近日，由福州大學牽頭，聯合同濟大學、福建省路橋建設集團有限公司等單位共同完成的“深埋隧道圍巖大變形致災機理與穩定控制關鍵技術”項目，憑借多項顛覆性創新，榮膺2024年福建省科技進步獎一等獎。這項歷時14年潛心研究的成果，如同為深埋隧道打造了一套智能、堅韌的“變形金剛”式防護體系，為向地球深部進軍提供了硬核“安全盾牌”。

項目第一完成人、福州大學吳學震研究員形象地解釋道：“如果把淺層隧道施工比作在硬木上雕刻，那么千米級深部工程就如同在高壓下的‘軟糖’里打洞，稍有不慎就會引發嚴重事故。深部巖體承受著巨大的壓力，結構復雜，傳統支護材料常常因為“硬碰硬”而“剛則易折”，無法適應巖體持續變形，最終失效，造成人員傷亡和巨大經濟損失。面對這一世界性挑戰，吳學震團隊實現了從理論到裝備、從設計到施工的全鏈條三大創新突破。

首先，摸清“巖石的破壞密碼”。團隊研發了特殊的剪切試驗裝備，結合恒定法向剛度控制技術，如同給深部巖體做了一次“精準CT體檢”，能夠真實模擬其在極端環境下的破壞過程，獲取關鍵力學參數。這徹底改變了過去對深部巖體破壞機理“霧里看花”的困境，為后續精準支護提供了科學“診斷書”。

其次，建立“精準設計的導航系統”。過去施工多依賴老師傅的經驗，容易造成“該加固的地方沒加固，加固的力度又不夠”的窘境。團隊總結出的全新設計方法，如同為施工人員送上一本詳盡的“操作手冊”，能夠精準判斷注漿的最佳時機和加固范圍，告別了“盲人摸象”式的摸索，實現了安全與經濟雙贏。

深部巖體讓壓吸能錨固支護裝備

最后，打造了一套“支護硬核裝備庫”。這套“組合防護裝備”形成了一個智能支護體系，具體包括以下特點。

恒阻錨索——隧道的“超強安全帶”：能承受高達35 t的拉力，單次沖擊吸能達103 kJ，在巖體突然發力時，能通過自身變形緩沖巨大能量，牢牢拉住危巖，防止垮塌。

抗剪錨桿——“柔韌的硬釘子”：其抗剪變形量比傳統錨桿提升了85%，即使在巖石發生輕微移動時，也能像堅韌的藤條一樣隨之彎曲而不破斷，保持錨固力。

讓壓拱架——“抗壓不倒翁”：其承受力是傳統鋼架的20倍，能夠在巨大壓力下通過可控的“讓壓”變形卸掉部分力量，而自身不彎折，守護隧道的基本輪廓。

可縮混凝土——“柔性防護衣”：這種特殊的混凝土能壓縮高達20%的體積，與圍巖“同呼吸、共變形”，在壓力下收縮但不開裂，始終緊密貼合巖體，提供持續支撐。

目前，這套硬核技術已成功應用于深埋隧道和深部礦山等多個國家重大工程，有效控制了圍巖變形，將坍塌風險降至最低。其應用場景正不斷拓寬，其超強的緩沖吸能特性，也為國防、人防等抗爆防護工程筑起了堅固防線。

應用現場

項目負責人簡介

吳學震

研究員、博士研究生導師

福建省雛鷹計劃青年拔尖人才

福州大學旗山學者

主要從事深部隧道與地下工程支護理論與技術研究。主持和參與國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金項目等；發表論文42篇，包括中科院一區19篇；授權發明專利40余項；獲批公路工程工法2部；獲得福建省科技進步一等獎、山東省技術發明一等獎等獎勵。

《金屬礦山》簡介

《金屬礦山》由中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司和中國金屬學會主辦，主編為中國工程院王運敏院士，現為北大中文核心期刊、中國科技論文統計源期刊（中國科技核心期刊）、中國精品科技期刊（F5000頂尖學術論文來源期刊）、中國百強報刊、RCCSE中國核心學術期刊（A）、中國期刊方陣雙百期刊、國家百種重點期刊、華東地區優秀期刊，被美國化學文摘（CA）、美國劍橋科學文摘（CSA）、波蘭哥白尼索引（IC）、日本科學技術振興機構數據庫（JST）等世界著名數據庫收錄。主要刊登金屬礦山采礦、礦物加工、機電與自動化、安全環保、礦山測量、地質勘探等領域具有重大學術價值或工程推廣價值的研究成果，優先報道受到國家重大科研項目資助的高水平研究成果。根據科技部中國科技信息研究所發布的《2024中國科技期刊引證報告（核心版）》，《金屬礦山》核心總被引頻次位列26種礦業工程技術學科核心期刊第1位；根據中國知網發布的《中國學術期刊影響因子年報》（2024版），《金屬礦山》學科影響力位居73種礦業期刊第9位。

編排：余思晨

審核：王小兵

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