长达公司：穿越兰海高速最后的工程禁区--渭武高速公路木寨岭隧道

    距离甘肃岷县县城38公里，有一座氆氇岭，岭上旧有寨堡，俗称木寨岭。木寨岭作为漳河与洮河的分水岭，镶嵌在岷山北麓，宛如一道天然屏障。

    世之奇伟、瑰怪，非常之观，常在于险远。想要开车翻过这道岭，需要沿着蜿蜒曲折的公路行驶1.5小时，路面狭窄，平纵线形差，行车极为困难。

 渭武高速公路。

    现如今，兰州至海口国家高速公路渭源至武都段（简称渭武高速公路）木寨岭隧道正在紧张建设中，跨越漳、岷两县，左线全长15.22公里、右线全长15.16公里，洞身最大埋深约629米。

    甘肃省公路航空旅游投资集团有限公司（简称公航旅集团）长达路业有限责任公司（简称长达公司）总经理、渭武高速公路定西段项目办主任王治才介绍，渭武高速公路木寨岭隧道是目前甘肃省里程最长的公路隧道，因为极大的建设难度成为兰海高速公路最后的“扼颈之环”，项目建成后将大大缩短兰州至岷县的车程。

    凝聚共识 动态设计

    这是一座创新隧道，涵盖着初心与坚持；这是一座品质隧道，渗透着匠心与汗水。

    渭武高速公路木寨岭隧道与兰渝铁路木寨岭隧道相距约900米，公路木寨岭隧道的许多施工人员都参与过兰渝铁路建设，中铁隧道集团二处有限公司项目经理唐绍武，便是其中之一。

    “我和我的团队参与过兰渝铁路木寨岭隧道的建设，有着丰富的建设经验，但没想到这座公路隧道刚进洞没多久，便陆续出现了软岩大变形及频繁拆换拱等一系列难题。”唐绍武说。

    该隧道2、3号斜井落底段，初期支护频繁出现喷射混凝土开裂、掉块，钢拱架扭曲、错断及侵限破坏等始料未及的问题，最大侵限达3145毫米，换拱率近46%，每月掘进不足20米。

    由于木寨岭隧道支护难度极大，设计、施工、监理、建设单位以及专家提出的常规处治措施对较大变形段落效果不佳，施工多次陷入困境。

    中国科学院院士孙钧介绍：“木寨岭地处高原高寒地区强地震带上，强降雨集中，隧道施工环境恶劣，在建设过程中有许多不确定因素，可以说是隧道工程的禁区。木寨岭隧道路线穿越12条大断层破碎带以及炭质板岩地层，地应力高，围岩变形大，技术难度大，施工风险高。变形量级突破了地下工程界所遵从的理论和认知水平，勘察设计及工程施工没有可借鉴的成熟经验，难以预测围岩的变化规律。”

渭武高速公路。

    福建路桥建设有限公司项目经理陈党辉感叹道：“在木寨岭隧道刚开始建设的时候，我们要直面随时可能发生的垮塌、涌水、落石等危险。但这是第一条穿越漳县、岷县的国家高速公路，我们想让更多人沿着这条高速公路进得来、出得去，就要坚持下去并想办法解决这些难题。”

    为凝聚共识，共商良计，长达公司多次邀请全国知名隧道专家和兰渝铁路木寨岭隧道参建单位召开隧道技术交流会议，在充分借鉴兰渝铁路木寨岭隧道建设经验的基础上，最终选取了最适合的解决方案，即科研先行，聚焦掌子面，以不拆或少拆初支为目标，将控制围岩变形与初支早期破坏作为主要技术攻关方向，为动态设计和信息化施工提供技术支撑。

    针对隧道面临的变形大、变形快、变形持续时间长、极易坍塌等风险，长达公司于2017年2月派驻经验丰富的管理人员在施工现场牵头，组织建设、设计、施工、监理和监控量测单位成立了“五位一体”现场工作组，对木寨岭隧道施工安全、质量、进度及科研项目进行全面管理。通过培训教育、量化考核、奖优罚劣、技能创新等一系列措施，长达公司狠抓班组文化建设，并从地质检测、掘进开挖、支护衬砌、防排水等施工工艺方面重点控制，确保了施工质量和安全。

    由于频繁的围岩变化和地下水发育加剧了初期支护结构变形，拆换拱比例居高不下。公航旅集团副总经理、总工程师乔小兵提出了引进院士团队为木寨岭隧道“把脉会诊”。

    2017年9月，长达公司邀请中国科学院院士孙钧、何满潮，中国工程院院士郑颖人及长江学者、设计大师等国内隧道界顶尖专家召开了木寨岭隧道支护技术专家咨询会。会议制定了设计预案，确定了软岩大变形“抗放结合、边放边抗、强化时效、有序控制”的设计原则，在后续施工中对一般变形起到了一定的作用，但对大变形段落效果不佳。

    院士进驻 推进交通产学研合作

    士不可以不弘毅，任重而道远。为切实解决木寨岭隧道建设过程中遇到的工程技术难题，早日惠及公路沿线群众生产生活，助力甘肃省脱贫攻坚决战决胜，长达公司向甘肃省和兰州市科学技术协会申请建立院士专家工作站。

    2018年3月，甘肃省科学技术协会批复同意成立甘肃长达路业有限责任公司院士专家工作站。2018年9月，院士工作站正式成立，入站院士为中国科学院孙钧院士、何满潮院士。

    作为甘肃省公路建设领域首个集产、学、研于一体的技术平台，甘肃长达路业有限责任公司院士工作站的成立为甘肃省依托重大项目搭建了人才强企新平台，在推进交通产学研合作方面探索出了新路子，对助力甘肃省经济发展和交通科技进步具有重要意义。

甘肃长达路业有限责任公司院士专家工作站研讨会现场。

    何满潮院士首次在公路隧道建设提出了NPR恒阻锚索主动支护体系。该体系基于悬吊、组合梁及承载拱理论，通过短锚索预应力挤压作用使软弱破碎岩体形成组合梁和承载拱，利用长锚索将组合梁和承载拱悬吊在稳定的岩体上，提升了围岩的整体稳定性。此支护体系打破了传统设计方案，从被动支护突破到主动支护，有效地改变了围岩受力状态，是目前解决软岩大变形最有效的措施。

    自开展NPR恒阻锚索试验段研究以来，无论斜井还是正洞，NPR锚索施做段落的初支变形都呈明显改善趋势。NPR锚索施做段落的监测变形速率和累计变形量都呈明显下降趋势，围岩变形基本控制在300毫米以内，月平均施工进度显著提高，基本避免了初期支护拆换返工的情况。

    在NPR恒阻锚索支护体系抑制软岩大变形取得有效成果的基础上，参建单位和科研团队勠力同心，在NPR锚索现场施工过程中重点以解决“施工工效、耐久稳定、经济适用”问题为核心，切实优化完善施工流程和工艺，并及时分析总结，稳妥推进了木寨岭隧道2号、3号斜井安全落底，为开通主洞作业面创造了先决条件。此外，在地质条件同样恶劣复杂的渭武高速公路岷县隧道，NPR恒阻锚索支护体系也得到了有效应用。岷县隧道已于2020年11月2日顺利贯通。

施工人员安装NPR锚索恒阻器。

    行而不辍，履践致远。院士团队还开展了木寨岭隧道大变形让压支护体系关键技术科研，采用以让压锚索为核心的“主动—让压”支护体系，抑制了围岩变形，显著降低了围岩早期的变形速率，实现了稳定可控。

    同时，通过约束锚固杆（索）加强对初期支护约束，提高初期支护结构稳定性和承载力，避免初期支护发生失稳破坏，以有效解决隧道衬砌支护结构失稳产生开裂、掉块、钢拱架扭曲、错断以及侵限等问题，从根本上避免导致隧道工程造价不可控、工期不断延期、安全难以保证的现状。

    依托NPR锚索和让压支护理论申报的“渭武高速公路木寨岭隧道极高地应力极软岩控制技术”科研项目已被甘肃省科学技术厅列为省级重大专项研究项目。

    2019年8月，长达公司承担了川藏铁路建设理论与工程对接系列高端专题论坛，向川藏铁路建设者介绍了渭武高速公路木寨岭隧道有关研究成果和施工工艺，为川藏铁路建设提供了工程实例和宝贵的施工经验。

通过与院士团队的科研攻关，通力协作，长达公司先后当选中国土木工程学会第十届隧道及地下分会、中国岩石力学与工程学会软岩工程与深部灾害控制分会理事单位，并应邀参加了2020中国隧道与地下工程大会（CTUC）暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第二十一届年会。

    “四新”典范 品质引领

     在木寨岭隧道2号斜井施工现场，一台大型悬臂掘进机正在掌子面快速作业，场面震撼。

    “这是我们2020年6月引进的新设备，机动灵活、钻孔效率高、工作稳定性好。现在木寨岭隧道已进入了地质围岩最复杂、技术难度最大的岭脊核心段施工，采取这种机械化作业，能有效解决人员投入大、传统工艺复杂、环境污染严重及安全生产风险高等难题，还避免了因爆破震动扰动围岩的情况，有效抑制了围岩变形。”渭武高速公路定西段项目办副主任王智佼介绍。

    根据新设备的成功应用，渭武高速公路定西段项目办还总结形成了木寨岭软弱围岩两台阶施工工法。

    结合软岩大变形主动支护机械化施工试验段的实施，木寨岭隧道又引进了多功能凿岩钻孔台车。渭武高速公路定西段项目办在原设备立拱、凿岩功能的基础上通过研发、改造，已成功应用了锚索的无级变速冲击钻孔装置，正在进行锚索机械化安装、搅拌、张拉及注浆的装置研发和试验调试，最终将实现锚索的钻、装、搅、拉、注等多功能集成全机械化施工和平行作业。

    该项新设备的研发改进属于国内公路隧道建设首次尝试。

    由于木寨岭隧道内采用锚索施工属于新技术、新材料，还处于试验段，现行定额无相关内容。2019年10月至2021年1月，长达公司会同交通运输部路网监测与应急处置中心、甘肃省交通运输厅、甘肃省交通建设质量安全造价中心、渭武高速公路有关参研高校和参建单位等编制了《甘肃省公路隧道工程NPR锚索预算补充定额》，填补了我国在该领域工程造价的空白，为这一技术体系的推广应用打下了坚实基础。

多功能凿岩钻孔台车钻孔施工。

    目前，长达公司已牵头制定技术标准3项，施工技术指南3项，获得授权专利18项，发表核心期刊论文18篇，培养博士研究生5人、硕士研究生7人，2人晋升高级职称、7人晋升中级职称、6人晋升初级职称，为高速公路建设关键领域培养了一大批软岩隧道和岩爆隧道设计、施工、管控、监测等方面的专业人才，为人才强企、加快建设交通强国贡献力量。

    没有比人更高的山。关再难攻、难再难克，长达人从未缺席。“目前，木寨岭隧道主线累计掘进24613.9米（单洞），占总长度30394米（单洞）的80.98%。进口至1号斜井及出口至3号斜井已贯通。木寨岭隧道预计于2023年6月30日整体贯通，2023年8月20日完成主线土建工程。同时，抢抓时间展开路面、交安、机电、隧道涂装等工程与土建工程平行作业，争取于2023年年底建成通车。届时，从渭武高速公路大草滩收费站到梅川收费站至少节省1小时车程。”工程技术负责人陈伟祥说。

    木寨岭隧道贯通以后，兰州至海口高速公路甘肃段将实现全线通车，进一步助推沿线经济高质量发展。岷县、漳县盛产的当归、黄芪、党参等238种中药材，金、锑、石油等矿产资源可以运往全国各地，游客可以走进遮阳山、贵清山、狼渡湿地草原、岷州会议纪念馆、红军盐井纪念馆等旅游景区。

    路通后，生活将迎来新的模样。

    企业链接：

    甘肃长达路业有限责任公司（甘肃公航旅公路服务管理有限公司）隶属于甘肃省公路航空旅游投资集团有限公司，主要承担甘肃省高速公路项目的建设管理。20年来，长达公司在陇原大地从西到东、由南向北，建成高速公路1500多公里，带动兰州、白银、定西、平凉、临夏、陇南700多万人走上了富民兴隆之路，实现了6市26县（区）通高速的战略谋划。

    长达公司先后承担了柳沟河至古浪、刘寨柯至白银、树屏至徐家磨、平凉至定西、武都至罐子沟、成县至武都、营盘水至双塔、兰州至永靖、渭源至武都、武都至九寨沟高速公路等一批国家及甘肃省重点建设项目。该公司牵头组建了甘肃景礼高速公路陇南管理有限公司，负责省列重点PPP项目景泰至礼县高速公路陇南段的建设管理。同时，该公司下设甘肃兰海渭武高速公路运营管理有限公司，主要承担兰海高速公路渭源至武都段高速公路通行费收缴、养护管理、服务区运营管理、道路清障救援服务、路域经济开发等工作。

    长达公司还被中华全国总工会授予“全国五一劳动奖状”，被交通运输部授予“全国交通运输行业文明单位”“模范职工小家”，被甘肃省委、省政府命名为省级文明单位,被甘肃省总工会授予“甘肃省五一劳动奖状”“甘肃省五一劳动奖章”等多个荣誉称号，多次被甘肃省交通运输厅评为全省高速公路建设先进单位、全省交通系统重点公路建设项目先进单位。该公司所属兰永高速公路被交通运输部评为第四批部级“平安工地”示范创建项目以及全国公路水运建设项目平安工程；武罐高速公路武都高架特大桥获得甘肃省建设工程飞天金奖；武罐高速公路大岸庙特大桥、汪家坝隧道，成武高速公路平洛河2号特大桥、府城互通立交、安化互通立交、武都西互通立交，兰永高速公路恐龙湾特大桥、三江口黄河特大桥、太极岛特大桥、恐龙湾隧道工程、河口大桥获评甘肃省建设工程“飞天奖”。