2025IBTC精選報告 | 長安大學副校長陳建勛
閱讀：次 發布人：橋梁與隧道
2025年11月22日-23日，中國工程院工程科技學術研討會暨第十三屆國際橋梁與隧道技術大會（IBTC 2025）在天津成功召開。大會深入貫徹落實黨的二十屆四中全會精神，以“新質生產力賦能交通基礎設施智能建養與韌性安全”為主題開展高質量學術報告與研討，涌現出一批具有前瞻性和實踐價值的研究成果。
作為中國乃至國際范圍內反映重大工程建設與技術創新的重要交流平臺，為更好傳播科技前沿成果、推動行業創新進步，大會組委會特別推出《2025IBTC精選報告回顧》，分享專家精彩觀點。本期聚焦長安大學副校長陳建勛的大會報告《黃土隧道鋼架鎖腳錨管支護結構關鍵技術及應用》↓↓↓
我國黃土分布面積廣（64萬平方公里），隨著交通強國戰略實施，黃土隧道建設規模已逾1000公里。由于黃土具有結構疏松、節理發育及顯著的水敏性（遇水崩解），且大斷面公路隧道建設起步晚，早期多沿用巖石隧道“噴錨柔性支護”技術，導致地表開裂、襯砌坍塌、仰拱破壞及人員傷亡等事故頻發（如“十黃九裂”問題）。實踐證明，基于松弛荷載理論或巖承理論的傳統技術無法適應黃土特性，主要面臨三大難題：一是支護結構不合理；二是力學分析方法不恰當；三是變形控制不力。
二、支護結構創新：摒棄系統錨桿，確立鎖腳錨管體系
黃土隧道變形規律與錨桿失效機制：團隊通過大量現場測試發現，黃土隧道具有“拱部沉降大于凈空收斂”的特殊規律，且經歷急劇、持續及緩慢變形三個階段。對比試驗（30米打錨桿與30米不打錨桿）表明，傳統系統錨桿在黃土中因錨固段缺失（淺埋）或處于松動區（深埋），且土體粘結力極低（僅20-30kN，遠低于規范要求的50kN），實際主要受壓而非受拉，難以發揮懸吊加固作用。
“鋼架+鎖腳錨管”新結構體系：基于上述發現，報告提出了“鋼架+噴射混凝土+鋼筋網+鎖腳錨管”的新型支護結構。該體系果斷取消了拱部系統錨桿，轉而利用鋼架支撐初期急劇變形，并通過設置鎖腳錨管來有效控制整體沉降。該結構不僅解決了傳統支護不適配的問題，目前也已成為我國黃土隧道建設的主流標準形式。
三、力學方法創新：建立荷載計算與圍巖分級新標準
鎖腳錨管受力監測與荷載反算技術：為解決新結構的力學計算難題，團隊開發了基于光纖光柵的鎖腳錨管受力測試裝置（在鋼管表面刻槽埋設），實現了應力的精準可視化監測。同時，發明了基于實測鋼架應力的隧道荷載反算方法，建立了綜合考慮開挖跨度、高寬比及埋深的圍巖壓力統計公式，為結構設計提供了可靠的荷載依據。
精細化圍巖分級體系構建：針對黃土作為第四紀沉積物的特殊性，團隊摒棄了照搬巖石隧道分級的做法，將含水率、地質年代、顆粒組成等關鍵指標納入考量，建立了更為精細的黃土隧道圍巖分級體系（如細分為IV1、IV2、V1、V2等）。這一體系填補了行業空白，構建了從荷載計算到圍巖分級的完整支護設計理論。
四、變形防控技術與工程應用成效
在施工控制方面，提出了“快挖、快支、快封閉”的原則以及“二次襯砌仰拱緊跟”的工法。特別是在二襯施作時機上，通過大量實測分析，將變形速率控制標準由規范的0.2mm/d調整為0.3mm/d，有效解決了因施作過晚導致的侵限與開裂問題。目前，該項目成果已形成行業標準與規范，廣泛應用于國家“十一五”至“十四五”期間的公路、鐵路及地鐵黃土隧道建設中，顯著降低了工程造價與安全風險，實現了黃土地區隧道建設核心技術的歷史性跨越。
THE END
▲陳建勛教授在大會現場分享報告
一、黃土隧道建設現狀與技術難題
文/大會組委會綜合整理
上一篇：2025IBTC精選報告 | 中國鐵設總工鄭賀民 下一篇：最后一頁
