看中国造TBM在新疆公路建设中大显身手

天山网-新疆日报记者 逯风暴

G0711乌鲁木齐至尉犁高速公路通车了，5年多建设中，3台“大国重器”——硬岩掘进机（TBM）立下了汗马功劳。也正是看到了TBM在乌尉高速建设中的作用，此后，新疆多个公路项目引进TBM掘进隧道，成为新疆公路建设一道亮丽的风景。

天山胜利隧道进口端TBM。柳新鹏摄

利用TBM掘进隧道，在我国水电、铁路、市政等建设领域已不是新鲜事。早在20世纪90年代，西康铁路秦岭隧道就首次从德国引进TBM建设。

但TBM投入成本大，项目建设从成本方面考虑，会谨慎选用TBM。

天山胜利隧道全长22.13公里，是乌尉高速节点工程，设计之初，隧道曾有“两洞+斜竖井”设计。施工工法采用钻爆法+斜竖井辅助施工，这一工法施工难度大、工期预计超过10年。若采用钻爆法+全断面TBM法+斜竖井工法施工，不仅投资规模巨大，还存在较大风险。

经过比对，最后选用了三洞方案，采用主洞钻爆法+服务隧道TBM+竖井施工。这是国内公路建设首次采取“三洞+四竖井”的建设方案，也就是在传统左右双主洞的基础上又加一个中导洞，主洞采用人工钻爆方式掘进，中导洞用TBM施工。

施工时先打中导洞，然后向两侧主洞打出横通道，把主洞像切香肠一样分成若干段，开辟出多个工作面同时施工，从而实现“长隧短打”，大幅缩短工期。

中导洞选用由中交天和机械设备制造有限公司自主研发的“天山号”“胜利号”掘进机。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，能根据实际情况智能切换掘进模式，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。

施工中，“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”则成功穿越日涌水量超万立方米的F6巨型断层。最终，双机携手攻坚，于2024年12月提前17个月实现隧道主体贯通。

天山胜利隧道2号竖井落底贯通。图/中交新疆交通投资发展有限公司提供

天山胜利隧道深达707米的2号通风竖井也遇到了使用哪种工法的难题。

2号通风竖井施工区域海拔3660米、冬季气温低至零下40摄氏度、岩石强度超200兆帕，使用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，中交天和公司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TBM，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。

中导洞和竖井由“天山号”“胜利号”TBM和“首创号”TBM掘进，不仅提高了效率，竖井施工还创下全球最深“一钻成井”硬岩掘进纪录。

“首创号”TBM实现单月最高垂直掘进达104米，并于今年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。

国产TBM在乌尉高速公路建设中大显身手，G219温泉至霍尔果斯、昭苏至温宿公路建设也引进了3台TBM，用于莫逊山隧道和西天山隧道施工。

莫逊山隧道的“温泉号”以及西天山隧道的“昭苏号”和“温宿号”TBM在隧道建设中发挥了巨大作用，“温宿号”创下单日掘进60.6米、单月掘进862.4米的新速度；“昭苏号”则安全穿越最危险的360米断裂带，展现出超强地质适应性。在涌水量巨大的莫逊山隧道，“温泉号”TBM日均掘进超20米，效率达到传统爆破法的4倍以上，连续攻克多个高风险区段。

如今，另一条穿越天山的高速公路——G3033奎屯至独山子至库车高速公路先导工程也于9月开工，公路依然有多个隧道穿山而过，至于隧道建设是否会引进TBM施工，持续书写长大隧道掘进的创新传奇，且拭目以待。