12月1日,世界最长高速公路隧道——天山胜利隧道进入贯通前百米冲刺阶段。实现隧道贯通在即的中交天和首创新型压注工法(TBM)硬岩掘进机“天山号”“胜利号”将在此会面。
天山胜利隧道平均海拔3200m,具有四高一多一特(即高地应力、高寒、高地震烈度、高海拔、多断裂带、特长)的特点,属特长高寒高海拔公路隧道。TBM掘进中遭遇了大断层破碎带、软岩大变形、岩爆、突泥突水、高地应力等难题。隧址地震烈度为Ⅷ度、最大涌水量约29000m3/天,高压涌水水压可达4MPa(相当于400m水深压力)。
恶劣的自然环境和复杂的地质状况,传统矿山法和单一敞开式TBM工法均难满足掘进要求。若采用常规的钻孔爆破方法,天山胜利隧道贯通大概需要12年。该隧道建设采用“TBM中导洞+主洞钻爆法”组合工艺,利用TBM快速掘进的优势,为双主洞开辟辅助工作面,实现“长隧超短打”,高峰期可实现主洞6个工作面同时作业,工期可缩短至52个月。
为克服以上难题,中交天和首次提出压注混凝土工法理念,保证隧道施工的安全,并将压注混凝土工法与TBM掘进机进行创新性融合,研制出具备两种掘进、三种支护模式的DTSES工法TBM掘进设备。
掘进中,“胜利号”日掘进最高达35m、月掘进最高达528m,创造了大直径TBM在高寒、高海拔、高地应力环境的掘进新纪录。“天山号”80天即成功穿越该隧道最大、最危险断裂带——F6博罗科努-阿其克库都克断裂带。