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　　□本报通讯员 杨珺 周瑾 方磊 李佰龙

　　在彩云之南的广袤大地上，承载着滇中六州（市）输水重任的生命线——滇中引水工程，建设正酣。该工程是国务院确定的172项节水供水重大水利工程之一，也是在建规模最大、技术及施工难度最高的引水工程之一。

　　自金沙江干流引水至云南滇中干旱地区，横跨青藏高原东麓和横断山脉地区，复杂多变的地质条件，让这条世界最长隧洞输水线仿佛在一座“世界地质博物馆”里穿行。面对众多世界级技术难题，水利部长江水利委员会长江科学院（以下简称长科院）以科技创新赋能工程建设，实现“硬核”突围。

　　让隧洞变形无处遁形

　　在滇中引水工程大理段关键线路——香炉山隧洞7号支洞，伴着通风管道传出阵阵轰鸣声，施工列车缓缓驶向隧洞深处。洞室上方，一排排经过改良设计的箱型约束混凝土钢拱架与锚杆（索）紧密配合，共同组成一个结构稳固的环形“保护伞”，为隧洞提供坚实支撑。这是长科院针对滇中引水工程深埋长隧洞软岩大变形这一世界级难题研发的“表、浅、深”分层分序与主动、被动双控技术。

　　滇中引水工程地区的地质构造极为复杂。经初步分析预测，可能产生软岩大变形的洞段累计长度约为88.85千米。“深埋软岩隧洞围岩变形量大、持续时间长，支护困难，对隧洞工程的建设与运行构成极大的威胁。”水利部岩土力学与工程重点实验室副主任、长科院岩基研究所副所长黄书岭指着眼前一处变形洞段解释。

　　软岩大变形被公认为深埋隧洞工程尚未攻克的三大高发“癌症”（高压突涌水、软岩大变形、硬岩岩爆）之一。在参建各方支持下，作为项目技术负责人的黄书岭带领团队深入香炉山隧洞现场，运用多种自主研发的测试设备和技术，对香炉山隧洞开展多手段综合监测与测试，向洞室软岩大变形发起一次次科技攻关。

　　寒来暑往，长科院项目团队用一次次现场试验，成功掌握了香炉山隧洞软岩洞段变形规律和成因，提出新型支护结构承载力计算理论，并形成一套完整设计方法，为今后解决类似问题提供了可借鉴方案。

　　“四超前”给工程“治未病”

　　半蹲在简陋湿滑的矿车中，顺着近25度的斜井，滑进滇中引水工程香炉山隧洞5号支洞，长科院的科研人员正有条不紊地进行超前探测工作。

　　5号支洞需要穿越一片广域富水的断层带，施工过程中曾多次遭遇严重塌方、突涌水等地质灾害，不仅严重制约施工进度，还给工程安全带来巨大挑战。2020年11月，长科院临危受命，针对5号支洞开展专项研究，在总结前期经验的基础上，创新提出以“超前探测、超前注浆、超前支护和超前泄压”为核心的“四超前”理念。

　　超前探测——运用基于孔内声波与电视定量分析方法，精确评估掌子面安全厚度，提前识别地质风险，为后续掘进提供科学依据；

　　超前注浆——结合洞内注浆与地面预注浆，不仅能有效堵住地下水，还可加固岩体，增强围岩的稳定性；

　　超前支护——由超前管棚、小导管和掌子面锚杆组成支护体系，为岩体穿上一层坚固的“盔甲”，有效避免掌子面塌方；

　　超前泄压——针对高压富水洞段，实施掌子面前方泄压措施，降低突涌水风险，保障施工安全。

　　“目前，5号支洞的月掘进速度已经由不足10米提升到现在的超50米，‘四超前’理念的应用效果非常显著。”长科院滇中引水工程香炉山隧洞综合测试现场项目部经理马旭强介绍，通过改变传统的被动应对模式，将安全隐患消灭在萌芽状态，真正实现了给工程“治未病”。

　　“透视眼”探查地质“病灶”

　　在滇中引水工程大理Ⅱ段隧洞深处，光线昏暗，空气中弥漫着粉尘，掌子面上不时有石块掉落。在逼仄且复杂的环境中，长科院科研人员正运用隧洞弹性波和瞬变电磁方法，对前方岩体质量进行探测。

　　超前地质预报，是提前探明掌子面前方发育的不良地质体，并对可能诱发的地质灾害进行预报预测，为施工单位提前采取安全措施提供科学依据，被称为隧洞掘进的“透视眼”。

　　“截至目前，总体预报准确率达90%以上。”作为长科院滇中引水工程隧洞超前地质预报项目负责人、水利部岩土重点实验室工程物探技术学科主任，付代光带领团队在滇中引水现场驻守近3年，多次成功预报地下暗河、突涌水、涌砂、断层破碎带等重大不良地质结构，精准协助施工方规避各类安全隐患。

　　为精准排查“病灶”，长科院科研团队将20年持续科技攻关取得的一大批原创性科研成果，成功运用于大理Ⅱ段隧洞施工超前地质预报和昆明-玉溪隧洞专项超前地质预报。此外，科研团队还总结出一套多参数、多方法超前地质预报解释准则，为后续长中短综合预报提供科学参考。

　　为混凝土特调“咖啡伴侣”

　　自建砂石料场毛料夹泥情况严重，导致成品骨料含泥量偏高，混凝土普遍存在裂缝，这个硬伤一度困扰着滇中引水工程参建各方。

　　如今，长科院科研团队自主开发出骨料含泥控制技术（液体外加剂），成功破解了该难题。“就好比给咖啡添加一些糖和奶，能够让味道变得更丝滑醇厚一样，添加了液体外加剂后的混凝土，能够有效降低开裂风险。”长科院材料结构所建筑材料室主任吕兴栋说。

　　在滇中引水工程施工现场，长科院材料结构所建筑材料室的工程师夏求林，正在现场试验室里开展骨料含泥控制技术研究试验。从与减水剂的复配试验，到掺用聚羧酸减水剂伴侣的尝试，尽管试验操作过程单调且重复，但他不厌其烦地重复了上千次，只为找到最优解决方案。

　　在长科院团队的努力下，最终形成了涵盖材料控制、施工工艺的全链条防裂技术体系——《隧洞衬砌混凝土全过程防裂关键技术手册》。此外，在工程实践中，骨料含泥控制技术取得了较大的技术效益和经济效益——在保证混凝土强度不受影响的前提下，单方混凝土用水量可降低20～30千克，胶凝材料用量减少30～60千克。

　　“体检医生”第一时间“望闻问切”

　　在滇中引水工程楚雄段，柳家村渡槽已具雏形。“柳家村隧洞是楚雄段关键控制性工程之一，2024年两个隧洞相继贯通，目前正在搭建连接渡槽。”作为长科院楚雄检测项目现场试验室负责人，张振忠和团队见证着这项工程从无到有，用专业检测技术为工程质量安全保驾护航。

　　“项目法人质量检测，不仅要第一时间找到‘隐疾’‘病灶’，还要给出科学合理的处置方案，‘对症下药’。”谈及滇中引水工程大理Ⅱ段至楚雄段项目法人质量检测工作，张振忠表示，自2021年12月项目部成立以来，项目部对项目段工程开展了全过程质量检测，规范管理参建单位的试验检测任务，全面保障项目安全、高效推进。

　　值得一提的是，针对滇中引水工程所面临的复杂地质条件，长科院创新形式，定期开展大规模现场检测业务能力考核、新进场试验能力考核等多项专项技术考核。

　　“我们期望通过系统培训与严格考核，全面提升现场人员技术水平，增强其质量管理意识，全方位把好滇中引水项目‘质量关’。”项目经理兰道银说。

　　来源：中国水利报 2025年7月15日