北京日报客户端 | 记者 丰家卫 通讯员 张凤华

“天山雪后海风寒，横笛偏吹行路难。”天山山脉横贯新疆东西，高原雪山，艰险绝美，在海拔3000多米的天山之上，由中交天和自主研制的全球首创新型压注式工法（TBM）硬岩掘进机“天山号”和“胜利号”，以及世界首创应用于高寒、高海拔地区的大深度、超大直径硬岩竖向掘进机“首创号”正在进行一场前所未有的“穿越天山”之旅。

“长隧短打”提高掘进效率

(资料图)

天山胜利隧道是国家“一带一路”重点项目乌尉高速公路控制性工程，全长22.1公里，是目前世界在建最长高速公路隧道。为了提高掘进效率，缩短工期，隧道采用“三洞+四竖井”施工法，中导洞进出口采用TBM硬岩掘进机掘进先行，通过车行横洞为左右双主洞开辟多个辅助工作面，将主洞切分成段，实现“长隧短打”，这种施工方式在国内高速公路隧道建设中属于首次应用。

天山胜利隧道中导洞进出口两端采用“天山号”和“胜利号”两台TBM对向掘进，目前已掘进成型合计18145米，超过中导洞总长的83%，现正以日均30米的速度快速掘进。

“天山号”和“胜利号”国产化率达98%以上

为顺利掘进天山胜利隧道，中交天和在世界范围内首次创新性融合敞开式TBM掘进机与压注式混凝土工法，使“天山号”和“胜利号”同时具备两种掘进模式和三种支护方式，即：对较好围岩条件采用敞开式工法掘进（TSA）模式;对破碎带、软弱围岩、岩爆地层采用单护盾钢模板压注式混凝土支护掘进（TE）模式；对极破碎带、软岩大变形、强岩爆地层采用单护盾钢管片支护掘进（TS）模式，避免塌方对作业人员和工程设备带来安全风险，确保在大变形、强岩爆、多断裂带等复杂地层下安全、环保、高效地掘进。“胜利号”“天山号”开挖直径8.43米、全长282米、重量约2000吨，国产化率98%以上，是建设天山胜利隧道的最关键装备。

掘进天山胜利隧道，“胜利号”日掘进最高达35米、月掘进最高达528米，创造了大直径TBM在高寒、高海拔、高地应力环境的掘进新纪录；“天山号”战胜坍塌、突泥涌水等世界性难题，在山体涌水多、断裂带核心区日涌水量达10000立方米情况下，安全穿越最大断层—F6断层（博阿断裂带），解决了隧道开挖的最大拦路虎，为后续掘进贯通和全线通车创造了条件。

自主研发竖向掘进机一次性开挖成型

2号竖井地处天山之巅，最低气温零下40余摄氏度，海拔3660米，岩石强度超200兆帕，为目前世界最深高速公路竖井，也是世界首个一次开挖成型的超大直径硬岩大深度竖井。因自然环境恶劣、地质状况复杂且建设标准高，中交天和在世界范围内首次将TBM破岩石工艺与传统钻进完美结合，成功研制世界首创高寒高海拔、大深度、超大直径硬岩竖向掘进机——“首创号”。

该掘进机刀盘直径11.4米，装机功率4500千瓦，整机高度44米，整机重量1350吨，额定扭矩8913千牛·米。采用全智能化掘进技术，零部件实现全国产化，是中交天和自主研发、创新发展的又一重大科技成果，实现超大直径竖井一次性开挖成型，也满足了竖井掘进的机械化、自动化和智能化需求。

天山胜利隧道作为新疆乌尉高速公路的“咽喉”工程，建成后来往车辆穿越天山仅需约20分钟，这将有效打通南北疆交通运输屏障，彻底告别翻山越岭、危险四伏的漫长旅程，乌鲁木齐至尉犁两地行车时间将由7小时缩短至3小时，对推动国家“一带一路”建设、加强南北疆联结融合和推动新疆经济社会发展具有重大现实意义和深远历史意义。