穿越“地球伤疤”

如果把天山山脉比作亚洲腹地隆起的脊梁，那拉提断裂带就是这道脊梁上一道至今仍在活动的“伤疤”。它在中国境内延伸超过350公里，并继续向西南伸入吉尔吉斯斯坦；宽度可达数公里，由多条次级断裂交织而成。这里不仅是中天山块体与塔里木块体的碰撞缝合带，也是中天山与南天山的地质分界。

中交路建国道219线昭苏至温宿公路一标的控制性工程——西天山特长隧道，正是要在这道“伤疤”中穿过。对隧道建设者来说，这不是普通掘进，而是像在“豆腐渣与碎玻璃混合的地层”里穿针引线。那拉提断裂带内的岩体极度破碎，围岩自稳性差，塌方、涌水、高地应力如影随形。TBM这头“钢铁巨龙”一旦进入破碎带，就像开进了一座随时会坍塌的沙堡。为此，由中交路建和中交天和共同为西天山特长隧道量身定制的直径8.8米敞开式隧道掘进机——“昭苏号”TBM应运而生，并为“昭苏号”成功穿越制定了“三板斧”措施。

“中交路建项目团队为‘昭苏号’TBM升级动力系统，包括自主研发了辅推动力系统，形成主推、辅推两套独立动力体系，可根据地质条件灵活切换掘进。”中交路建昭温一标项目TBM技术总监李刚介绍道。

为了护住TBM的“龙头”，中交建设者在设备顶部上方开辟上导洞并加装钢桁架防护，相当于给设备戴上一顶移动的“钢盔”，在设备前端撑起一道安全通道。面对松散的破碎围岩，他们又对掌子面前方进行预注浆固化——把特制浆液像“地质胶水”一样注入裂隙和孔隙，将原本一碰就散的碎石“粘”成整体，让松软的“豆腐渣”暂时变成相对稳定的“混凝土块”。与此同时，在设备侧面设置导坑，如同在大山体内打开一道“减压阀”和“排水口”，提前释放积蓄的山体应力、排出积水，避免它们像高压气囊或暗河一样突然冲破隧道断面。

如果说上述措施是“以刚治碎、以排减压”，那么第二项关键创新则是“以力破困”。“TBM在破碎带中掘进，最大的难题是‘有劲使不上’：围岩太过松散，无法为设备提供足够的支撑反力，就像人在沼泽里推墙，没有坚实的受力点，再大的推力也会被软泥吞掉。”李刚说。为此，项目团队在TBM护盾底部加装8套千斤顶，并及时安装钢混组合仰拱底块。这些底块如同铺在隧道底部的“移动蹬脚石”或“临时地基”，为千斤顶提供坚实的支撑反力，保障了掘进动力不因围岩软弱而衰减，让“钢铁巨龙”在破碎带中依然能够持续前进。

第三道措施则是“以柔克震”。项目团队在隧道初支和二衬之间设置了一道高强度、具有一定弹性系数的柔性减震层。它就像夹在两层硬壳之间的“记忆海绵”或“减震气垫”：当地震作用力通过初支传来，减震层并不硬扛，而是利用自身可变形的特性，像弹簧一样伸缩、像太极推手一样卸力，把冲击能量吸收、缓冲、耗散掉，从而有效规避了对二衬结构的直接冲击。这样，隧道既有刚性骨架，又有柔性关节，在地震中做到“刚柔并济、大震不垮”。

2025年7月，“昭苏号”TBM成功穿越那拉提断裂带。

从“钢盔护顶、注浆固岩、导坑泄压”，到“辅推掘进系统以力破困”，再到“柔性减震层以柔克刚”，西天山特长隧道的建设者们正用一整套“组合拳”，在活动断裂带上书写现代隧道工程与地质灾害较量的生动篇章。

来源

交通建设报 | 中交路建

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