![]() 程良奎,岩土加固工程专家,我国喷射混凝土技术及喷锚支护技术的主要开拓者之一。在国内首先开发出喷射混凝土、高应力大变形软岩巷道喷锚支护与变形控制、荷载分散型锚固技术、软土锚固技术、缝管式摩擦锚杆、可折芯式锚杆技术等多项岩土加固新技术新方法,引发了我国隧道、边坡和深基坑支护方法的重大变革。在参与三峡枢纽及金川镍矿等工程建设中作出了重要贡献,建立了我国喷锚结构和岩土锚固技术标准体系。 程良奎,1935年11月22日出生于江苏溧阳县。1953年考入东北工学院建筑系,1956年全国高校院系调整,他随该院建筑系并入新建的西安建筑工程学院学习,1957年毕业进入冶金部建筑研究总院工作。 近50年来,程良奎一直从事岩土加固技术与隧道、边坡、深基坑稳定性的研究工作,奋进在挖掘岩土潜能的征途上。他和他带领的科研小组,长期工作在地下矿山深处或边坡、基坑等工程现场,探索岩土体开挖后的变形规律及变形控制方法。他在科研工作中勇于开拓创新,先后研究出喷射混凝土、岩土锚固、土钉支护等一系列能有效利用岩土体自稳定能力和自承作用的创新成果,引发了我国隧道,边坡和深基坑支护方法的重大变革。 他作为第一完成人,有17项科技成果获国家和省、部级奖励,其中国家科技进步二、三等奖各一项,省、部级科技进步一、二、三等奖13项,全国科学大会奖2项。这些成果广泛应用,对加速我国矿业、水利、水电、交通和城市基础设施建设发挥了重大作用。 他作为第一起草人,主持编制了国家7项技术标准,逐步建立了我国喷锚结构和岩土锚固技术标准体系。程良奎撰写出版了6本专著,发表论文150余篇。1988年他主持创建了中国岩土锚固工程协会,1998年他主持了国际岩土锚固学术会议。 程良奎坚持深入工程建设第一线,以自己的专长努力解决重大工程建设中的关键技术难题。他为金川镍矿高应力软岩隧洞的变形控制,提高三峡永久船闸高边坡预应力锚固工程的安全度和耐久性,唐山强烈地震后唐钢震害建筑的抢险加固,龙滩、水布垭、彭水水电站地下主厂房锚杆(索)支护优化,石家庄混凝土重力坝用压力分散型锚固抵抗倾覆,京津复杂土层基坑的病害处治等项试验研究、技术服务和技术咨询工作倾心倾力,创造性地解决了工程中的某些关键难点,受到建设单位和工程界的赞誉。 程良奎曾任冶金工业部建筑研究总院施工技术研究室副主任、主任、院副总工程师、教授级高工,硕士研究生导师,中国京冶建筑工程承包公司副总经理,中国岩土锚固工程协会理事长。现任中国岩石力学与工程学会常务理事,中国岩石力学与工程学会技术咨询委员会主任委员,还任《土木工程学报》、《岩石力学与工程学报》编委。他1978年获冶金工业部先进科技工作者称号,1990年获建设部施工技术进步先进个人称号,1991年享受国务院批准颁发的政府特殊津贴。 我国喷射混凝土与喷锚支护技术的开拓者 1963年,程良奎开始承担矿山巷道支护的研究工作,当时在苏联普氏松散体理论的影响下,曾研究出几种形式的钢筋砼支架,虽能代用坑木,由于这类支架与围岩相分离,完全依靠支架自身结构被动地维护巷道稳定,因其结构笨重,施工困难,故不受欢迎,无法推广。这时程良奎并没有被挫折所吓倒,他认真分析了地下矿山绝大部分岩层不属于松散体,即使是松散破碎岩体开挖后仍有一定的自稳能力。并查阅了国外的文献资料,毅然决定研究一种与矿山隧道围岩紧密结合的新型支护方法——喷射混凝土支护。此后,他带领几名刚从大学毕业的年轻人,走上了漫长的研究发展喷射混凝土支护之路。 当时除了国外一些有限的参考资料外,喷射混凝土对他们来说全然是陌生的。设备、材料、工艺、支护结构的力学作用和支护参数设计等一系列关键技术都必须一一突破。在经历了一次次失败后,喷射混凝土支护终于后1965年11月研究成功,并在国内首次用于鞍钢弓长嶺铁矿,建成一条用喷射混凝土支护的水平运输隧洞。1966年初,人民日报,北京广播电台、北京晚报等新闻媒体相继作了报道。同年他率领科研小组,将喷射混凝土与锚杆相结合的支护型式,用于本钢南芬选矿厂的一条近2千米长,穿过软弱破碎页岩的通水隧洞和攀钢的专用铁路隧洞,成效显著。 此后,他们几乎长年累月地工作在地下矿山隧道工程现场。在几百米以下的地层深处从事科研实践是有危险的,在南京梅山铁矿、湖北金山店铁矿和金川镍矿的地下巷道里,都曾遇到过离他们工作7~10米处的巷道突然冒顶塌落的情况,死神同他们擦肩而过。他和科研组人员没有退缩、畏惧,而是坚持在艰苦恶劣的环境中,摸索“围岩-支护”相互作用规律,探求控制围岩变形的新方法。为了论证和改善喷锚支护在软弱破碎、塑性流变地层及强爆破震动影响条件下工作的适应性和可靠性。他一方面主持开展室内模型试验和矿山巷道现场试验,掌握了大量喷锚支护工作特性数据;另一方面积极开展提高喷锚支护工作特性的课题研究。 从1973年至1983年,他领导科研小组经过连续不断的深入试验研究,先后完成了“缝管式摩擦锚杆”、“钢纤维喷射混凝土”、“金川镍矿不良岩层巷道变形控制”、“喷锚支护的工作特性与作用原理”、“挤压膨胀性岩体中巷道的稳定性”等项科技成果,提出了喷锚支护有效发挥隧道围岩自承能力的力学机制,建立了“及时支护,先柔后刚,分期实施,全环封闭”等一整套控制塑性流变岩层变形的概念和方法,推动了喷锚支护在矿业、水利、水电、交通、军工等部门的隧道与地下工程的全面应用,引发了我国隧道与地下工程支护方法的根本性变革。这场重大变革使隧道围岩不再是单纯的荷载,而转化为承载结构的重要组成部分,极大地提高了隧道与地下工程的安全性与经济性,加速了我国各类隧道与地下工程建设。 引领岩土锚固技术不断创新 20世纪80年代末,国内迎来了城市基础设施和高层建筑建设高潮,出现大量维护深基坑稳定的难题。采用内支撑对护坡桩提供支点力维护基坑稳定,要消耗大量工程材料,且费工费时,与工程进度要求的矛盾十分突出。而要采用土层锚杆对护坡桩提供支点力,则又面临软土锚杆承载力低,蠕变变形大,无法满足工程稳定要求的突出难题。程良奎及时调整科研重点,带领科技人员进行攻关,采用独特新颖的锚杆(索)结构与工艺,开发出“可重复灌浆型锚杆技术”,使锚杆周边软土的抗剪强度及锚杆自身的承载力得以成倍提高,并有效地控制了软土锚杆的蠕变变形。这种方法应用广泛.成效显著,加速了沿海软土地区地下空间的建设,并使我国软土锚固技术进入世界先进行列。 1994年以程良奎为首的科研团队提出了土钉支护的基本原理、工作性能、设计施工和监控检验等一整套完整的技术方法。近年来,程良奎等又将土钉与预应力锚杆、微型桩、止水帷幕有机结起来,发展为复合土钉支护,显著提高了它对复杂条件基坑工程的适应性和安全性。目前这项新技术已成为我国基坑支护主导型式之一,其综合水平已达到世界先进水平.经济效益十分显著。 用于基坑支护的锚杆,在其使用功能完成后,若残留在地层内,会构成对周边建造地下建筑的严重障碍,也会影响与周边房地产主的法律纠纷。1996年程良奎捕带领科研小组经过努力,研究出具有高抗拉强度和抗冲击性能的纤维聚脂材料,设计出由无粘结钢绞线绕承载体弯曲成“U”型的锚杆结构,并逐一解决了锚杆组装、抽芯等环节的问题,开发出完整的“可折芯式锚杆技术”,在国内首创无障碍型岩土锚固技术,打开了城市地下空间密集地区锚杆应用的“禁区”,填补了我国岩土锚固领域的空白。 为了充分利用锚固地层的固有强度,1997年程良奎和他领导的科研组,研究采用将集中拉力分散为几个较小的压力,分别作用于锚固长度不同部位的原理与方法,在国内首创了“压力分散型锚杆技术”。该技术从根本上改善了锚杆(索)的传力机制,使黏结应力峰值大大降低并得以均匀分布,可使锚杆承载力随锚固长度的增加而成比例地提高,蠕变变形显著减小,灌浆体受压不易分裂,能显著提高锚杆的耐久性。它是我国岩土锚固技术的重大突破,已在边坡、基坑、混凝土坝和抗浮工程中获得广泛应用,取得显著成效。 在参与国家重要工程建设中作出贡献 三峡永久船闸边坡锚固是世界上规模及技术难度最大的岩石锚固工程。 1997年.程良奎主持了该船闸高边坡预应力锚固的科研项目及部分工程施工,取得了钻孔精度和工程质量控制、长期工程性能、作用机理、加固效果等综合科研成果,特别是攻克了深锚索孔钻进偏斜率小于1%等关键技术难题,为快速、优质建成船闸工程作出了贡献。他还揭示了预应力锚杆能在锚固岩体中形成压应力区和明显提高岩体完整性和弹性模量的力学效应。他曾作为咨询专家,对三峡永久船闸预应力锚杆的安全系数,验收试验标准和耐久性等提出了改进意见并被采纳,为保证船闸高边坡锚固工程质量和提高船闸工程长期可靠性作出了重要贡献。 金川镍矿是世界著名的多金属共生大型硫化铜镍矿之一。金川镍矿围岩地质复杂,地应力高,深部巷道开挖后呈现严重的挤压和流变特征,给巷道建设与维护带来严重影响。程良奎和课题组成员长期深入矿井,探索围岩变形与喷锚支护相互作用的规律,找到了“及时支护,先柔后刚,分期实施,全环封闭”等一套控制不良岩层巷道变形的方法,解决了当时金川矿山建设中的一大难题。也为维护类似的复杂岩层中隧洞稳定提供了有效途径。 1976年唐山发生强烈地震,程良奎冒着余震的危险,赴唐山钢铁公司参加震害建筑的抢险加固工作。他面对震后遍体鳞伤的工业厂房结构(钢筋混凝土框架,砖墙、砖柱和砖烟囱等),提出了用配筋喷射混凝土和加强钢助、箍筋、穿墙锚筋等相结合的多种加固方案,并得到采纳。在实施过程中,他患上了痢疾,体重轻了4公斤,但他仍坚持在震害工程现场指导抢险加固工作,在实践中同其他同志一道不断总结经验,调整和完善加固方法。最后,终于成功地完成了厂房枪险加固任务,使唐钢部分工厂车间提前恢复了生产。 2005年,石家庄市拟建造一座高30米拦挡垃圾的混凝土重力坝,并拟采用预应力锚杆增加坝体抗倾覆能力,由于坝基部分地段构造发育,岩石破碎,对单根锚杆能否达到2300千牛的设计承载力存有疑虑,此外,因坝顶狭窄,大部分锚杆必须密集布置,锚杆间距只有1.0米,如何避免群锚效应引起锚杆承载力降低也成为业主和设计施工单位关注的焦点。为此,建设方邀请程良奎给予咨询,他经过深入调查研究后,提出了采用压力分散型锚杆取代传统的集中拉力型锚杆,以满足设计要求的单根锚杆承载力和显著提高锚杆的耐久性。并建议相邻锚杆锚固段在垂直方向错开布置,以消除群锚效应的不利影响,该咨询意见被采纳后,混凝土坝于2005年底顺利建成。它是我国首次成功采用压力分散型锚杆,且锚杆安设密度最大的重力坝。该坝的建成为我国采用预应力锚杆建设混凝土坝积累了可贵经验。 建立了我国喷锚支护与岩土锚固技术标准体系 程良奎认识到,喷锚支护与岩土锚固作为能有效调用岩土体自承能力和具有显著经济社会效益的岩土加固技术,其自身的技术标准体系建设是不可或缺的。程良奎作为第一起草人,先后主编(修编)了国家标准《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086—2001);行业标准《岩上锚杆(索)技术规程》(CECS22:2005)、《冶金矿山井巷喷射混凝土砂浆锚杆支护设计暂行规程》、《开缝式摩擦锚杆技术规程》等7项标准,分别由国家计委、建设部、冶金工业部和中国工程建设标准化协会批准颁发,逐步建立起较完整的喷锚支护与岩土锚固技术标准体系。这些技术标准的制订与修订,都要经过广泛的调查研究,认真总结了我国喷锚支护和岩土锚固技术的科技成果和工程经验,并吸收国外的先进经验,经过反复研究、分析、比较、提升,最终才形成技术标准。 在他的提议下,在国标《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086—2001)中引入了荷载分散型锚固体系,在行业标准《岩土锚标(索)技术规程” 》(CECS22:2005)中,对锚杆抗拔力的计算公式中引入了锚固长度对黏结强度的影响系数的新概念,纠正了以往锚杆设计计算中的不合理性。我国喷锚支护与岩土锚固技术标准体系,已作为工程设计施工的技术法规和主要依据而广泛采用,为加速和保证我国矿业、水利、水电、交通和城市基础设施的建设和质量发挥着重要作用。 为发展喷锚结构与岩土锚固学科作出重要贡献 程良奎十分重视实践的总结和理论的提升,并把二者紧密结合起来。从1973年至今,他先后撰写出版了《井巷喷射混凝土支护》、《喷射混凝土》、《岩土加固实用技术》、《喷射混凝土与土钉墙》、《岩土锚固》等6本专著。在多种专业刊物和国内外学术会议上发表论文150余篇。 在程良奎的论著和学术报告中,系统地论述了喷锚支护与岩土锚固的基本概念、力学原理、工程特性及设计、施工、试验和检验方法,他和该技术领域的其他开拓者一道,建立了我国的喷锚结构与岩土锚固学科。此外,程良奎在关于土层锚杆的蠕度特性和岩土锚固的长期性能与安全评价等方面,也提出了一些有创见的学术思想,他为我国岩土锚固学科的发展作出了重要贡献。 程良奎在岩土加固的科技领域中,已经工作了40多年。至今,已步入古稀之年的他仍不停息地奋斗在挖掘岩土潜能的征途上。近十年来,新华社《走向新世纪》编辑部、《中国经济快讯》、《中国建设报》、《中华建筑报》、《科学中国人》、《岩土工程界》的记者们都曾先后采访过他并做了报道。记者们都不约而同地提出这样一个问题:“是什么力量,激励你持之以恒地努力拼搏,在岩土加固的科技领域内取得一个又一个创新成果呢?”程良奎说:“挖掘岩土固有的潜能,造福于人类,其乐无穷,也永无止境。我酷爱这一学科和专业,胜似生命。它是我毕生的追求,也是我力量的源泉,我将毫不迟疑地沿着这条挖掘岩土潜能的道路走下去,直至走完最后一步。” 简 历 1935年1月22日 出生于江苏溧阳县。 1953年——1856年 东北工学院建筑工程系学习。 1956年—1957年 西安建筑工程学院建筑工程系学习。 1957年至今 冶金部建筑研究总院(现改名为中冶集团建筑研究总院)施工技术研究室副主任、主任、院副总工程师,中国京冶建设工程承包公司副总工程师,副总经理。
主要论著 1程良奎,王岳汉,苏自约. 喷射混凝土及其在矿山巷道中的应用.金属矿山,1966(3):22-26. 2程良奎,冯宝玉,赵丙芹. 井巷喷射混凝土支护.北京:冶金工业出版社,1973. 3程良奎. 喷射混凝土支护的作用与设计. 有色金属(矿山部分),1978(1):33-37. 4程良奎. 锚杆支护的作用与设计。 有色金属(矿山部分),1978(2):46-51. 5程良奎. 喷锚支护的工作特性与作用原理.地下工程,1981(6):1-8. 6程良奎. 挤压膨胀岩体中巷道的稳定性.地下工程,1981(8):26-33. 7程良奎. 喷锚支护监控量测设计及其在金川矿山巷道工程中的应用.地下工程,1983(1):32-37. 8程良奎. 关于喷锚支护的几个力学问题. 金属矿山,1983(9):13-17. 9程良奎. 喷射混凝土及其在地下工程事的应用。地下工程,1984(8):1-7.1984(9):27-33.1984(10):26-34. 10 良奎. 钢纤维喷射混凝土. 工业建筑,1986(3):46-52. 11程良奎. 新奥法与喷射混凝土支护的监控量测. 工业建筑,1986(5):52-57. 12 Cheng Liangkui.Mechanics of friction rock bolt a↑nd its adaptability to controlling defo↑rmantion of soft ground,Proc of the Int,Symp on Engineering in Complex Rock fo↑rmation,Beijing, China,1986:739-744. 13 Cheng Liang Kui.Hu Jianglin.A new innovation in mine tunnel supeo↑rt in China. Proc of Int. Cong on Progress a↑nd Innovation inTunnelling.To↑roto Canada,1989:475-480. 14 Cheng Liang Kui,Feng shendo,Hu Jianlin.Recent development of shotcrete rock—bolt sppo↑rt in Chinese mine tunnels a↑nd Chambers.Proc of Int.Cong on Progress a↑nd Innovation in Tunnelling.To↑ronto Canada,1989:815-820. 15 李桂林,程良奎,罗亮宁. 混凝土与钢筋混凝土施工手册。北京:冶金出版社,1989. 16 程良奎,胡建林. 摩擦式锚杆作用原理及工程应用。岩石力学与工程学报,1989(2):119-126. 17 程良奎. 喷射混凝土. 北京:中国建筑工业出版社.1990. 18 程良奎. 岩土锚固的基本原理与力学作用.工业建筑,1993(1):52-55. 19 程良奎. 岩土锚杆的设计。工业建筑,1993(2):49-51 20 程良奎. 岩土锚固的若干力学问题. 工业建筑,1993(3):52-54,1993(4)45-48. 21 程良奎. 锚杆的试验与长期监测. 工业建筑,1993(8):48-52. 22 程良奎、张作瑂、杨志银。岩土加固实用技术,北京:地震出版社,1994. 23 Cheng Liang Kui.Application a↑nd development of ancho↑ring in rock a↑nd soil in China.Proceedings of the International Symposium On Rock-Soil Ancho↑ring,Liuzhou China,1997:1-8. 24 程良奎、杨志银. 喷射混凝土与土钉墙。北京:中国建筑工业出版社,1998. 25 程良奎,胡建林. 土层锚杆的几个力学问题.岩土锚固工程技术,北京:人民交通出版社,1996,1-6. 26 程良奎. 岩土锚固的现状与发展。土木工程学报,2001(3):7-12. 27 程良奎,韩军. 单孔复合锚固法的理认与实践,工业建筑,2001(5)35-38. 28 程良奎、范景伦、韩军、许建平. 岩土锚固.北京:中国建筑工业出版社,2003. 29 程良奎. 岩土锚固研究与新进展,岩石力学工程学报. 2005,24(21):3804-3811. 30 程良奎、韩军、张培文. 岩土锚固工程的长期性能与安全评价. 岩石力学与工程学报。2008,27(5):865-872. |