——NPR锚索支护技术在昌保高速昌宁隧道应用纪实

8月的云南昌宁，雨季如期而临。秀美的茶乡大地上，到处呈现出青山葱茏、碧水婉转的怡人美景。而在昌(宁)保(山)高速控制性工程昌宁隧道施工现场，施工人员顶着水火两重天，在严酷的施工环境中艰难掘进着。

昌宁隧道是广西路桥集团‘两桥一隧’重点工程之一，单幅长5.4公里，隧道围岩等级多数为V级，地质水文条件复杂，最大埋深406米，建设过程中受非对称软岩大变形、涌水、突泥、坍塌等一系列地质灾害影响，施工进度缓慢，是昌保高速全线通车的“卡脖子”工程。

昌宁隧道作为昌保高速施工地质条件最复杂、施工难度最大的隧道，每掘进一米，都凝结着广西路桥集团施工人员的智慧与汗水。昌保2标项目负责人说：“昌宁隧道是昌保高速的控制性工程，我们将NPR锚索主动支护技术应用到昌宁隧道的施工中，解决了隧道建设中遇到的软岩大变形这一难题。”看着眼前的隧道，他胸有成竹地说：“我们有信心，也有能力，在确保安全、质量的前提下，稳步推进隧道施工，争取早日实现昌宁隧道贯通。”

NPR锚索支护技术巧解复杂难题

1200多年前，唐代大诗人李白面对猿鸟望而止步的古道，发出了“蜀道难，难于上青天”的喟叹。而对广西路桥工程集团昌保高速二标项目部的建设者来说，他们在施工中也遇到了堪比蜀道的复杂难题。

既然是昌保高速的“卡脖子”工程，昌宁隧道的施工难题究竟在哪里?“高富水、岩松软、大变形，以及涌水、坍塌……地质复杂超出想象，隧道开挖举步维艰。”项目部技术人员介绍，隧道整体围岩破碎，受软岩大变形侵扰，初支沉降收敛大，初支混凝土开裂、掉块严重，拱架扭曲变形严重，局部段落甚至增设护拱也难以抵御围岩变形。对建设者而言，在如此复杂的地质条件下施工，安全风险极高，如何确保隧道工程施工的安全与质量成为首要重任。

“硬骨头易碎，嫩豆腐难啃”。为了破解难题，确保隧道施工的安全与质量，助力昌宁隧道建设，2021年1月30日，广西路桥集团邀请中国科学院何满潮院士及其科研团体通过视频会议形式就昌宁隧道软弱大变形问题进行技术交流，提出将NPR锚索主动支护技术应用到昌宁隧道施工建设中。2021年3月10日，院士团队到昌宁隧道开展各项室内、室外技术验证试验，为引入NPR锚索主动支护技术提供数据支撑。2021年4月15日，以何满潮院士自主研发的以高预应力NPR锚索新材料为主的锚-网-索-带支护对策及其控制方案，正式在昌宁隧道投入使用，这是NPR锚索主动支护技术首次应用到云南滇西横断山区复杂地质条件下的软岩隧道工程中。

结合试验段应用效果，项目部将推行力学对策设计、过程优化设计、支护参数设计、施工过程设计、监测反馈设计“五位一体”的动态设计思路，及时调整并优化方案，助推昌宁隧道建设。

昌宁隧道安全高效建设的“支点”

阿基米德曾经说过：给我一个支点，我就可以撬起地球。在昌宁隧道建设中，这句话被善于勇攀高峰的广西路桥人赋予了新的含义。“在NPR锚索支护技术进入昌宁隧道应用后，大大提高了施工安全和工程质量。而一批批国内一流专家团队的智慧加盟，尤其是2020年进入国家科技奖初评的何满潮院士团队NPR锚索支护技术的应用，则给了项目部和所有建设者强大的技术支撑与安全保障。”项目安全总监介绍，如此强大的科技力量的强劲注入，填补了云南省内隧道NPR主动控制技术的空白，依托昌宁隧道工程，项目部将积极开展相关科研课题与技术攻关工作，借助产学研深度融合的技术创新体系，力争研究水平达到的国际一流，国内领先。

NPR锚索支护技术的亮点在哪里?隧道工程师介绍：“何满潮院士团队研发的具有负泊松比效应的高预紧力恒阻大变形锚索(NPR锚索)，预应力锚索支护作为一种“主动补偿”支护，不但能够提供较大的支护阻力和结构变形量，而且具有超常恒阻力学特性。”高预紧力恒阻大变形锚索支护在巷道支护等矿山小跨度断面大变形灾害控制领域中应用广泛，但在云南横断山区高应力软岩大跨度公路隧道大变形灾害控制工程中应用，尚属首次。为此，集团公司、何院士科研团队、各方参建单位积极谋划，在昌宁隧道保山端右洞选取100m进行工业试验，通过实测围岩变形量、钢拱架压力以及锚索受力等验证了该支护方案的可靠性及可实施性。

那么，新技术的应用效果如何?依托昌宁隧道工程开展的软岩大变形NPR锚索控制技术科研试验段工作，根据现阶段试验成果分析，利用高预紧力恒阻锚索相互作用下的岩体组合梁及悬吊作用，主动加固围岩，有效遏制了软岩大变形，变形量可控制在300毫米以内，目前尚未出现钢拱架扭曲变形和初支喷射混凝土大面积剥落开裂的现象，有效验证了具有负泊松比效应的高预紧力恒阻锚索在软岩隧道大变形工程中应用的可靠性，为昌宁隧道后续建设提供了强有力的技术支撑和保障。这是昌保高速建设史上的历史性壮举!

昌保高速全线贯通为期不远

“三年来，背井离乡的广西路桥建设者们，发挥‘围岩软弱，意志不弱;地质多变，决心不变;钢架压弯，腰杆不弯’的精神，攻城拔寨，克难攻坚，不断研究探索，利用负泊松比NPR锚索控制技术，多措并举地解决了昌宁隧道软岩大变形、开挖进度较慢等难题。”一身军人本色不改的党支部副书记感慨地说。这种战天斗地的奉献精神可歌可泣，用当代路桥建设者的奉献精神和价值追求，竖起了一座矗立在云岭深处的精神丰碑。

在引入NPR锚索支护技术前，昌宁隧道保山端右洞日均进尺1.2m/d，左洞日均进尺1.2m/d。引入NPR锚索后，昌宁隧道保山端右洞日均进尺1.5m/d，左洞日均进尺1.3m/d。整体隧道施工增加NPR锚索施工工序，虽然整个工序循环时间增加了6-8小时，但与原施工围岩大变形导致初期支护侵限二衬换拱时间相比(换拱风险高、时间长、不确定因素多)，增加了NPR锚索施工后，初期支护变形可控，安全、质量、进度均有保障。截至8月中旬，昌宁隧道左洞掌子面累计进尺2903.8m,累计完成比例为53.2%,剩余量为2550.2m;昌宁隧道右洞掌子面累计进尺3573.6m,累计完成比例为65.8%，剩余量为1855.4m,其中竖井距昌宁端剩余476.6m，距保山端剩余1370.8m。

这是一场人与自然的较量，一场智慧与难题的较量。在高新科技攻关下，在奉献精神感召下，昌宁隧道正在一米米向前推进着。建设者们用坚强的意志和必胜的信念，攻克了重重难关。在这里战斗了1000多个日夜的项目建设者，他们以拼搏、奉献、智慧、汗水为弦，迎风而歌，鏖战不休，誓让天堑变坦途。

他们是真正的英雄!昌保高速的全线贯通，已为期不远。保山的跨越发展，前景可期!(通讯员/杨军 黄位少)

(新媒体责编：cz2020)