用智慧和真诚书写隧道技术的明天
王梦恕
记者：您早年将新奥法施工运用到大瑶山隧道施工中，开辟了隧道深孔光面爆破、喷锚技术、隧道复合衬砌支护领域的理论创新，将施工技术从落后国外30年的水平一下提高到80年代的国际水平，成为国内隧道技术发展的第三个里程碑。10项配套技术、42项技术难点达到国际国内的先进水平。你创立了由专家命名的“浅埋暗挖法”，在北京地铁施工中完成了7项技术攻关，为国家节省近亿元投资。现在您又参加了深圳地铁、青藏铁路的工程建设，特别是青藏线的冻土隧道施工，前一段报道风火山隧道贯通，有许多技术难题被攻克。您认为我国隧道技术走过了一条怎样的发展道路，未来发展趋势怎样？
王梦恕：我认为，19世纪是大桥发展最快的世纪，20世纪是高层建筑发展的世纪。21世纪是地下空间作为资源开发的世纪，隧道技术将发展很快。一个是地下开挖，一个是山体开挖，需要特定的技术。早年的铁路隧道施工主要是钻爆法，它经历了三个历程：50年代的钻爆法为第一阶段，如宝鸡到成都的线路就是人工修的，最长的隧道修建长度不能超过2 km，线路展线很长，速度慢，运量小。现在从宝鸡到成都的运量一年不超过900万吨；60～70年代为第二个阶段，也就是小型机械化阶段，用风钻打眼、木支撑，当时隧道修建技术和长度不能超过7km，随着隧道修建长度的增加而线路标；隹也得到提高，成都到昆明的运量为3 000万吨。一百多年铁路隧道施工都没有摆脱“木支撑，小断面施工，半机械化”，即以人力或小型机械开挖岩体，以木料作为临时支护，再以模筑混凝土代替木支撑的施工工艺。70年代末，隧道施工技术开始进入了第三阶段，那时候国外已采用了新奥法原理进行隧道施工。大瑶山双线铁路隧道长14．3kin，正在进行规划，能否顺利建成，争论非常激烈。在部领导、专家的科学论证和敢于创新的思想指导下，在国家领导的大力支持下，决定大胆的科技突破，改变了隧道修建方法。我查阅大量资料后，带领20多位工程技术人员在大瑶山隧道旁的雷公尖隧道实验，后来将实验成果——深孔光面爆破、锚喷支护和监控量测等成套成果和工艺的实验技术运用到大瑶山隧道建设中，使隧道实现了新型支护型式、大断面安全施工，为大型机械化作业创造了空间，提高了施工进度，工期由八年减少到六年半，施工水平从落后国外30年提高到80年代末的世界水平，被称为我国铁路隧道史的第三个里程碑，也被铁道部和国家评为国家科技进步特等奖。施工方法就是全断面开挖，好的地层一次推进5m，差地层就用正台阶施工，实现月进尺单线单口可以到120m，双线可以到150m。目前铁路选线标准定位是20kin才展线，4—5年就可以完工。岩石隧道施工有两种方法；一是掘进机法，另一种是钻爆法。掘进机法快，但造价高。最近铁道部要组织专家开会讨论对乌鞘岭隧道采用什么方法适宜，我的观点是一头钻爆法，一头掘进机法，比较合理。复杂、软弱地层掘进机容易卡在里面，而TBM掘进机是以掘进硬地层为主的，平均速度可高达1 200m／月，软弱地层也可达200m／月。钻爆法通过软地层最多为80m／月，能不能推广取决于适用条件和环境。就我们国家来看，山岭隧道还是以钻爆法为主，但不排除掘进机的适用范围。我的观点是用小掘进机先钻，再用钻爆法扩大，这样整个钻爆法的速度就会很快，每月可达到400—600m，爆破钻孔利用率可达到100％，这是第一个优点；第二个优点是光面爆破的效果特别的好；第三个是可减震30％左右。
这里要强调的，不准用双护盾掘进机，该设备长径比〉1，调方向困难，不能及时支护，易被卡死，造价也高，不能用复合式衬砌，管片、砌块、衬砌造价高，也不能百年寿命，已被否定，今后不再生产这种类型TBM。
软岩和土层隧道施工有盾构法和浅埋暗挖法两种。盾构机多是采用国外的，盾构是方向之一，但是盾构代替不了浅埋暗挖法，浅埋暗挖法在不同的断面都可以用，北京地铁五号线的建设，盾构只占了1／3，而浅埋暗挖法占了2／3。浅埋暗挖法是专门对付软土的，其诞生于一次偶然机会，1986年，北京要修地铁复兴门折返线，其方案为明挖法，也就是“开膛破肚”，不仅投入大，而且拆迁、扰民、污染环境。我把在军都山隧道黄土地层双线暗挖隧道施工的实验情况到地铁公司作了陈述，他们组织专家论证后，采纳了我的方案。我们在实验基础上中标复兴门地铁折返线，我被任命为副指挥长兼总工程师，负责7项复杂技术的攻关任务，带领30多位工程师日夜奋斗在现场，每一道工序反复论证，反复实验，工程一年后完成，为国家节约近亿元的工程投资。我将这项方法总结成三字经，就是“管超前、严注浆、短进尺、强支护、紧封闭、勤量测”一整套的工艺流程。它跟盾构是平行的，谁也代替不了谁，各有各的特点。后来这种方法在申报国家科技进步一等奖时被专家命名为“浅埋暗挖法”。
青藏铁路风火山隧道是世界上最高、最冷、科研难度最大的，我们隧道中心有60万元的科研费，整个隧道施工费用为每米12万元，施工方案要考虑到机车穿过隧道时热量不能传导给岩体，传导了就会融解，锚杆一律不要，在隧道爆破开挖后，马上做了30cm的模筑衬砌，再铺防水板、无纺布、隔热层，随后再做二次模筑。隧道不设排水沟，基础尽可能做深、做坚固，因为胀缩力引起地层起伏可达1．5m。这里的一些技术达到世界先进水平，独一无二。
现在隧道的修建有几个方法：像山岭隧道的铁路隧道、公路隧道施工的两种方法：钻爆法和掘进机法；地铁的两种方法：浅埋暗挖和盾构法；过江过海又增加了沉埋管段法；这五种方法是地下工程比较常用的方法。
记者：目前TMB、盾构机发展水平如何，与国外有哪些差距？
王梦恕：国内的TMB生产最大可做到5m直径，且材料不过关、耐久性差、液压系统的漏油很严重。国外的掘进机寿命长、可靠性较好，在施工中不会出现大的问题，规定打多少就是多少。而且国外的掘进机厂很小，就是组装车间，把世界上最好的部件买回来组装、调试。像我们买的掘进机将近16～17个总体部件是国外十几个厂家相互协作制造组装的，国内的国产化也在搞，不是没有力量，而是机械行业有一个大而全的思想，各个厂在做产品的时候都想自己做，谁也不服谁，谁也做不好，这是不行的。我国的掘进机必须从概念上转变，要生产就要以组装为主，要有那种“有饭大家吃、有钱大家赚”的团队合作精神。要发展就要搞本土化，生产掘进机必须以施工单位为主体，施工单位牵头，以工程为背景，不是盲目生产，因为机械的适合地层是不一样的，要有针对性。以前做就是不考虑施工工艺，所以做的都没用，这就需要革新。
记者：当前盾构和TBM引进有哪些不足？
王梦恕：盲目引进反应出品德问题。盾构机不同于TBM硬岩掘进机。土压平衡式、泥水式盾构在我国地铁应用较多，当前可以国产化。盾构机比TBM易做，目前6．5m直径的加工单位已有4～5个，基本以组装调试，再做一些结构件，造价可省1／3，但我国大轴承加工过不了关，需要引进，经常被卡，制约我国盾构的发展，当前一种盲目追求盾构法的现象很严重，在无水地层、卵石地层、降水沉降不大地层、黄土地层也在应用盾构，出现了不该出现的问题，发展应带动国内产业，而建设方追求先进，怕承担责任，国内产品不用，合理方法不用，让人心痛。没有民族关爱自己同胞的建设实例、设备引进的败家作风相当普遍。
记者：当今世界科技界认为，发展科技，改善人类生活和环境的出路有两条：一是上天，二是人地。联合国的战略专家讲，在土木工程领域20世纪是高层建筑，21世纪是人类利用地下空间和开发地下资源的世纪。这里有两点，一是为什么说2l世纪是利用地下空间的世纪，二是为什么要把隧道及地下空间看作一种资源去开发？
……
展开
