（來(lái)源：中國(guó)交通新聞網(wǎng)）

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天山，是南北疆之間的一道天然屏障。2025年12月26日，烏尉高速公路全線通車(chē)，其中天山勝利隧道以22.13公里的長(zhǎng)度創(chuàng)下世界最長(zhǎng)高速公路隧道紀(jì)錄，20分鐘即可穿越天山腹地，徹底改寫(xiě)了天山千年的地理敘事。自此，烏魯木齊到南疆重鎮(zhèn)庫(kù)爾勒的駕車(chē)時(shí)長(zhǎng)從7小時(shí)壓縮至3.5小時(shí)，千峰萬(wàn)嶺、白雪皚皚的“天路”，從此變成暢行無(wú)阻、鋼筋鐵骨的通途。

天山勝利隧道被稱(chēng)為“世界上最難的隧道之一”，其建設(shè)過(guò)程中面臨超長(zhǎng)、超埋深、極端地質(zhì)條件、惡劣環(huán)境等多重難題，直面高地應(yīng)力、高地震烈度、高寒、高海拔、缺氧等重重挑戰(zhàn)，長(zhǎng)安大學(xué)5個(gè)教師團(tuán)隊(duì)以攻堅(jiān)克難、敢為人先的銳氣開(kāi)展科技攻關(guān)，為這條“穿山巨龍”的誕生和運(yùn)維貢獻(xiàn)“長(zhǎng)大”方案。

創(chuàng)新破解隧道建設(shè)難題

天山勝利隧道長(zhǎng)度22.13公里，若按傳統(tǒng)施工方法，至少需要10年才能打通。該隧道采用“三洞并行”方案，利用“中導(dǎo)洞TBM（硬巖掘進(jìn)機(jī)）+雙主洞鉆爆法”組合方式進(jìn)行施工，采用“長(zhǎng)隧同向超短打”技術(shù)，與正常橫通道雙向施工形成顯著差異，大幅減少了洞內(nèi)施工交叉干擾，多個(gè)工作面同向掘進(jìn)，工效顯著提高，縮短了工期，實(shí)現(xiàn)了52個(gè)月建成高寒地區(qū)超長(zhǎng)隧道的創(chuàng)舉。

隧道穿越地層地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，包括16條地質(zhì)斷裂帶，在高地應(yīng)力、高地震烈度影響下，極易引發(fā)大規(guī)模突泥涌水、塌方等災(zāi)害。陳建勛教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了高寒高海拔地區(qū)隧道穿越斷裂帶襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)特性及其穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究，探明了隧道穿越斷裂帶施工力學(xué)響應(yīng)特征，揭示了圍巖壓力、水壓力和溫度應(yīng)力多源荷載作用下隧道襯砌結(jié)構(gòu)承載特性，評(píng)價(jià)了隧道全壽命周期結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性，為天山勝利隧道安全快速施工和結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期穩(wěn)定提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)。

天山勝利隧道建有4處8座豎井，其中最深的豎井深度達(dá)707米，成井內(nèi)徑10.5米，面臨豎井井口多年凍土地層融沉、深大豎井井下涌水等難題。

陳建勛教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)了高寒高海拔深大豎井井口和井底支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)特性長(zhǎng)期無(wú)線監(jiān)測(cè)和智慧感知系統(tǒng)，探明了豎井井口地層凍融對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的影響機(jī)制，揭示了高寒高海拔深大豎井支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)規(guī)律，建立了豎井溫度應(yīng)力及變形計(jì)算方法，提出了豎井施工涌水災(zāi)害主-被動(dòng)防控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高寒高海拔深大豎井涌水災(zāi)害防控和安全快速建設(shè)的目標(biāo)。

22.13公里的超長(zhǎng)隧道猶如半封閉的“地下長(zhǎng)城”，如何在這么長(zhǎng)、如此復(fù)雜的施工環(huán)境下保障洞內(nèi)通風(fēng)、降塵及節(jié)能是擺在工程建設(shè)者面前的一項(xiàng)巨大考驗(yàn)。陳建勛教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了高海拔超長(zhǎng)公路隧道施工通風(fēng)與環(huán)境質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究，通過(guò)隧道全時(shí)域環(huán)境監(jiān)測(cè)與污染物濃度動(dòng)靜態(tài)監(jiān)測(cè)，揭示了高海拔700m級(jí)深大豎井自然通風(fēng)特性和隧道風(fēng)流場(chǎng)時(shí)空分布特征及污染物運(yùn)移規(guī)律，提出了“水封爆破抑塵+通風(fēng)降塵+水霧捕塵+靜電除塵”多級(jí)綜合降塵方法，為超長(zhǎng)公路隧道施工通風(fēng)降塵與環(huán)境質(zhì)量控制提供了新范式。

王亞瓊教授團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了“巷道+壓入式通風(fēng)+射流風(fēng)機(jī)導(dǎo)流+掌子面綜合除塵”組合通風(fēng)方式和施工通風(fēng)智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)節(jié)能，保障了施工安全，提高了施工效率。

全力保障工程運(yùn)維安全

天山勝利隧道貫穿天山南北，氣候寒冷，極端最低氣溫為-41.5℃，海拔高度為3800-4558m，面臨高寒、高海拔、降雨、冰雪融水補(bǔ)給等極端環(huán)境，如何在漫長(zhǎng)的冬季確保隧道運(yùn)維安全，隧道防凍害和路面抗滑是亟需解決的關(guān)鍵難題。

陳建勛教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了高寒高海拔超長(zhǎng)隧道溫度場(chǎng)演化規(guī)律、凍害預(yù)測(cè)預(yù)警及凍害防控關(guān)鍵技術(shù)研究。自主研發(fā)了隧道排水溝水溫水量感知系統(tǒng)，研究了隧道中心水溝溫度場(chǎng)及水流量演化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了中心水溝凍害風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)警；探明了隧道洞外氣象變化特征，建立了考慮豎井通風(fēng)的隧道氣-固耦合傳熱計(jì)算模型，揭示了隧道溫度場(chǎng)時(shí)空演化規(guī)律；厘清了防凍保溫層鋪設(shè)對(duì)隧道溫度場(chǎng)變化的影響，對(duì)防凍保溫層厚度和設(shè)防長(zhǎng)度進(jìn)行了合理性評(píng)價(jià)，并給出了隧道防凍保溫合理化建議，為天山勝利隧道凍害防控提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

天山勝利隧道的路面工程建設(shè)及運(yùn)營(yíng)面臨施工環(huán)境惡劣、復(fù)雜條件下路面力學(xué)及抗滑性能要求高等技術(shù)挑戰(zhàn)。沙愛(ài)民教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了高寒、高海拔超長(zhǎng)隧道路面施工質(zhì)量控制與服役性能提升關(guān)鍵技術(shù)研究。優(yōu)化路面材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了適用于高寒、高海拔隧道的耐久抗滑路面材料；提出了適應(yīng)超長(zhǎng)隧道環(huán)境的溫拌、耐久施工技術(shù)，顯著改善隧道內(nèi)施工安全與作業(yè)環(huán)境。引入路表紋理精細(xì)化檢測(cè)與性能分析方法，研究超長(zhǎng)隧道路面長(zhǎng)期服役抗滑性能演變機(jī)制。成果也為我國(guó)高寒、高海拔地區(qū)超長(zhǎng)隧道路面工程建設(shè)與運(yùn)維提供了示范和參考。

科技助力綠色環(huán)保施工

作為穿越高寒生態(tài)敏感區(qū)的世界級(jí)工程，天山勝利隧道毗鄰天山1號(hào)冰川，主要穿越烏魯木齊河二級(jí)水源地保護(hù)區(qū)、天山大峽谷國(guó)家森林公園與廟爾溝森林公園，生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱，工程建設(shè)中引發(fā)的環(huán)境擾動(dòng)具有顯著的隱蔽性與不可逆風(fēng)險(xiǎn)。長(zhǎng)安大學(xué)包衛(wèi)星教授團(tuán)隊(duì)依托“冰川生態(tài)脆弱區(qū)高速公路綠色施工關(guān)鍵技術(shù)研究及示范”項(xiàng)目開(kāi)展研究，為實(shí)現(xiàn)天山勝利隧道的綠色環(huán)保施工貢獻(xiàn)力量。

針對(duì)隧道建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的大量涌水和施工廢水、場(chǎng)站廢水、生活污水處理等問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)利用低空遙感設(shè)備實(shí)現(xiàn)了對(duì)六類(lèi)關(guān)鍵水質(zhì)參數(shù)的高精度反演，對(duì)不同來(lái)源污水進(jìn)行分級(jí)動(dòng)態(tài)可控污水處理，使出水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到二級(jí)水源地保護(hù)區(qū)排放要求，污水回用率高達(dá)99%。在減少大氣污染方面，團(tuán)隊(duì)提出“智能通風(fēng)優(yōu)化氣流組織”與“多級(jí)除塵技術(shù)阻斷”聯(lián)控體系，實(shí)現(xiàn)了氣態(tài)污染物協(xié)同稀釋的多目標(biāo)控制，整體除塵效率提升至85%以上，顯著改善了洞內(nèi)施工作業(yè)的能見(jiàn)度及隧址區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量。針對(duì)隧道棄渣的生產(chǎn)-運(yùn)輸過(guò)程建立了棄渣優(yōu)化調(diào)配模型，以棄渣為原料研發(fā)了高性能生態(tài)地聚合物混凝土并在隧道主洞工程中加以應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了棄渣的再利用。

文化融入特色景觀設(shè)計(jì)

駕車(chē)行駛至天山勝利隧道入口，首先映入眼簾的是一座巍然屹立的闕門(mén)，充滿(mǎn)東方美學(xué)的莊重大氣；駛?cè)胨淼?，可沿線欣賞雪山、湖泊、胡楊、草甸、花海等新疆特色圖景，令人賞心悅目。

負(fù)責(zé)天山勝利隧道洞門(mén)及洞內(nèi)景觀設(shè)計(jì)的是長(zhǎng)安大學(xué)葉飛教授團(tuán)隊(duì)。除了將中國(guó)經(jīng)典建筑“闕門(mén)”融入隧道進(jìn)口設(shè)計(jì)，進(jìn)口棚洞的屋頂也采用了中國(guó)經(jīng)典屋頂形制——懸山頂，棚洞兩側(cè)的柱體之間鑲嵌陽(yáng)光板，表面飾以天山雪蓮花瓣紋樣。出口棚洞的造型則取自甲骨文中“天”“山”二字，棚頂中央設(shè)六組圓形天窗，兩側(cè)以透光材質(zhì)勾勒出雪蓮輪廓，既引入自然光以保障行車(chē)主洞的亮度需求，又柔化了建筑體量。借助棚洞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有效緩解了隧道洞口的“黑、白洞”效應(yīng)，同時(shí)增強(qiáng)洞口保溫功能。

針對(duì)超長(zhǎng)公路隧道行駛中易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞和心理緊張問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)以“新疆·色彩”為主題，設(shè)置了3處核心景觀段、4處輔助景觀段和8處基本段，將新疆獨(dú)特的自然風(fēng)景呈現(xiàn)在隧道壁面上，通過(guò)富于變化與節(jié)奏的景觀裝飾，優(yōu)化了駕駛?cè)说囊曈X(jué)感受與空間感知，增強(qiáng)駕駛安全與舒適性。

“我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中融入了中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和新疆特色景觀，將工程技術(shù)與人文精神相結(jié)合，讓司乘人員在通行中既能保障安全順暢，又能感受中華傳統(tǒng)文化魅力和新疆特色風(fēng)情?！比~飛教授表示。

將論文寫(xiě)在工程建設(shè)一線

324.7公里的高速公路，22.13公里的隧道，5年8個(gè)月的日夜奮戰(zhàn)，飛越天山的背后，蘊(yùn)含著無(wú)數(shù)工程建設(shè)者的智慧與汗水。

參與科研攻關(guān)的長(zhǎng)安大學(xué)新疆研究院院長(zhǎng)羅彥斌教授還記得，第一次來(lái)到工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，迎接他們的是長(zhǎng)達(dá)半個(gè)月的不適應(yīng)和“高反”：頭暈頭痛、嘔吐、腹瀉、失眠……盡管如此，大家的內(nèi)心還是十分興奮。他們把隧道建設(shè)中的“卡脖子”難題當(dāng)作研究課題，奔走在零下幾十度的施工現(xiàn)場(chǎng)，泡在深深的泥水里做實(shí)驗(yàn)，用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)理論模型，用技術(shù)突破驗(yàn)證科研成果?！爱?dāng)我們提出的綜合降塵方法讓施工人員告別‘粉塵撲面’的困境，當(dāng)深大豎井涌水災(zāi)害處治技術(shù)保障了施工安全，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)推動(dòng)隧道掘進(jìn)重回正軌，我們感受到，我們的科研成果能實(shí)實(shí)在在解決國(guó)家重大工程的難題，這種成就感比發(fā)表論文更強(qiáng)烈。這也讓我們深刻認(rèn)識(shí)到，高校的科研工作只有緊扣國(guó)家戰(zhàn)略需求、扎根工程建設(shè)一線，才能真正產(chǎn)生生產(chǎn)力?！?/p>

對(duì)于包衛(wèi)星教授來(lái)說(shuō)，參與天山勝利隧道的科技攻關(guān)，是一次將理論付諸實(shí)踐、用科技護(hù)航生態(tài)的寶貴經(jīng)歷?！懊鎸?duì)高寒高海拔、生態(tài)極度敏感的特殊環(huán)境，我們的核心任務(wù)是用扎實(shí)的數(shù)據(jù)研究和創(chuàng)新性技術(shù)把環(huán)境保護(hù)的剛性要求轉(zhuǎn)化為工程上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的具體方案，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)與生態(tài)保護(hù)的雙贏?！?/p>

同樣收獲滿(mǎn)滿(mǎn)的還有年輕的碩博士研究生們。在參建過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)教師始終帶著研究生全程參與科技攻關(guān)。學(xué)生們從課堂走進(jìn)隧道施工現(xiàn)場(chǎng)，參與測(cè)試元件埋設(shè)、井內(nèi)涌水防治等具體工作，在工程一線發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題，把課本上的知識(shí)變成解決具體施工問(wèn)題的方法。同時(shí)，他們還在老師的指導(dǎo)下，將施工中的工程現(xiàn)象及處治措施進(jìn)行提煉和理論化，參與完成了十余篇SCI等學(xué)術(shù)論文，親身感受了“理論-實(shí)踐-理論”的完整科研閉環(huán)。

依托工程建設(shè)培養(yǎng)創(chuàng)新人才，也是陳建勛教授團(tuán)隊(duì)一直以來(lái)的傳統(tǒng)?！斑@種培養(yǎng)模式不僅讓學(xué)生掌握了扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)技能，更讓他們?cè)趯?shí)踐中樹(shù)立了科技報(bào)國(guó)的信念。很多學(xué)生畢業(yè)后主動(dòng)選擇扎根西部、投身交通建設(shè)領(lǐng)域，把在隧道攻關(guān)中錘煉的堅(jiān)韌品格和專(zhuān)業(yè)能力帶到更多重大工程中。這既是團(tuán)隊(duì)科研的傳承，也是把家國(guó)情懷融入人才培養(yǎng)的生動(dòng)實(shí)踐。”值得驕傲的是，中交新疆烏尉公路包PPP項(xiàng)目董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理崔景川、總工程師苗寶棟，第5標(biāo)段（隧道北口）項(xiàng)目經(jīng)理王賀起、第6標(biāo)段（隧道南口）項(xiàng)目經(jīng)理李亞隆等一大批優(yōu)秀校友，為天山勝利隧道的建設(shè)貢獻(xiàn)了長(zhǎng)大力量。

大道出天山，通達(dá)四海間。一條大路連接天山南北，也架起了出行、貿(mào)易、文化交流、社會(huì)融合的多元橋梁，不僅為新疆高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力，還促進(jìn)了與國(guó)內(nèi)城市和中亞國(guó)家的貿(mào)易往來(lái)。也許這就是交通科技工作者的榮耀與自豪感的來(lái)源。長(zhǎng)大科研人將始終立足國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和交通行業(yè)發(fā)展開(kāi)展科研工作，努力讓更多的天塹變成通途，為科技強(qiáng)國(guó)、交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)貢獻(xiàn)“長(zhǎng)大”科技力量。