圖片說(shuō)明：

圖片說(shuō)明2：“首創(chuàng)號(hào)”效果圖

圖片說(shuō)明：

圖片說(shuō)明1：“首創(chuàng)號(hào)”露出刀盤，2號(hào)豎井正式貫通落底。

本報(bào)赴新疆特派記者 梁希理 李正儒

作為我國(guó)加快建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)的重大標(biāo)志性工程之一，位于新疆的天山勝利隧道工程繼去年底全線貫通后，再次迎來(lái)重要節(jié)點(diǎn)，2號(hào)通風(fēng)豎井日前正式貫通落底。至此，天山勝利隧道項(xiàng)目8座豎井實(shí)現(xiàn)全部貫通，對(duì)后續(xù)通車運(yùn)營(yíng)奠定了基礎(chǔ)。這一世界最深高速公路豎井的貫通落底，由中交集團(tuán)自主研發(fā)的世界首臺(tái)高寒高海拔超大直徑硬巖豎向掘進(jìn)機(jī)“首創(chuàng)號(hào)”實(shí)施。《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者日前現(xiàn)場(chǎng)直擊了2號(hào)豎井貫通的瞬間：“首創(chuàng)號(hào)”刀頭“咬”碎豎井底部巖層，刀盤緩緩露出。貫通現(xiàn)場(chǎng)一片沸騰。到底這一貫通工程難度有多大？“首創(chuàng)號(hào)”在其中發(fā)揮了怎樣不可或缺的作用？針對(duì)相關(guān)問(wèn)題，《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者在貫通現(xiàn)場(chǎng)采訪了多位工程技術(shù)專家。

為天山勝利隧道打通“呼吸中樞”

天山勝利隧道全長(zhǎng)22.1公里，最大埋深超過(guò)1100米，是世界最長(zhǎng)的高速公路隧道。2號(hào)豎井順利落底貫通，確保了烏尉高速公路年底具備通車條件。隧道建成后，穿越天山僅需20多分鐘。烏尉高速公路全線建成通車后，烏魯木齊市到南疆庫(kù)爾勒市的駕車時(shí)長(zhǎng)，將從7小時(shí)左右縮短到3個(gè)多小時(shí)。為縮短工期，和以前挖隧道大多采用“雙洞對(duì)挖”的方式不同，天山勝利隧道采用“三洞+四豎井”整體布局形式?！叭础敝械淖?、右兩個(gè)主洞是車輛南北通行的主干道，中導(dǎo)洞則是具有服務(wù)功能的隧道。“四豎井”是隧道的通風(fēng)通道。

隨著掘進(jìn)距離增加，工作面逐步遠(yuǎn)離洞口，施工中產(chǎn)生的煙塵等有害氣體無(wú)法自然排放；隧道后期運(yùn)營(yíng)也同樣存在通風(fēng)、排煙等需求。而天山勝利隧道4處8座豎井，就好比隧道的“呼吸中樞”，幫助隧道實(shí)現(xiàn)縱向通風(fēng)。

中國(guó)交建新疆烏尉公路包PPP項(xiàng)目總經(jīng)理部總工程師劉開之對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者介紹，此次貫通的2號(hào)豎井深707米，比廣州塔“小蠻腰”還高出100多米，是當(dāng)今世界最深的高速公路豎井，“2號(hào)豎井選址是經(jīng)過(guò)精密計(jì)算、實(shí)際勘察得來(lái)，并非為沖擊‘世界之最’才修建，這也恰恰說(shuō)明了這座豎井建設(shè)的不易”。

高寒高海拔，天山無(wú)人區(qū)的極限挑戰(zhàn)

在2號(hào)豎井貫通落底當(dāng)天，本報(bào)另一位記者隨車前往近3700米海拔的豎井施工區(qū)。正值6月，2號(hào)豎井項(xiàng)目指揮部辦公室仍在用暖氣片取暖。剛下過(guò)一陣雨，氣溫猛地降到零度以下，記者身著羽絨服才剛能御寒。由于高反，記者感覺(jué)走路發(fā)飄，心跳加快，腦袋發(fā)暈。難以想象，施工人員長(zhǎng)年累月駐扎在工區(qū)，要頂住高寒高海拔之苦保證施工進(jìn)展。在施工區(qū)，記者還看到了一間專門的制氧室，可供隨時(shí)吸氧。一輛急救車停放一旁，車內(nèi)配有急救設(shè)備和醫(yī)護(hù)人員，施工人員一旦出現(xiàn)身體不適，可馬上到車內(nèi)檢查。

據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解，2號(hào)豎井施工區(qū)位于天山南麓深處，原本屬于“無(wú)人、無(wú)水、無(wú)路、無(wú)電”的無(wú)人區(qū)。海拔近3700米，缺氧、高寒、多風(fēng)。豎井區(qū)域常年溫度較低，年平均氣溫為零下5.4攝氏度，極端低溫達(dá)零下40攝氏度。

新疆烏尉公路包PPP項(xiàng)目WYTJ-05標(biāo)段豎井工區(qū)主任董嘉梁回憶，他剛到豎井時(shí)，生活區(qū)板房才剛搭出個(gè)雛形，內(nèi)部水暖設(shè)施還沒(méi)完善。溫度低的時(shí)候，夜晚常常要裹著幾床大棉被才能入睡。后來(lái)才有了現(xiàn)在規(guī)劃整齊、通上水電暖的生活區(qū)、辦公區(qū)。

天山惡劣的自然環(huán)境、復(fù)雜的地質(zhì)條件，以及天山勝利隧道項(xiàng)目高標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)要求，都對(duì)施工技術(shù)裝備帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。據(jù)中交天和南京分公司副總工程師高迎可介紹，一是11.4米的豎井開挖直徑意味著較大的出渣量，豎向運(yùn)輸壓力大。天山勝利隧道主洞、中導(dǎo)洞施工的水平挖掘，施工車輛可以在洞內(nèi)進(jìn)出，產(chǎn)生的廢渣可快速運(yùn)出。而2號(hào)豎井埋深近千米，豎井施工產(chǎn)生的廢渣和需要的物料，只能靠提升設(shè)備一點(diǎn)一點(diǎn)從井下拉上來(lái)。二是地形條件復(fù)雜，巖石地應(yīng)力高，開挖水量大。豎井經(jīng)過(guò)多個(gè)復(fù)雜巖層，巖石強(qiáng)度最高達(dá)200MPa，掘進(jìn)時(shí)容易發(fā)生堪比四五級(jí)地震的巖爆。再加上天山地下巖層含水量大，施工越往深處掘進(jìn)，裂隙涌水風(fēng)險(xiǎn)就越大。高迎可回憶，“最嚴(yán)重的一次涌水，每小時(shí)水量達(dá)到30多立方米。如果3小時(shí)內(nèi)不及時(shí)排水，設(shè)備部件都要被淹?！?/p>

無(wú)先例可循，創(chuàng)三項(xiàng)世界第一

據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解，豎向掘進(jìn)機(jī)的原理，是利用旋轉(zhuǎn)的破巖刀具對(duì)巖石進(jìn)行擠壓、切割和破碎，然后通過(guò)排渣系統(tǒng)將碎石和泥土等排出井外，從而不斷向前掘進(jìn)。

在“首創(chuàng)號(hào)”掘進(jìn)機(jī)內(nèi)部，本報(bào)記者仿佛置身在一座垂直的鋼鐵堡壘之中，這里四周布設(shè)了各類電器設(shè)備、操作系統(tǒng)，留給人通行的空間十分逼仄。在上下層之間穿行需要借助扶梯、爬梯，人高馬大的施工人員經(jīng)常要低著頭、側(cè)著身，很難以正常姿勢(shì)行走，衣服上還沾上厚厚一層灰。機(jī)器轟鳴聲嘈雜，巖層滲漏的水流不時(shí)打在安全帽上。

這些看起來(lái)并不“高大上”的工作場(chǎng)景，與“首創(chuàng)號(hào)”刷新豎向掘進(jìn)機(jī)施工豎井深度、直徑、海拔三項(xiàng)世界紀(jì)錄形成了鮮明反差。據(jù)介紹，“首創(chuàng)號(hào)”整機(jī)高度44米，整機(jī)重約1350噸，刀盤直徑11.4米，具有強(qiáng)大的破巖能力，能夠適應(yīng)2號(hào)豎井的堅(jiān)硬地層，從而實(shí)現(xiàn)高效掘進(jìn)?！笆讋?chuàng)號(hào)”也首次將全斷面硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）破巖工藝與豎向掘進(jìn)完美結(jié)合，相當(dāng)于把TBM豎著挖，并實(shí)現(xiàn)超大直徑豎井“一鉆到底”，避免了傳統(tǒng)鉆爆法對(duì)巖石的擾動(dòng)，還將作業(yè)人員從惡劣的施工環(huán)境解脫出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了井下無(wú)人化操作。

“全球無(wú)先例可參考，連設(shè)計(jì)規(guī)范都是空白。”中交天和設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)張新道出艱辛。盡管團(tuán)隊(duì)已開展過(guò)超大直徑豎向掘進(jìn)機(jī)的排渣等前期研究工作，但在技術(shù)的成功落地、工程化驗(yàn)證等方面還存在一定考驗(yàn)。在“首創(chuàng)號(hào)”實(shí)施過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)還與國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈廠家進(jìn)行聯(lián)合科研，攻克設(shè)備性能的種種難題。據(jù)張新介紹，“首創(chuàng)號(hào)”開啟掘進(jìn)后，技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)入駐現(xiàn)場(chǎng)，逐步解決泥漿出渣系統(tǒng)、刀具、控制系統(tǒng)等相關(guān)問(wèn)題，不斷優(yōu)化改進(jìn)。

中交天和南京分公司副總經(jīng)理康健對(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者表示，過(guò)去公路豎井開挖主要以人工鉆爆法實(shí)施，而“首創(chuàng)號(hào)”研發(fā)并工程化應(yīng)用，真正把高速公路豎向掘進(jìn)機(jī)施工從圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

在現(xiàn)場(chǎng)親歷“首創(chuàng)號(hào)”刀盤破巖而出的中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）力學(xué)與土木工程學(xué)院教授楊立云直言見(jiàn)證了建井史上的“歷史性一刻”，“對(duì)建井行業(yè)而言，‘首創(chuàng)號(hào)’一鉆成井具有開創(chuàng)性，期待豎井掘進(jìn)機(jī)在行業(yè)內(nèi)盡快普及應(yīng)用?！?/p>

大國(guó)重器國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快，基建裝備實(shí)現(xiàn)自立自強(qiáng)

國(guó)產(chǎn)裝備關(guān)鍵技術(shù)突破，對(duì)于引領(lǐng)基建自主化進(jìn)程發(fā)揮著重要作用。張新向《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者例舉了一次技術(shù)攻關(guān)。初期在花崗巖地層作業(yè)時(shí)，泥漿泵軸套磨損嚴(yán)重，使用壽命僅約一周。團(tuán)隊(duì)放棄成本高昂、交貨周期長(zhǎng)的采購(gòu)方案，轉(zhuǎn)而聯(lián)合國(guó)內(nèi)廠商攻克材料工藝，最終將泥漿泵成本從百萬(wàn)元級(jí)降至約20萬(wàn)元，壽命同步提升。

同步應(yīng)用于天山勝利隧道工程的“天山號(hào)”“勝利號(hào)”TBM掘進(jìn)機(jī)，同樣由中國(guó)自主研制完成，是打通天山勝利隧道的關(guān)鍵裝備。這顯著降低了設(shè)備成本，也提高了設(shè)備供應(yīng)的穩(wěn)定性和自主性。

在康健看來(lái)，實(shí)現(xiàn)大國(guó)重器的高度國(guó)產(chǎn)化不再是空話，一方面將帶動(dòng)設(shè)備水平的提高，另一方面國(guó)產(chǎn)自主研制的高精尖設(shè)備一旦全面推廣，也會(huì)帶動(dòng)整個(gè)供應(yīng)鏈發(fā)展?！耙郧拔覀児?yīng)鏈大部分都是學(xué)別人，很快就會(huì)出現(xiàn)別人跟在我們后面學(xué)?！?/p>