20分鐘穿越新疆天山!世界最長高速公路隧道通車

撰文︰晨希

  全世界最長的高速公路隧道——新疆「天山勝利隧道」近日通車,穿越天山,連接南北疆,將原來3小時的盤山路大幅縮短至僅20分鐘。

  為甚麼非要在天山挑戰「地獄級」的工程難度?中國「基建狂魔」是如何再次將天塹變通途呢?

天山勝利隧道出入口
天山勝利隧道入口(圖左)和出口(圖右)。(網上圖片)

為何非要打通天山?

  這條全長22.13公里的隧道,相當於10座香港青馬大橋的長度總和。天山勝利隧道屬於「烏尉高速」的一部分,它的通車亦標誌着「烏尉高速」全線投入使用。

烏尉高速地形
烏尉高速是串連南北疆的交通大動脈,沿線地形極為複雜。(網上圖片)

  通車之後,新疆烏魯木齊到庫爾勒的車程,從7小時縮短到3.5小時。這意味着,南北疆之間翻山通行的歷史被改寫,地理屏障徹底被打破。南北疆之間的人員、物資、流動更快,經濟聯繫也更為緊密。

天山勝利隧道地圖
天山勝利隧道是中國加快建設「交通強國」的重大標誌性工程之一。(圖片來源:央視視頻截圖)

  天山勝利隧道的通車,遠不僅是一項世界紀錄,更是有很多惠民的好處。首先,項目建設期間和運營期分別為當地群眾提供就業崗位1,582個和1,210個,其中少數民族佔比超80%。

  其次,天山南北的通行時間縮短,實現南北疆一日遊,也讓遊客能夠更高效地探索新疆。新的旅遊模式和產品將被開發,為沿線旅遊業帶來了新機遇。

挑戰「地獄級」工程難度

  天山的地質極為複雜,建設團隊必須與多達16條斷裂帶和各種不良地質進行博弈。有的岩石在地下水湧出後用手一捏就碎。工程師形容,「在天山打隧道,就像在豆腐腦裏做工程。」

  面對如此「地獄級」的挑戰,工程師使用了中國自主研製的全球首創「新型壓注式工法硬岩掘進機」(TBM);同時,這項工程還採用中國首個「三洞並行」方案,增加工作面,最多的時候同時有14個工作面在開工,降低單洞掘進難度,成功將隧道工期從10年大大縮短到5年。

天山勝利隧道三洞並行
天山勝利隧道首次採用「三洞並行」方案,大大縮短工期。(圖片來源:央視視頻截圖)

  延伸閱讀:世界最長高速公路隧道 新疆天山勝利隧道挑戰高難度

  此外,隧道裏的最大地應力值將近22兆帕,這相當於一個指甲大小的岩石,就要承受200多公斤重量。建設團隊為了抵抗強烈的擠壓力,研發出70釐米厚的泡沫混凝土,作為減震吸能結構。

  如此高難度的工程,建設過程當然不是一帆風順。

  掘進過程中,一條地質勘測未發現的斷層蝕變帶差點成了「攔路虎」。掘進機的刀盤「吃硬不吃軟」,於是被膏泥卡住,重達2,800多噸的掘進機就像大象陷入了泥潭一樣。團隊耗費14個月,才推進30多米,終於解救出「被困」的掘進機。

天山勝利隧道掘進機
天山勝利隧道使用的掘進機長超過280米,重超過2,900噸,刀盤直徑8.43米,如同一隻地下蛟龍。(網上圖片)

超長隧道如何「呼吸」與保溫?

  然而,即使打通了超長隧道,還需要考慮另外兩個難題——通風與保溫。

  天山勝利隧道的最大埋深超過1,100米,又深又長的隧道能僅僅依靠兩邊隧道口通風嗎?答案是不能。隧道內部的通風要使用豎井。工程師想方設法讓四組通風豎井從山頂落下,連接兩條主隧道,將隧道「拆」成5段分別通風。

  因此,除了「世界最長高速公路隧道」,這條隧道還擁有另一個世界之最——世界最深、直徑最大、海拔最高的高速公路豎井。它的深度達707米,相當於2座香港中環中心的高度。

天山勝利隧道豎井
天山勝利隧道豎井模擬圖。(網上圖片)

  如此規模的豎井,可不是一般掘進機能打通。為了突破地形等各種因素限制,中國自主研發世界首台「高寒高海拔超大直徑硬岩豎向掘進機」——「首創號」。它所採用的全新鑽井工藝,既能實現井下無人操作,又能避免排渣對環境造成的污染。

  通風問題解決了,那如何保溫?

  要知道,天山勝利隧道處於3,000多米的高海拔高寒環境,年平均氣溫-5.4℃,最低溫可達零下41.5℃。如果不為隧道做保暖措施,很可能因為結冰影響路面狀況,甚至破壞隧道結構。

  除了在混凝土表面鋪設保溫層,團隊還巧妙利用山體內部恆溫的地熱資源,向下深鑽入80米(相當於30層樓高),通過換熱管路為隧道穩定加熱。

天山勝利隧道彩繪
長距離密閉空間容易造成駕駛疲勞,為了提高駕駛員開車的舒適性,建設團隊在隧道內壁製作彩繪,展現雪山、伊犁花海、巴音布魯克草原等自然景觀。(網上圖片)

建廢水處理廠 保護天山生態

  建設天山勝利隧道,不僅面臨地質和工程方面的難題,更有生態保育方面的挑戰。

  距離天山勝利隧道進口端10多公里處,就是天山一號冰川保護區,是雪豹的棲息地。整個施工路線穿過烏魯木齊河飲用水源二級保護區,絕不能造成污染。

  為了妥善處理洞內排除的巨量水流,天山勝利隧道內、外共建設了3座廢水處理廠,處理隧道掘進過程中產生的施工廢水和天山斷裂帶湧出的裂隙水,並且全部循環利用,用於隧道生產、設備降溫、路面除塵、植被綠化等。

廢水處理廠
天山勝利隧道入口處廢水處理廠。(網上圖片)

  天山勝利隧道所在的烏尉高速,與如今在建的昭溫公路、獨庫高速等重大動脈一起,共同編織一張「七橫八縱」的立體交通網。向東3,000多公里,可以到達中國任意一個城市;向西3,000多公里,也可以抵達中亞任何一個國家。

  「疆內環起來、進出疆快起來、南北疆暢起來、進出境聯起來」的目標正加速實現。

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