西氣東輸穿越戈壁，翻越天山攻克軟土地震帶，盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的大作用

它們被稱為“地下航母”，為國(guó)家重點(diǎn)工程“西氣東輸”項(xiàng)目付出了重大貢獻(xiàn)，它們攻克的是世界級(jí)地質(zhì)難題，一段區(qū)區(qū)6公里的道路卻還是歷經(jīng)了整整一年！

當(dāng)西氣東輸二三線果子溝管道控制性工程的首條山嶺隧道，成功貫通后這臺(tái)歷時(shí)整整一年攻堅(jiān)克難、長(zhǎng)達(dá)近6公里的超級(jí)工程，不僅創(chuàng)下了多項(xiàng)行業(yè)紀(jì)錄，更讓外界第一次清晰地看到，西氣東輸在穿越天山咽喉時(shí)遭遇的環(huán)境到底有多險(xiǎn)峻。

果子溝素有“伊犁第一景”之稱，但它更是西氣東輸二線、三線穿越天山山脈，最終抵達(dá)廣東深圳和福建福州的必經(jīng)之路。

這里被工程人員稱為整個(gè)西氣東輸管道系統(tǒng)上安全風(fēng)險(xiǎn)最高的“咽喉”地段。

原因就在于，果子溝坐落在西天山腹地，地質(zhì)構(gòu)造之復(fù)雜堪稱一座天然的“地質(zhì)博物館”。

活動(dòng)斷裂帶交叉分布，其中包括喀什河斷裂帶和科古琴斷裂帶，地震烈度高達(dá)Ⅷ度。

軟弱圍巖占比超過(guò)80%，穿越節(jié)理密集帶、突涌水、淺埋、大變形等不良地質(zhì)段在施工過(guò)程中幾乎成了家常便飯。

更令項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)頭疼的是，這一帶地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，泥石流、雪崩時(shí)有發(fā)生，冬季更是長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月被厚雪覆蓋，歷史極端低溫曾降至零下42.6攝氏度。

在如此艱險(xiǎn)環(huán)境下，施工人員不僅要應(yīng)對(duì)地下涌水和破碎巖層的挑戰(zhàn)，還要時(shí)刻提防地表雪崩和山體滑塌的威脅。

然而正是因?yàn)橛羞@座“地質(zhì)博物館”橫亙?cè)谀茉磩?dòng)脈上，西氣東輸二三線的建設(shè)才顯得更加重要。

現(xiàn)實(shí)正如技術(shù)人員所描述的，在沒有這條新通道之前，在役管道一直孤軍奮戰(zhàn)，一旦遭遇重大地質(zhì)災(zāi)害，整個(gè)西部油氣能源大通道就可能面臨中斷的風(fēng)險(xiǎn)。

為了徹底打破交通困局，給果子溝這段能源大動(dòng)脈加上一道“雙保險(xiǎn)”，西氣東輸二三線果子溝管道工程于2023年10月15日正式開工建設(shè)。

根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)，管道總長(zhǎng)32公里，采用雙管同溝鋪設(shè)，設(shè)計(jì)年輸氣量高達(dá)600億立方米。

建成后，它能夠與在役管道聯(lián)合運(yùn)行、互為備用，顯著提升整個(gè)西氣東輸管道系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

但主體工程的難度很快就超出了很多人的預(yù)期，長(zhǎng)達(dá)32公里的線路中，控制性工程竟是4條總長(zhǎng)度達(dá)到23.16公里的長(zhǎng)距離山嶺隧道群，隧道施工長(zhǎng)度足足占了管道工程總長(zhǎng)的73%。

這4條隧道自西向東持續(xù)爬升，單條隧道最大高差達(dá)到324米，4條隧道的首尾累計(jì)落差更是高達(dá)668米，相當(dāng)于約1.5個(gè)廣州塔的高度。

工程的技術(shù)指標(biāo)同樣令人驚嘆，它同時(shí)創(chuàng)下了國(guó)內(nèi)油氣管道領(lǐng)域全斷面硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)單次掘進(jìn)長(zhǎng)度最長(zhǎng)（6612米）、斷面尺寸最大（6870毫米）、海拔最高（2005米）、高差最大（324米）和正洞坡度最大（10.61%）的多項(xiàng)行業(yè)紀(jì)錄。

更值得強(qiáng)調(diào)的是，這同樣是我國(guó)油氣管道領(lǐng)域首次成功穿越地震活動(dòng)斷裂帶的隧道項(xiàng)目。

如此密集的高難度挑戰(zhàn)集中在一個(gè)項(xiàng)目上，在世界管道建設(shè)史上也極為罕見，面對(duì)如此復(fù)雜的工程環(huán)境，傳統(tǒng)的人工鉆爆法顯然無(wú)能為力。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)量身配備了油氣管道領(lǐng)域的“超級(jí)裝備”，兩臺(tái)巨無(wú)霸級(jí)的全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)有了各自的名字：“平安號(hào)”和“綠色號(hào)”。

這兩臺(tái)“地下航母”整機(jī)長(zhǎng)度達(dá)到193米，刀盤直徑6.87米，單臺(tái)設(shè)備重約1300噸，裝機(jī)功率約4000千瓦，額定推力高達(dá)38000千牛。

它們被投入到隧道掘進(jìn)工作中，如同兩只地下巨手，奮力將山體切開，一點(diǎn)一點(diǎn)開掘出密封的空間。

自2024年8月開始，TBM以平均每月掘進(jìn)450米的速度穩(wěn)步推進(jìn)，對(duì)堅(jiān)硬的山體進(jìn)行連續(xù)沖擊和切削。

在施工過(guò)程中，雙護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)承載了極其關(guān)鍵的“排頭兵”角色。

其中，1號(hào)隧道沿途地質(zhì)條件極為復(fù)雜，需要穿越2個(gè)斷裂破碎帶和12個(gè)節(jié)理密集破碎帶，軟弱圍巖占比巨大。

TBM在穿越這些破碎帶時(shí)隨時(shí)面臨卡機(jī)、坍塌、突泥和涌水的風(fēng)險(xiǎn)。

面對(duì)重重阻力，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)優(yōu)化超前加固工藝，深入探索不同配比的注漿液，并在地質(zhì)條件極其惡劣的部位實(shí)施地表注漿等立體綜合舉措，成功克服了破碎帶卡機(jī)等世界級(jí)難題。

而在掘進(jìn)前方充滿未知的環(huán)境下，TBM搭載的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)表現(xiàn)出非凡的價(jià)值。

這項(xiàng)技術(shù)如同一臺(tái)功能強(qiáng)大的透視雷達(dá)，能夠準(zhǔn)確“看穿”掘進(jìn)面前方120米范圍內(nèi)的地層情況。

并能精確探測(cè)出20米范圍內(nèi)的水體異常變化，幫助施工人員提前預(yù)知巖層交接帶和水流涌動(dòng)的跡象。

操作員在駕駛艙內(nèi)緊盯著屏幕上跳動(dòng)的數(shù)據(jù)，通過(guò)閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)械姿態(tài)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)計(jì)算偏差和人工糾偏，整條隧道的水平偏差被牢牢控制在5厘米以內(nèi)。

最終，近6公里的1號(hào)隧道在歷時(shí)12個(gè)月后順利實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)貫通。

隨著工程不斷推進(jìn)，截至2025年11月5日，西氣東輸二三線果子溝管道工程隧道累計(jì)開挖進(jìn)尺成功突破10000米大關(guān)。

4條隧道在施工中已經(jīng)開掘了9977.05米，其中TBM掘進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)到9681米，整體工程進(jìn)度達(dá)到57.7%。

項(xiàng)目建設(shè)團(tuán)隊(duì)正聚力攻堅(jiān)全線施工難度最高的3號(hào)隧道科古琴地震活動(dòng)斷裂帶，這一斷裂帶總長(zhǎng)376米的新征程已經(jīng)安全掘進(jìn)114.78米。

除了斷裂帶攻堅(jiān)之外，惡劣的自然氣候同樣給工程建設(shè)帶來(lái)了巨大考驗(yàn)。

由于果子溝冬季長(zhǎng)達(dá)半年之久，極端低溫時(shí)常降至零下36攝氏度，歷史最低記載甚至達(dá)到零下42.6攝氏度，積雪厚度可達(dá)1.5米。

為了保障冬季攻堅(jiān)不斷檔，項(xiàng)目部提前預(yù)制了3000環(huán)管片，并給施工現(xiàn)場(chǎng)增設(shè)保溫棚和電伴熱管線。

在施工營(yíng)地里，石墨烯采暖系統(tǒng)日夜運(yùn)轉(zhuǎn)，儲(chǔ)備的糧油蔬菜足以滿足340人不少于一周的生活需要，各類應(yīng)急發(fā)電和除雪設(shè)備全天候待命，確保機(jī)械化作業(yè)不會(huì)因極端嚴(yán)寒停滯。

除了地質(zhì)和氣候的硬骨頭，環(huán)保要求也成為一大挑戰(zhàn)。

果子溝森林覆蓋率高達(dá)53%，棲息著146種陸棲脊椎動(dòng)物。

它作為連接賽里木湖和伊犁河谷的重要生態(tài)走廊，同時(shí)也是國(guó)家森林公園和各類景區(qū)保護(hù)區(qū)的核心地帶。

建設(shè)者通過(guò)優(yōu)化選線設(shè)計(jì)，巧妙地避讓了大量敏感區(qū)域，應(yīng)用全新技術(shù)盡量減少對(duì)地表植被的打擾，始終將保護(hù)原始生態(tài)放在前期規(guī)劃的首位。

整個(gè)隧道排水系統(tǒng)采用了先進(jìn)的處理設(shè)備，同時(shí)對(duì)施工全過(guò)程實(shí)施除塵降塵措施，掘進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的渣土除了用于管線回填之外，剩余部分全部被綜合利用，實(shí)現(xiàn)了能源動(dòng)脈沿線與自然生態(tài)的和睦共存。

可以說(shuō)，西氣東輸從開局之初就需要穿越戈壁沙漠，翻越綿延起伏的高山，攻克大量的軟土和隨時(shí)可能發(fā)威的地震帶。

在果子溝這段路線上，盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的出色應(yīng)用直接決定了工程的成敗。

一旦工程于2027年9月實(shí)現(xiàn)全線投產(chǎn)，它將與在役管道一同承擔(dān)起每年向東部輸送數(shù)百億立方米清潔能源的巨大責(zé)任。

屆時(shí)，西氣東輸二線、三線的管道系統(tǒng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力將得到大幅躍升，共同為沿線5億人口和萬(wàn)億級(jí)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)運(yùn)行增添能源底氣。