科技日报记者 张晔 通讯员 蒋巍
12月26日，随着世界最长高速公路隧道——乌尉高速公路天山胜利隧道的正式投用，乌鲁木齐全线通车，至此乌鲁木齐至库尔勒的车程从约7小时大幅缩短至约3小时。
这项重点工程的贯通，离不开中交天和机械设备制造有限公司自主研制的三台大国重器：全球首创新型压注工法硬岩掘进机“天山号”“胜利号”，以及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”的联合攻坚。
天山胜利隧道作为乌尉高速的核心控制性工程，面临高地应力、高寒、高地震烈度、高海拔、多断裂带、特长等“四高一多一特”的极端建设环境，被业界称为隧道工程的“珠穆朗玛峰”。传统矿山法施工预计需12年，常规敞开式TBM工法在复杂地层中也难以推进。
面对这一无先例可循的世界级挑战，中交天和创新研制的“天山号”“胜利号”，开挖直径达8.43米、总重量超2000吨，开创性融合敞开式TBM与压注式混凝土支护工法，可根据地质条件智能切换掘进模式。在围岩完整段高效敞开掘进，在破碎软弱段快速转换为压注混凝土支护，极险区段则启用钢管片紧急加固。这一设计实现了TBM在复杂地质中的安全快速连续掘进，“胜利号”创下单日掘进35米、单月掘进528米的高寒高海拔纪录，“天山号”成功穿越日涌水量超万立方米的F6巨型断层，于2024年12月提前17个月实现隧道主体贯通。
为给隧道搭建高效“呼吸系统”，深达707米的2号通风竖井成为另一项关键任务。在海拔3660米、冬季气温低至零下40℃、岩石强度超200兆帕的环境下，传统人工钻爆法效率低且安全环保风险极高。中交天和量身定制的“首创号”竖向硬岩掘进机，开挖直径达11.4米，融合TBM高效破岩技术与传统钻进工艺，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。同时，“首创号”采用“泥浆+吊桶+下排渣”垂直排渣系统，精准守护天山生态，最终实现单月最高垂直掘进104米，于2025年6月底贯通竖井，创下竖井深度、直径、海拔三项世界纪录，标志着我国深地空间开发装备技术取得里程碑式突破。
贯通天山胜利隧道并非终点，中交天和的TBM装备持续在更复杂工程中展现实力。在被称为“地质博物馆”的西天山昭温隧道和莫逊山隧道建设中，“昭苏号”“温宿号”“温泉号”等新锐TBM相继投入使用。其中“昭苏号”“温宿号”在“天山号”“胜利号”基础上完成100余项技术升级，配置超前地质预报、岩爆探测等先进系统，掘进速度提升超60%；“温泉号”在莫逊山隧道日均掘进超20米，效率是传统爆破法的4倍以上。
从天山胜利隧道到西天山隧道群落，这些高端工程装备的成功应用，是中国高端制造全产业链协同创新的结晶。从智能化钻进、AI纠偏算法到核心零部件自主可控，彰显了中国制造与中国智造的硬核实力。
（受访者供图）
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