天山胜利隧道为何要挖700多米竖井？

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？

隧道上开“天窗”以通风

“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。

2号竖井鸟瞰图

天山胜利隧道在施工中引进了硬岩掘进机（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号竖井工区负责人于瑞斌说，2号竖井对应隧道左右洞，分为2#1井、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，只能靠提升设备一点一点从井下拉上来。“就像从水井中打水一样，得一桶一桶提上来。”于瑞斌说。为此，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。提升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。

竖向TBM刀盘

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提升设备，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，这个距离不到一周就能完成。”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“拦路虎”。

10日下午，走在施工区，寒风凛冽，脑袋被风吹得生疼，戴上建设方特制的棉帽才暖和起来。现场的温度计显示室外温度为-18℃。

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-5.4℃，极端低温达-40℃，大家冒着严寒仍坚持施工。”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-20℃以下。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，保障了测量数据的完整。

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。