“天山号”“成功号”的“贯穿天山”之旅
“天山号”“成功号”的“贯穿天山”之旅
一山横亘界南北，万古奇雄塞大荒。天山山脉横贯新疆东西，高原雪山，险阻绝美，自古以来就为人称道。在这人类目光难以企及的高度，由中交天和自主研制的全球创始新式压注工法（TBM）硬岩掘进机“天山号”“成功号”正在进行一场史无前例的“贯穿天山”之旅。
天山号步进前照片
成功号现场组装时照片
天山成功地道是我国“一带一路”要点项目新疆乌尉高速公路的控制性工程，具有“一长、一多、二深、五高”特色。“一长”，是指地道全长约22.1公里，约为5座南京长江大桥的总和，是当今世界最长高速公路地道。“一多”，是指断裂带多，地道需穿越16个地质断裂带，施工难度极高。“二深”，指竖井深，地道2号竖井深706米，比我国最高修建——上海中心大厦还高出80米，是当今世界最深高速公路竖井；地道埋深深，最大埋深达1112.2米。“五高”，是指高地应力、高地震烈度、高环保要求、高寒、高海拔，其间：地应力最大达21.8兆帕，相当于人手指盖巨细岩石需承受218公斤分量，极易引发地道内部呈现岩爆现象，发生堪比四级地震的振幅强度。如此杂乱的地质情况和自然环境，传统矿山法及单一敞开式TBM工法很难满足施工要求。
“天山号”“成功号”开挖直径均为8.43米、全长各位为282米、分量别离约2000吨，国产化率均为98%以上，可完结在多种世界级杂乱地层下安全、环保、高效地掘进。为应对天山成功地道工程杂乱的地质环境及极高的施工难度，中交天和在世界范围内首次立异性融合敞开式TBM掘进机与压注混凝土工法，从而使“天山号”“成功号”具有两种掘进形式、三种支护方法，即：在较好围岩条件下，选用敞开式工法掘进(TSA)形式；在破碎带、脆弱围岩、岩爆地层，选用单护盾钢模板压注式混凝土支护掘进（TE）形式；在极破碎带、软岩大变形、强岩爆地层段，选用单护盾钢管片支护掘进（TS）形式。
中交天和党委书记、董事长张伯阳出席下线仪式时曾表明，“天山号”“成功号”是决议天山成功地道工程能否顺畅实施的关键设备，这是TBM设备范畴的重大立异，推进了TBM施工工法在业内完结了新突破。目前，中交天和联合中科院研制的国产主轴承成功问世，国产超大直径盾构全国产化“最后一公里”即将被打通；盾构机无人化掘进核心技能日趋成熟，未来将持续融合优化现有技能，展开自主掘进、一体化拼装超大直径盾构研制，加速进入盾构掘进无人化年代；拥有近200人的“高、精、尖”设计研制团队和近300人的维保技能服务团队，可为掘进施工供给技能支持和“保姆式”服务。中交天和将不断加大科技立异、抢占开展先机，引领超大直径盾构开展方向，为“大国重器”建造作出卓越贡献。
2020年3月，新疆乌尉高速公路正式开工，建造者们从全国各地奔向莽莽天山。就天山成功地道而言，选用传统施工工艺，需耗时72个月。建造者们立异性选用“三洞+四竖井”施工法，发明性引入大国重器——“天山号”“成功号”，在中导洞安稳掘进，经过横通道将左右双主洞分隔成若干短地道，添加作业面，掘进功率大为进步，工期缩短约30%。
2020年11月，位于成功地道出口端的“成功号”传来喜讯，完结敞开式掘进与压注混凝土工法切换，以每天10米的掘进速度完结200米断裂带压注法施工，积累了高寒高海拔杂乱地质条件下新式TBM施工经历，推进了杂乱地质条件下超长地道建造技能进步，为特殊地层地道建造供给了宝贵经历。天山成功地道工程甲方代表强调指出，“成功号”除具有传统敞开式TBM全部功能外，遇到大断层破碎带、软岩大变形、岩爆、突泥突水、高地应力等世界性难题，只需切换掘进形式，即可完结在多种杂乱地层下安全、环保、高效掘进。一起，压注法施工还具有无需混喷、无需清渣、施工环境好、机械化程度高、支护工程量小、劳动强度低且成型衬砌质量好等突出长处。
“成功号”用压注工法掘进成型的山体地道
2021年7月，成功地道进口端迎来重大成功，“天山号”打败崩塌、突泥涌水等世界性难题，在山体涌水多、断裂带核心区日涌水量高达10000立方米的施工难度下，安全贯穿成功地道最大断层—F6断层（博阿断裂带），解决了地道开挖的最大绊脚石，为后续掘进贯通和项目全线通车发明了条件。博阿断裂带是一条以不同深度、不同变形和不同运动方向长期活动的复合区域深大断裂带，总长度约400米，其间：核心带长100米，地质杂乱、岩体破碎，且富含水体，含花岗闪长岩、碳质板岩等10余种岩石，被地质专家称为“地质博物馆”。到目前，“天山号”“成功号”已安全、环保、高效掘进经过13条断裂带。
中交天和副总工程师、设计研制总院院长靳党鹏介绍：在天山成功地道掘进作业中，“天山号”“成功号”科技立异带来的叠加效应非常显着。目前，“天山号”“成功号”已获发明、实用新式专利20余项，掘进施工已超越地道总长的70%，其间：“成功号”日掘进35米、月掘进528米，发明了大直径TBM在高寒、高海拔、高度地应力环境中掘进的新纪录。估计2023年10月“成功号”“天山号”将天山成功地道中段成功“会师”，完结世界最长高速公路地道的顺畅贯通。
新疆乌尉高速公路是丝绸之路经济带核心区要点交通工程，对推进新疆丝绸之路经济带核心区建造，促进南北疆经济开展和区域优势开发具有重大意义。天山成功地道作为乌尉高速公路的“咽喉”工程，建成后将打通南北疆交通运输屏障，穿越天山仅需约20分钟，新疆首府乌鲁木齐与重要城市库尔勒的车程将自7个多小时缩短至约3小时。
