7月6日，經(jīng)過2600余天的艱苦鏖戰(zhàn)，由甘肅省公航旅集團(tuán)投資建設(shè)、中鐵隧道局集團(tuán)參建的渭武高速公路全線控制性工程——木寨嶺特長(zhǎng)隧道順利貫通，為渭武高速公路年底全線通車打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。木寨嶺隧道的貫通，標(biāo)志著我國在攻克世界級(jí)隧道施工難題方面取得新的重大突破。

　　特長(zhǎng)隧道通南北

　　渭武高速公路是G75蘭州至?？趪腋咚俟吩诟拭C境內(nèi)的重要組成路段，是絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶甘肅段交通骨干網(wǎng)絡(luò)的重要路段，是甘肅省通達(dá)四川、重慶、貴州等出海通道的重要南出口高速公路，也是西北至西南最為便捷的交通要道，對(duì)于深入貫徹國家“一帶一路”戰(zhàn)略和落實(shí)國家進(jìn)一步支持甘肅經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、促進(jìn)西北及西南的交通運(yùn)輸、加快外向型經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐具有十分重要的意義。渭武高速公路橫跨長(zhǎng)江和黃河兩大流域，起點(diǎn)為甘肅省定西市渭源縣，終點(diǎn)為隴南市武都區(qū)，全長(zhǎng)237.74公里，是甘肅省迄今為止投資規(guī)模最大、建設(shè)難度極高的高速公路建設(shè)項(xiàng)目。

　　作為甘肅公路建設(shè)史上最長(zhǎng)的公路隧道，也是渭武高速公路全線控制性工程的木寨嶺特長(zhǎng)隧道，位于甘肅省定西市漳縣、岷縣兩縣交界，穿越最高海拔3200多米的漳河、洮河流域分水嶺和多個(gè)地塊交界地帶，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈。隧道全長(zhǎng)15.2公里，采用雙向四車道設(shè)計(jì)，最大設(shè)計(jì)時(shí)速80公里，線路走向與G212國道線走向基本一致，與蘭渝鐵路木寨嶺隧道平面距離約900至1200米，垂直高約60至100米。通車后，只需要不到12分鐘就可以通過原來需要1個(gè)小時(shí)的木寨嶺，而且過往車輛不用再經(jīng)過212國道連續(xù)13公里的長(zhǎng)下坡，將大大提高行車效率，保障行車安全。

　　軟巖隧道大變形

　　一條15.2公里的隧道，在常規(guī)地質(zhì)條件下，兩三年的時(shí)間就可以打通。但是在木寨嶺，卻用了7年多的時(shí)間。這條隧道的建設(shè)難點(diǎn)到底在哪里？

　　木寨嶺隧道區(qū)域位于四大地質(zhì)構(gòu)造板塊交界地帶，具有地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、地應(yīng)力高度集中、巖體軟弱破碎、褶皺帶活動(dòng)強(qiáng)烈、圍巖大變形等特點(diǎn)。隧道地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，有3個(gè)背斜、3個(gè)向斜構(gòu)造，6處褶皺和12條大斷層，圍巖以松散怕水的炭質(zhì)板巖為主，全隧均為Ⅴ級(jí)圍巖，整體性差，自穩(wěn)能力弱，易掉塊坍塌。同時(shí)，隧道穿越地層最大埋深達(dá)629.1米，埋深超500米的隧段超過了60%，屬極高應(yīng)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(jìn)場(chǎng)施工以來，木寨嶺隧道軟巖大變形情況就十分嚴(yán)重，擠壓變形速率快、變形歷時(shí)長(zhǎng)、變形量大，隧道單邊最大變形量超過2000毫米，刷新了國內(nèi)紀(jì)錄。

　　因其變形量級(jí)已突破國內(nèi)外隧道和地下工程界以往所遵循的巖石力學(xué)理論和隧道建造實(shí)踐的認(rèn)知水平，超出了現(xiàn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)范圍，在設(shè)計(jì)和施工方面無可供借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)，難以預(yù)測(cè)圍巖的變化規(guī)律，被國內(nèi)地下工程界院士、專家及學(xué)者稱為“隧道建設(shè)史上罕見的世界性難題”。

　　隧道施工過程中，由于圍巖變形量極大，造成大部分段落初期支護(hù)混凝土開裂掉塊，型鋼拱架扭曲挫斷，初支侵限破壞嚴(yán)重、換拱率高，部分段落二次襯砌開裂破壞。同時(shí)，隧道軟巖大變形和頻繁拆換拱，致使工程進(jìn)度緩慢，施工工效極低，施工成本不斷增加，建設(shè)工期不斷后延，項(xiàng)目推進(jìn)異常艱難。

　　中鐵隧道局集團(tuán)渭武高速公路六標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理于家武介紹到：“前期施工中，我們陸續(xù)施作了300米的初期支護(hù)，但由于圍巖變形很大，導(dǎo)致初期支護(hù)變形，我們又拆換了136米，等于是前進(jìn)了一步又退回來半步，有時(shí)候甚至干一個(gè)月進(jìn)度是負(fù)數(shù)，工程進(jìn)度受到了很大的影響。”

　　科技攻關(guān)破難題

　　為解決木寨嶺隧道建設(shè)過程中遇到的各種施工和技術(shù)難題，中鐵隧道局集團(tuán)總工程師洪開榮在總結(jié)蘭渝鐵路木寨嶺隧道建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，凝聚全集團(tuán)科技力量，多次帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)深入現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)地質(zhì)因素、圍巖狀況進(jìn)行調(diào)研，召開高原高寒高地應(yīng)力軟巖大變形隧道施工科技大會(huì)。

　　依托院士專家工作站開展的研究，洪開榮帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)積極探索研究，創(chuàng)新性提出隧道場(chǎng)解重構(gòu)理論，即在核心擾動(dòng)區(qū)主動(dòng)重構(gòu)圍巖剛度，誘導(dǎo)應(yīng)力調(diào)整的隧道施工場(chǎng)變控制方法，以提高圍巖剛度的主動(dòng)控制代替拱架支護(hù)的被動(dòng)約束。

　　建設(shè)者和專家院士通過50多次論證實(shí)踐，最終形成了新型軟巖隧道大變形治理技術(shù)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(shí)，形成拱形承載結(jié)構(gòu)，提高了巖體的穩(wěn)定性。

　　洪開榮介紹：“這些打進(jìn)巖體里的錨索，就像納鞋底一樣，把炭質(zhì)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(shí)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(shí)現(xiàn)支護(hù)一次成功，讓隧道單側(cè)最大形變從原來2米降到了30厘米。”

　　在應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)后，圍巖變形量顯著降低，解決了初期支護(hù)連續(xù)拆換的問題，大幅度提升施工效率，在經(jīng)過多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)優(yōu)化和持續(xù)試驗(yàn)總結(jié)后，徹底扭轉(zhuǎn)了前期頻繁換拱、返工浪費(fèi)、進(jìn)度停滯的被動(dòng)局面，使項(xiàng)目在保障安全和質(zhì)量的前提下，圓滿地完成了隧道建設(shè)任務(wù)。

　　迎難而上勇爭(zhēng)先

　　經(jīng)過7年多的艱苦奮戰(zhàn)，中鐵隧道局秉承“至精至誠 更優(yōu)更新”的企業(yè)精神，堅(jiān)持以質(zhì)量、管理雙提升為目標(biāo)，著力提高隧道仰拱、預(yù)應(yīng)力錨索、初期支護(hù)、二次襯砌、排水系統(tǒng)等建設(shè)水平。積極探索質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量檢測(cè)、質(zhì)量管控、運(yùn)營管理，利用物聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)分析，建立了預(yù)應(yīng)力錨索質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)及運(yùn)營期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索開展體系化、系統(tǒng)化管控，拉開了我國交通隧道預(yù)應(yīng)力錨索主動(dòng)支護(hù)的序幕。預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)新技術(shù)的應(yīng)用，為高地應(yīng)力軟巖隧道順利、高效、安全建設(shè)開辟一條嶄新道路。中鐵隧道局渭武高速土建6標(biāo)作為國內(nèi)率先實(shí)施預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方案的隧道項(xiàng)目，受到了社會(huì)各界和廣大媒體的高度關(guān)注。

　　在施工過程中，項(xiàng)目全體參建人員秉持“專、恒、精”的工匠精神，細(xì)化施工流程、優(yōu)化施工方案，科學(xué)調(diào)整施工生產(chǎn)組織，積極應(yīng)用“四新”技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)引進(jìn)錨索鉆機(jī)、大型懸臂掘進(jìn)機(jī)、多功能鑿巖立拱一體臺(tái)車等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，探索使用智能錨索預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，形成了數(shù)字化、綠色化、人文化管理新模式。

　　木寨嶺隧道建設(shè)中，中鐵隧道局科研團(tuán)隊(duì)取得了基于隧道場(chǎng)解重構(gòu)理論的圍巖支護(hù)方法及系統(tǒng)、軟巖小孔徑深孔成孔設(shè)備等多項(xiàng)發(fā)明專利。目前,這一系列研究成果已在全國10多個(gè)隧道項(xiàng)目中推廣應(yīng)用。