近日，G0711烏魯木齊至尉犁高速公路（簡稱“烏尉高速”）正式通車運(yùn)營，其核心控制性工程——全長22.13公里的天山勝利隧道同步投用。作為目前世界最長的高速公路隧道，它將烏魯木齊至南疆庫爾勒的駕車時(shí)長從7小時(shí)壓縮至3.5小時(shí)，徹底打破天山對南北疆的地理阻隔。

創(chuàng)新技術(shù)破局 攻克世界級施工難題

天山勝利隧道被譽(yù)為“世界上最難的隧道之一”，建設(shè)過程中需應(yīng)對超長距離、超深埋深、極端地質(zhì)與惡劣環(huán)境等多重考驗(yàn)，高地應(yīng)力、高地震烈度、高寒高海拔、缺氧等難題接踵而至。按傳統(tǒng)施工方法，隧道貫通至少需要10年，而項(xiàng)目最終僅用52個(gè)月便實(shí)現(xiàn)通車，這一突破離不開長安大學(xué)5支教師團(tuán)隊(duì)的技術(shù)創(chuàng)新。

為提高施工效率，隧道采用“三洞并行”方案與“中導(dǎo)洞TBM＋雙主洞鉆爆法”組合施工模式，創(chuàng)新應(yīng)用“長隧同向超短打”技術(shù)，減少洞內(nèi)施工交叉干擾，通過多工作面同向掘進(jìn)大幅縮短工期。針對隧道穿越16條地質(zhì)斷裂帶易引發(fā)突泥涌水、塌方的風(fēng)險(xiǎn)，長安大學(xué)陳建勛教授團(tuán)隊(duì)開展專項(xiàng)研究，探明施工力學(xué)響應(yīng)特征，揭示多源荷載下襯砌結(jié)構(gòu)承載規(guī)律，為隧道安全快速施工提供了關(guān)鍵理論指導(dǎo)與技術(shù)支撐。

深達(dá)707米的豎井建設(shè)是另一大難點(diǎn)，面臨井口多年凍土地層融沉、井下涌水等問題。陳建勛教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)高寒高海拔深大豎井支護(hù)結(jié)構(gòu)長期無線監(jiān)測系統(tǒng)，建立溫度應(yīng)力及變形計(jì)算方法，提出涌水災(zāi)害主－被動(dòng)防控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了豎井安全快速建設(shè)。同時(shí)，針對超長隧道施工通風(fēng)、降塵及節(jié)能難題，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出“多級綜合降塵方法”，而王亞瓊教授團(tuán)隊(duì)構(gòu)建“組合通風(fēng)方式＋智能控制系統(tǒng)”，既保障了施工環(huán)境質(zhì)量，又提升了作業(yè)效率。

精準(zhǔn)施策護(hù)航 筑牢長期運(yùn)維安全防線

工程建成后，長期運(yùn)維安全同樣面臨極端環(huán)境的嚴(yán)峻考驗(yàn)。天山勝利隧道貫穿天山南北，極端最低氣溫達(dá)－41.5℃，海拔介于3800—4558米之間，防凍害和路面抗滑成為運(yùn)維核心難題。

井下安裝傳感器

陳建勛教授團(tuán)隊(duì)聚焦高寒高海拔環(huán)境下隧道運(yùn)維需求，自主研發(fā)排水溝水溫水量感知系統(tǒng)，建立隧道氣－固耦合傳熱計(jì)算模型，揭示溫度場時(shí)空演化規(guī)律，為防凍保溫層鋪設(shè)提供合理化建議，實(shí)現(xiàn)凍害風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)警。

針對隧道路面在惡劣條件下的力學(xué)及抗滑性能要求，沙愛民教授團(tuán)隊(duì)優(yōu)化路面材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研發(fā)適用于高寒高海拔環(huán)境的耐久抗滑路面材料，提出溫拌、耐久施工技術(shù)，引入路表紋理精細(xì)化檢測方法，為路面工程建設(shè)與長期運(yùn)維提供了技術(shù)示范。

綠色施工賦能 守護(hù)生態(tài)敏感區(qū)環(huán)境

天山勝利隧道毗鄰天山1號冰川，穿越烏魯木齊河二級水源地保護(hù)區(qū)、天山大峽谷國家森林公園等生態(tài)敏感區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)脆弱且環(huán)境擾動(dòng)具有隱蔽性與不可逆風(fēng)險(xiǎn)。長安大學(xué)包衛(wèi)星教授團(tuán)隊(duì)依托專項(xiàng)研究，為工程綠色施工提供全方位技術(shù)支持。

針對施工中產(chǎn)生的涌水、各類廢水處理難題，團(tuán)隊(duì)利用低空遙感設(shè)備實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)高精度反演，對不同來源污水實(shí)施分級動(dòng)態(tài)可控處理，使出水達(dá)到二級水源地保護(hù)區(qū)排放要求，污水回用率高達(dá)99%。

天山勝利隧道污水分級動(dòng)態(tài)可控處理系統(tǒng)

大氣污染防控方面，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建“智能通風(fēng)優(yōu)化＋多級除塵技術(shù)”聯(lián)控體系，整體除塵效率提升至85%以上，顯著改善洞內(nèi)作業(yè)能見度與周邊大氣環(huán)境。同時(shí)，建立棄渣優(yōu)化調(diào)配模型，以棄渣為原料研發(fā)高性能生態(tài)地聚合物混凝土并應(yīng)用于工程，實(shí)現(xiàn)固體廢棄物資源化利用。

文化融合創(chuàng)新 打造特色景觀與安全通行環(huán)境

長安大學(xué)葉飛教授團(tuán)隊(duì)承擔(dān)隧道洞門及洞內(nèi)景觀設(shè)計(jì)工作，將中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與新疆特色風(fēng)情融入工程建設(shè)，兼顧通行安全與人文體驗(yàn)。

隧道入口闕門設(shè)計(jì)盡顯東方美學(xué)莊重大氣，進(jìn)口棚洞采用懸山頂形制，柱體間鑲嵌飾有天山雪蓮花瓣紋樣的陽光板；出口棚洞造型取自甲骨文中“天”“山”二字，棚頂設(shè)圓形天窗，兩側(cè)以透光材質(zhì)勾勒雪蓮輪廓，既引入自然光緩解“黑、白洞”效應(yīng)，又增強(qiáng)洞口保溫功能。

隧道進(jìn)口前闕門

“天”“山”字隧道出口

針對超長隧道行駛易產(chǎn)生的視覺疲勞問題，團(tuán)隊(duì)以“新疆?色彩”為主題，設(shè)置3處核心景觀段、4處輔助景觀段和8處基本段，將雪山、湖泊、胡楊等新疆特色自然圖景呈現(xiàn)在隧道壁面，通過景觀節(jié)奏變化優(yōu)化駕駛?cè)艘曈X感受，提升通行安全性與舒適性?！拔覀儗⒐こ碳夹g(shù)與人文精神相結(jié)合，讓司乘人員在安全順暢通行的同時(shí)，感受中華傳統(tǒng)文化魅力和新疆特色風(fēng)情。”葉飛教授表示。

扎根一線攻關(guān) 產(chǎn)學(xué)研融合育人才

從工程啟動(dòng)到通車，長安大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)5年8個(gè)月的日夜奮戰(zhàn)，將實(shí)驗(yàn)室搬到工程一線，把“卡脖子”難題作為研究課題。初到施工現(xiàn)場時(shí)，團(tuán)隊(duì)成員曾遭遇長達(dá)半個(gè)月的高原反應(yīng)，仍堅(jiān)守在零下幾十度的現(xiàn)場，在泥水中開展實(shí)驗(yàn)，用監(jiān)測數(shù)據(jù)校準(zhǔn)理論模型。

井下現(xiàn)場確定測試方案

科研攻關(guān)過程中，長安大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)始終帶領(lǐng)碩博士研究生全程參與，學(xué)生深度投身測試元件埋設(shè)、涌水防治等具體工作，提煉工程現(xiàn)象形成理論成果，完成十余篇SCI學(xué)術(shù)論文，親歷“理論－實(shí)踐－理論”的完整科研閉環(huán)。

長安大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)

“這種培養(yǎng)模式不僅讓學(xué)生掌握了扎實(shí)的專業(yè)技能，更讓他們在實(shí)踐中樹立了科技報(bào)國的信念。很多學(xué)生畢業(yè)后主動(dòng)選擇扎根西部、投身交通建設(shè)領(lǐng)域，把在隧道攻關(guān)中錘煉的堅(jiān)韌品格和專業(yè)能力帶到更多重大工程中。這既是團(tuán)隊(duì)科研的傳承，也是把家國情懷融入人才培養(yǎng)的生動(dòng)實(shí)踐。”陳建勛教授介紹，中交新疆烏尉公路項(xiàng)目董事長崔景川、總工程師苗寶棟等一大批校友，也為隧道建設(shè)貢獻(xiàn)了“長大力量”。

大道出天山，通達(dá)四海間。這條連接天山南北的通道，架起了出行、貿(mào)易、文化交流、社會(huì)融合的多元橋梁，不僅為新疆高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力，更促進(jìn)與國內(nèi)城市及中亞國家的貿(mào)易往來。長安大學(xué)科研人員將始終立足國家重大戰(zhàn)略需求和交通行業(yè)發(fā)展開展科研工作，持續(xù)推動(dòng)更多天塹變通途，為科技強(qiáng)國、交通強(qiáng)國建設(shè)貢獻(xiàn)“長大”科技力量。

（中國日報(bào)陜西記者站 編輯：秦峰 通訊員：馮秋香）

來源：中國日報(bào)網(wǎng)