金沙江奔流不息,滇中地区却深陷“千年水困”,为破解水困,构筑高原立体水网,滇中引水工程应运而生。作为引水工程“咽喉”的香炉山隧洞开凿难度极大,山东大学岩土工程团队接过这道难题,便扎根云南投身于滇中引水工程的攻坚战中。当神州大地年味氤氲,他们依旧与岩土为伴、与艰险为伍。今天,微言教育“新春走基层”专栏带你一起来看山东大学岩土工程团队如何破解这份沉甸甸的山河之问——
“地质博物馆”的挑战
在滇中引水工程的取水口,山东大学教授、云南省滇中引水工程超前地质预报项目负责人聂利超介绍,金沙江水将从这里出发,解决滇中地区的缺水难题。
但他也坦言,作为整个工程“咽喉”的香炉山隧洞,其地质条件极其复杂,堪称“地质博物馆”。在施工过程中,突水突泥、塌方卡机等灾害风险极高。为此,山东大学岩土工程团队的师生们扎根现场,致力于解决这些突水突泥灾害的防控难题。

竖井,是滇中引水工程中突水突泥灾害高发的地方,但同时也是实现“长隧短打”、提高香炉山隧洞工程效率的关键钥匙,承载着千万群众的期盼,是名副其实的“希望井”。如何在竖井施工现场守护工程安全,推动工程进度,成为团队面临的严峻考验。

深入“水帘洞”
山东大学博士后宋志成介绍,位于取水口下游27公里处的太安竖井井深565米,是香炉山隧洞的重要施工辅助通道。

从地面到竖井底部大约需要15分钟,随着深度增加,出水点逐渐增多,从“小雨”转为“中雨”,再变为“大雨”。抵达堪比“水帘洞”的井底后,师生们还需将沉重的仪器抬上货车,继续前往掌子面——那个不断向前推进的开挖工作面,也是仪器探测的核心区域。
前往掌子面的路途光线昏暗、湿滑颠簸,持续不断的漏水声在密闭空间里回荡。师生们在嘈杂的环境中扯着嗓子沟通测试注意事项,全力攻克技术难题。
此行目的是探测前方30米的含水构造,检验团队新提出的全时域激发极化方法的有效性。山东大学岩土工程专业博士研究生蒲永豪迅速观察了围岩情况,向师兄们报告情况很差,变化可能很大,情况十分迫切。山东大学交通运输专业博士研究生李元成则细心地叮嘱前方人员,布设电极时要避免插在金属拱架上,以免产生干扰。在确认周围人员安全撤离后,大家开始布设电极。

在掌子面布设好电极后,连接激发极化仪主机,便可通过电脑进行数据采集,同时获取掌子面岩样,带回实验室做进一步处理分析。当天顺利完成数据采集后,宋志成表示,后续将由李元成和蒲永豪处理数据,及时对掌子面前方情况进行判断,为施工单位提供指导。
实验室里的“双向奔赴”
从复杂的工程现场回到地面实验室,我们看到了高校学子们如何用知识储备解决现场问题。李元成展示了刚从太安竖井采回的岩样。山东大学防灾减灾工程及防护工程专业博士研究生胡浩解释道,这种碎粉岩在水的扰动和施工扰动下,极易发生突水突泥灾害,因此需要针对性地研发高渗透性的注浆材料。他进一步说明,通过现场踏勘、采样获取一手信息,才能研发出对症的材料。例如,针对竖井上游涌水量大、水压高的情况,常规水泥材料在动水环境中容易被冲散,无法有效固结,就必须研发动水抗分散的新型材料。如果不把实验室搬到一线,就无法获取突发状况下围岩介质的真实属性,也无法通过注浆模拟实验还原地层、验证浆液效果,从而判定材料是否可用、是否有效,最终更好地推动工程建设。
从幽深井底采集的一手数据和珍贵岩样,到地面现场实验室里争分夺秒的研判与研发,山大学子们循着“发现真问题、真解决问题”的初心,让工程实际需求与科研理论研究实现了“双向奔赴”。他们以青春之智、青春之力,在云南的群山里,践行着新时代青年的使命与担当。