世界最长！天山腹地，长大力量点燃 “胜利之光”

（来源：中国交通新闻网）

转自：中国交通新闻网

天山，是南北疆之间的一道天然屏障。2025年12月26日，乌尉高速公路全线通车，其中天山胜利隧道以22.13公里的长度创下世界最长高速公路隧道纪录，20分钟即可穿越天山腹地，彻底改写了天山千年的地理叙事。自此，乌鲁木齐到南疆重镇库尔勒的驾车时长从7小时压缩至3.5小时，千峰万岭、白雪皑皑的“天路”，从此变成畅行无阻、钢筋铁骨的通途。

天山胜利隧道被称为“世界上最难的隧道之一”，其建设过程中面临超长、超埋深、极端地质条件、恶劣环境等多重难题，直面高地应力、高地震烈度、高寒、高海拔、缺氧等重重挑战，长安大学5个教师团队以攻坚克难、敢为人先的锐气开展科技攻关，为这条“穿山巨龙”的诞生和运维贡献“长大”方案。

创新破解隧道建设难题

天山胜利隧道长度22.13公里，若按传统施工方法，至少需要10年才能打通。该隧道采用“三洞并行”方案，利用“中导洞TBM（硬岩掘进机）+双主洞钻爆法”组合方式进行施工，采用“长隧同向超短打”技术，与正常横通道双向施工形成显著差异，大幅减少了洞内施工交叉干扰，多个工作面同向掘进，工效显著提高，缩短了工期，实现了52个月建成高寒地区超长隧道的创举。

隧道穿越地层地质环境复杂，包括16条地质断裂带，在高地应力、高地震烈度影响下，极易引发大规模突泥涌水、塌方等灾害。陈建勋教授团队开展了高寒高海拔地区隧道穿越断裂带衬砌结构力学特性及其稳定性评价研究，探明了隧道穿越断裂带施工力学响应特征，揭示了围岩压力、水压力和温度应力多源荷载作用下隧道衬砌结构承载特性，评价了隧道全寿命周期结构安全稳定性，为天山胜利隧道安全快速施工和结构长期稳定提供了理论依据和指导。

天山胜利隧道建有4处8座竖井，其中最深的竖井深度达707米，成井内径10.5米，面临竖井井口多年冻土地层融沉、深大竖井井下涌水等难题。

陈建勋教授团队研发了高寒高海拔深大竖井井口和井底支护结构力学特性长期无线监测和智慧感知系统，探明了竖井井口地层冻融对支护结构受力的影响机制，揭示了高寒高海拔深大竖井支护结构力学响应规律，建立了竖井温度应力及变形计算方法，提出了竖井施工涌水灾害主-被动防控技术，实现了高寒高海拔深大竖井涌水灾害防控和安全快速建设的目标。

22.13公里的超长隧道犹如半封闭的“地下长城”，如何在这么长、如此复杂的施工环境下保障洞内通风、降尘及节能是摆在工程建设者面前的一项巨大考验。陈建勋教授团队开展了高海拔超长公路隧道施工通风与环境质量控制关键技术研究，通过隧道全时域环境监测与污染物浓度动静态监测，揭示了高海拔700m级深大竖井自然通风特性和隧道风流场时空分布特征及污染物运移规律，提出了“水封爆破抑尘+通风降尘+水雾捕尘+静电除尘”多级综合降尘方法，为超长公路隧道施工通风降尘与环境质量控制提供了新范式。

王亚琼教授团队构建了“巷道+压入式通风+射流风机导流+掌子面综合除尘”组合通风方式和施工通风智能控制系统，实现了通风节能，保障了施工安全，提高了施工效率。

全力保障工程运维安全

天山胜利隧道贯穿天山南北，气候寒冷，极端最低气温为-41.5℃，海拔高度为3800-4558m，面临高寒、高海拔、降雨、冰雪融水补给等极端环境，如何在漫长的冬季确保隧道运维安全，隧道防冻害和路面抗滑是亟需解决的关键难题。

陈建勋教授团队开展了高寒高海拔超长隧道温度场演化规律、冻害预测预警及冻害防控关键技术研究。自主研发了隧道排水沟水温水量感知系统，研究了隧道中心水沟温度场及水流量演化规律，实现了中心水沟冻害风险智能预警；探明了隧道洞外气象变化特征，建立了考虑竖井通风的隧道气-固耦合传热计算模型，揭示了隧道温度场时空演化规律；厘清了防冻保温层铺设对隧道温度场变化的影响，对防冻保温层厚度和设防长度进行了合理性评价，并给出了隧道防冻保温合理化建议，为天山胜利隧道冻害防控提供了理论依据和技术支撑。

天山胜利隧道的路面工程建设及运营面临施工环境恶劣、复杂条件下路面力学及抗滑性能要求高等技术挑战。沙爱民教授团队开展了高寒、高海拔超长隧道路面施工质量控制与服役性能提升关键技术研究。优化路面材料与结构设计，设计了适用于高寒、高海拔隧道的耐久抗滑路面材料；提出了适应超长隧道环境的温拌、耐久施工技术，显著改善隧道内施工安全与作业环境。引入路表纹理精细化检测与性能分析方法，研究超长隧道路面长期服役抗滑性能演变机制。成果也为我国高寒、高海拔地区超长隧道路面工程建设与运维提供了示范和参考。

科技助力绿色环保施工

作为穿越高寒生态敏感区的世界级工程，天山胜利隧道毗邻天山1号冰川，主要穿越乌鲁木齐河二级水源地保护区、天山大峡谷国家森林公园与庙尔沟森林公园，生态系统极其脆弱，工程建设中引发的环境扰动具有显著的隐蔽性与不可逆风险。长安大学包卫星教授团队依托“冰川生态脆弱区高速公路绿色施工关键技术研究及示范”项目开展研究，为实现天山胜利隧道的绿色环保施工贡献力量。

针对隧道建设过程中出现的大量涌水和施工废水、场站废水、生活污水处理等问题，团队利用低空遥感设备实现了对六类关键水质参数的高精度反演，对不同来源污水进行分级动态可控污水处理，使出水标准达到二级水源地保护区排放要求，污水回用率高达99%。在减少大气污染方面，团队提出“智能通风优化气流组织”与“多级除尘技术阻断”联控体系，实现了气态污染物协同稀释的多目标控制，整体除尘效率提升至85%以上，显著改善了洞内施工作业的能见度及隧址区大气环境质量。针对隧道弃渣的生产-运输过程建立了弃渣优化调配模型，以弃渣为原料研发了高性能生态地聚合物混凝土并在隧道主洞工程中加以应用，实现了弃渣的再利用。

文化融入特色景观设计

驾车行驶至天山胜利隧道入口，首先映入眼帘的是一座巍然屹立的阙门，充满东方美学的庄重大气；驶入隧道，可沿线欣赏雪山、湖泊、胡杨、草甸、花海等新疆特色图景，令人赏心悦目。

负责天山胜利隧道洞门及洞内景观设计的是长安大学叶飞教授团队。除了将中国经典建筑“阙门”融入隧道进口设计，进口棚洞的屋顶也采用了中国经典屋顶形制——悬山顶，棚洞两侧的柱体之间镶嵌阳光板，表面饰以天山雪莲花瓣纹样。出口棚洞的造型则取自甲骨文中“天”“山”二字，棚顶中央设六组圆形天窗，两侧以透光材质勾勒出雪莲轮廓，既引入自然光以保障行车主洞的亮度需求，又柔化了建筑体量。借助棚洞结构特点，有效缓解了隧道洞口的“黑、白洞”效应，同时增强洞口保温功能。

针对超长公路隧道行驶中易产生视觉疲劳和心理紧张问题，团队以“新疆·色彩”为主题，设置了3处核心景观段、4处辅助景观段和8处基本段，将新疆独特的自然风景呈现在隧道壁面上，通过富于变化与节奏的景观装饰，优化了驾驶人的视觉感受与空间感知，增强驾驶安全与舒适性。

“我们在设计过程中融入了中华优秀传统文化和新疆特色景观，将工程技术与人文精神相结合，让司乘人员在通行中既能保障安全顺畅，又能感受中华传统文化魅力和新疆特色风情。”叶飞教授表示。

将论文写在工程建设一线

324.7公里的高速公路，22.13公里的隧道，5年8个月的日夜奋战，飞越天山的背后，蕴含着无数工程建设者的智慧与汗水。

参与科研攻关的长安大学新疆研究院院长罗彦斌教授还记得，第一次来到工程建设现场，迎接他们的是长达半个月的不适应和“高反”：头晕头痛、呕吐、腹泻、失眠……尽管如此，大家的内心还是十分兴奋。他们把隧道建设中的“卡脖子”难题当作研究课题，奔走在零下几十度的施工现场，泡在深深的泥水里做实验，用监测数据校准理论模型，用技术突破验证科研成果。“当我们提出的综合降尘方法让施工人员告别‘粉尘扑面’的困境，当深大竖井涌水灾害处治技术保障了施工安全，当监测数据推动隧道掘进重回正轨，我们感受到，我们的科研成果能实实在在解决国家重大工程的难题，这种成就感比发表论文更强烈。这也让我们深刻认识到，高校的科研工作只有紧扣国家战略需求、扎根工程建设一线，才能真正产生生产力。”

对于包卫星教授来说，参与天山胜利隧道的科技攻关，是一次将理论付诸实践、用科技护航生态的宝贵经历。“面对高寒高海拔、生态极度敏感的特殊环境，我们的核心任务是用扎实的数据研究和创新性技术把环境保护的刚性要求转化为工程上可行、经济上合理的具体方案，实现工程建设与生态保护的双赢。”

同样收获满满的还有年轻的硕博士研究生们。在参建过程中，团队教师始终带着研究生全程参与科技攻关。学生们从课堂走进隧道施工现场，参与测试元件埋设、井内涌水防治等具体工作，在工程一线发现问题、思考问题，把课本上的知识变成解决具体施工问题的方法。同时，他们还在老师的指导下，将施工中的工程现象及处治措施进行提炼和理论化，参与完成了十余篇SCI等学术论文，亲身感受了“理论-实践-理论”的完整科研闭环。

依托工程建设培养创新人才，也是陈建勋教授团队一直以来的传统。“这种培养模式不仅让学生掌握了扎实的专业技能，更让他们在实践中树立了科技报国的信念。很多学生毕业后主动选择扎根西部、投身交通建设领域，把在隧道攻关中锤炼的坚韧品格和专业能力带到更多重大工程中。这既是团队科研的传承，也是把家国情怀融入人才培养的生动实践。”值得骄傲的是，中交新疆乌尉公路包PPP项目董事长兼总经理崔景川、总工程师苗宝栋，第5标段（隧道北口）项目经理王贺起、第6标段（隧道南口）项目经理李亚隆等一大批优秀校友，为天山胜利隧道的建设贡献了长大力量。

大道出天山，通达四海间。一条大路连接天山南北，也架起了出行、贸易、文化交流、社会融合的多元桥梁，不仅为新疆高质量发展注入强劲动力，还促进了与国内城市和中亚国家的贸易往来。也许这就是交通科技工作者的荣耀与自豪感的来源。长大科研人将始终立足国家重大战略需求和交通行业发展开展科研工作，努力让更多的天堑变成通途，为科技强国、交通强国建设贡献“长大”科技力量。