“你是一束光,照亮巖洞深處,指引前行方向;你是一把鉆,化未知為有知,彰顯大國氣度。”這是全國工程勘察設計大師、中國鐵建“首席專家”、鐵一院全國重點實驗室主任李國良的真實寫照。
工作中的李國良
從業37年來,李國良長期致力于西部艱險山區鐵路隧道勘察設計及科研工作,先后主持設計了超2000公里的復雜地質隧道工程,在大斷面黃土隧道、特長隧道、TBM隧道、大變形隧道、高寒及地熱隧道等領域形成了技術專長,以科技許國的奮斗軌跡和創新業績,開創了多個國內和世界第一的紀錄,為我國高原艱險山區及復雜地質特長隧道建造技術的進步作出了突出貢獻。
新關角 “天塹”變通途
談起自己隧道設計職業生涯中最難忘的一條隧道,李國良脫口而出:“新關角隧道!”
青藏鐵路新關角隧道地處高寒缺氧、人煙稀少、自然環境極其惡劣的青藏高原,全長32.6公里,平均海拔超過3500米,地質構造極其發育,隧道設計建設面臨圍巖變形失穩、突泥涌水、施工通風等諸多工程技術難題。
新關角隧道
對此,李國良采用動態設計方式,把原設計的高馬蹄形斷面形式調整為大曲率邊墻的寬馬蹄形斷面形式,使結構趨于圓形,改善了受力狀況,有效地降低了圍巖的收斂變形。同時,通過加強初期支護、加大預留變形量、采用不等厚結構控制隧道變形、對變形特別嚴重的地段采用雙層支護等一系列技術措施,有效控制了地質構造帶來的隧道大變形。一鼓作氣,李國良制定了“堵排結合、控制排放”的涌水處理原則,形成了高海拔特長隧道裂隙水綜合處理技術,制定了符合新關角隧道特點的堵排水措施的水量選擇標準,根據不同的涌水特點,設計了不同的注漿堵水方案,并采用長管路抽水系統,在隧道進口端設置了8060米長的泄水洞,保證了隧道道床結構及施工運維安全。
2016年,新關角隧道獲得菲迪克獎
針對高原地區內燃牽引機車尾氣排放大、耗氧量高的問題,他研發了縱向分段送排式運營通風技術,提出了利用“自然風壓+活塞效應”的復合通風模式,創造了新的通風技術,運營檢測效果良好。在防災救援方面,他發明了安全隧道供風、豎井均衡排煙的救援站通風排煙技術,創新了特長隧道“定點”救援站疏散模式和保障體系,相關技術納入《鐵路隧道防災疏散救援工程設計規范》。作為當前我國運營里程最長的鐵路隧道,新關角隧道使中國的特長隧道一舉突破30公里大關,并無可爭議地成為世界高海拔地區第一長隧,為中國隧道設計建造技術帶來又一次跨越。李國良用自己的肩膀撐起建設“世界一流高原鐵路”的夢想。
重巒疊嶂 一隧貫南北
讓李國良感到壓力最大的一條鐵路是蘭渝鐵路。蘭渝鐵路是當時國內外在建、已建地質條件最復雜的高標準山區鐵路之一,以桃樹坪、胡麻嶺等隧道為代表的富水粉細砂層隧道被公認為國際罕見的世界性難題。對這項世界性難題,鐵一院成立了蘭渝鐵路蘭渝鐵路以李國良為牽頭人的工作組,邀請國內外專家多次到現場調研指導,重點針對第三系砂巖水文地質條件與圍巖穩定性關系、工藝工法等多項關鍵性技術進行專題研究和科研攻關。
蘭渝鐵路胡麻嶺隧道
通過不斷的試驗和研究,工作組全面掌握了第三系富水粉細砂巖的基本工程特性、圍巖含水率變化與圍巖穩定性的變化規律,確定了“重降水、密導管、強支護、輔注漿、快挖快支快封閉”的設計原則和施工方案,在隧道建設過程了中首次應用了地表大埋深井群超前降水及成井技術,創立了全斷面水平旋噴超前預加固新技術,建立了富水弱膠結粉細砂巖隧道支護體系,為工程建設提供了堅實的技術支撐。全長28.236公里的蘭渝鐵路西秦嶺隧道穿越南秦嶺冒地槽褶皺帶和F6斷層帶,洞身經過多處斷裂破碎帶和高巖溫地段,工程地質條件復雜,受地質構造的影響十分嚴重。隧道出口采用兩臺直徑10.2米的TBM掘進,施工面臨許多技術難題。
李國良在隧道建設現場指導施工
根據TBM的施工特點和隧道地質條件,李國良提出了基于巖機適配性的量化分析方法,為規避TBM重大風險奠定了基礎。他創新了層狀圍巖條件TBM可掘進性分級標準,降低了拱頂掉塊及卡機風險,并研究提出了TBM掘進與二次襯砌同步設計方案,改變了傳統“單工序”作業模式,創造了月進尺843米的大直徑TBM施工紀錄。西秦嶺隧道的修建,進一步完善了我國采用敞開式TBM的施工技術及長距離掘進的相關配套技術,使我國復雜艱險山區鐵路整體修建水平再上新臺階。
傳道解惑 科創鑄通途
作為一名科技工作者,李國良十分注重發揮傳幫帶作用。多年來,李國良總是深入項目一線指導解決問題,年平均出差達7個月以上,周圍人用“兢兢業業,勇挑重擔,敬業奉獻,開拓創新”來評價他。“設計工作半點馬虎也不成,一定要千方百計做到從源頭上把住質量關?!崩顕颊f。
李國良指導方案研究
依托世界首條穿越黃土地區的鄭西高鐵、濕陷性最強烈的寶蘭高鐵及銀西、大西高鐵等重大工程,李國良突破超大斷面黃土隧道濕陷性評價與安全建造技術,攻克隧道突發性遇水沉陷技術難題,實現高鐵基礎工后沉降毫米級控制,產生了顯著的社會經濟效益,并牽頭主編了國內外首部行業標準《鐵路黃土隧道技術規范》,填補了行業技術空白。
2016年,新關角隧道榮獲世界隧道協會ITA年度重大工程獎
從業以來,他始終致力于技術傳承與創新,先后培養了省級勘察設計大師2名、中國科協青托及其他省部級人才10名、正高級工程師23名。擔任鐵一院極端環境巖土和隧道工程智能建養全國重點實驗室主任,主持含國家重點研發計劃在內的國家、省部級以上科研項目23項,獲得國際隧道獎4項,國家科技進步獎3項,省部級特、一等科技獎14項,出版專著4部,發表論文54篇,獲發明專利55項。
2014年,高速鐵路大斷面黃土隧道建設成套技術及應用獲得國家科技進步二等獎。
李國良享受國務院政府特殊津貼,獲茅以升科學技術獎、“國家有突出貢獻的中青年專家”、陜西省“隧道及地下工程創新團隊”學術帶頭人等稱號,榮獲詹天佑成就獎及中施企工程建設最高科學技術獎,并入選“國家百千萬人才工程”……
“年輕人要有干事創業的決心和高遠追求。”李國良常常這樣勉勵年輕同志,也一直這樣要求自己。他用腳步丈量鋼鐵動脈,踐行著一名科技工作者奉獻交通強國的初心使命。
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