科技日报记者 张晔 通讯员 张凤华
近日，我国自主研制的“昭苏号”全断面硬岩掘进机（TBM）顺利完成G219线昭苏至温宿公路西天山特长隧道进口端平导洞掘进施工，为这条计划2027年全线贯通的世界级公路隧道早日通车奠定了基础。
西天山特长隧道拥有多项行业之最：全球埋深最大的大断面公路隧道、世界首条直接穿越冰川的一级公路隧道，同时也是国内穿越规模最大活动断层带、首条采用平导洞通风的十公里级一级公路隧道。隧道平导洞总长15.7公里，由“昭苏号”“温宿号”两台TBM双向对掘，最大埋深2365米，超11.96公里洞身埋深超千米，施工区域七成以上覆盖冰川地层，叠加活动断裂、剧烈岩爆、围岩大变形、突泥特大涌水等多重极端地质考验，施工风险与组织难度行业罕见。
针对隧道“高埋深、高岩爆、高涌水、强风化”的恶劣地层条件，中交天和机械设备制造有限公司定制化打造8.83米直径“昭苏号”TBM。设备整机长235米、总重1500吨，独创“敞开式+单护盾”双模掘进体系，可在250兆帕超硬花岗岩与破碎软岩地层间快速智能切换，依托五大核心自研技术补齐极端隧洞施工装备短板：一是梯度合金刀齿技术，刀具寿命提升62%、换刀频次下降52%，大幅缩短停机检修时长；二是CFC高精度超前探水系统，超前探明前方50米水文状况，从容应对单日13万立方米极限涌水工况；三是微震岩爆实时预警装置，全天候覆盖3000米岩爆高风险区段，提前规避塌方冲击风险；四是多层级协同注浆系统，稳住深埋隧道松动围岩，杜绝洞身失稳；五是大扭矩高功率刀盘驱动，刀具耐磨性能达到常规机型1.43倍。
掘进期间，洞内多次遭遇大理石岩层诱发的冰川地下突涌水，单日涌水量最高达2.5万立方米。依靠“昭苏号”集成的超前地质探测功能，施工方提前摸清全线地层数据，为主洞建设积累了完整地质参考方案。配套同步落地国内首创轻质钢管片支护工艺，彻底解决蚀变岩层掘进塌方痛点，同步提升主洞施工效率、降低安全隐患。
掘进期间两台国产TBM均刷新同类装备施工纪录，反向掘进的“温宿号”创下单日掘进61米、单月掘进826米的大埋深大直径TBM世界纪录；采用钢管片同步拼装新工艺的“昭苏号”，交出单日59.52米、单月604.3米的掘进佳绩，这套钢管片同步施工技术现已在国内多条隧洞项目落地复用。
西天山隧道属于国家公路网重点工程，项目建成后，伊宁至阿克苏行车里程将从1710公里大幅缩减至445公里，打通天山南北全新快速通道，大幅优化新疆西部区域路网通行效率。本次平导洞掘进任务收官，标志国产高端隧洞装备完全具备冰川、超深埋复合地质施工能力，将为国内同类极端条件隧道工程输出成熟成套装备方案。
据悉，G219国道西天山项目全部三台TBM均由中交天和供货。投入温霍公路莫逊山9300米平导洞施工的“温泉号”TBM掘进同样成效突出，单日最高掘进50.5米。设备搭载智能导向、实时监测、自动纠偏等技术，可适配各类复杂地层，保障掘进精度与施工安全。对比传统爆破施工，该设备日均掘进约20米，施工效率提升四倍以上。
（受访者供图）
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