2010年6月,我从北京交通大学毕业、回到长安大学公路学院任职时,我的博士生导师王梦恕院士嘱咐我:“我国地域辽阔、山地众多,区域发展不均衡,尤其西部地区隧道建设仍有不少短板要补,要积极投身到西部地区隧道工程建养理论和技术研究中。”
我听从恩师的教导,立足西部,加入长安大学陈建勋教授的团队,开展西部复杂环境隧道工程建养理论与应用研究。我和团队结合西部地区公路隧道工程遇到的恶劣环境,进行了长期深入研究。
经历21世纪前10年的飞速发展,我国已然跻身世界隧道大国的行列。如何有效防止复杂环境、特殊地质公路隧道灾害的发生,保障隧道结构的安全稳定,是摆在我们面前的一大世界性难题,也成为我国由隧道大国向隧道强国迈进中遇到的技术瓶颈之一。
为了解决难题,我和团队以西部复杂环境和特殊地质公路隧道工程建养理论与应用研究为方向,瞄准工程技术背后的科学问题,围绕寒区隧道冻害防治理论、黄土和软岩隧道支护结构理论和大跨度隧道设计施工技术三个方面,取得了一系列创新性成果。
在寒区隧道冻害防治理论方面,我和团队一起提出了以防冻为主的寒区隧道冻害防治原则和防冻隔温层设计体系,成果应用于公路和铁路行业80余座隧道。
在黄土和软岩隧道支护结构理论方面,我们研究了黄土隧道变形时空效应,创新了黄土和软弱围岩隧道初期支护结构形式,优于国内外现行规范和标准。
在大跨度隧道设计施工技术方面,我们开展了18座超大跨度公路隧道的现场测试工作,揭示了超大跨度公路隧道分部开挖荷载释放机理,为制定超大跨度隧道设计规范提供了理论依据。
这些研究成果攻克了隧道建设和运营中的诸多工程难题,直接开展了工程应用,有力支撑了项目建设,服务西部大开发、东北振兴等国家战略。
总的来说,我国隧道工程在建造、装备和管理技术等方面积累了丰富经验。同时,我们也应该清楚地认识到,在隧道建设高速发展的同时,大量既有隧道工程质量通病、病害频现,与大规模建设的成果不相匹配。
我国庞大的既有隧道工程逐步进入“老龄化”,安全风险日渐呈滚动式周期性爆发态势,对既有隧道工程的长期耐久性的要求越来越高。
为此,我和团队将继续以西部复杂环境和特殊地质公路隧道工程建养理论与应用研究为方向,深耕西部地区复杂环境隧道工程全生命周期耐久性研究。期待能用扎实的科研成果,守护座座隧道,助力我国从隧道大国迈向隧道强国。
(作者系长安大学公路学院教授)