深度丨超级隧道过天山

旅游攻略 13 0

出乌鲁木齐市,走216国道,过后峡,上天山。一路上,群峰耸峙,峡谷幽深。

车行2个多小时,上到海拔3000多米、地处乌鲁木齐县萨尔达坂乡的天山胜利隧道施工场。

山上,雪花纷飞;洞内,施工车辆往来穿行。

横亘于新疆中部的天山,东西绵延2500多公里。山脉雄伟壮丽,却阻隔了南北疆的交通与发展。为打通南北疆交通要塞,2019年,国家规划建设的新疆乌尉(乌鲁木齐至尉犁)高速公路开工。该高速连接起南北疆最大的城市库尔勒与乌鲁木齐。工程“咽喉”处是洞穿天山的一条超级隧道——天山胜利隧道,全长22.13公里,为目前世界在建最长高速公路隧道。

天山胜利隧道示意图。中交中南工程局有限公司 供图

穿越天山,这是一项异乎寻常的超级工程。高寒、缺氧、多风,地质条件极其复杂……不惧恶劣环境,来自央企在湘子公司中交中南工程局有限公司的建设者们,日复一日地挥洒汗水、拼搏奋斗,为实现穿越天山的壮举,在胜利隧道向着胜利的终点不断进发。

9月29日,通往天山山脉的新疆乌尉高速公路。

“对大自然要有敬畏之心,但敬畏不等于我们害怕”

打硬仗,成功穿越13个断裂带

11月16日,随着“天山号”硬岩掘进机的刀盘转动“咬”碎岩石,“天山号”成功穿越花岗岩断层蚀变带。

“持续14个月艰难攻坚,真是不容易!”中国交建新疆乌尉公路包五标段项目部总工程师黄登侠长舒一口气。

胜利隧道由进口端和出口端双向对打,其中进口端为第五标段,由中交中南局承建。

穿越天山,谈何容易。

天山险峻,地质复杂。第五标段全长11公里多长,是胜利隧道施工最难的一段。前期地勘调查显示,隧道施工中面临“五高”挑战——高地应力、高地震烈度、高环保要求、高寒、高海拔。比如,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,是一般岩石承载力的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。

9月28日,新疆乌尉高速公路天山胜利隧道,施工车辆在作业。本版照片除署名外均为湖南日报全媒体记者 傅聪 摄

最重要的是,时间不等人。如果采用传统的“打眼放炮”施工方法,建设22.13公里的天山胜利隧道,约12年才能在天山“钻”出一个洞。

经过反复研究论证,隧道施工创新采用“三洞+四竖井”方式,即在左右两个主洞之间增加一个中导洞,加4个通风竖井。中导洞内,刀盘直径8.4米、近3层楼高的硬岩掘进机(简称TBM)担当“开路先锋”,以平均每天10-15米的速度向前方挺进,从而为左右洞开出更多作业面,分段同步施工,实现“长隧短打”。黄登侠介绍,最高峰时,左中右三洞有11个工作面同时施工。这样一来,工期可缩短20个月。

“这是国内公路隧道建设中首次采用硬岩掘进机,用的是全球首创的新型压注式工法。如何科学应用现代化装备和技术,考验我们的能力和智慧。”中国交建新疆乌尉公路包五标段项目经理王贺起此前参与建设东天山特长隧道,此番再上天山的他坦言:“我们第一个‘吃螃蟹’,心里也没底。”

为了摸清隧道的地质状况,地质勘察人员从2010年来到这里,在此奋斗了15个年头,采用多种先进的技术与设备,探得天山胜利隧道要穿越16个断层破碎带,其中12个位于进口端。

显然,这是一场硬仗。

崔华新身为第五标段项目部TBM总工程师,不怕打硬仗。他从盾构司机干起,荣获过“全国技术能手”称号。2020年,崔华新毅然选择来到天山胜利隧道项目。“遇到的困难一次比一次棘手,但我们从来不认输。”4年间,这个“95后”青年的一头黑发已“白了一大半”。先是用80天成功穿越原计划6个月通过的F6断裂带,这是众多断裂带中范围最大也最危险的一条;接着穿越F9断层、FW-3断层等,应对突如其来的强岩爆,“降伏”隧道建设中一只又一只“拦路虎”。

去年8月,预想不到的危机,悄然来临。隧道施工突遇此前地质勘察没有发现的第13个隐性断层。该断层蚀变带核心段宽度60多米,不算长,却异常凶险。技术人员形象解释,花岗岩本身很硬,但强风化花岗岩在地层错位挤压、高温灼烧下,如同塑料布在经年累月日晒雨淋后,变得很脆,用手一抓就碎。隧道进口端位于天山北麓,毗邻冰川,地下水系丰富。围岩遇水软化塌方,涌水量最高峰时达到惊人的每天13000立方米。

硬岩掘进机“吃硬不吃软”,当碎石如“豆腐渣”般缠住刀盘,重量超2800吨的“天山号”变得举步维艰。团队想方设法让TBM脱困,挖出一条直径1.2米的导洞,爬到掘进机前方,把卡住的刀盘“拉”出来。“拉”一次,要一个多月。但TBM一往前走,扰动地层,碎石哗啦啦往下掉。大半年里,一次次尝试,又一次次失败。最后一次,短短30多秒内,塌腔涌出300多立方米碎渣,TBM盾体被挤压变形。为避免人员安全风险,“天山号”只能暂时停在8966米处。

这一停,意味着中导洞的领先优势丧失,工程建设进度压力陡增。由院士带队的专家组来到现场,一次次研究论证,加上左右主洞的进度不断往前赶,最终采用迂回导洞工法,从右洞向中导洞TBM刀盘正前方开设横通道,采用人工钻爆法,完成TBM前方的开挖、清理、支护,再由TBM空推穿越断层蚀变带。

“对大自然要有敬畏之心,但敬畏不等于我们害怕。干隧道这行,碰到塌方是家常便饭,我们要用科学的手段把项目风险降到最低,在公路隧道领域不断积累前沿技术、创新工法和宝贵经验。”黄登侠说。

“既然来了,就要沉得住气,耐得住寂寞”

不言悔,青春汗水挥洒天山

洞外白雪纷飞,洞内热火朝天。作业工人身着单衣,安全帽下满头是汗。钻孔、爆破、出渣、支护作业紧凑有序,日夜不歇。

在天山腹地的无人区,来自湖南的建设者在这里一干就是好几年。今年32岁的第五标段项目部副经理王小兵是其中一员。

一开始,项目部不通水电,也没有通信信号。运营商沿路架线建站,到2018年1月底,项目部才通上电话。但由于经常出现滚石塌方、动物啃咬,通信光缆一断,项目部就与外界失联了。大家打趣地说起当时的一件事:“一个年轻人来到项目后,他父母大半个月联系不上他,报警后才发现是场‘乌龙’。”几年下来,工地进场人次已超过一万,不少人来了后,一看条件这么差,有的第二天就打包走人,有的待上三五个月实在扛不住也走了。

王小兵对刚进场时的情景记忆犹新,但他觉得这都不算什么。“过断层时,水大、泥多,工人穿着连体雨衣在水里泡着,水位有时候齐胸口高,几乎天天在泥水里摔跤。尤其是洞内外温差大,特别容易感冒。”王小兵说,但与当年解放军修建天山公路时付出的巨大代价与牺牲相比,现在的条件不知道好了多少。借助新的工程装备、新的工艺工法,闯过一道道难关,王小兵感觉特别有成就感。

天山胜利隧道有4个竖井。与洞口相比,竖井海拔更高,环境更恶劣。“上面雪下得多,白毛风呼呼地刮;野生动物也多,上夜班时遇到过狼。”2020年,25岁的杨鑫来到项目不久,被派到了1号竖井。他说,一开始各种不习惯,住的是帐篷,煮什么都要用高压锅,高原反应流鼻血是常事。

高寒缺氧,不缺精神。杨鑫来印象最深的一次是竖井打到地下570多米时突遇涌水。为了止水,连着39天,大家每天饭点上来,吃完饭就接着下去干。井下温度10多摄氏度,井上温度零下30摄氏度,井里的水提到地面上立马结成冰。每到出井的时候,大家手脚动作必须特别快,不然雨衣就会冻住。

项目上的湖南建设者有将近四分之一,尤其是这几年新来的大学生,大部分来自湖南。

“95后”的左治乾、刘旭,均来自长沙宁乡、毕业于湖南城市学院。熟络的两人一见面就互相打趣:“他是我们公认的‘土木圣体’”“以前叫他‘小左’,现在都叫他‘大左’”……

两人都爱好游泳、打篮球。来了项目后,已有三四年没有游泳,篮球也不敢常打,因为“海拔太高,跑几下容易喘”。最大的“娱乐”活动是每两三个月“进一次城”,去乌鲁木齐市大商场里看电影、吃饭。这些年,两人都“有坚持不下去”的时候,但又默契十足地选择了坚守。

“最长一次36小时没有睡觉。”左治乾回忆起2021年穿越F6断裂带时的场景。当时是现场技术管理人员的他,盯着封闭、支护的每一个环节,累了就在车上眯一会儿。但在他看来,产业工人们更辛苦,几十斤一根的泡沫混凝土PE管,两个人抬着用钢筋固定在岩壁上。最终,超3.78万根PE管泡沫混凝土牢牢固定在岩壁上,形成一圈70厘米厚的泡沫混凝土减震层,“以柔克刚”巧妙化解断层对围岩支护造成的挤压力。

“既然来了,就要沉得住气,耐得住寂寞。”刘旭说:“天山隧道打通有多难,我就能学到多少先进的管理理念、专业知识。以后做别的隧道项目,更有信心和底气。”

“00后”的身影也活跃在工地上。施明洋是个白皙高瘦的小伙子,戴着一副黑框大眼镜。去年从长沙理工大学毕业后进入中交中南局,他主动选择来到天山项目。到了项目后,又主动选择到工区第一线。早上7点半起床,晚上9点回到宿舍,施明洋每天有14个小时待在洞内。小伙子笑了笑说:“趁着年轻多历练。”

22岁的邓文强刚从大学毕业,来到工地几个月,感觉既新鲜又有挑战。他说,一起来的另外3名大学生,也都决定留下来好好干。

9月28日,新疆乌尉高速公路天山胜利隧道,右洞工区主办邓文强在检查防水层施工情况。

雪山之巅,雄鹰展翅翱翔,在天空中划过优美的弧线。“这些年轻人比我们想象的能吃苦,品质难能可贵。”黄登侠由衷地说。

在项目部办公室的墙上,天山胜利隧道的进度条每天都会更新。截至11月15日,左主洞9466米、中导洞8995米、右主洞9465米,与出口端的会合点越来越近。预计今年12月底,天山胜利隧道将全线贯通。

“高速公路修好后,我们就方便了”

护生态,绿色施工不留污染

从地图上看,天山山脉雄踞祖国西北边疆,纵向分列为西天山、中天山、东天山。

天山胜利隧道穿越中天山。从隧道进口端往上走10多公里,就是天山一号冰川。

9月28日,新疆乌尉高速公路天山胜利隧道入口端。

群山层层叠叠,山顶终年积雪。远眺海拔4280米的胜利达坂,之字形的盘山公路蜿蜒而上。跨越天山,目前常用方式是盘山翻越,耗时长、地势险,山顶垭口处被司机们称为“老虎口”。

冰川往下是高寒草甸。密丛的嵩草,伴生的苔草、杂草,给高山披上一层黄色绒毯。这里是祖国山河的宝藏地,国家一级保护动物雪豹常游玩于此。

雪山融化的涓涓细流孕育出乌鲁木齐河,河水清澈见底,飞珠溅玉。胜利隧道北端洞口施工场地就在距乌鲁木齐河不远处的峡谷中。

李刚是最早一批来到项目的人员,现在担任第五标段项目部安全总监。他记得,2017年8月刚进场时,取水要去乌鲁木齐河。冬季气温最低降至零下30多摄氏度,抽水的水泵被冻住了。大家下到河里,凿开冰面,刨出水泵,扛回项目部加热,修理好后再放回河里取水。

乌鲁木齐河是乌鲁木齐市饮用水源头,保护是头等大事。在隧道正式开工前,项目部就建好了污水处理厂。隧道施工产生的含有油类、氨氮等物质的废水,经过筛除、絮凝、沉淀、超滤和反渗透等7道工序进行处理。隧道开挖会产生大量涌水、裂隙水,项目部在洞内、洞外各增设一套一体化污水处理设施。

在项目污水处理厂,李刚用玻璃杯从出水口接出一杯水,清澈透明。“3个污水处理厂合计日处理量达到1.75万立方,处理后的水可以达到地表II类水质标准,而且全部循环利用,回用于隧道生产、设备降温、路面降尘、植被绿化和生活区卫生间冲洗等方面。”李刚说。

项目部的公路旁,一块竖立的“河长制”公示牌显示,第五标段项目经理王贺起的另一个身份是河长。河道范围内禁止任何水体排入、堤岸无损毁、河面无垃圾等工作目标,是河长的应尽之责。

“生态优先的理念要体现在工程建设每一个细节上,不能让生态环境受损。”王贺起说。这里是生态脆弱区,拌和站、预制场等工地临时建筑特意建在用地红线内,既不影响施工生产,还减少占用土地50余亩;植被恢复用的是大家采集的本地草籽,因为原生物种更能适应这里的自然环境。隧道内,采用雾炮降尘,迅速降低粉尘浓度;使用变频空压机,通风的同时降低能耗;供暖设备均安装了蓄能水箱。施工渣土运往乌鲁木齐用于废弃露天煤矿回填,危废品处理从源头到终端全部交给专业团队负责。

每年五六月间,天山北坡的草渐渐变绿,牧民们会把牛羊赶到山上吃草、长膘。

蓝天、雪山、峡谷,山坡上悠闲的牛群,构成一幅美丽画卷。其中,就有达吾列提哈力家的23头牛、80多头羊、10多匹马。今年29岁的达吾列提哈力是哈萨克族,能讲一口流利的汉语。他告诉我们,隧道施工没有对这里的环境造成影响,公路旁修的护栏,为牛羊和野生动物通行留出了口子,“等到封山,就得把牛羊马赶回山下过冬了”。

“快看,那是北山羊!”走在路上,达吾列提哈力突然手指大山高处。北山羊是国家二级重点保护野生动物,毛色与草色几乎融为一体,仔细辨认一番后才发现。

“我们的牛能和北山羊成朋友,真牛!”达吾列提哈力笑着说,以前放牧很少看到北山羊,这些年野生动物被保护得很好,数量明显多了起来。

通车后,走这条隧道穿越天山只需约20分钟,从乌鲁木齐到库尔勒只要3小时左右。路过正在建设的天山隧道,达吾列提哈力充满期待:“以前去库尔勒走亲戚,一趟要花六七个小时。高速公路修好后,我们就方便了。”

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