為復雜條件下的隧道與地下空間建設架起一條安全通道

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場，堅守在“一帶一路”沿線的中亞國家，對復雜地質、復雜環境條件下的隧道與地下工程建設的關鍵技術進行仔細的分析與研究；他們日復一日地工作，為工程安全、施工質量注入一劑“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構工程研究所。在所長宋戰平的帶領下，他們靠著對專業的忠誠以及對事業的責任心，在隧道和地下空間施工和災害防治領域走出了一條陽關大道。

復雜地質條件下隧道和地下工程施工領域的探險隊

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，研究所結合我國基礎建設的需要，針對隧道、地下工程等與巖土介質力學特性和理論相關的難題進行基礎性研究工作，并注重解決隧道與地下工程建設中遇到的重大問題。在學校、學院的大力支持和幫助下，研究所在宋戰平的帶領下，研究方法與模式推陳出新.并創造了一個又一個復雜地質條件下的隧道施工的奇跡。“我們要不斷提高工程應用技術的研發效率和理論研究深度，以求達到理論與工程實踐的有機結合。”宋戰平說道。

我國幅員遼闊，地質結構復雜多樣，隧道與地下工程建設關鍵技術及地下工程環境保障技術就成了解決復雜地質環境條件下的重中之重。團隊針對山區城鎮工程建設中爆破施工擾動的突出問題，提出了“巖質地層懸臂掘進機施工技術”，從而有效拓寬了“銑挖法”施工領域，改變了我國巖質隧道與地下工程施工的固有模式。針對復雜環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鍵問題，研發并實施的“單層襯砌結構設計方法及施工技術”，成功應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、質量難以控制的等一系列技術難題。

“要致富，先修路”，我國西部地區一直是經濟“重災區”，道路就是其中的軟肋。結合我國西部鐵路、公路等基礎建設，宋戰平首次提出了“西部隧道地貌控水成災”的指導思想；結合工程實踐，提出并實施的“以地質地貌分析為基礎，隨施工進度分階段進行地質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預測預報技術”，降低了復雜富水地質條件下長大隧道施工的風險，實現了西部環境敏感區隧道地下水“零排放”的目標。針對西部地質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，直接指導了蘭渝鐵路天池坪隧道、化馬隧道等工程的設計修正與施工，并廣泛應用在我國西北乃至全國同類隧道建設中。

針對我國西部新疆及中亞地區地質復雜、環境脆弱的特點，宋戰平及其帶領的隧道與地下結構工程研究所研發的“大斷面隧道旋噴加固全斷面施工技術”，成功推廣應用于我國“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中，取得了良好的應用效果。在塔吉克斯坦喬爾馬扎克隧道建設中，塔吉克斯坦總統和總理先后多次視察隧道工程現場，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。

復雜環境條件下地下工程施工領域的開拓隊

近年來，宋戰平帶領下的西安建筑科技大學隧道與地下結構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上求得更多的創新和發展。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、粘土不規則互層的地層”等多重特點，宋戰平及其團隊通過細致的理論分析和系統數值模擬，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‘U型降排，不規則層間滯留水真空降排”的綜合治理措施，實現了22m高承壓、滲透性差別2倍以上的不規則砂土互層地鐵車站的安全和快速施工。

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

對于宋戰平，對于他帶領下的西安建筑科技大學隧道與地下結構工程研究所來說，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，宋戰平和他的隧道與地下結構工程團隊也將永遠走在鉆研與創新的路上。