大路，出天山｜國家工業(yè)密碼·未來篇

小新說

“十四五”圓滿收官、“十五五”揚(yáng)帆起航之際，由中央網(wǎng)信辦網(wǎng)絡(luò)傳播局、國務(wù)院國資委宣傳工作局指導(dǎo)，國務(wù)院國資委新聞中心主辦的《國家工業(yè)密碼·未來篇》網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)傳播活動(dòng)正式啟動(dòng)。小新聯(lián)合中國科協(xié)創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院、總臺(tái)科晚、總臺(tái)《創(chuàng)新進(jìn)行時(shí)》欄目、中國移動(dòng)咪咕、國家電網(wǎng)英大傳媒、機(jī)械工業(yè)出版社、《人民畫報(bào)》雜志、《美術(shù)》雜志、星球研究所、混知等伙伴共創(chuàng)，以宏觀的產(chǎn)業(yè)視角、微觀的技術(shù)視角，生動(dòng)呈現(xiàn)中央企業(yè)在科技創(chuàng)新前沿取得的重大突破，在加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系進(jìn)程中的硬核力量，帶您讀懂中國工業(yè)的創(chuàng)新密碼。今天為您帶來《大路，出天山》，和總臺(tái)科晚一起帶您打卡烏尉高速。

在地圖上，

庫爾勒和烏魯木齊，

好像“貼”在新疆天山南北兩麓，

事實(shí)上，兩地通行，

繞過天山，

曾經(jīng)需要7個(gè)小時(shí)。

天山橫亙，道阻且長。

2025年12月26日，

由中交集團(tuán)歷時(shí)5年多建設(shè)而成的

G0711烏魯木齊至尉犁高速公路通車。

天山從此，一貫而通。

烏魯木齊到庫爾勒，現(xiàn)在只需3.5小時(shí)。

我們究竟，

是怎么“打穿”天山的？

名叫“勝利”的隧道，鑿山開路的壯舉

天山勝利隧道，烏尉高速建設(shè)項(xiàng)目的重要控制性工程，世界最長的高速公路隧道，全長約22.13km，最大埋深1112.6米，且在距離洞口約1.9km處就是“世紀(jì)大斷裂”博阿斷裂帶。

如果采用兩端對(duì)打的方式，一個(gè)洞只有兩個(gè)工作面，這座隧道貫通大約需要十幾年，而整條公路規(guī)劃建設(shè)期不過6年。艱苦攻關(guān)之下，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出并實(shí)現(xiàn)了在兩個(gè)主洞中間設(shè)置服務(wù)隧道的“三洞”方案——三條隧道同時(shí)平行向前掘進(jìn)，服務(wù)隧道（中導(dǎo)洞）采用TBM（硬巖掘進(jìn)機(jī)）快速掘進(jìn)，左右兩側(cè)隧道由于直徑遠(yuǎn)高于常見TBM，則采用傳統(tǒng)鉆爆法施工；TBM的日功效是傳統(tǒng)鉆爆的3-4倍，在它快速掘進(jìn)的同時(shí)，在其后向左右兩側(cè)開橫通道把主洞“切成小段”，由此開辟出30多個(gè)800米左右的短隧道同時(shí)施工，從而實(shí)現(xiàn)“長隧短打”，縮短工期至52個(gè)月。

這是一套建時(shí)高效，用時(shí)“高能”的方案。通車之后，左右兩個(gè)主洞是南北通行的主干道，中導(dǎo)洞則可用于應(yīng)急救援服務(wù)，隧道內(nèi)保留設(shè)置的3處橫通道轉(zhuǎn)換帶將中導(dǎo)洞和左右主洞連接，隧道劃分為4個(gè)獨(dú)立短區(qū)段，在局部發(fā)生事故時(shí)可實(shí)現(xiàn)跨洞借道通行，避免全線癱瘓。

而TBM掘進(jìn)，并非能夠簡簡單單“一掘而就”，過程中需要穿越多條斷裂帶，可能面臨突涌水、塌方、卡機(jī)等工程問題；同時(shí)勝利隧道進(jìn)口端屬于烏魯木齊河飲用水源一級(jí)水源保護(hù)區(qū)，環(huán)保要求極高，勘察需準(zhǔn)確預(yù)報(bào)TBM作業(yè)面的涌水量，為污水處理設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。

面對(duì)堪稱“地質(zhì)博物館”的山體巖層，“天山號(hào)”和“勝利號(hào)”兩大TBM以其巨大“身軀”，做著最“靈活多變”的工作。硬巖中，“撐靴”可以牢牢撐住巖壁，提供前進(jìn)動(dòng)力；較破碎巖層中，則使用鋼模板支撐，加注混凝土固定；極破碎巖層中，則以類似盾構(gòu)機(jī)的方式用鋼管片形成支護(hù)。“逢山開路”四個(gè)字，得到了一種極致的詮釋。

如果說施工勘探中傳統(tǒng)垂直鉆孔方式是“一孔之見”，為降低TBM施工風(fēng)險(xiǎn)、摸清巖隧道軸線的地質(zhì)情況，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)千米級(jí)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)鉆機(jī)，首次采用水平定向鉆勘探技術(shù)（HDD），如同使用“手術(shù)探針”，累計(jì)勘探長度達(dá)到4200m，達(dá)到了“一線之見”——水平鉆可起到排水泄壓和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的作用，利用水平孔進(jìn)行全孔高清數(shù)字化攝像等原位測試，全面、準(zhǔn)確地反映隧道軸線地層、巖性、地下水、斷層等工程地質(zhì)信息，為TBM穿越斷裂帶保駕護(hù)航。

長大隧道的通風(fēng)系統(tǒng)，是其運(yùn)營的重要保障，也是重點(diǎn)難題。為解決這一問題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為“三洞”配上了“四豎井”，即在隧道上方每間隔一段開一個(gè)“窗口”，起到分段通風(fēng)排煙的作用。

天山勝利隧道2-1號(hào)豎井，世界上直徑最大、深度最深的硬巖豎井，靠世界首個(gè)撐靴式豎向硬巖掘進(jìn)機(jī)“首創(chuàng)號(hào)”實(shí)現(xiàn)“一鉆成井”，這個(gè)“豎起來的TBM”，結(jié)合了常規(guī)TBM和石油鉆井的鉆頭技術(shù)，首次形成了成套的大直徑全斷面豎向掘進(jìn)施工關(guān)鍵技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵核心零部件全國產(chǎn)化，填補(bǔ)了我國在地下工程領(lǐng)域大直徑硬巖豎井全機(jī)械施工的空白。豎井可以把洞內(nèi)污濁的空氣通過排風(fēng)口向外抽排，再通過風(fēng)機(jī)把新鮮的空氣壓下來，吹往隧道里，持續(xù)不斷地為隧道注入自然風(fēng)流，隧道還搭載了智能通風(fēng)調(diào)控系統(tǒng)，對(duì)通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，保證這一氧氣稀薄地區(qū)的超長隧道內(nèi)空氣質(zhì)量良好。

“超級(jí)榫卯”的應(yīng)用嘗試，高山寒地的《營造法式》

永豐1號(hào)、2號(hào)大橋是烏尉高速全線唯一的裝配式橋梁下構(gòu)試點(diǎn)，也是國內(nèi)首個(gè)中高烈度地區(qū)高速公路裝配式橋梁建設(shè)項(xiàng)目。何謂“裝配式橋梁”——項(xiàng)目建設(shè)者借鑒傳統(tǒng)榫卯結(jié)構(gòu)，智慧創(chuàng)新采用新型承插式連接，相比現(xiàn)澆工藝施工效率提升6倍。

“新方式的創(chuàng)新點(diǎn)在于大橋墩柱和蓋梁承插孔不使用鋼筋連接，而是采用高強(qiáng)度灌漿料進(jìn)行‘黏合’。”項(xiàng)目總工朱根深介紹起兩座“榫卯”大橋的獨(dú)特之處。施工過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)構(gòu)件精度拼裝工序、灌漿質(zhì)量進(jìn)行了多輪優(yōu)化，墩柱模板拼裝、鋼筋綁扎、預(yù)制構(gòu)件安裝、承插間隙灌漿等，每個(gè)環(huán)節(jié)都精準(zhǔn)到了“毫米級(jí)”。

烏尉高速公路貫穿天山南北，所處地區(qū)地震頻率高、強(qiáng)度大。要想在天山下完美搭好這座“榫卯”大橋，每個(gè)施工環(huán)節(jié)，尤其是蓋梁這一復(fù)雜構(gòu)件的預(yù)制和安裝，精準(zhǔn)到“毫米級(jí)”不容有失，而要做到“毫米級(jí)”，預(yù)制過程中蓋梁的承插孔位置控制是關(guān)鍵。“其中的鋼筋綁扎是重中之重，是決定承插槽孔位置的‘準(zhǔn)星’”，技術(shù)員張維多次觀察發(fā)現(xiàn)，僅靠人工操作無法達(dá)到5毫米的精度控制要求，蓋梁預(yù)制一時(shí)遭遇困境。

“測量建筑物需要滿足長度需求的鋼尺，鋼筋綁扎要做到分毫不差也得借助工具輔助才行。”方案優(yōu)化會(huì)上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開啟了一場討論。“為何不借鑒‘榫卯’結(jié)構(gòu)思路定制一種有凹槽的‘大尺子’呢？”朱根深的建議，令大家眼前一亮。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)迅速定制了一款有定位凹槽的特殊“尺子”，不僅能確保鋼筋間距的精準(zhǔn)，還能像堅(jiān)實(shí)的“臂膀”一樣對(duì)鋼筋籠起到支撐作用，可謂一舉兩得。

解決了承插槽孔精度問題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)又開啟了蓋梁施工攻堅(jiān)之旅，作為承上啟下的關(guān)鍵部位，蓋梁的精確安裝有利于控制橋面和路面施工的平整度。第一個(gè)“法寶”，便是在蓋梁施工中采用工字鋼梁和抱箍代替?zhèn)鹘y(tǒng)的支架作為臨時(shí)支撐體系——在每根墩柱上安裝兩個(gè)抱箍，“雙保險(xiǎn)”可以增加摩擦力，避免下滑風(fēng)險(xiǎn)，團(tuán)隊(duì)還在抱箍與墩柱之間鋪設(shè)了一層土工布，增強(qiáng)抱箍穩(wěn)固性，盡可能避免安裝過程“劃傷”墩柱。

兩個(gè)墩柱之間的工字鋼下，各有兩個(gè)砂筒起到“千斤頂”的作用，這是項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)控制蓋梁精度的又一“法寶”。“砂筒里面是沙子，可以通過螺絲控制沙子的流出調(diào)節(jié)工字鋼梁的高度，很好地控制精度”，張維說。

這場融合傳統(tǒng)智慧的“超級(jí)榫卯”的極致應(yīng)用，在茫茫天山，書寫了一頁當(dāng)代的《營造法式》。

與大自然的“智慧對(duì)弈”，守護(hù)山水的厚重使命

在新疆這片美麗土地上穿隧架橋，環(huán)保，是絕不能逾越的紅線。

烏尉高速線路穿越烏魯木齊河二級(jí)水源保護(hù)地，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過實(shí)施河流改道工程，精準(zhǔn)規(guī)劃建設(shè)導(dǎo)流水渠，使河流自然繞開施工區(qū)，從源頭避免干擾；同時(shí)，在天山勝利隧道施工現(xiàn)場建設(shè)了3座生產(chǎn)廢水處理廠，日均處理能力達(dá)1.75萬立方米，出水水質(zhì)達(dá)到地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，并全部回收用于生產(chǎn)、降塵、綠化等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了施工廢水“零排放”與水資源循環(huán)利用。

面對(duì)隧道開挖產(chǎn)生的巨量洞渣，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)利用專業(yè)化加工生產(chǎn)線，將廢石料轉(zhuǎn)化為合格的碎石、機(jī)制砂及各類預(yù)制構(gòu)件，大幅提升了資源化利用率，顯著減少了棄渣場土地的占用，更最大限度降低了對(duì)脆弱山區(qū)環(huán)境的影響。

前峽1號(hào)特大橋全長1934米，位于天山峽谷地帶，地形起伏劇烈，總體順河道布設(shè)，兩次上跨G216國道，多次跨越烏魯木齊河。橋位下方，三條引自烏魯木齊河的輸水管線縱橫交錯(cuò)，其中一條穿過大橋左幅樁基區(qū)域。該管線建設(shè)年代久遠(yuǎn)，資料缺失，走向難以精準(zhǔn)鎖定，且埋深均在5米以上。灌注樁稍有偏差，就可能影響數(shù)萬居民用水。

面對(duì)“看不見、摸不清”的風(fēng)險(xiǎn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持“慢即是快”，避開豐水期，在枯水期組織施工。針對(duì)樁基多、距離河道近、生態(tài)要求高的實(shí)際，一場圍繞施工工藝的討論隨即展開。“旋挖鉆機(jī)成孔快、污染小，但成本高。”在反復(fù)比選后，團(tuán)隊(duì)最終選定全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合鋼護(hù)筒跟進(jìn)施工工藝，將樁基施工全過程封閉在護(hù)筒內(nèi)，有效阻斷泥漿外泄通道，實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)與成本控制的雙重平衡。

大路出天山，

從此南北疆再無“一日方還”。

烏尉高速，

這條國家綜合立體交通網(wǎng)

“六軸七廊八通道”主骨架的

重要路段，

東可銜接京津冀、長三角，

南可銜接西部陸海新通道，

通達(dá)粵港澳大灣區(qū)和成渝地區(qū)，

更會(huì)成為我國東部經(jīng)濟(jì)圈

與亞歐國家連通的重要樞紐。

一代一代的建設(shè)者們，

用堅(jiān)韌、智慧、探索、創(chuàng)新，

把“逢山開路，遇水搭橋”

譜成中國的萬千氣象。

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撰稿&責(zé)任編輯丨程鏡睿

校對(duì)丨陳婷 葛瑞蒂

執(zhí)行主編丨劉海草 張灝然

內(nèi)容來源｜中交集團(tuán) 星球研究所