【緬懷院士】中鐵隧道勘察設計研究院卓越來稿:尋夢隧道創新 實踐鑄就豐碑——憶恩師王夢恕院士
發布時間:2019-09-12 閱讀次數:6944次

尋夢隧道創新   實踐鑄就豐碑

              ——憶恩師王夢恕院士

中鐵隧道勘察設計研究院  卓越

    恩師王夢恕院士離開我們整整一年了,但他的音容笑貌時常浮現在我的腦海中,恩師的諄諄教誨也如同一座不滅的燈塔,在我幹事創業的道路上指導我繼續前行。恩師常說:“隧道是門實踐性很強的專業,隻停留在理論研究、計算分析的層面,是無法從根本上解決和改變實際問題的,必須有高層次的人才深入到第一線去,才能結合實際解決關鍵技術難題,實現重大突破。”恩師一生都在踐行理論與實踐相結合這一理念,他認為隧道及地下工程的科技創新就應該向現場要成果,并且應用于工程實踐中,幹好每一項工程為後代留下遺産而不是遺憾。

    撫今追昔,恍如昨日,與恩師在一起的點點滴滴仍是記憶猶新,其中有兩件事更是令我難以忘懷。

攻克北京地鐵富水砂卵石地層

    1991年,恩師帶領我們在北京地鐵天安門東站至王府井站區間隧道進行科研攻關,主要通過理論分析及現場試驗,着重研究地鐵隧道下半斷面垂直注漿+井點降水方案以及降水對地表下沉和隧道結構防水的影響。

    天安門東站至王府井站區間隧道埋深為15 m,該區間地質主要為富水砂卵石地層,采用淺埋暗挖法施工。隧址位于公安部東側東長安街下。為了保護北京市地下水資源,經多方論證,最後确定了以下降水方案設計原則:(1)實行承壓水穩定流非完整井洞内輕型井點降水方案。(2)降水井數、井徑、井深、井距均應通過水文地質計算确定。(3)井點降水設計既經濟又高效,滿足施工需要即可。(4)降水地表沉降觀測點布設合理,監測信息反饋及時,以便控制沉降量。施工過程中根據相關地質情況,采用承壓水穩定流非完整井的理論,通過現場試驗優化注漿和降水參數,并結合以往經驗,選定了垂直注漿和輕型井點降水的參數。正是由于參數選擇合理,地表沉降量控制在0.3 mm以内,保證了隧道結構防排水質量和現場施工安全。同時,采用洞内輕型井點降水區間降低了成本,提高了進度,取得了良好的經濟效益和社會效益。

    通過洞内輕型井點降水在天安門東站至王府井站區間隧道試驗應用,總結出如下成果:(1)洞内輕型井點降低基底及其以下承壓水的效果好,不僅增大了兩側邊牆土體的穩定性,而且保證了工程施工質量。(2)選擇合理的降水參數是控制地表沉降的關鍵。(3)洞内輕型井點降水比深井降水目标更明确,設備更簡便,造價更便宜。

    該項成果為隧道内井點降水提供了技術支持,這一研究成果的突破成功解決了富水砂卵石地層湧水的施工難題,後期被廣泛應用于蘭渝鐵路、成都地鐵等工程的第三系粉細砂、富水砂卵石地層施工中,獲得了中鐵總公司科學技術特等獎、河南省科學技術進步獎二等獎和中國施工企業管理協會科學技術二等獎。

化解青島海底隧道突湧水風險

    2007年,在恩師帶領下,研發團隊針對膠州灣海底隧道斷層破碎帶突湧水施工風險進行技術攻關。青島膠州灣隧道是一項規模宏大的跨海工程,下穿膠州灣海域,是連接青島市主城區和黃島經濟技術開發區的重要通道,設2條主隧道和1條服務隧道,隧道全長6.17km,穿越海域段3.95km。 膠州灣隧道海域段穿越7條斷層破碎帶,節理裂隙密集且與海底貫通,存在着突湧水、坍塌等重大安全隐患,處理不當會發生毀滅性災難。根據海底富水斷層破碎帶的特點和工程要求,恩師帶領我們,進行水力計算、結構和圍岩穩定性分析,堵水和排水“量”的分配研究,并通過專項設計,首次提出了“海底隧道斷層破碎帶上堵下排的施工方法”,該方法通過上半斷面注漿加固,下半斷面排水快速開挖通過,及時施作初期支護,保證了隧道開挖施工安全,減少了注漿成本,實現了堵排結合的綜合施工防排水要求。這一方法施工效率高,費用低,在保證隧道開挖施工安全的同時,能最大限度地加快通過海底隧道斷層破碎帶的施工進度,相比全斷面帷幕注漿,其工效高,成本低,針對性強,施工安全可控,同時能夠節約投資,縮短工期,非常适用隧道富水斷層破碎帶或富水裂隙發育的岩石地層,為水下隧道的修建提供了技術支撐。

    “海底隧道斷層破碎帶上堵下排的施工方法”獲得2016年度中國專利優秀獎,該成果已成功應用于青島膠州灣海底隧道、廈門海滄隧道等工程,該成果改變了傳統的施工方法,提升了水下斷層破碎帶注漿加固理念和技術,有效控制了不良地質段突泥湧水的發生,充分體現了隧道“堵排結合、限量排放”的地下水綜合治理原則,其成果價值、經濟、社會和環境效益顯著。并已廣泛推廣應用到鐵路、公路、水利、市政等破碎富水斷層隧道施工中。

    恩師畢生從事隧道與地下工程的研究創新工作,他屢擔國家重任,常年奮戰施工一線,為國家隧道及地下工程的發展不斷地攻堅克難,首創城市地鐵淺埋暗挖修建方法,為我國地鐵大規模快速發展奠定了堅實的理論基礎;首次在國内引進并實踐了新奧法隧道施工技術,徹底結束了我國不能修建10公裡以上長大隧道的曆史;倡導修建了廈門翔安海底隧道等諸多水下工程,開創了我國海底隧道修建的先河;研究開發了複雜地質隧道修建關鍵技術,是我國高速鐵路、重載鐵路建設的先行者;推動了我國地鐵盾構技術與長大山嶺隧道TBM技術的快速發展。恩師執教數十載,為隧道及地下工程事業的發展培養了一批又一批的優秀人才,他以身立教、以行立教,鼓勵學生多到現場去,注重培養學生理論研究與實踐相結合的能力。恩師一生身體力行,實事求是,矢志創新,淡泊名利,是國家和民族的脊梁、是學生和後人的榜樣,我們要沿着恩師的腳步繼續砥砺前行,為我國隧道與地下工程的發展貢獻自己全部的力量。

 

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