2023年1月5日,经过四年零五个月的奋战,由广西北部湾投资集团直属企业广西路桥集团投资建设的云南省昌宁至保山高速公路(以下简称“昌保高速”)昌宁隧道实现全幅贯通,标志着昌宁隧道“卡脖子”工程被正式攻克。
昌宁隧道左幅长5454m,右幅长5429m,为分离式双向4车道高速公路特长隧道。昌宁隧道地处的滇西横断山区,是隧道建设难度最大、工程风险最高、地质条件最复杂的“瓶颈”地带之一。隧道建设期间,面临五大工程挑战:(1)岩石风化极其严重;(2)水平构造应力影响剧烈;(3)节理裂隙极发育;(4)粘土矿物含量高,岩石强度低;(5)围岩吸水软化崩解严重,导致施工过程中软岩大变形、涌水、突泥和坍塌等工程地质灾害频发,施工难度大,工程风险高。非对称软岩大变形问题尤其突出,最大变形量2125mm,换拱率高达33%,施工进度缓慢。昌宁隧道是昌保高速的“卡脖子”工程,亦是云南在建施工难度最大的隧道之一。
2020年,广西路桥集团依托“深部岩土力学与地下工程国家重点实验室广西研究中心”,将何满潮院士的开挖补偿理论及高应力NPR锚索开挖补偿支护技术应用到昌宁隧道的软岩大变形治理中,经过联合攻关,解决了软岩大变形隧道施工国际性难题,助力昌宁隧道安全快速高品质地完成了建设。实现了“零换拱、零侵限、零突涌和无翻修”的“三零一无”目标,节约工期7个月,安全效益、社会效益和经济效益显著,完成科技成果评价,达到了国际领先水平。昌宁隧道顺利贯通标志着高应力NPR锚索开挖补偿支护技术成功攻克又一软岩大变形的世界性难题,在助力交通基础设施建设中展现了新作为。
项目实施期间,何满潮院士多次亲临昌宁隧道现场踏勘,对高应力NPR锚索开挖补偿支护技术实施进行调研指导,与广西路桥集团及各方参建单位进行技术交流。高预应力NPR锚索开挖补偿支护技术应用到昌宁隧道后,累计施工1187m,大大提高了施工安全和工程质量。各方一致认为NPR新材料以及配套的高应力NPR锚索开挖补偿支护技术是解决软岩隧道大变形难题的“一把金钥匙”,在川藏铁路、滇中引水工程等国家重大工程中将发挥重要作用,应用前景十分广阔。
2023年1月5日下午,伴随着隧道的全幅贯通仪式,顺利召开了软岩大变形隧道建造关键技术论坛,何满潮院士受邀作题为开挖补偿法的专题报告,讲解了平行于普氏法和新奥法的开挖补偿法,阐明了相关力学原理。详细介绍了NPR新材料的超常力学特性。以新理论、新材料和新技术为解决滇藏地区重大工程建设奠定基础。
深部岩土力学与地下工程国家重点实验室主任何满潮院士提出的应用于深部围岩稳定性控制的开挖补偿法新理论,自主研发的支撑开挖补偿法的NPR新材料,以及提出的高应力NPR锚索开挖补偿支护技术,从“道器术”三个层面提出了软岩大变形防控的新理论、新材料和新技术。已广泛应用于采矿工程、隧道工程、水利工程、防护工程、边坡工程、文物保护工程及地震工程等国家重大工程,取得了重大的安全效益、社会效益和经济效益,引领和推动了相关行业的技术进步。