為復雜條件下的隧道與地下空間建設(shè)架起一條安全通道

王涵

在西安，有這樣一個團隊：他們堅守在全國各地的隧道及地下施工現(xiàn)場，堅守在“一帶一路”沿線的中亞國家，對復雜地質(zhì)、復雜環(huán)境條件下的隧道與地下工程建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)進行仔細的分析與研究；他們?nèi)諒鸵蝗盏毓ぷ?，為工程安全、施工質(zhì)量注入一劑“安心針”；他們不辭辛勞，用不為人知的努力做著最偉大的工作，為隧道和地下工程的安全建設(shè)和運營貢獻著自己的力量。他們都有一個共同的名字——西安建筑科技大學隧道與地下結(jié)構(gòu)工程研究所。在所長宋戰(zhàn)平的帶領(lǐng)下，他們靠著對專業(yè)的忠誠以及對事業(yè)的責任心，在隧道和地下空間施工和災(zāi)害防治領(lǐng)域走出了一條陽關(guān)大道。

復雜地質(zhì)條件下隧道和地下工程施工領(lǐng)域的探險隊

西安建筑科技大學隧道與地下工程工程研究所成立于2009年，近10年來，研究所結(jié)合我國基礎(chǔ)建設(shè)的需要，針對隧道、地下工程等與巖土介質(zhì)力學特性和理論相關(guān)的難題進行基礎(chǔ)性研究工作，并注重解決隧道與地下工程建設(shè)中遇到的重大問題。在學校、學院的大力支持和幫助下，研究所在宋戰(zhàn)平的帶領(lǐng)下，研究方法與模式推陳出新.并創(chuàng)造了一個又一個復雜地質(zhì)條件下的隧道施工的奇跡?！拔覀円粩嗵岣吖こ虘?yīng)用技術(shù)的研發(fā)效率和理論研究深度，以求達到理論與工程實踐的有機結(jié)合?！彼螒?zhàn)平說道。

我國幅員遼闊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜多樣，隧道與地下工程建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及地下工程環(huán)境保障技術(shù)就成了解決復雜地質(zhì)環(huán)境條件下的重中之重。團隊針對山區(qū)城鎮(zhèn)工程建設(shè)中爆破施工擾動的突出問題，提出了“巖質(zhì)地層懸臂掘進機施工技術(shù)”，從而有效拓寬了“銑挖法”施工領(lǐng)域，改變了我國巖質(zhì)隧道與地下工程施工的固有模式。針對復雜環(huán)境和復雜斷面條件下的隧道和地下工程施工快速支護施工的關(guān)鍵問題，研發(fā)并實施的“單層襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及施工技術(shù)”，成功應(yīng)用于亞洲第一長大公路通風斜井，解決了長陡坡斜井大體積混凝土施工困難，風險高、質(zhì)量難以控制的等一系列技術(shù)難題。

“要致富，先修路”，我國西部地區(qū)一直是經(jīng)濟“重災(zāi)區(qū)”，道路就是其中的軟肋。結(jié)合我國西部鐵路、公路等基礎(chǔ)建設(shè)，宋戰(zhàn)平首次提出了“西部隧道地貌控水成災(zāi)”的指導思想；結(jié)合工程實踐，提出并實施的“以地質(zhì)地貌分析為基礎(chǔ)，隨施工進度分階段進行地質(zhì)雷達配合紅外探水及掌子面素描分析為手段的多階段、多層次、多方法的綜合立體式超前地質(zhì)預測預報技術(shù)”，降低了復雜富水地質(zhì)條件下長大隧道施工的風險，實現(xiàn)了西部環(huán)境敏感區(qū)隧道地下水“零排放”的目標。針對西部地質(zhì)復雜條件下的大斷面隧道軟巖的大變形問題等.提出并實施的“大斷面隧道擴挖讓壓釋放變形，其后注漿補強提高剛度增強抗力；變形平穩(wěn)施作外圈加強支護形成封閉，其后進行二次襯砌確保安全”的大變形整體整治原則和技術(shù)，直接指導了蘭渝鐵路天池坪隧道、化馬隧道等工程的設(shè)計修正與施工，并廣泛應(yīng)用在我國西北乃至全國同類隧道建設(shè)中。

針對我國西部新疆及中亞地區(qū)地質(zhì)復雜、環(huán)境脆弱的特點，宋戰(zhàn)平及其帶領(lǐng)的隧道與地下結(jié)構(gòu)工程研究所研發(fā)的“大斷面隧道旋噴加固全斷面施工技術(shù)”，成功推廣應(yīng)用于我國“絲路”沿線的將軍溝隧道、新玉希莫勒蓋隧道等10余座隧道以及中亞的塔吉克斯坦喬爾馬扎克、吉爾吉斯斯塔的南北第二通道隧道等工程建設(shè)中，取得了良好的應(yīng)用效果。在塔吉克斯坦喬爾馬扎克隧道建設(shè)中，塔吉克斯坦總統(tǒng)和總理先后多次視察隧道工程現(xiàn)場，塔吉克斯坦國家電視臺、電臺、報紙多次對隧道的安全、快速施工進行報道。

復雜環(huán)境條件下地下工程施工領(lǐng)域的開拓隊

近年來，宋戰(zhàn)平帶領(lǐng)下的西安建筑科技大學隧道與地下結(jié)構(gòu)工程研究所先后參與了北京地鐵，天津地鐵、武漢地鐵，哈爾濱地鐵、西安地鐵等十余座城市地鐵的建設(shè)咨詢工作，科研成果豐碩。這一系列成果的取得，其背后不僅僅是辛勞和汗水，更多的是一份對工作的責任心在支撐著他們；成績對他們而言，不僅僅是榮譽，更多的是責任和激勵。

對于宋戰(zhàn)平團隊來說，正是有了那么多困難和險阻，他們也正是在這么高強度工作的壓力下，才能在隧道和地下工程技術(shù)上求得更多的創(chuàng)新和發(fā)展。被列為“北京市五個最難工程之一”的北京地鐵7號線雙井站具有“高承壓、大流量、補充源充沛的滲透性差異大的砂、粘土不規(guī)則互層的地層”等多重特點，宋戰(zhàn)平及其團隊通過細致的理論分析和系統(tǒng)數(shù)值模擬，提出并采用的“不同位置、斷面的非對稱導洞的承壓富水砂土互層“PBA”工法，成功解決了城市地鐵穿越重要地段采用“洞樁法”暗挖施工中上下導洞采用同一斷面造成的施工風險大、廢棄工程量多、施工時間長問題，工期提前60天。此外，宋戰(zhàn)平及其團隊提出并采用的“外圍來水方向長排大井截排，工程圈內(nèi)‘U型降排，不規(guī)則層間滯留水真空降排”的綜合治理措施，實現(xiàn)了22m高承壓、滲透性差別2倍以上的不規(guī)則砂土互層地鐵車站的安全和快速施工。

理論是基礎(chǔ)，可實踐也不是一帆風順，如何在理論和實踐中找到平衡呢？宋戰(zhàn)平在理論分析及數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，反復通過現(xiàn)場實踐和總結(jié)，優(yōu)化支護結(jié)構(gòu)，經(jīng)過一次又一次的計算、模擬、施工，創(chuàng)造性地提出并實施了“超前深降減水頭，反壓增阻固底層，注漿回填穩(wěn)結(jié)構(gòu)”的綜合施工技術(shù)，實現(xiàn)了北京地鐵22m高承壓水的35m超深豎井的快速施工。這項成果的成功應(yīng)用不僅很好地解決了北京地鐵的一系列技術(shù)難題，還為同類地鐵工程的建設(shè)提供了重要的技術(shù)支持和寶貴經(jīng)驗，此外還更進一步拓展了暗挖施工的新領(lǐng)域。

對于宋戰(zhàn)平，對于他帶領(lǐng)下的西安建筑科技大學隧道與地下結(jié)構(gòu)工程研究所來說，每一次探索，每一次研究都會面臨各種曲折，也會迎來各種收獲，他們自始至終都忠于一份責任心，一份赤子之心，宋戰(zhàn)平和他的隧道與地下結(jié)構(gòu)工程團隊也將永遠走在鉆研與創(chuàng)新的路上。