给西天山特长隧道装上“海绵盾” | 中交路建塑强“长大隧道品牌”

跨冰河、越冰川，西天山特长隧道正处于如火如荼的大干阶段。“有了这层‘海绵盾’，我们不用再担心那拉提断裂带给隧道带来的风险隐患，同时还能在竣工后实时监测初期支护的变形量。”昭温一标项目负责人马建雷满脸自豪地介绍道。

中交路建承建的西天山特长隧道是G219线昭苏至温宿公路控制性工程，是世界首个埋深最大的高等级公路隧道，也是世界首个正穿冰川的公路隧道。全长15.7公里，最大埋深2380米，具有线路长、埋深大、富水、岩体破碎等特点，地质条件复杂，施工难度极高。

2024年12月，西天山特长隧道主洞施工进入地质活动频繁、地应力大且构造运动活跃的那拉提断裂带。断裂带长约360米，周边岩体破碎，围岩自稳性极差，具有极强的破坏力和不确定性，加之木扎尔特冰川积雪融水下渗，形成活跃的地下渗流系统，存在塌方、涌水等重大风险，对隧道的施工和安全构成极大的威胁。

巨大的构造应力和围岩变形风险让常规隧道施工方法难以适用，如何对这段隧道进行有效加固，成为项目技术攻关团队面前的一大难题。马建雷偶然间看到一档测评栏目，节目中工作人员从30米的高度释放铁球，测试堆放多少层海绵垫才能让铁球落地时不破坏地面。这一幕让他联想到穿越那拉提断裂带的施工难题：“海绵垫能缓冲铁球的冲击力，那是否能研发一种类似的‘海绵垫’来抵抗断裂带造成的巨大构造力呢？”说干就干，马建雷立刻组织项目技术人员展开探讨、论证和试验。经过前期细致的超前水平钻探分析，项目团队决定在隧道初期支护与二次衬砌之间增设一层特制泡沫混凝土材料制作的“海绵盾”。

泡沫混凝土凝固前是流体，其特性与水相似，如何让其老实的固定在初期支护与二次衬砌之间是困扰项目技术攻关团队的又一大难题，“我们能不能也给它穿上一层‘雨衣’，使其成为预制结构，这样凝固后运输及安装也更加便捷。”马建雷提议道。项目技术攻关团队联合高校开展了13种材料的试验比对，最终选择兼具防水、柔性、性价比高等优点的PE编织软管。该软管可随围岩变形而适当压缩，避免因围岩变形过大导致支护结构失效，维持隧道空间稳定。经过测量，项目团队在每环安装390根泡沫混凝土管，形成厚度30厘米的“海绵盾”，当断裂带释放能量时，“海绵盾”通过弹性变形吸收构造运动产生的冲击力，将地应力传导效率降低90%以上，减少对初期支护和二次衬砌的破坏，防止隧道结构开裂、坍塌，保障隧道长期稳定。

同时，技术攻关团队充分考虑到二次衬砌浇筑后无法观测变形量的问题，通过增设测缝计，实时、准确地测量二次衬砌之间的缝隙变化，及时掌握隧道的变形情况，成功实现了后期对隧道变形的精准监测。通过不断调整和优化施工参数，最终形成一套成熟完善的“海绵盾”施工工艺体系，提高了施工质量和效率。

监测数据显示，在模拟断裂带错动的冲击试验中，隧道结构变形量控制在1.5厘米以内。“这不仅解决了打通天山的核心难题，更填补了我国在活动断裂带隧道减震施工领域的技术空白”，当第一段“海绵盾”成功安装并通过初期监测验证其有效性时，马建雷的自豪之情溢于言表。这项创新不仅形成了具有独立自主知识产权的涵盖材料配方、施工工艺、监测体系的完整技术链，更是攻克了活动断层带隧道施工的世界性难题。

来源：北方公司 宋淑婕 马艺夫

编务：闫晓旭

责编：张永祥 林丽慧

主编：田　剑