【中交一公局集团】西天山特长隧道：冰川之下 攻坚向前

中交一公局集团编者按 G219线昭苏至温宿公路全线关键控制性工程——西天山特长隧道，是世界最大埋深、世界首条正穿冰川、国内首次采用侧平导作为通风井的10公里以上一级公路隧道。五公司项目团队迎难而上，多次 打破全球同级别、同类型、同类施工方式的单日进尺纪录， 圆满完成侧平导洞出口端掘进任务，为主洞开辟多个作业面，奠定了 全隧早日贯通的坚实基础 。▲中国交通报专版报道 在天山山脉西段的荒原上，骆驼刺在戈壁上绽放活力。它们枝干如铁、叶缩为刺，在严寒低温与烈日炙烤间坚韧生长，在这片荒原上深深扎根。 当建设者踏进这里时，他们便像骆驼刺一样把根深深扎进戈壁，在“不讲条件、不畏艰难、保持定力、攻坚克难”的“骆驼刺精神”鼓舞下，用智慧与勇气跨越地质与环境的重重障碍，于天山腹地凿通途。 219国道昭温公路项目驻地 他们全力推进的就是由承建的219国道昭苏至温宿公路关键控制性工程——西天山特长隧道。其全长15.7公里， 是目前世界埋深最大的公路隧道，也是世界首条正穿冰川的一级公路隧道， 承载着打破南北疆地理阻隔的千年期盼。 眼下，这一建设难度堪称世界级的工程迎来关键性节点—— “温宿号”TBM（硬岩掘进机）掘进至西天山特长隧道侧平导洞合同履约桩号PK135+360，标志着由负责的侧平导洞出口端8878米掘进任务完成。 拓路荒原开新局 西天山的清晨，总是在凛冽寒风中苏醒。刺骨的凉意裹挟着冰川的清冽，浸透这片平均海拔约3000米的荒原。项目副经理郭伟抖了抖身上的寒气，走进了热火朝天的隧道建设现场，开启了忙碌的一天。 作为西天山特长隧道的首批建设者之一，郭伟至今还记得刚进场时的情景：无人、无路、无水、无电、无通信……这些极端环境，让施工筹备举步维艰。 运输难题成为横亘在前的第一道关卡。 “要凿通隧道，先打通便道。” 这是建设者立下的第一个目标。 据介绍，为了应对西天山复杂的地质条件， 项目创新采用“双主洞+侧平导”三洞施工方案， 其中，侧平导洞采用国产自主研发的“温宿号”TBM先于主洞向前掘进。而“温宿号”TBM整机长235米、总重约1800吨，包含刀盘、护盾、撑靴等核心部件，其中光刀盘直径就达8.83米。这些超宽超重的部件需从江苏常熟生产基地运输至新疆阿克苏项目现场，过程堪称“惊心动魄”。 “尤其是到隧址区的最后近百公里路程，运输车辆需要穿越戈壁荒漠、翻越雪山垭口，并面临超窄、急弯等复杂路况和沿途泥石流、滑坡等地质风险的挑战。” 项目党支部书记张士纪补充道。 关关难过关关过，建设者们没有退缩。项目党员突击队主动请缨，牵头规划运输路线。队员们带着测绘仪器徒步踏勘，在没有任何参照物的荒原上标记路径，饿了啃干粮，渴了喝雪水，硬是勾画出了一条可行的运输线路。 TBM部件运输 电力架设同样充满艰辛。电力保障是隧道施工的“心脏”，西天山深处没有电网覆盖，施工用电只能依靠自备电源。为了架起一条条坚实的能源通道，项目成立电力攻坚小组，规划建设110千伏临时变电站和总长135公里的输电线路。但输电线路需要跨越河谷和地质破碎带，部分地区临崖临边、地势陡峭，架设难度极大。 建设者们创新采用“架空线路+地下电缆”结合的方式， 在冰川敏感区采用地下电缆敷设，避免对冰川造成影响；在山区陡坡段采用无人机放线，提高施工效率。在架设最高处杆塔时，建设者们甚至要背着器材徒步攀爬海拔约3000米的山峰，缺氧导致头晕气短，他们就休息片刻继续前行。经过8个多月的奋战，项目临时变电站成功投运，为隧道掘进、通风照明、污水处理等提供了稳定电力，让沉寂的荒原亮起了耀眼的光芒。 天山山脉雄伟壮丽，却阻隔了通信信号的畅通。一开始，项目所在地没有稳定的通信信号。“有时候正和家人打着电话，突然就断了，再打过去就怎么也打不通了。”张士纪说，在这里，由于信号的不稳定经常会与外界失联，“好多进场的工人，一看到条件这么差，扛不住几个月甚至几天，就走了。” 项目经过反复勘测、多方协调和紧张筹备，最终在崇山峻岭间架起信号基站，不仅实现了手机信号全覆盖，还搭建了5G网络和视频会议系统，让建设者们随时能与家人通话视频，也让远程技术指导成为了日常。 “条件越艰苦，意志越坚定。”这是建设者们常说的一句话。在拓荒开路的日子里，他们搭建板房作为临时住所，在简易工棚里办公休息，与高反彻夜斗争……正是这份执着与担当，让他们在“生命禁区”站稳了脚跟。眼下，现代化的项目驻地和场站已在天山腹地耸立，为员工提供良好生活生产条件的同时，也为西天山特长隧道建设奠定了坚实基础。 破冰穿岩过天山“岩爆预警解除，支护到位，可以恢复掘进！ ”2024年11月20日凌晨，在对着对讲机发出这段指令后，魏春纪长舒了一口气。作为项目TBM专业工程师，他刚带领技术团队连续奋战19个小时，成功处置了一起强岩爆险情。 这样的场景，已经成了魏春纪的工作日常。“西天山特长隧道穿越多条活动断裂带，其中83%的掘进长度为岩爆高发区，高地应力让坚硬的岩石如同被压紧的弹簧，随时可能释放出毁灭性的能量，在TBM掘进过程中，基本上每天都会遇到岩爆。”魏春纪说，“小的岩爆就像放礼炮，啪啪响几声就好了，但大的强岩爆会持续好几个小时，并带着岩石毫无预兆地向四周喷射，危险性极高。” 穿越天山，不止于这一难。冰川下的“暗河”也是一个致命威胁。隧道上方是托木尔—汗腾格里冰川群，亿万年来积累的冰雪融水在地下形成纵横交错的水系，正常涌水量每日达3.8万立方米，最大涌水量更是飙升至每日13万立方米，相当于一天要排出一座小型水库的水量。 侧平导洞涌水 比岩爆和涌水更隐蔽的，是无色无味的硫化氢毒气。施工初期，当隧道掘进至某破碎带时，气体监测仪突然发出刺耳的警报，硫化氢浓度严重超标。这种剧毒气体，只需微量就可能危及生命，被建设者们称为“地下幽灵”。 “我们就像在布满陷阱的迷宫里行走，不知道危险会从哪个方向袭来。”项目总工程师邸学军表示，在这里施工，每一步都在闯“险关”。 办法总比困难多。面对一系列世界级施工难题， 建设者们创新提出了在国内首次采用“双主洞（钻爆法）+侧平导（TBM施工）”三洞施工方案， 为穿越天山提供了可行性。 “我们利用TBM快速掘进的优势，先在与两个主洞平行的一侧，打个侧平导洞，然后每隔1.5至2公里，从侧平导洞开辟一个横洞进入主洞，形成主洞新的工作面。这样既能将15.7公里的超长隧道切割成多个小段落，实现‘长隧短打’，也能通过侧平导洞提前探明前方地质为主洞‘探路’，并为主洞提供通风、物料运输等功能。”邸学军解释道。 然而，要想实现这个目标，承担“开路先锋”作用的TBM至关重要。为此，项目联合科研团队自主研发了“温宿号”TBM。其开挖直径达8.83米， 为“敞开式+单护盾双模式”，采用“仰拱块铺设+常规支护”方式进行施工，是目前穿越天山直径最大、同类级别技术最先进的TBM。 同时，为了让这台“钢铁巨龙”更好地适应西天山复杂特殊的地质条件，项目还对TBM进行了量身定制：在防突涌水方面，加装了CFC超前探水系统，提前探明地下水体，化解涌水施工风险；在抗岩爆方面，配备了岩爆微震监测预警系统，实时捕捉地质变化，为施工人员筑起“安全屏障”；在耐高温方面，量身定制了大型制冷系统，破解了隧道深埋带来的“高地温”难题。项目还针对断层破碎带工况，强化设备整体结构，让“温宿号”在复杂地质挑战下也能稳步前行。 “温宿号”TBM操控室 2024年7月3日，“温宿号”TBM步进始发，“钢铁巨龙”正式开启穿越西天山之旅。尽管已经做了万全准备，但这趟旅程还是走得“一波三折”。 危机出现在“温宿号”掘进至4314米处。TBM撞上了一块长15米的构造裂隙带，高压水流瞬间喷涌而出，并裹挟着碎石瞬间淹没刀盘。随着刀盘被碎石卡住，“温宿号”彻底停滞。 这一停，意味着工程进度的停滞。项目团队想方设法，一次次论证研究排水方案。在联合隧道专家开展反复研讨后， 创新性地采用了“在盾尾开小导洞清渣排水”的方案， 先通过小导洞将地下水引出，然后用高强度注浆材料封堵涌水裂隙，最后再清理刀盘堆积的石渣。经过41个日夜的连续奋战，这场由涌水引发的危机成功度过，“温宿号”重启。 今年4月中旬，“温宿号”又迎考验，一段46米长的断层破碎带横亘前方。该区域围岩破碎软弱，就像“酥饼”一般，使得“温宿号”的撑靴根本无法支撑和有效发力。项目团队迅速调整思路，采用“分段施策、精准支撑”的方案，一边稳住破碎岩石，一边为“温宿号”量身打造“落脚点”，让“温宿号”顺利闯过断层破碎带。 紧接着，“温宿号”与有着“磨刀石”之称的斜长角闪岩展开了一场“硬战”。 “这种岩石地层强度高达250兆帕以上，堪比钢板，使得‘温宿号’坚硬的‘牙齿’磨损严重，无法高效破岩。速度最慢的时候，一天掘进不到1米。”邸学军说。 为了攻克超硬岩对TBM刀具的磨损，项目团队第一时间调取刀具磨损照片分析，并紧急联系厂家工程师会诊，通过加大刀具更换频率、优化刀盘受力结构、调整刀高差控制等一系列举措，将刀具磨损率降低40%，最终走出了“每天推进不到10米”的困境。 在“温宿号”掘进班组的精心运维与科学管理下，“温宿号”效能被持续激活。从最初的单日最高掘进41米，到不断突破纪录， 最终在今年9月，以单日掘进60.6米的成绩，成为世界公路项目TBM施工的新标杆。 不止于“温宿号”的单点突破，面对一系列世界级难题，项目还大力发展新质生产力，让传统基建插上“数字翅膀”。项目搭建了山岭隧道智能建造平台，集成BIM技术、可视化技术、云计算、物联网技术，实现对设计施工全过程的“可知、可测、可控、可追溯”；大力推广机械军团，通过配置9台套先进机械替代传统人力作业，实现“减人提效”；打造了钢筋骨架片焊接机器人自动拱架流水生产线，实现工厂化集中预制……一批创新工艺技术的应用，充分展示了中国隧道建设的“硬核实力”。 守护生态展风采 西天山特长隧道上方，托木尔—汗腾格里冰川群静静耸立。它不仅是我国最大的现代冰川区之一，也是重要的“固体水库”。施工产生的粉尘、废水、尾气一旦污染冰川，将造成不可逆转的影响。 “若采用常规的斜井、竖井施工方案，其产生的粉尘和尾气可能污染冰川、加速融化。而侧平导洞方案，其深埋山体内部，能有效避免施工对冰川的直接扰动，实现工程推进与生态保护的‘双赢’。” 项目经理强思翰的一番话，道出了项目建设的深层含义。 “在这里施工，我们不是征服者，而是天山的守护者。”从进场第一天起，建设者们就秉承着这样一份赤诚之心，在雪域高原谱写建设与保护共生的乐章。 走进位于隧道施工现场的污水处理厂，机器嗡嗡作响，施工废水顺着管道涌入沉淀池，裹挟的泥沙很快沉淀，再经格栅过滤、混凝消毒等工序，浑浊的泥水变得清澈透亮。 废水处理是环保工作的重中之重。隧道施工产生的涌水和含油、岩粉的施工废水，若直接排放，会污染冰川融水和周边土壤。项目在隧道口投资建设了一座现代化污水处理厂， 构建起“收集—处理—回用”的闭环管理体系。“ 处理后的水质达到一级标准，可用于车辆清洗、场地降尘及TBM设备冷却。”项目安全总监颉建喜介绍。 粉尘和尾气控制同样严格。施工粉尘若沉降在冰川表面，会降低冰川反射率，加速冰川融化。项目在隧道洞口安装高压喷雾降尘系统，在施工便道两侧设置洒水点，安排专人每两小时洒水一次，确保路面湿润无扬尘；对运输车辆实行“密闭运输、冲洗出场”制度，车辆出场前必须经过自动冲洗平台，轮胎、车身无泥痕后才能放行；隧道内采用湿喷混凝土工艺，减少喷射过程中的粉尘飞扬，同时配备移动式除尘设备，严控粉尘浓度。在尾气控制方面，项目逐步将装载机、运渣车、混凝土罐车等核心施工设备更新为新能源车辆，共投入32台套，实现了施工核心区尾气“零排放”，洞内氮氧化物、一氧化碳排放量较传统燃油设备减少70%，有效降低了对冰川的潜在影响。 “温宿号”TBM步进始发 在保护生态的同时，项目还把高质量党建作为隧道建设的“红色引擎”。 项目党支部将党建工作与施工生产、生态保护、安全生产深度融合， 以“骆驼刺精神”为指引，打造“不讲条件、不畏艰难、保持定力、攻坚克难”的党建品牌。通过“党员亮身份、扛责任”活动，16名党员带领100余名职工参与隧道安全轮值，在急难险重任务中发挥先锋模范作用；推行“导师带徒”机制，让老技术员的丰富经验与青年职工的创新思维相互碰撞，加快技术人才培养；开展“党建+攻坚”“党建+环保”主题活动，将党员突击队部署在关键岗位、重要工序，让党旗在施工一线高高飘扬；成立的“强思翰创新工作室”，获评新疆维吾尔自治区交通运输行业劳模和工匠工作室，持续推进4项立项科研课题研究，攻克了一系列技术难题。 在项目党支部的引领下，建设团队形成了强大的凝聚力和战斗力。面对特大涌水、岩爆、有毒气体等危机时，党员突击队总是冲锋在前，成为攻坚克难的“主力军”。 西天山特长隧道出口端洞口 “‘骆驼刺精神’不是一句口号，而是融入我们血脉的信仰。” 强思翰说。正是这种精神的传承与发扬，让建设者们在艰苦环境中始终保持昂扬斗志，不断战胜前进道路上的各种挑战。 如今，西天山特长隧道建设取得阶段性成果，隧道主洞出口端进尺突破4500米，工程进度过半。这条穿越冰川的“地下长龙”，正在一点点地拉近天山南北的距离，也在书写着中国基建穿山越岭的崭新传奇。 来  源 |《中国交通报》、五公司 供  稿 | 李玲、刘文华、薛静远 责  编 | 张凤珠