——NPR錨索支護(hù)技術(shù)在昌保高速昌寧隧道應(yīng)用紀(jì)實(shí)

8月的云南昌寧，雨季如期而臨。秀美的茶鄉(xiāng)大地上，到處呈現(xiàn)出青山蔥蘢、碧水婉轉(zhuǎn)的怡人美景。而在昌(寧)保(山)高速控制性工程昌寧隧道施工現(xiàn)場，施工人員頂著水火兩重天，在嚴(yán)酷的施工環(huán)境中艱難掘進(jìn)著。

昌寧隧道是廣西路橋集團(tuán)‘兩橋一隧’重點(diǎn)工程之一，單幅長5.4公里，隧道圍巖等級多數(shù)為V級，地質(zhì)水文條件復(fù)雜，最大埋深406米，建設(shè)過程中受非對稱軟巖大變形、涌水、突泥、坍塌等一系列地質(zhì)災(zāi)害影響，施工進(jìn)度緩慢，是昌保高速全線通車的“卡脖子”工程。

昌寧隧道作為昌保高速施工地質(zhì)條件最復(fù)雜、施工難度最大的隧道，每掘進(jìn)一米，都凝結(jié)著廣西路橋集團(tuán)施工人員的智慧與汗水。昌保2標(biāo)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人說：“昌寧隧道是昌保高速的控制性工程，我們將NPR錨索主動(dòng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用到昌寧隧道的施工中，解決了隧道建設(shè)中遇到的軟巖大變形這一難題。”看著眼前的隧道，他胸有成竹地說：“我們有信心，也有能力，在確保安全、質(zhì)量的前提下，穩(wěn)步推進(jìn)隧道施工，爭取早日實(shí)現(xiàn)昌寧隧道貫通。”

NPR錨索支護(hù)技術(shù)巧解復(fù)雜難題

1200多年前，唐代大詩人李白面對猿鳥望而止步的古道，發(fā)出了“蜀道難，難于上青天”的喟嘆。而對廣西路橋工程集團(tuán)昌保高速二標(biāo)項(xiàng)目部的建設(shè)者來說，他們在施工中也遇到了堪比蜀道的復(fù)雜難題。

既然是昌保高速的“卡脖子”工程，昌寧隧道的施工難題究竟在哪里?“高富水、巖松軟、大變形，以及涌水、坍塌……地質(zhì)復(fù)雜超出想象，隧道開挖舉步維艱。”項(xiàng)目部技術(shù)人員介紹，隧道整體圍巖破碎，受軟巖大變形侵?jǐn)_，初支沉降收斂大，初支混凝土開裂、掉塊嚴(yán)重，拱架扭曲變形嚴(yán)重，局部段落甚至增設(shè)護(hù)拱也難以抵御圍巖變形。對建設(shè)者而言，在如此復(fù)雜的地質(zhì)條件下施工，安全風(fēng)險(xiǎn)極高，如何確保隧道工程施工的安全與質(zhì)量成為首要重任。

“硬骨頭易碎，嫩豆腐難啃”。為了破解難題，確保隧道施工的安全與質(zhì)量，助力昌寧隧道建設(shè)，2021年1月30日，廣西路橋集團(tuán)邀請中國科學(xué)院何滿潮院士及其科研團(tuán)體通過視頻會(huì)議形式就昌寧隧道軟弱大變形問題進(jìn)行技術(shù)交流，提出將NPR錨索主動(dòng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用到昌寧隧道施工建設(shè)中。2021年3月10日，院士團(tuán)隊(duì)到昌寧隧道開展各項(xiàng)室內(nèi)、室外技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)，為引入NPR錨索主動(dòng)支護(hù)技術(shù)提供數(shù)據(jù)支撐。2021年4月15日，以何滿潮院士自主研發(fā)的以高預(yù)應(yīng)力NPR錨索新材料為主的錨-網(wǎng)-索-帶支護(hù)對策及其控制方案，正式在昌寧隧道投入使用，這是NPR錨索主動(dòng)支護(hù)技術(shù)首次應(yīng)用到云南滇西橫斷山區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下的軟巖隧道工程中。

結(jié)合試驗(yàn)段應(yīng)用效果，項(xiàng)目部將推行力學(xué)對策設(shè)計(jì)、過程優(yōu)化設(shè)計(jì)、支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)、施工過程設(shè)計(jì)、監(jiān)測反饋設(shè)計(jì)“五位一體”的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)思路，及時(shí)調(diào)整并優(yōu)化方案，助推昌寧隧道建設(shè)。

昌寧隧道安全高效建設(shè)的“支點(diǎn)”

阿基米德曾經(jīng)說過：給我一個(gè)支點(diǎn)，我就可以撬起地球。在昌寧隧道建設(shè)中，這句話被善于勇攀高峰的廣西路橋人賦予了新的含義。“在NPR錨索支護(hù)技術(shù)進(jìn)入昌寧隧道應(yīng)用后，大大提高了施工安全和工程質(zhì)量。而一批批國內(nèi)一流專家團(tuán)隊(duì)的智慧加盟，尤其是2020年進(jìn)入國家科技獎(jiǎng)初評的何滿潮院士團(tuán)隊(duì)NPR錨索支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，則給了項(xiàng)目部和所有建設(shè)者強(qiáng)大的技術(shù)支撐與安全保障。”項(xiàng)目安全總監(jiān)介紹，如此強(qiáng)大的科技力量的強(qiáng)勁注入，填補(bǔ)了云南省內(nèi)隧道NPR主動(dòng)控制技術(shù)的空白，依托昌寧隧道工程，項(xiàng)目部將積極開展相關(guān)科研課題與技術(shù)攻關(guān)工作，借助產(chǎn)學(xué)研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系，力爭研究水平達(dá)到的國際一流，國內(nèi)領(lǐng)先。

NPR錨索支護(hù)技術(shù)的亮點(diǎn)在哪里?隧道工程師介紹：“何滿潮院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)的具有負(fù)泊松比效應(yīng)的高預(yù)緊力恒阻大變形錨索(NPR錨索)，預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)作為一種“主動(dòng)補(bǔ)償”支護(hù)，不但能夠提供較大的支護(hù)阻力和結(jié)構(gòu)變形量，而且具有超常恒阻力學(xué)特性。”高預(yù)緊力恒阻大變形錨索支護(hù)在巷道支護(hù)等礦山小跨度斷面大變形災(zāi)害控制領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，但在云南橫斷山區(qū)高應(yīng)力軟巖大跨度公路隧道大變形災(zāi)害控制工程中應(yīng)用，尚屬首次。為此，集團(tuán)公司、何院士科研團(tuán)隊(duì)、各方參建單位積極謀劃，在昌寧隧道保山端右洞選取100m進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，通過實(shí)測圍巖變形量、鋼拱架壓力以及錨索受力等驗(yàn)證了該支護(hù)方案的可靠性及可實(shí)施性。

那么，新技術(shù)的應(yīng)用效果如何?依托昌寧隧道工程開展的軟巖大變形NPR錨索控制技術(shù)科研試驗(yàn)段工作，根據(jù)現(xiàn)階段試驗(yàn)成果分析，利用高預(yù)緊力恒阻錨索相互作用下的巖體組合梁及懸吊作用，主動(dòng)加固圍巖，有效遏制了軟巖大變形，變形量可控制在300毫米以內(nèi)，目前尚未出現(xiàn)鋼拱架扭曲變形和初支噴射混凝土大面積剝落開裂的現(xiàn)象，有效驗(yàn)證了具有負(fù)泊松比效應(yīng)的高預(yù)緊力恒阻錨索在軟巖隧道大變形工程中應(yīng)用的可靠性，為昌寧隧道后續(xù)建設(shè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和保障。這是昌保高速建設(shè)史上的歷史性壯舉!

昌保高速全線貫通為期不遠(yuǎn)

“三年來，背井離鄉(xiāng)的廣西路橋建設(shè)者們，發(fā)揮‘圍巖軟弱，意志不弱;地質(zhì)多變，決心不變;鋼架壓彎，腰桿不彎’的精神，攻城拔寨，克難攻堅(jiān)，不斷研究探索，利用負(fù)泊松比NPR錨索控制技術(shù)，多措并舉地解決了昌寧隧道軟巖大變形、開挖進(jìn)度較慢等難題。”一身軍人本色不改的黨支部副書記感慨地說。這種戰(zhàn)天斗地的奉獻(xiàn)精神可歌可泣，用當(dāng)代路橋建設(shè)者的奉獻(xiàn)精神和價(jià)值追求，豎起了一座矗立在云嶺深處的精神豐碑。

在引入NPR錨索支護(hù)技術(shù)前，昌寧隧道保山端右洞日均進(jìn)尺1.2m/d，左洞日均進(jìn)尺1.2m/d。引入NPR錨索后，昌寧隧道保山端右洞日均進(jìn)尺1.5m/d，左洞日均進(jìn)尺1.3m/d。整體隧道施工增加NPR錨索施工工序，雖然整個(gè)工序循環(huán)時(shí)間增加了6-8小時(shí)，但與原施工圍巖大變形導(dǎo)致初期支護(hù)侵限二襯換拱時(shí)間相比(換拱風(fēng)險(xiǎn)高、時(shí)間長、不確定因素多)，增加了NPR錨索施工后，初期支護(hù)變形可控，安全、質(zhì)量、進(jìn)度均有保障。截至8月中旬，昌寧隧道左洞掌子面累計(jì)進(jìn)尺2903.8m,累計(jì)完成比例為53.2%,剩余量為2550.2m;昌寧隧道右洞掌子面累計(jì)進(jìn)尺3573.6m,累計(jì)完成比例為65.8%，剩余量為1855.4m,其中豎井距昌寧端剩余476.6m，距保山端剩余1370.8m。

這是一場人與自然的較量，一場智慧與難題的較量。在高新科技攻關(guān)下，在奉獻(xiàn)精神感召下，昌寧隧道正在一米米向前推進(jìn)著。建設(shè)者們用堅(jiān)強(qiáng)的意志和必勝的信念，攻克了重重難關(guān)。在這里戰(zhàn)斗了1000多個(gè)日夜的項(xiàng)目建設(shè)者，他們以拼搏、奉獻(xiàn)、智慧、汗水為弦，迎風(fēng)而歌，鏖戰(zhàn)不休，誓讓天塹變坦途。

他們是真正的英雄!昌保高速的全線貫通，已為期不遠(yuǎn)。保山的跨越發(fā)展，前景可期!(通訊員/楊軍 黃位少)

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