打通15.2公里的隧道，为何用了7年多？

• 2023-07-06 23:00:44 来源：科技日报

科技日报记者 陈瑜

【资料图】

7月6日，经过2600余天的艰苦鏖战，15.2公里长的木寨岭特长隧道顺利贯通，为渭武高速公路年底全线通车打下坚实基础。

一条15.2公里的隧道，在常规地质条件下，两三年的时间就可以打通。但在木寨岭，却用了7年多。这条隧道的建设难点到底在哪里？

中铁隧道局集团渭武高速公路六标项目总工程师侯京通介绍，木寨岭隧道区域位于四大地质构造板块交界地带，具有地质构造复杂、地应力高度集中、岩体软弱破碎、褶皱带活动强烈、围岩大变形等特点。同时，隧道穿越地层最大埋深达629.1米，埋深超500米的隧段超过了60%，属极高应力区，且地下水发育，大部分段落有股状水，局部有突涌水。自2016年5月进场施工以来，木寨岭隧道软岩大变形情况就十分严重，挤压变形速率快、变形历时长、变形量大，隧道单边最大变形量超过2000毫米，刷新了国内纪录。

因其变形量级突破国内外隧道和地下工程界以往所遵循的岩石力学理论和隧道建造实践的认知水平，超出现行规范和标准范围，在设计和施工方面无可供借鉴的成功经验，被国内地下工程界院士、专家及学者称为“隧道建设史上罕见的世界性难题”。

中铁隧道局集团渭武高速公路六标项目经理于家武介绍：“前期施工中，我们陆续施作了300米的初期支护，但围岩变形很大，导致初期支护变形，我们又拆换了136米，等于是前进了一步又退回来半步，有时候甚至干一个月进度是负数，工程进度受到了很大的影响。”

为解决木寨岭隧道建设过程中遇到的各种施工和技术难题，中铁隧道局集团总工程师洪开荣在总结兰渝铁路木寨岭隧道建设经验的基础上，凝聚中铁隧道局集团的科技力量，多次带领技术团队深入现场，对地质因素、围岩状况进行调研，召开高原高寒高地应力软岩大变形隧道施工科技大会。

依托院士专家工作站开展的研究，洪开荣带领技术团队积极探索研究，创新性提出隧道场解重构理论，即在核心扰动区主动重构围岩刚度，诱导应力调整的隧道施工场变控制方法，以提高围岩刚度的主动控制代替拱架支护的被动约束。建设者和专家院士通过50多次论证实践，最终形成了新型软岩隧道大变形治理技术与方法：即通过网状的锚索系统，将松散易碎的岩体压实，形成拱形承载结构，提高了岩体的稳定性。

洪开荣介绍：“这些打进岩体里的锚索，就像纳鞋底一样，把炭质板岩串起来压紧，起到了加固的效果，也就是提高岩体的刚度，控制它的变形。同时还可以把极高的水平压力和垂直压力分散到岩体中，再通过单层拱架抵抗后期的变形，实现支护一次成功，让隧道单侧最大变形从原来2米降到了30厘米。”

应用此项技术后，围岩变形量显著降低，解决了初期支护连续拆换的问题，大幅度提升施工效率，在经过多次现场试验优化和持续试验总结后，彻底扭转了前期频繁换拱、返工浪费、进度停滞的被动局面，圆满地完成了隧道建设任务。

木寨岭隧道建设中，中铁隧道局科研团队取得了基于隧道场解重构理论的围岩支护方法及系统、软岩小孔径深孔成孔设备等多项发明专利。目前，这一系列研究成果已在全国10多个隧道项目中推广应用。

木寨岭隧道是由甘肃省公航旅集团投资建设、中铁隧道局集团参建的渭武高速公路全线控制性工程。渭武高速公路横跨长江和黄河两大流域，全长237.74公里，是甘肃省迄今为止投资规模最大、建设难度极高的高速公路建设项目。渭武高速公路全线通车后，渭源至武都两地间的行车时间将从4个小时缩短到2个半小时，届时我国高速路网南北方向主干线之一的G75兰州至海口国家高速公路也将全线通车。

（受访者供图）

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