一段300米寬的地下斷層，在1500米深處潛伏，中國(guó)工程師們?nèi)绾卧诘乇韺?shí)施超精準(zhǔn)手術(shù)，完成這項(xiàng)被認(rèn)為不可能的任務(wù)？
近日，中國(guó)煤科北京中煤項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在新疆完成了一項(xiàng)令人驚嘆的工程——成功實(shí)施1500米埋深輸水隧洞注漿工程，創(chuàng)下地表注漿世界最大埋深紀(jì)錄。這項(xiàng)工程不僅突破了技術(shù)極限，更在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了兩項(xiàng)里程碑式的“首次”突破。
隨著我國(guó)水利、交通、能源等重大基礎(chǔ)設(shè)施不斷向深層空間拓展，工程建設(shè)面臨前所未有的挑戰(zhàn)。高地應(yīng)力、高水壓、突泥涌水等風(fēng)險(xiǎn)日益凸顯，傳統(tǒng)技術(shù)手段已難以應(yīng)對(duì)。
新疆某輸水隧洞工程正處在這樣的極限環(huán)境中——1500米埋深，穿越300米寬斷層帶。這樣的地質(zhì)條件如同一顆定時(shí)炸彈，隨時(shí)可能引發(fā)嚴(yán)重工程事故。
傳統(tǒng)探查手段在這公深的地下幾乎“失明”，無(wú)法精準(zhǔn)捕捉地質(zhì)特征。如何查明深埋地層的斷層特性？如何在高地應(yīng)力、高水壓環(huán)境下進(jìn)行有效治理？
先給地下深處來(lái)一場(chǎng)“CT掃描”——
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地建立了基于地表定向鉆的精細(xì)化探查方法。這一系統(tǒng)集成了隨鉆錄井、孔內(nèi)物探、水平保形取芯、水文分析等多種先進(jìn)手段，構(gòu)建了一體化綜合探查體系。
團(tuán)隊(duì)特別采用了深孔遠(yuǎn)距離超長(zhǎng)物探技術(shù)，探測(cè)距離達(dá)2504米。通過(guò)這一技術(shù)，工程團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了沿隧洞水平軸線(xiàn)精準(zhǔn)查明深埋地層斷層特征的突破。
“這就像給地球做了一次精準(zhǔn)的CT掃描?！表?xiàng)目技術(shù)人員形容道。通過(guò)這套系統(tǒng)，工程師們能夠清晰“看到”1500米深處的巖層結(jié)構(gòu)、斷層分布和水文特征，為后續(xù)治理提供了可靠依據(jù)。
查明地質(zhì)情況只是第一步，真正的挑戰(zhàn)在于治理。
面對(duì)1500米埋深區(qū)域的高地應(yīng)力、高水頭壓力，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)制定了“分段施策、精準(zhǔn)注漿”的創(chuàng)新方案。
針對(duì)不同斷層破碎帶的地質(zhì)特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了成套的特殊材料、工藝與專(zhuān)用裝備。這些創(chuàng)新使得工程團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了40MPa超高壓環(huán)境下的精準(zhǔn)定位注漿。
40MPa相當(dāng)于400個(gè)大氣壓，在這種壓力下進(jìn)行精準(zhǔn)注漿，技術(shù)要求極高。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，成功將注漿材料準(zhǔn)確送達(dá)預(yù)定位置，有效加固了斷層破碎帶，封堵了潛在的水流通道。
這項(xiàng)工程的成功實(shí)施，填補(bǔ)了我國(guó)超深埋輸水隧洞注漿治理技術(shù)的空白，標(biāo)志著我國(guó)在深埋地下工程地質(zhì)探查與注漿治理領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
隨著全球地下空間開(kāi)發(fā)不斷向深層發(fā)展，各國(guó)都面臨著類(lèi)似的技術(shù)挑戰(zhàn)。中國(guó)此次突破不僅解決了實(shí)際工程難題，更為深層地下空間安全開(kāi)發(fā)提供了可靠的技術(shù)支撐和寶貴經(jīng)驗(yàn)。
工程團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示：“這項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用，為我國(guó)未來(lái)深層能源開(kāi)發(fā)、地下交通建設(shè)、水利工程等領(lǐng)域提供了全新的解決方案?！?/p>
“這標(biāo)志著我國(guó)在地下工程領(lǐng)域已從跟跑、并跑轉(zhuǎn)向領(lǐng)跑階段。”行業(yè)專(zhuān)家評(píng)價(jià)道。隨著這項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用，更多“不可能”的深地工程將變?yōu)榭赡堋?/p>
光明日?qǐng)?bào)全媒體記者 崔興毅
