迎难而上向地球深部进军 ——记东北大学重大铁路岩爆科技攻关小组
海拔高度三四千米,年平均含氧量不足内地的65%,紫外线辐射量超过内地平均值的8倍……在被称为“最不适合人类居住的地方之一”的青藏高原上,中国工程院院士、东北大学校长冯夏庭教授领衔的深部工程与智能技术研究院重大铁路岩爆科技攻关小组,长期驻守重大铁路施工现场,获取第一手资料、解决一线工程岩爆防控难题,用奋斗的汗水在雪域天路上浇灌出一朵朵美丽的格桑花。
实干——
迎难而上,敢为人先
随着铁路隧道的开挖,原本致密的岩石被挖走,一侧凌空,另一侧仍连接着原本的岩体。积蓄的能量在一瞬间爆发,岩块呈片状,四处飞溅,这就是岩爆。
岩爆是大埋深硬岩山岭隧道施工面临的主要安全隐患之一,直接威胁人员、设备的安全。东北大学重大铁路岩爆科技攻关小组现场技术负责人何本国教授介绍,他们的主要工作是在工程现场进行安全监测与现场试验研究,负责岩爆监测预警与防控工作,为工程装上团队自主研发的岩爆智能监测预警系统,用科技支撑保障工程的安全高效施工。
天刚蒙蒙亮,小组成员就已经在隧道里开始工作了,经常要干到下午三四点钟,然后到隧道外继续进行数据监控和分析。为收集岩爆的详细地质、施工及发生过程信息,小组成员经常需要在海拔三四千米、岩爆风险极高的洞内工作8个小时以上。
隧道内的科研工作条件是什么样的?刚进入隧道一会儿,人就会全身湿透,隧道内常会有淋雨状出水,过高的温度和湿度把隧道内变成了“桑拿房”。冬天,室外温度在0℃以下,隧道内外温差可达40多摄氏度。往往是全身湿漉漉的“水人儿”从隧道里出来一会儿就变成了“冰人儿”。
面对艰苦的工作条件,岩爆科技攻关小组发扬迎难而上、敢为人先的精神,将实验室搬到项目施工现场。初入隧道时,岩爆微震监测数据处理效率很低,而且不同人员数据处理的标准差异很大,预警准确率受到影响。项目组师生在冯夏庭的悉心指导下,借助人工智能建立了微震数据智能分析处理方法,搭建了岩爆智能监测预警系统,统一了数据处理标准,提高了数据处理效率,预警及时性与准确性得到有效提升。
传承——
精诚团结,薪火相传
2022级博士生付洪源是带着心理压力登上高原的。他的硕士研究方向是煤矿,现在却来到了铁路项目上。在一个陌生而艰苦的环境中快速实现研究领域转换,对他来说是个不小的挑战。导师何本国及时与付洪源沟通联系,了解他的生活状况和科研情况,并对他进行有针对性的指导。
付洪源的经历,是岩爆科技攻关小组“传帮带”传统的一个缩影。每天,小组都会雷打不动地进行早晚两次汇报与讨论。早间主要是安全方面,晚上则对第二天的工作进行规划安排,教师还会对学生当日的科研情况进行指导。如果当天遇到特殊岩爆,小组则会进行更加详细的分析和讨论,对当天岩爆的特征与机理开展研究,积极探索与发现问题,查缺补漏,为后续工作做好准备。
“将论文写在祖国大地上。”冯夏庭用自己的身体力行不断地对青年教师输入这种理念。青年教师胡磊说:“冯老师要求我们从工程现场发现问题、解决问题,将理论成果应用于现场,从应用中找出不足,再优化再实践再提高。”
小组成员特别注重与项目施工方的交流与配合。2021级硕士生金兆通说:“施工方的实战经验比较丰富,与现场工作人员经常交流,能够进一步完善岩爆监测预警工作,这相当于为隧道装上了岩爆‘听诊器’。”
随着小组的岩爆预警结果不断被验证,项目施工方与监理方越来越信任岩爆科技攻关小组。他们每天都根据小组的监测预警结果确定施工方案。小组成员也给他们留下了深刻印象:东北大学的师生不怕苦、不怕累,专业知识扎实,技术本领过硬,提出的很多岩爆防控方面的新理论新技术,为现场避免或降低岩爆风险提供了科学指导。
尽责——
恪尽职守,为国担当
有一个词在重大铁路岩爆科技攻关小组师生们的心里扎了根,那就是责任。
隧道地质复杂,岩爆风险极高,而岩爆监测预警又是工程安全施工的“眼睛”。当青年教师张伟得知要参与重大铁路项目时,心潮澎湃:“一想到这个跨越了两个世纪的梦想,承载着几代中国人期盼的重大工程,我便感觉万分荣幸。有了这份责任感,遇到再棘手的问题,也能披荆斩棘,一往无前。”
每年春节期间,课题组都安排骨干成员驻守工程现场,以确保工程持续安全施工、工程进度不因岩爆而延误,把工程建设成本降到最低。
目前,东北大学重大铁路岩爆科技攻关小组岩爆平均预警准确率达到85%以上,受到各界广泛好评。冯夏庭表示:“未来,我们积极响应习近平总书记‘向地球深部进军’的号召,继续迎难而上,敢为人先,面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求,进一步向着解决岩爆时间预警这一世界难题前进,争取实现更短时间范围的岩爆时间预警,为重大铁路早日建成通车贡献力量。”