甘肃省最长公路隧道渭武高速公路木寨岭特长隧道贯通

　　7月6日，经过2600余天的艰苦鏖战，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——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。木寨岭隧道的贯通，标志着我国在攻克世界级隧道施工难题方面取得新的重大突破。

　　特长隧道通南北

　　渭武高速公路是G75兰州至海口国家高速公路在甘肃境内的重要组成路段，是丝绸之路经济带甘肃段交通骨干网络的重要路段，是甘肃省通达四川、重庆、贵州等出海通道的重要南出口高速公路，也是西北至西南最为便捷的交通要道，对于深入贯彻国家“一带一路”战略和落实国家进一步支持甘肃经济社会发展、促进西北及西南的交通运输、加快外向型经济发展步伐具有十分重要的意义。渭武高速公路横跨长江和黄河两大流域，起点为甘肃省定西市渭源县，终点为陇南市武都区，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。

　　作为甘肃公路建设史上最长的公路隧道，也是渭武高速公路全线控制性工程的木寨岭特长隧道，位于甘肃省定西市漳县、岷县两县交界，穿越最高海拔3200多米的漳河、洮河流域分水岭和多个地块交界地带，地质构造复杂、断裂活动强烈。隧道全长15.2公里，采用双向四车道设计，最大设计时速80公里，线路走向与G212国道线走向基本一致，与兰渝铁路木寨岭隧道平面距离约900至1200米，垂直高约60至100米。通车后，只需要不到12分钟就可以通过原来需要1个小时的木寨岭，而且过往车辆不用再经过212国道连续13公里的长下坡，将大大提高行车效率，保障行车安全。

　　软岩隧道大变形

　　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。但是在木寨岭，却用了7年多的时间。这条隧道的建设难点到底在哪里？

　　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。隧道地质构造极为复杂，有3个背斜、3个向斜构造，6处褶皱和12条大断层，围岩以松散怕水的炭质板岩为主，全隧均为Ⅴ级围岩，整体性差，自稳能力弱，易掉块坍塌。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。

　　因其变形量级已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，超出了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，难以预测围岩的变化规律，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”。

　　隧道施工过程中，由于围岩变形量极大，造成大部分段落初期支护混凝土开裂掉块，型钢拱架扭曲挫断，初支侵限破坏严重、换拱率高，部分段落二次衬砌开裂破坏。同时，隧道软岩大变形和频繁拆换拱，致使工程进度缓慢，施工工效极低，施工成本不断增加，建设工期不断后延，项目推进异常艰难。

　　中铁隧道局集团渭武高速公路六标项目经理于家武介绍到：“前期施工中，我们陆续施作了300米的初期支护，但由于围岩变形很大，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。”

　　科技攻关破难题

　　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，凝聚全集团科技力量，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，让隧道单侧最大形变从原来2米降到了30厘米。”

　　在应用此项技术后，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，使项目在保障安全和质量的前提下，圆满地完成了隧道建设任务。

　　迎难而上勇争先

　　经过7年多的艰苦奋战，中铁隧道局秉承“至精至诚 更优更新”的企业精神，坚持以质量、管理双提升为目标，着力提高隧道仰拱、预应力锚索、初期支护、二次衬砌、排水系统等建设水平。积极探索质量标准、质量检测、质量管控、运营管理，利用物联网及数据分析，建立了预应力锚索质量验收标准、检测及运营期监测系统，对预应力锚索开展体系化、系统化管控，拉开了我国交通隧道预应力锚索主动支护的序幕。预应力锚索支护新技术的应用，为高地应力软岩隧道顺利、高效、安全建设开辟一条崭新道路。中铁隧道局渭武高速土建6标作为国内率先实施预应力锚索支护方案的隧道项目，受到了社会各界和广大媒体的高度关注。

　　在施工过程中，项目全体参建人员秉持“专、恒、精”的工匠精神，细化施工流程、优化施工方案，科学调整施工生产组织，积极应用“四新”技术，现场引进锚索钻机、大型悬臂掘进机、多功能凿岩立拱一体台车等先进设备和技术，探索使用智能锚索预应力监测系统，形成了数字化、绿色化、人文化管理新模式。

　　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。