的山体形成了一道天然屏障，将新疆地区分为南疆与北疆。这种地理分隔不仅带来了不同的人文风情，同时也对两地之间的交通和往来造成了一定的阻碍。

浙江大学地球科学学院教授林秀斌已经在新疆从事科考工作几十年，自2019年开始，他在第二次青藏高原科学考察与研究项目资助下开展天山山脉科考工作。据介绍，在天山胜利隧道修建之前，穿越天山的道路都是绕山而行，虽然风景优美，但安全性和便利程度都不如隧道。

以独库公路为例，该路段沿途虽然风景优美，但每年开放时间非常有限，一旦天气状况不允许就会被迫关闭，而隧道的建设可以提高交通的保障性，因此有必要修建一条隧道。

出生在库尔勒，如今在乌鲁木齐从事小商品批发的王朝霞对此特别有感触。她描述道，过去每次回库尔勒都需要沿216国道上行，穿越天山山脉。这条道路狭窄，车辆错车困难，且多急弯陡坡，还要穿过4280米海拔的老虎口垭口——两侧道路崎岖艰险，葬身此地车辆好几百台，伤亡人数逾千，因此被当地人称为“死亡路段”。“我们祖辈不曾想过有一天能横穿天山。”她说。

“这是天山山脉中的第一条隧道，将成为连接南疆和北疆的重要动脉，为新疆的发展和交流提供保障，对于新疆来说具有重要的历史意义。”林秀斌说。

天山胜利隧道口。来源：中国交建官网

乌鲁木齐到库尔勒驾车

将从7小时缩至3小时

长期以来，从乌鲁木齐到巴音郭楞蒙古自治州（以下简称巴州）库尔勒市，虽然地图上的直线距离仅为260多公里，但实际行驶路程却达到了470多公里。

如今，在平均海拔4000多米，绵延2500多公里的天山山脉中，新疆乌尉公路项目天山胜利隧道正在建设中。天山胜利隧道全长22.13公里，即将于2025年正式通车，是G0711乌鲁木齐至巴州尉犁县高速公路（以下简称乌尉公路）的“咽喉”工程，也是目前世界在建最长高速公路隧道。

中国交建新疆乌尉公路项目部总工程师刘开之介绍，天山胜利隧道建成后，驾车穿越天山仅需约20分钟，往返乌鲁木齐与库尔勒将告别“翻山越岭”，乌鲁木齐到库尔勒的驾车时长将从原本的7小时左右缩短到3小时左右。

天山胜利隧道口。

挑战难点：

世界最深的高速公路竖井

比北京“中国尊”高上百米

刘开之是在2017年7月到的天山胜利隧道施工现场，当时距离隧道正式开工还有两年多的时间，他在天山一待就是六年多，由于施工进入关键时期，他今年只在家待了9天。

目前，整个乌尉公路上共有一万多名施工人员，其中有三千多人在天山胜利隧道现场工作。刘开之将该隧道的建设形容为“前所未有的挑战”，认为它是乌尉公路项目中最难啃的“硬骨头”。

他们总结了天山胜利隧道的特点，称其具有“一长”“两深”“三低”“四高”“五难”特点。

其中，“一长”是指隧道长。隧道全长大约22.1公里，是当今世界上最长的高速公路隧道，而整个隧道共有3个洞。

“两深”主要体现在隧道埋深和竖井深度上，隧道最大埋深近1200米，竖井最大深度达到了706米，是目前世界上最深的高速公路竖井，比北京的“中国尊”高出上百米。

“三低”指的是温度低、气压低、含氧量低。

“四高”为高压涌水、高地应力、高地震烈度、高环境等级，这意味着施工中，随时可能发生岩爆、软岩大变形、高地温、高压涌水等问题。

“五难”为勘探难、设计难、施工组织难、风险控制难、运营难，这增加了隧道建设的挑战和困难。

要穿过16个地质断裂带

像是在“豆腐脑”中掘进

据了解，由于天山胜利隧道要穿过16个地质断裂带，其中F6（博-阿）断裂为活动性发震大断裂，该断裂即便没有发生地震，每年也在以约2毫米的速度滑移。“在设计上，一方面要允许它进行滑移，另一方面又要确保滑移不影响工程施工和后期维护。”刘开之说。

刘开之还介绍了施工过程中遇到的另一恶劣地质情况：隐蔽压扭性花岗岩剧烈蚀变带。由于该情况几乎没有规律性，且事先较难被探测到，当施工进行到该区域时，容易引发大规模坍塌、岩爆或涌水突泥事故。刘开之描述他们像是在“豆腐脑”中掘进，给施工造成了前所未有的困难。

最低气温达零下41.5℃

六年多地震1500多次

这里外部环境同样恶劣。天山胜利隧道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℃，即便到了六七月，这里仍然大雪纷飞，这样的极端环境对施工效率提出了严峻考验。

此外，这里地震频繁。据不完全统计，刘开之在天山胜利隧道的六年多时间里，有记录的地震已发生了1500多次，其中三级及以上地震发生了400余次。

天山胜利隧道施工现场。来源：央广网

工法创新：

世界首创“三洞+四竖井”

72个月工期将缩至52个月

据介绍，天山胜利隧道按双向4车道分离式高速公路隧道设计，其施工如果按照以往隧道施工采用的斜井辅助施工方案，工期计划72个月。

如何缩短工期？建设者们提出了世界首创的“三洞+四竖井”施工方案。“三洞”即左、右主洞和中导服务洞，左、右两个主洞开挖直径为14米，分别设计有两个车道。中间的一条服务隧道直径为8.4米，未来将用作应急和救援通道，可杜绝隧道内因事故等原因出现车辆拥堵的情况。“四竖井”即在整个隧道顶端开挖4座竖井，以实现纵向通风，相当于隧道的“呼吸系统”。

不过，开挖两个洞的隧道就十分费时费力，为何还要多挖一个洞呢？

“考虑到隧道地形、地质特点、施工工期以及运营后的防灾救援等诸多因素，中导洞使用掘进机掘进，发挥掘进机快速施工的特点，一是可提前探明地质，二是为主洞提供工作面；两个主洞则使用钻爆法。两种工艺组合，从而实现‘长隧短打’。”中国交建新疆乌尉公路项目土建05标段（负责天山胜利隧道进口端）总工程师黄登侠告诉记者，掘进机每月掘进长度大约是传统钻爆法的3到10倍，而且两个掘进机从南北两个方向同时作业，然后再通过横洞为主洞增加辅助作业面，“这就相当于把主洞‘切割’成多段同时作业，从而有效缩短施工工期。”

“天山号”和“胜利号”便是中国交建为天山胜利隧道量身打造的掘进设备。“这两个掘进机开挖直径为8.43米，分别长282米、重约2000吨。更为重要的是，可实现在多种世界级复杂地层下安全、环保、高效地掘进。”作为“天山号”和“胜利号”掘进机的总设计师，靳党鹏带领团队针对超长、高寒、高海拔、复杂地质条件等，首创新型压注工法硬岩掘进机。这是世界掘进设备领域的重大创新。

工法创新，使“天山号”“胜利号”具备三种不同的掘进模式和支护方式。

“根据地质条件不同，可以切换不同的掘进模式和支护方式。”中交天和副总工程师、设计研发总院院长靳党鹏告诉记者，在较好围岩条件下，可以采用敞开式工法掘进模式；在破碎带、软弱围岩、岩爆地层，可以采用单护盾钢模板压注式混凝土支护掘进模式；在极破碎带、软岩大变形、强岩爆地层段，可以采用单护盾钢管片支护掘进模式。“后两种模式，就相当于对不良地层进行了加强型支护处理，以保证人员和设备的安全。”

如此一来，在面对断裂带等不良地层时，掘进效率大大提升。“从此前的施工进度看，穿越断裂带采用后两种工法，每天大约可掘进12米。如果采用传统的敞开式工法，每天大约可掘进一两米，而且还存在较大安全风险。”靳党鹏进一步解释道。

由此，原本72个月的工期将缩短至52个月。

“工程越做越难，但我们自主研发的设备越来越多，技术越来越先进。”隧道施工人员曾煜说。