蘭州至?？趪?guó)家高速公路渭源至武都段（簡(jiǎn)稱渭武高速公路）木寨嶺隧道正在緊張建設(shè)中，跨越漳、岷兩縣，左線全長(zhǎng)15.22公里、右線全長(zhǎng)15.16公里，洞身最大埋深約629米。

　　甘肅省公路航空旅游投資集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱公航旅集團(tuán)）長(zhǎng)達(dá)路業(yè)有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱長(zhǎng)達(dá)公司）總經(jīng)理、渭武高速公路定西段項(xiàng)目辦主任王治才介紹，渭武高速公路木寨嶺隧道是目前甘肅省里程最長(zhǎng)的公路隧道，因?yàn)闃O大的建設(shè)難度成為蘭海高速公路最后的“扼頸之環(huán)”，項(xiàng)目建成后將大大縮短蘭州至岷縣的車程。

　　凝聚共識(shí) 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

　　這是一座創(chuàng)新隧道，涵蓋著初心與堅(jiān)持；這是一座品質(zhì)隧道，滲透著匠心與汗水。

　　渭武高速公路木寨嶺隧道與蘭渝鐵路木寨嶺隧道相距約900米，公路木寨嶺隧道的許多施工人員都參與過(guò)蘭渝鐵路建設(shè)，中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司項(xiàng)目經(jīng)理唐紹武，便是其中之一。

　　“我和我的團(tuán)隊(duì)參與過(guò)蘭渝鐵路木寨嶺隧道的建設(shè)，有著豐富的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，但沒(méi)想到這座公路隧道剛進(jìn)洞沒(méi)多久，便陸續(xù)出現(xiàn)了軟巖大變形及頻繁拆換拱等一系列難題。”唐紹武說(shuō)。

　　該隧道2、3號(hào)斜井落底段，初期支護(hù)頻繁出現(xiàn)噴射混凝土開(kāi)裂、掉塊，鋼拱架扭曲、錯(cuò)斷及侵限破壞等始料未及的問(wèn)題，最大侵限達(dá)3145毫米，換拱率近46%，每月掘進(jìn)不足20米。

　　由于木寨嶺隧道支護(hù)難度極大，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、建設(shè)單位以及專家提出的常規(guī)處治措施對(duì)較大變形段落效果不佳，施工多次陷入困境。

　　中國(guó)科學(xué)院院士孫鈞介紹：“木寨嶺地處高原高寒地區(qū)強(qiáng)地震帶上，強(qiáng)降雨集中，隧道施工環(huán)境惡劣，在建設(shè)過(guò)程中有許多不確定因素，可以說(shuō)是隧道工程的禁區(qū)。木寨嶺隧道路線穿越12條大斷層破碎帶以及炭質(zhì)板巖地層，地應(yīng)力高，圍巖變形大，技術(shù)難度大，施工風(fēng)險(xiǎn)高。變形量級(jí)突破了地下工程界所遵從的理論和認(rèn)知水平，勘察設(shè)計(jì)及工程施工沒(méi)有可借鑒的成熟經(jīng)驗(yàn)，難以預(yù)測(cè)圍巖的變化規(guī)律。”

　　福建路橋建設(shè)有限公司項(xiàng)目經(jīng)理陳黨輝感嘆道：“在木寨嶺隧道剛開(kāi)始建設(shè)的時(shí)候，我們要直面隨時(shí)可能發(fā)生的垮塌、涌水、落石等危險(xiǎn)。但這是第一條穿越漳縣、岷縣的國(guó)家高速公路，我們想讓更多人沿著這條高速公路進(jìn)得來(lái)、出得去，就要堅(jiān)持下去并想辦法解決這些難題。”

　　為凝聚共識(shí)，共商良計(jì)，長(zhǎng)達(dá)公司多次邀請(qǐng)全國(guó)知名隧道專家和蘭渝鐵路木寨嶺隧道參建單位召開(kāi)隧道技術(shù)交流會(huì)議，在充分借鑒蘭渝鐵路木寨嶺隧道建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，最終選取了最適合的解決方案，即科研先行，聚焦掌子面，以不拆或少拆初支為目標(biāo)，將控制圍巖變形與初支早期破壞作為主要技術(shù)攻關(guān)方向，為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工提供技術(shù)支撐。

　　針對(duì)隧道面臨的變形大、變形快、變形持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、極易坍塌等風(fēng)險(xiǎn)，長(zhǎng)達(dá)公司于2017年2月派駐經(jīng)驗(yàn)豐富的管理人員在施工現(xiàn)場(chǎng)牽頭，組織建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和監(jiān)控量測(cè)單位成立了“五位一體”現(xiàn)場(chǎng)工作組，對(duì)木寨嶺隧道施工安全、質(zhì)量、進(jìn)度及科研項(xiàng)目進(jìn)行全面管理。通過(guò)培訓(xùn)教育、量化考核、獎(jiǎng)優(yōu)罰劣、技能創(chuàng)新等一系列措施，長(zhǎng)達(dá)公司狠抓班組文化建設(shè)，并從地質(zhì)檢測(cè)、掘進(jìn)開(kāi)挖、支護(hù)襯砌、防排水等施工工藝方面重點(diǎn)控制，確保了施工質(zhì)量和安全。

　　由于頻繁的圍巖變化和地下水發(fā)育加劇了初期支護(hù)結(jié)構(gòu)變形，拆換拱比例居高不下。公航旅集團(tuán)副總經(jīng)理、總工程師喬小兵提出了引進(jìn)院士團(tuán)隊(duì)為木寨嶺隧道“把脈會(huì)診”。

　　2017年9月，長(zhǎng)達(dá)公司邀請(qǐng)中國(guó)科學(xué)院院士孫鈞、何滿潮，中國(guó)工程院院士鄭穎人及長(zhǎng)江學(xué)者、設(shè)計(jì)大師等國(guó)內(nèi)隧道界頂尖專家召開(kāi)了木寨嶺隧道支護(hù)技術(shù)專家咨詢會(huì)。會(huì)議制定了設(shè)計(jì)預(yù)案，確定了軟巖大變形“抗放結(jié)合、邊放邊抗、強(qiáng)化時(shí)效、有序控制”的設(shè)計(jì)原則，在后續(xù)施工中對(duì)一般變形起到了一定的作用，但對(duì)大變形段落效果不佳。

　　院士進(jìn)駐 推進(jìn)交通產(chǎn)學(xué)研合作

　　士不可以不弘毅，任重而道遠(yuǎn)。為切實(shí)解決木寨嶺隧道建設(shè)過(guò)程中遇到的工程技術(shù)難題，早日惠及公路沿線群眾生產(chǎn)生活，助力甘肅省脫貧攻堅(jiān)決戰(zhàn)決勝，長(zhǎng)達(dá)公司向甘肅省和蘭州市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)申請(qǐng)建立院士專家工作站。

　　2018年3月，甘肅省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)批復(fù)同意成立甘肅長(zhǎng)達(dá)路業(yè)有限責(zé)任公司院士專家工作站。2018年9月，院士工作站正式成立，入站院士為中國(guó)科學(xué)院孫鈞院士、何滿潮院士。

　　作為甘肅省公路建設(shè)領(lǐng)域首個(gè)集產(chǎn)、學(xué)、研于一體的技術(shù)平臺(tái)，甘肅長(zhǎng)達(dá)路業(yè)有限責(zé)任公司院士工作站的成立為甘肅省依托重大項(xiàng)目搭建了人才強(qiáng)企新平臺(tái)，在推進(jìn)交通產(chǎn)學(xué)研合作方面探索出了新路子，對(duì)助力甘肅省經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通科技進(jìn)步具有重要意義。

　　何滿潮院士首次在公路隧道建設(shè)提出了NPR恒阻錨索主動(dòng)支護(hù)體系。該體系基于懸吊、組合梁及承載拱理論，通過(guò)短錨索預(yù)應(yīng)力擠壓作用使軟弱破碎巖體形成組合梁和承載拱，利用長(zhǎng)錨索將組合梁和承載拱懸吊在穩(wěn)定的巖體上，提升了圍巖的整體穩(wěn)定性。此支護(hù)體系打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，從被動(dòng)支護(hù)突破到主動(dòng)支護(hù)，有效地改變了圍巖受力狀態(tài)，是目前解決軟巖大變形最有效的措施。

　　自開(kāi)展NPR恒阻錨索試驗(yàn)段研究以來(lái)，無(wú)論斜井還是正洞，NPR錨索施做段落的初支變形都呈明顯改善趨勢(shì)。NPR錨索施做段落的監(jiān)測(cè)變形速率和累計(jì)變形量都呈明顯下降趨勢(shì)，圍巖變形基本控制在300毫米以內(nèi)，月平均施工進(jìn)度顯著提高，基本避免了初期支護(hù)拆換返工的情況。

　　在NPR恒阻錨索支護(hù)體系抑制軟巖大變形取得有效成果的基礎(chǔ)上，參建單位和科研團(tuán)隊(duì)勠力同心，在NPR錨索現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中重點(diǎn)以解決“施工工效、耐久穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)適用”問(wèn)題為核心，切實(shí)優(yōu)化完善施工流程和工藝，并及時(shí)分析總結(jié)，穩(wěn)妥推進(jìn)了木寨嶺隧道2號(hào)、3號(hào)斜井安全落底，為開(kāi)通主洞作業(yè)面創(chuàng)造了先決條件。此外，在地質(zhì)條件同樣惡劣復(fù)雜的渭武高速公路岷縣隧道，NPR恒阻錨索支護(hù)體系也得到了有效應(yīng)用。岷縣隧道已于2020年11月2日順利貫通。

　　行而不輟，履踐致遠(yuǎn)。院士團(tuán)隊(duì)還開(kāi)展了木寨嶺隧道大變形讓壓支護(hù)體系關(guān)鍵技術(shù)科研，采用以讓壓錨索為核心的“主動(dòng)—讓壓”支護(hù)體系，抑制了圍巖變形，顯著降低了圍巖早期的變形速率，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定可控。

　　同時(shí)，通過(guò)約束錨固桿（索）加強(qiáng)對(duì)初期支護(hù)約束，提高初期支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載力，避免初期支護(hù)發(fā)生失穩(wěn)破壞，以有效解決隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)產(chǎn)生開(kāi)裂、掉塊、鋼拱架扭曲、錯(cuò)斷以及侵限等問(wèn)題，從根本上避免導(dǎo)致隧道工程造價(jià)不可控、工期不斷延期、安全難以保證的現(xiàn)狀。

　　依托NPR錨索和讓壓支護(hù)理論申報(bào)的“渭武高速公路木寨嶺隧道極高地應(yīng)力極軟巖控制技術(shù)”科研項(xiàng)目已被甘肅省科學(xué)技術(shù)廳列為省級(jí)重大專項(xiàng)研究項(xiàng)目。

　　2019年8月，長(zhǎng)達(dá)公司承擔(dān)了川藏鐵路建設(shè)理論與工程對(duì)接系列高端專題論壇，向川藏鐵路建設(shè)者介紹了渭武高速公路木寨嶺隧道有關(guān)研究成果和施工工藝，為川藏鐵路建設(shè)提供了工程實(shí)例和寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

　　通過(guò)與院士團(tuán)隊(duì)的科研攻關(guān)，通力協(xié)作，長(zhǎng)達(dá)公司先后當(dāng)選中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第十屆隧道及地下分會(huì)、中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)軟巖工程與深部災(zāi)害控制分會(huì)理事單位，并應(yīng)邀參加了2020中國(guó)隧道與地下工程大會(huì)（CTUC）暨中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)隧道及地下工程分會(huì)第二十一屆年會(huì)。

　　“四新”典范 品質(zhì)引領(lǐng)

　　在木寨嶺隧道2號(hào)斜井施工現(xiàn)場(chǎng)，一臺(tái)大型懸臂掘進(jìn)機(jī)正在掌子面快速作業(yè)，場(chǎng)面震撼。

　　“這是我們2020年6月引進(jìn)的新設(shè)備，機(jī)動(dòng)靈活、鉆孔效率高、工作穩(wěn)定性好?，F(xiàn)在木寨嶺隧道已進(jìn)入了地質(zhì)圍巖最復(fù)雜、技術(shù)難度最大的嶺脊核心段施工，采取這種機(jī)械化作業(yè)，能有效解決人員投入大、傳統(tǒng)工藝復(fù)雜、環(huán)境污染嚴(yán)重及安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)高等難題，還避免了因爆破震動(dòng)擾動(dòng)圍巖的情況，有效抑制了圍巖變形。”渭武高速公路定西段項(xiàng)目辦副主任王智佼介紹。

　　根據(jù)新設(shè)備的成功應(yīng)用，渭武高速公路定西段項(xiàng)目辦還總結(jié)形成了木寨嶺軟弱圍巖兩臺(tái)階施工工法。

　　結(jié)合軟巖大變形主動(dòng)支護(hù)機(jī)械化施工試驗(yàn)段的實(shí)施，木寨嶺隧道又引進(jìn)了多功能鑿巖鉆孔臺(tái)車。渭武高速公路定西段項(xiàng)目辦在原設(shè)備立拱、鑿巖功能的基礎(chǔ)上通過(guò)研發(fā)、改造，已成功應(yīng)用了錨索的無(wú)級(jí)變速?zèng)_擊鉆孔裝置，正在進(jìn)行錨索機(jī)械化安裝、攪拌、張拉及注漿的裝置研發(fā)和試驗(yàn)調(diào)試，最終將實(shí)現(xiàn)錨索的鉆、裝、攪、拉、注等多功能集成全機(jī)械化施工和平行作業(yè)。

　　該項(xiàng)新設(shè)備的研發(fā)改進(jìn)屬于國(guó)內(nèi)公路隧道建設(shè)首次嘗試。

　　由于木寨嶺隧道內(nèi)采用錨索施工屬于新技術(shù)、新材料，還處于試驗(yàn)段，現(xiàn)行定額無(wú)相關(guān)內(nèi)容。2019年10月至2021年1月，長(zhǎng)達(dá)公司會(huì)同交通運(yùn)輸部路網(wǎng)監(jiān)測(cè)與應(yīng)急處置中心、甘肅省交通運(yùn)輸廳、甘肅省交通建設(shè)質(zhì)量安全造價(jià)中心、渭武高速公路有關(guān)參研高校和參建單位等編制了《甘肅省公路隧道工程N(yùn)PR錨索預(yù)算補(bǔ)充定額》，填補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域工程造價(jià)的空白，為這一技術(shù)體系的推廣應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　多功能鑿巖鉆孔臺(tái)車鉆孔施工。

　　目前，長(zhǎng)達(dá)公司已牽頭制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，施工技術(shù)指南3項(xiàng)，獲得授權(quán)專利18項(xiàng)，發(fā)表核心期刊論文18篇，培養(yǎng)博士研究生5人、碩士研究生7人，2人晉升高級(jí)職稱、7人晉升中級(jí)職稱、6人晉升初級(jí)職稱，為高速公路建設(shè)關(guān)鍵領(lǐng)域培養(yǎng)了一大批軟巖隧道和巖爆隧道設(shè)計(jì)、施工、管控、監(jiān)測(cè)等方面的專業(yè)人才，為人才強(qiáng)企、加快建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)力量。

　　沒(méi)有比人更高的山。關(guān)再難攻、難再難克，長(zhǎng)達(dá)人從未缺席。“目前，木寨嶺隧道主線累計(jì)掘進(jìn)24613.9米（單洞），占總長(zhǎng)度30394米（單洞）的80.98%。進(jìn)口至1號(hào)斜井及出口至3號(hào)斜井已貫通。木寨嶺隧道預(yù)計(jì)于2023年6月30日整體貫通，2023年8月20日完成主線土建工程。同時(shí)，搶抓時(shí)間展開(kāi)路面、交安、機(jī)電、隧道涂裝等工程與土建工程平行作業(yè)，爭(zhēng)取于2023年年底建成通車。屆時(shí)，從渭武高速公路大草灘收費(fèi)站到梅川收費(fèi)站至少節(jié)省1小時(shí)車程。”工程技術(shù)負(fù)責(zé)人陳偉祥說(shuō)。

　　木寨嶺隧道貫通以后，蘭州至?？诟咚俟犯拭C段將實(shí)現(xiàn)全線通車，進(jìn)一步助推沿線經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。岷縣、漳縣盛產(chǎn)的當(dāng)歸、黃芪、黨參等238種中藥材，金、銻、石油等礦產(chǎn)資源可以運(yùn)往全國(guó)各地，游客可以走進(jìn)遮陽(yáng)山、貴清山、狼渡濕地草原、岷州會(huì)議紀(jì)念館、紅軍鹽井紀(jì)念館等旅游景區(qū)。