“到工程最需要的地方去” ——记长江科学院黄书岭

在滇中引水工程香炉山隧洞TBM掘进大埋深洞段,黄书岭(右)进行现场指导 本报通讯员 方历娇 供图
□本报通讯员 方历娇
要造就规模宏大的青年科技人才队伍,把培育国家战略人才力量的政策重心放在青年科技人才上,支持青年人才挑大梁、当主角——新时代的号召,在水利科研一线有着生动的注脚。水利部岩土力学与工程重点实验室副主任、长江科学院岩基所副所长黄书岭,便是这样一位扎根地下工程领域的“挑大梁者”。20年来,黄书岭以山洞为实验室,以岩体为研究对象,用智慧破解工程“卡脖子”难题,成为水工深埋地下洞室安全当之无愧的“探路者”。
与岩为伴
千米深隧间攻克技术难题
“岩石看似沉默,实则藏着工程安全的密钥。”这是黄书岭常挂在嘴边的话。2004年,还在上学的他,敏锐捕捉到国家水利水电工程建设背后的迫切需求——高地应力强卸荷下岩体性状时效劣化,成为制约深埋地下洞室建设的瓶颈。他毅然将“深埋地下洞室”作为研究方向开展攻坚,从此与地下千米的岩石隧洞结下不解之缘。
科研之路从无坦途,深埋岩体取样是第一道难关。“硬岩一取就‘饼化’,软岩一挖就‘裂解’,费尽全力拿到的岩样,往往早已失去了原始特性。”回忆起最初的科研困境,黄书岭仍记忆犹新。2008年,锦屏二级水电站深埋隧洞测试现场突发岩爆,岩体瞬间爆裂弹出,形成十几米长、2~4米深的大坑,施工设备被砸毁。这场惊心动魄的险情,让他更加坚定了攻克技术难关的决心。
在锦屏山的深隧里,黄书岭和团队成员反复试验,发明基于预先钻孔应力解除的深埋硬岩取样法,成功获取原始特性硬岩样本;针对岩体劣化性状评价的试验难题,他们研发出高压中尺寸岩石真三轴刚性伺服试验装置,通过滚珠丝杠与液压伺服联合控制技术,搭配同步声发射和阵列式超声波跟踪测试,实现岩体渐进时效破裂全过程定位追踪,填补了国内外该尺度试验技术空白,为破解深埋岩体特性时效劣化非一致性演变难题提供了关键支撑。
零下30摄氏度的北疆,寒风如刀,黄书岭带着团队长期驻守工程现场,完成了天山输水隧洞软岩大变形控制关键数据监测和原位测试,提出的软岩超前支护体系参数量化设计方法、“让压钢拱架+缓释消能层”韧性复合支护结构体系及其台阶法施工围岩变形控制等技术,成功化解了软岩大变形风险;自主研制的米级尺度的围岩—衬砌联合承载水—力耦合试验设备,精准模拟时效变形隧洞的衬砌运行环境;提出了基于围岩—衬砌协同承载理念和时变可靠度理论的衬砌设计方法,实现衬砌设计由静态可靠度到时变可靠度的理念创新。在黄书岭团队有力的科技支撑下,该项目正有序推进。
向险而征
山河安澜处筑牢防控屏障
“科研不能只停留在实验室,要到工程最需要的地方去。”这是黄书岭坚守的理念。
滇中引水工程是国家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。黄书岭及其团队在这里留下了浓墨重彩的一笔。
软岩大变形是公认的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。受云南省滇中引水工程建设管理局委托,长科院牵头承担了“深埋长隧洞软岩大变形机理与防控技术研究”工作。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监测设备和控制技术,对香炉山隧洞实施了多手段的综合监测与测试,提出了“表、浅、深”分层分序和主动被动相结合的双控支护策略,以及“预应力锚索或锚杆+箱型约束混凝土钢拱架”新型支护结构的承载力计算理论和量化设计方法,实现水工隧洞初期支护设计由被动到主被动协同的理念创新;研制出适应围岩大变形的米级大量程串联式多点位移计、内锚式让压预应力锚杆等技术设备。这些科技成果为深埋隧洞软岩大变形监测预警和控制提供了技术方案参考。
滇中引水工程只是黄书岭团队将科研成果运用于工程实践的一个缩影。如今,这些技术成果已广泛应用于乌东德水电站、白鹤滩水电站、引江补汉等30余项重大水利水电工程中,为守护江河安澜筑起坚实的“防护墙”。
薪火相传
以团队之力打造科研高地
“个人的力量有限,团队的合力才能攻克更多‘硬骨头’。”作为水利部长江水利委员会科技人才创新团队负责人,黄书岭始终把团队建设放在重要位置,用“传帮带”让科研薪火代代相传。
近年来,在长科院岩土工程专家丁秀丽等团队导师的指导下,黄书岭牵头成立了一支由9名博士组成的创新团队,集结了岩石力学和水工结构领域的青年骨干,先后承担国家重点研发计划等公益性科研项目20余项,完成重大工程科技攻关100余项,成为水工岩土领域的“攻坚尖兵”。
“他总说‘问题不查清,心里不踏实’。那种不做成不罢休的韧劲,深深感染着我们每一个人。”在团队成员何军眼中,黄书岭是“敢于涉险、永不言弃的领路人”。黄书岭总是鼓励团队成员独立思考、大胆创新,帮助每个人在实践中磨炼成长。
提到黄书岭,实验室主任潘家军对他甘坐冷板凳的科研定力赞不绝口:“他20余年深耕一个领域,带着团队埋头苦干,这种精神格外难得。”如今,黄书岭依然保持着科研工作者的谦逊与执着,带领团队紧盯国家水网重大需求,在深切峡谷区大型地下厂房洞室群围岩劣化灾变控制、深埋软岩隧洞复合韧性支护等领域持续攻关。
作者:方历娇
责任编辑:王瑜
