【通讯】 木寨岭隧道软弱围岩“驯服记”
郝正荣
“从曾经的‘一步三回头’，到现在的稳步推进40米以上，木寨岭隧道软弱围岩这一‘拦路虎’在NPR锚索工艺‘紧箍咒’的管控下，总算是被驯服了。”渭（源）武（都）高速土建七标项目负责人陈文渊笑着说。
渭武高速公路木寨岭隧道，横贯漳河与洮河两大水系的分水岭，穿越多个地块交界地带，是著名的南北地震带及青藏高原东北缘的重要组成部分，地层夹有12条大断层破碎带，岩层挤压强烈，围岩均为V级以上，属极高地应力区，是世界级隧道施工难题。
1个兆帕的压力，相当于1平方米范围承受100米水柱压力，而木寨岭隧道围岩最高受压达38.38兆帕。超强压力导致木寨岭隧道成为最没骨气但最坏脾气的隧道。隧道单日变形量可达百毫米以上，隧道顶部搭设拱架，用不了几天就能变形扭成麻花状。隧道衬护每向前推进一个循环，就得扭头拆换三个循环拱架，这也是“一步三回头”的由来。
“简直是深陷泥潭，最可怕的就是看不到希望，2018年现场的士气低靡到了最低点。”陈文渊说。据介绍，2018年，木寨岭隧道3#斜井全年掘进213米。没有进度就没有产值，全体参建人员工资发放严重受到影响，现场的工作激情早已被隧道内“一直干一直换”的常态返工磨灭殆尽。
由于隧道围岩的特殊性，现场施工完全没有成熟技术和经验可供参考，项目部只能在摸索中前进。从2016年上场施工，项目部先后20余次邀请业内专家评审研讨，通过采取将常规系统锚杆变更为后注浆导管、根据围岩不均衡的特点对初支参数进行不对称设计、现场采用早强快硬水泥浆液注浆、对地下水发育地段埋设泄水管、调整超前小导管间距等10余次方案调整优化，虽然对控制变形有了一定改善，但始终没从根本上攻克软弱围岩大变形。
2018年9月，甘肃省公航旅集团、甘肃长达公司正式成立甘肃省交通行业首家“院士专家工作站”，特别聘请中国科学院院士、工程力学家孙钧，中国科学院院士、矿山工程岩体力学专家何满潮为首批入站专家，为渭武高速公路木寨岭隧道顺利贯通提供智力支撑。
2018年12月，渭武高速公路土建七标项目部正式引进中国科学院何满潮院士的NPR锚索工艺，该工艺通过平整场地、清理岩面，且对岩面进行加固、测量放样、钻孔、扩孔、放置锚固剂、安装锚索、W型钢带及防护网安装、安装托盘及恒阻器锚具、张拉、场地清理等11项道工序，最终建立起隧道的支护体系。
NPR锚索工艺利用预应力锚索，将松动破碎的岩体悬吊在稳定的岩体上，同时通过挤压作用，形成破碎岩体的组合梁和承载拱作用，强化了围岩强度和整体稳定性，为软弱多变的围岩成功套上了“紧箍咒”。
自引进NPR锚索工艺施工至今，现场施工进度由原来的平均每月不足20米提升至每月40米以上，项目部累计掘进2545米，隧道内再未发生拱架扭曲和变形侵限等现象，NPR锚索支护段落也实现了零拆换，彻底扭转了因隧道变形导致拆换拱频繁、安全隐患大、施工成本高、隧道进度慢等不利局面。
“卤水点豆腐，一物降一物。两年的实践证明，NPR锚索工艺的应用，就是克服软弱围岩的不二法宝。”陈文渊说。目前，中铁二十一局三公司渭武高速公路土建七标项目部承建的木寨岭隧道左右线，累计剩余掘进里程3100米，已完成产值9.2亿元，约占全部投资的78%，隧道预计于2023年年底实现贯通。
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