《开讲啦》刷新世界纪录！打通天山有多难？解密隧道“通关秘籍”

《开讲啦》中提到的打通天山的工程面临诸多巨大的困难：

复杂的地质条件
岩石特性
   天山山脉地质构造复杂，其岩石种类繁多。在隧道挖掘过程中，遇到了坚硬的花岗岩、脆弱的页岩等不同性质的岩石。例如花岗岩硬度高，对施工设备的磨损极大，盾构机的刀具在挖掘花岗岩时损耗速度很快，需要频繁更换刀具，这不仅增加了成本，还会延误工期。
   页岩则相对脆弱，容易出现坍塌现象。当遇到页岩层时，隧道顶部和侧壁的页岩可能在挖掘震动或自身重力作用下突然掉落，对施工人员的生命安全造成严重威胁。
地层结构
   天山地区存在大量的褶皱和断层结构。断层带附近的岩石破碎，地下水丰富，容易引发涌水、突泥等灾害。一旦发生涌水，大量的地下水会瞬间涌入隧道，淹没施工区域，冲毁施工设备；突泥则是软泥质物质在压力作用下突然涌入隧道，堵塞通道，使施工无法正常进行。
   地层的不均匀性也给施工带来挑战。不同地层的承载能力不同，在隧道挖掘和支护过程中，需要根据地层的实际情况精确调整施工参数，否则可能导致隧道变形、开裂等问题。

恶劣的自然环境
气候条件
   天山地区气候多变，冬季寒冷漫长，极端低温可达零下数十摄氏度。低温会使施工设备中的液压油、润滑油等粘性增大，影响设备的正常运转。例如，挖掘机的液压系统在低温下可能出现动作迟缓甚至故障。
   夏季则可能出现暴雨、暴雪等极端天气。暴雨容易引发山体滑坡和泥石流，对隧道进出口以及施工营地等周边设施造成破坏；暴雪会封堵道路，导致物资运输困难，使施工所需的材料、设备和生活物资无法及时送达。
高海拔影响
   天山高海拔地区空气稀薄，氧气含量低。这对施工人员的身体健康产生严重影响，容易引发高原反应，如头痛、呼吸困难、乏力等症状，降低施工人员的工作效率。同时，高海拔也对施工设备的性能产生影响，发动机在低氧环境下燃烧不充分，输出功率降低，影响设备的正常使用。

隧道施工的“通关秘籍”
先进的勘察技术
   在隧道工程前期，采用了多种先进的勘察技术。例如，高精度的地质雷达可以探测隧道前方的地质结构，提前发现断层、溶洞等不良地质体的位置和规模。通过对地下岩层进行声波探测，分析岩层的完整性和应力状态，为施工方案的制定提供准确的地质依据。
合适的施工技术与设备
   根据天山的地质条件，选择了合适的隧道挖掘方法。对于坚硬岩石，采用了钻爆法结合大型盾构机挖掘的方式。钻爆法可以通过精确控制炸药的用量和爆破方向，有效地破碎岩石；盾构机则在后续跟进，快速挖掘并同时进行支护，提高施工效率。
   在应对涌水、突泥等问题时，采用了预注浆技术。即在挖掘前方的地层中注入水泥浆等材料，填充地层中的空隙，封堵地下水通道，加固地层，从而减少涌水和突泥的风险。
   针对高海拔地区的特殊环境，对施工设备进行了改进。例如，对发动机进行涡轮增压改造，提高其在低氧环境下的进气量，保证发动机的正常功率输出；对设备的液压系统进行保暖和散热优化，使其能够适应天山地区的温度变化。
严格的安全管理与质量控制
   在施工过程中，建立了严格的安全管理制度。对施工人员进行安全培训，提高他们对危险的识别和应对能力。在隧道内设置了完善的安全监测系统，实时监测隧道的变形、地下水压力、有害气体浓度等参数，一旦发现异常情况，及时采取措施进行处理。
   同时，加强了质量控制。从原材料的选用到施工工艺的每一个环节都进行严格把关。例如，对隧道支护所用的钢材、混凝土等材料进行严格检测，确保其质量符合设计要求；对隧道衬砌的厚度、平整度等指标进行精确测量和控制，保证隧道的结构安全。