来源:环球网
12月26日,由中交天和自主研制的全球首创新型压注工法硬岩掘进机“天山号”“胜利号”,携手世界首台高寒高海拔高地应力超大直径竖向硬岩掘进机“首创号”联合攻坚建设的世界最长高速公路隧道——乌鲁尉高速公路全线通车!今后,乌鲁木齐至库尔勒的车程将从此前的约7小时缩短至约3小时。
挑战“隧道界珠峰”,创新工法破困局
天山胜利隧道是“一带一路”重点工程乌尉高速公路的核心控制性工程,面临高地应力、高寒、高地震烈度、高海拔、多断裂带、特长等“四高一多一特”的艰苦建设环境,被业界喻为隧道工程的“珠穆朗玛峰”。采用传统矿山法掘进施工,预计耗时约12年;而常规敞开式TBM工法,在极端破碎、富水、软岩等复杂地层面前同样寸步难行。
面对毫无先例可循的世界级挑战,中交天和创新研制出全球首创新型压注工法硬岩掘进机——“天山号”和“胜利号”。这两台掘进机开挖直径均达8.43米、总重量均超2000吨,创新性融合敞开式TBM与压注式混凝土支护工法,能根据地址地层智能切换掘进模式:在围岩完整段高效敞开掘进,在破碎软弱段迅速转换为压注混凝土支护,在极险区段即刻启用钢管片紧急加固。该设计让TBM首次在复杂地质中安全、快速、连续掘进,“胜利号”创下单日最高掘进35米、单月最高掘进528米的高寒高海拔纪录,“天山号”成功穿越日涌水量超万立方米的F6巨型断层,并于2024年12月提前17个月实现天山胜利隧道主体贯通。
攻克“世界级竖井”,垂直掘进攀高峰
为给天山胜利隧道装上高效的“呼吸系统”,深达707米的2号通风竖井成为必须攻克的另一座“高峰”。在海拔3660米、冬季气温低至零下40℃、岩石强度超200兆帕的极端环境下,传统的人工钻爆法不仅效率低下,还存在极高的安全和环保风险。
为此,中交天和量身定制世界首台高寒高海拔高地应力超大直径竖向硬岩掘进机“首创号”,这台开挖直径达11.4米的竖向硬岩掘进机,巧妙融合了TBM高效破岩技术与传统钻进工艺优势,在全球首次实现大直径硬岩竖井“一钻成井”和“掘进-排渣-支护”全过程智能化作业。针对天山高寒地带生态保护要求,“首创号”通过上提和下落—“泥浆+吊桶+下排渣”两种垂直排渣系统,精心守护天山生态。“首创号”实现单月最高垂直掘进达104米,并于2025年6月底成功贯通竖井,一举创下竖井深度、直径、海拔三项世界纪录,标志着我国在深地空间开发装备研制和应用领域取得了里程碑突破。
鏖战“地质博物馆”,TBM新锐显神威
贯通天山胜利隧道不是终点,而是中国隧道装备挑战更复杂工程的新起点。在被称为“地质博物馆”的世界最大高速公路隧道埋深纪录保持者的西天山昭温隧道和莫逊山隧道建设中,中交天和TBM家族再添新锐,持续书写长大隧道掘进的创新传奇。
为应对西天山昭温隧道76%区段埋深超千米、断裂带纵横交错、顶部覆盖千年冰川的极端作业环境,“昭苏号”与“温宿号”TBM在中交天和诞生。它们在“天山号”和“胜利号”基础上完成超过100项技术优化升级,配置超前地质预报、岩爆探测、可扩挖刀盘等先进系统,采用创新型工法,掘进速度提高超60%。“温宿号”创下单日最高掘进60.6米、单月最高掘进862.4米的高原新速度;“昭苏号”安全穿越最危险的360米断裂带,表现出超强的地质适应性。在涌水量巨大的莫逊山隧道,“温泉号”日均掘进超20米,掘进效率为传统爆破法的4倍以上,连续攻克多个高风险区段。
“建设和守护天山,就是在向科技之山攀登。”从天山胜利隧道到西天山隧道群落,无论是竖向硬岩掘进机还是压注工法硬岩掘进机TBM,都是中国高端工程装备制造全产业链协同创新的结晶。从智能化钻进、垂直导向、AI纠偏算法,到关键核心零部件的完全自主可控,无不彰显了中国制造、中国智造的强大实力。中交天和坚持以数字化、智能化和绿色化为目标,主动承担起推动科技进步和增强产业核心竞争力的重任,大力培育和发展新质生产力,切实发挥科技创新、产业控制和安全支撑三大作用,不断优化和调整功能定位,更好地服务国家发展战略和社会整体利益。
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