天山胜利隧道为何要挖702米深竖井？

1月10日，G0711乌鲁木齐至尉犁高速公路天山胜利隧道2号竖井竖向硬岩掘进机掘进1.2米，标志着这座国内最深高速公路隧道竖井试掘进成功。图为竖向硬岩掘进机刀盘。 鲁泽建摄

　　石榴云/新疆日报记者 逯风暴 通讯员 鲁泽建

　　作为目前国内在建最长高速公路隧道，G0711乌鲁木齐至尉犁高速公路天山胜利隧道为什么要挖竖井？竖井最深达702米，工作量等于新开挖一条隧道，水平开挖隧道尚且困难重重，竖向挖掘又存在哪些困难？

　　 隧道开“天窗”用于通风

　　“竖井主要用于通风。”中国交建新疆乌尉公路包项目土建第五标段项目部经理王贺起说。

　　隧道施工处于相对密闭的空间环境中，施工通风是不可缺少的技术环节，特别是对于特长隧道，随着掘进距离增加，工作面逐步远离洞口，施工中产生的烟尘等有害气体无法自然排放。因此，挖掘斜井、竖井成为隧道施工中重要的通风方式。

　　公路隧道上方建设竖井和斜井，在国内公路建设中较为常见，它们有的用来通风，有的用来增加工作面辅助主洞施工。

　　前期刚通车的G575线巴里坤至哈密公路控制性工程——东天山隧道，就采用了建设斜井辅助施工的方法，以加快项目进度。

　　天山胜利隧道有3个洞，即左右洞和中导服务洞，其中左右洞供车辆通行，而中导服务洞则用来增加工作面，多个工作面多头并进施工，实现“长隧短打”，可有效缩短隧道施工期。

　　天山胜利隧道上方设计4座竖井，等于在隧道上方开4个“天窗”，实现纵向通风。“竖井就跟厨房的烟囱一样，通风效果比斜井更好。”王贺起说。

　　 竖向挖掘更为困难

　　在天山胜利隧道4座竖井中，2号竖井深达702米，相当于250多层楼高，比昵称“小蛮腰”的广州塔还要高出100多米，是目前国内最深的高速公路竖井。

　　天山胜利隧道在施工中引进了竖向硬岩掘进机（TBM），TBM技术和传统钻爆法结合施工，推进隧道稳定掘进。

　　隧道水平挖掘时，施工车辆可以在洞内进出，产生的废渣可快速运出。即便洞内出现突水现象，水流也能顺势排出去。

　　可2号竖井最深702米、开挖直径12.4米，如何竖向开挖？

　　中国交建新疆乌尉公路包项目土建第五标段2号竖井施工区负责人于瑞斌说，2号竖井对应隧道左右洞，分为2#1、2#2井，其中2#1井使用竖向TBM开挖，2#2井采用钻爆法挖掘。

　　竖井施工产生的废渣和需要的物料，无法使用车辆运输，只能靠升降设备一点一点运输。“就像从水井中打水一样，得一桶一桶提上来。”于瑞斌说，所以竖井施工就得安装井架。

　　记者在2号竖井施工现场看到，竖井上方的井架由大型钢管拼成，井架高36.6米，使用钢管330吨。升降设备通过井架上的滑轮系统，把物料和废渣送到井下或从井下提升上来。

　　在2#1井中，竖向TBM已安装到位并有序工作。而在竖向TBM到位前，建设者需要先竖向开挖40多米深的进洞工作面，当时没有用于开挖的伞钻和运废渣的升降设备，所有的工序全靠人工实施，1个月才能挖掘10米左右，功效极低。

　　“我们用了近4个月时间才挖出40多米的工作面，如果是水平开挖施工，这个工作量不到一周就能完成。”于瑞斌说。

　　 恶劣环境成“拦路虎”

　　“天山雪云常不开，千峰万岭雪崔嵬。”2号竖井位于天山南麓深处，属于无人区，无人、无水、无路、无电，且竖井海拔近3700米，缺氧、高寒、多风，恶劣的自然环境成为施工的“拦路虎”。

　　1月10日下午，记者走在施工区，寒风凛冽，面如刀割，脑袋被风吹得生疼，戴上建设方特制的棉帽才暖和起来。转眼看到现场的温度表，上面显示此刻室外温度为零下18摄氏度。

　　记者看到，施工人员戴着厚手套、棉帽子，穿着厚棉衣，即便如此，脸也冻得通红。“竖井区域常年温度较低，年平均气温为零下5.4摄氏度，极端低温达零下40摄氏度，大家冒着严寒在施工。”于瑞斌说。

　　山区天气多变。去年8月初，一场大风雪突然袭击2号竖井区域，气温骤降到零下20摄氏度以下。工程测量队队长任志飞和同事当时正在野外测量，他们没有返回办公室，而是顶着风雪继续工作。手冻僵了，哈一口热气，搓一搓手；脚冻麻了，就在原地蹦跳几下，继续工作，保证了测量数据及时完成。

　　在施工区，记者一旦快走两步，高原反应马上显现，胸闷气短、呼吸困难，停下脚步短暂休息后才能继续行进。

　　为了保障施工人员身体健康，施工区一旁建有一间制氧室，可供随时吸氧。现场还配有一辆急救车，车内配有急救设备和医护人员，施工人员一旦出现身体不适，可马上到车内检查。“我们一定能战胜恶劣环境，保证施工正常进行，为隧道加快施工创造更多有利条件。”于瑞斌说。