打通15.2公里的隧道，為何用了7年多？

7月6日，經過2600余天的艱苦鏖戰(zhàn)，15.2公里長的木寨嶺特長隧道順利貫通，為渭武高速公路年底全線通車打下堅實基礎。

一條15.2公里的隧道，在常規(guī)地質條件下，兩三年的時間就可以打通。但在木寨嶺，卻用了7年多。這條隧道的建設難點到底在哪里？

(資料圖片)

中鐵隧道局集團渭武高速公路六標項目總工程師侯京通介紹，木寨嶺隧道區(qū)域位于四大地質構造板塊交界地帶，具有地質構造復雜、地應力高度集中、巖體軟弱破碎、褶皺帶活動強烈、圍巖大變形等特點。同時，隧道穿越地層最大埋深達629.1米，埋深超500米的隧段超過了60%，屬極高應力區(qū)，且地下水發(fā)育，大部分段落有股狀水，局部有突涌水。自2016年5月進場施工以來，木寨嶺隧道軟巖大變形情況就十分嚴重，擠壓變形速率快、變形歷時長、變形量大，隧道單邊最大變形量超過2000毫米，刷新了國內紀錄。

因其變形量級突破國內外隧道和地下工程界以往所遵循的巖石力學理論和隧道建造實踐的認知水平，超出現(xiàn)行規(guī)范和標準范圍，在設計和施工方面無可供借鑒的成功經驗，被國內地下工程界院士、專家及學者稱為“隧道建設史上罕見的世界性難題”。

中鐵隧道局集團渭武高速公路六標項目經理于家武介紹：“前期施工中，我們陸續(xù)施作了300米的初期支護，但圍巖變形很大，導致初期支護變形，我們又拆換了136米，等于是前進了一步又退回來半步，有時候甚至干一個月進度是負數(shù)，工程進度受到了很大的影響。”

為解決木寨嶺隧道建設過程中遇到的各種施工和技術難題，中鐵隧道局集團總工程師洪開榮在總結蘭渝鐵路木寨嶺隧道建設經驗的基礎上，凝聚中鐵隧道局集團的科技力量，多次帶領技術團隊深入現(xiàn)場，對地質因素、圍巖狀況進行調研，召開高原高寒高地應力軟巖大變形隧道施工科技大會。

依托院士專家工作站開展的研究，洪開榮帶領技術團隊積極探索研究，創(chuàng)新性提出隧道場解重構理論，即在核心擾動區(qū)主動重構圍巖剛度，誘導應力調整的隧道施工場變控制方法，以提高圍巖剛度的主動控制代替拱架支護的被動約束。建設者和專家院士通過50多次論證實踐，最終形成了新型軟巖隧道大變形治理技術與方法：即通過網(wǎng)狀的錨索系統(tǒng)，將松散易碎的巖體壓實，形成拱形承載結構，提高了巖體的穩(wěn)定性。

洪開榮介紹：“這些打進巖體里的錨索，就像納鞋底一樣，把炭質板巖串起來壓緊，起到了加固的效果，也就是提高巖體的剛度，控制它的變形。同時還可以把極高的水平壓力和垂直壓力分散到巖體中，再通過單層拱架抵抗后期的變形，實現(xiàn)支護一次成功，讓隧道單側最大變形從原來2米降到了30厘米。”

應用此項技術后，圍巖變形量顯著降低，解決了初期支護連續(xù)拆換的問題，大幅度提升施工效率，在經過多次現(xiàn)場試驗優(yōu)化和持續(xù)試驗總結后，徹底扭轉了前期頻繁換拱、返工浪費、進度停滯的被動局面，圓滿地完成了隧道建設任務。

木寨嶺隧道建設中，中鐵隧道局科研團隊取得了基于隧道場解重構理論的圍巖支護方法及系統(tǒng)、軟巖小孔徑深孔成孔設備等多項發(fā)明專利。目前，這一系列研究成果已在全國10多個隧道項目中推廣應用。

木寨嶺隧道是由甘肅省公航旅集團投資建設、中鐵隧道局集團參建的渭武高速公路全線控制性工程。渭武高速公路橫跨長江和黃河兩大流域，全長237.74公里，是甘肅省迄今為止投資規(guī)模最大、建設難度極高的高速公路建設項目。渭武高速公路全線通車后，渭源至武都兩地間的行車時間將從4個小時縮短到2個半小時，屆時我國高速路網(wǎng)南北方向主干線之一的G75蘭州至海口國家高速公路也將全線通車。

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