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

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‘兩橋一隧’重點工程之一，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)著廣西路橋集團施工人員的智慧與汗水。昌保2標(biāo)項目負(fù)責(zé)人說：“昌寧隧道是昌保高速的控制性工程，我們將NPR錨索主動支護技術(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，爭取早日實現(xiàn)昌寧隧道貫通。”

NPR錨索支護技術(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昌保高速二標(biāo)項目部的建設(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，廣西路橋集團邀請中國科學(xué)院何滿潮院士及其科研團體通過視頻會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錨索主動支護技術(shù)應(yīng)用到昌寧隧道施工建設(shè)中。2021年3月10日，院士團隊到昌寧隧道開展各項室內(nèi)、室外技術(shù)驗證試驗，為引入NPR錨索主動支護技術(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錨索主動支護技術(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)合試驗段應(yīng)用效果，項目部將推行力學(xué)對策設(shè)計、過程優(yōu)化設(shè)計、支護參數(shù)設(shè)計、施工過程設(shè)計、監(jiān)測反饋設(shè)計“五位一體”的動態(tài)設(shè)計思路，及時調(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”

阿基米德曾經(jīng)說過：給我一個支點，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)一流專家團隊的智慧加盟，尤其是2020年進(jìn)入國家科技獎初評的何滿潮院士團隊NPR錨索支護技術(shù)的應(yīng)用，則給了項目部和所有建設(shè)者強大的技術(shù)支撐與安全保障。”項目安全總監(jiān)介紹，如此強大的科技力量的強勁注入，填補了云南省內(nèi)隧道NPR主動控制技術(shù)的空白，依托昌寧隧道工程，項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錨索支護技術(shù)的亮點在哪里?隧道工程師介紹：“何滿潮院士團隊研發(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)力錨索支護作為一種“主動補償”支護，不但能夠提供較大的支護阻力和結(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在巷道支護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，集團公司、何院士科研團隊、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，通過實測圍巖變形量、鋼拱架壓力以及錨索受力等驗證了該支護方案的可靠性及可實施性。

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)科研試驗段工作，根據(jù)現(xiàn)階段試驗成果分析，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，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，雖然整個工序循環(huán)時間增加了6-8小時，但與原施工圍巖大變形導(dǎo)致初期支護侵限二襯換拱時間相比(換拱風(fēng)險高、時間長、不確定因素多)，增加了NPR錨索施工后，初期支護變形可控，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進(jìn)尺2903.8m,累計完成比例為53.2%,剩余量為2550.2m;昌寧隧道右洞掌子面累計進(jìn)尺3573.6m,累計完成比例為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)者們用堅強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多個日夜的項目建設(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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