臨滄境內(nèi)，無量山脈，一條世界罕見的含8種毒氣的萬米地下在建隧道——紅豆山隧道正在神速而艱難的向前推進(jìn)。紅豆山隧道的順利貫通，對“一帶一路”經(jīng)貿(mào)合作與友好往來起到關(guān)鍵性的促進(jìn)作用。在這場攻堅(jiān)戰(zhàn)中，來自西南石油大學(xué)的蘇培東教授的科研團(tuán)隊(duì)克服重重困難，誓將天塹變通途，為隧道安全施工做出了巨大貢獻(xiàn)。

   在云南臨滄境內(nèi)，無量山脈深處，富饒美麗。大多數(shù)人知道無量山，是緣于金庸的武俠小說《天龍八部》主人公段譽(yù)隨普洱茶商馬五德來到無量山，并在此練成了神奇極致的“凌波微步”。

可就是在這絕美之地，讓人沒有想到的是有一條世界罕見的含8種毒氣的萬米地下在建隧道——紅豆山隧道正在神速而艱難地向前推進(jìn)。

紅豆山隧道是大臨鐵路的核心，而大臨鐵路又是通往緬甸的唯一一條中緬國際大通道，因此紅豆山隧道屬中緬國際大通道的控制性工程。紅豆山隧道的順利貫通，對“一帶一路”經(jīng)貿(mào)合作與友好往來起到關(guān)鍵性的促進(jìn)作用。

隧道于2016年開工，預(yù)計(jì)2020年貫通。待大臨鐵路通車營運(yùn)后，坐火車通過紅豆山隧道只需要4分鐘。殊不知，這4分鐘的行程，卻需要數(shù)千名建設(shè)者夜以繼日地工作4年多才能實(shí)現(xiàn)，因其建設(shè)難度巨大被譽(yù)為全線“最難打的隧道”。

在這場攻堅(jiān)戰(zhàn)中，來自西南石油大學(xué)的蘇培東教授的科研團(tuán)隊(duì)克服重重困難，誓將天塹變通途，為隧道安全施工做出了巨大貢獻(xiàn)。

    致命毒氣成阻礙

這些有毒氣體像是困在一個個氣球中，隱藏在無量山脈的巖層里，一旦施工中戳破了這些有毒氣球，毒氣就會爆發(fā)出來，對施工人員造成生命威脅。

作為西南石油大學(xué)地質(zhì)工程與地質(zhì)災(zāi)害防治研究所所長，蘇培東教授最早接觸到隧道工程有毒有害氣體預(yù)測預(yù)報(bào)，是在1997年?！笆秃吞烊粴庠谟蜌饪碧介_發(fā)的過程中是資源，是好東西；但如果出現(xiàn)在隧道工程中，很容易引發(fā)隧道工程次生災(zāi)害。我就以此作為方向，開始了長達(dá)10年的潛心研究，并形成一系列的科研成果。”

2007年，蘭渝鐵路的建設(shè)遇到了穿越紅層地區(qū)的難題。為了避免建設(shè)悲劇重現(xiàn)，建設(shè)方主動找到了蘇培東。碰巧，蘇培東10年的研究成果——非煤系地層高瓦斯隧道的成因，評價方法和計(jì)算模型恰好可以運(yùn)用到這項(xiàng)工程中。事實(shí)也證明，蘇培東的研究成果在多條隧道的施工生產(chǎn)中取得了不錯的成效。

蘇培東帶領(lǐng)著團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域一鳴驚人。工程建設(shè)方面臨類似棘手的問題，第一個想到的就是蘇培東。

千百年來，莽莽無量山的傳說從來就沒有少過，唯獨(dú)這山?jīng)]有路。就在數(shù)千名建設(shè)者為打通無量山的交通命脈奮戰(zhàn)的時候，讓大家沒有想到的是由于無量山脈內(nèi)部地質(zhì)條件極其特殊，富集了硫化氫、一氧化碳、二氧化碳等8種有毒有害氣體，堪稱世界罕見。

這些有毒氣體像是困在一個個氣球中，隱藏在無量山脈的巖層里，一旦施工中戳破了這些有毒氣球，毒氣就會爆發(fā)出來，對施工人員造成生命威脅?！爸旅練馇颉钡臐摲?，高溫、涌水、突泥等多種險情伴隨著整個施工過程，一直讓人神經(jīng)緊繃不敢懈怠。

2017年，剛進(jìn)場一年的施工團(tuán)隊(duì)，因?yàn)閷λ淼纼?nèi)有毒氣體研判不足，處理經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致紅豆山隧道發(fā)生了一次氣體爆突事故。隨后，三分之二的員工申請撤離工地，項(xiàng)目隨即陷入了停滯。

面對如此困難的處境，地質(zhì)專家給出的鑒定報(bào)告是：沒有任何現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。

此時，施工團(tuán)隊(duì)想到了蘇培東。“蘇教授的團(tuán)隊(duì)既有健全的理論依據(jù)，又有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在業(yè)內(nèi)也有很大的知名度和認(rèn)可度。我們相信他?！苯ㄔO(shè)方中鐵十局大臨鐵路項(xiàng)目部經(jīng)理趙宇說。

面對這一世界難題，蘇培東教授并沒有因此而退縮，第一時間受邀擔(dān)任專家組的負(fù)責(zé)人。

    艱難挺進(jìn)“紅豆山”

    設(shè)備不僅可以同時測出8種氣體，還可以根據(jù)隧道的具體情況來不斷調(diào)試設(shè)備的靈敏度、量程、氣體類型等各方面的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸和評測后，就能實(shí)時接收到信息。

經(jīng)過勘測，紅豆山隧道有毒有害氣體極高度危險區(qū)域達(dá)到5764米，占隧道總長的70%以上。

“隧道施工遇非煤系有害氣體的事例在國外也比較罕見，目前未能查閱到相關(guān)論證資料，因此與同標(biāo)段的其他隧道相比，其難度更上了一個層級?！笔┕ぜ夹g(shù)人員李冬冬說。

如何有效避免或減少非煤系有害氣體對隧道工程施工的影響，這成為蘇培東和團(tuán)隊(duì)需要解決的第一個難題。

“紅豆山隧道罕見的地質(zhì)環(huán)境條件加上氣體成分的復(fù)雜多變，已超出目前地質(zhì)勘查技術(shù)的認(rèn)知水平，無直接的文獻(xiàn)作為參考依據(jù)，其防治措施仍處于研究摸索階段。這就意味著，我們無法從過去的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)中獲得更多幫助。”趙宇說。

沒有路子可尋，沒有經(jīng)驗(yàn)可找，在未知中探索，在黑暗中前行。蘇培東團(tuán)隊(duì)的每一步都極為艱難，勇敢大步向前的同時更小心翼翼地摸著石頭過河。

團(tuán)隊(duì)經(jīng)過勘探發(fā)現(xiàn)，隧道內(nèi)8種有毒有害氣體復(fù)雜多樣，形成機(jī)制難以把握?！霸趯?shí)際監(jiān)測中，我們發(fā)現(xiàn)即使同樣一種氣體，在隧道的不同階段、不同地層中隨機(jī)分布，毫無規(guī)律可循。更何況隧道里有8種有害氣體，它們更易于組合成新的毒害氣體?！碧K培東表示，這給毒氣的監(jiān)測帶來了極大的挑戰(zhàn)。

以往的老設(shè)備只能檢測一種氣體，而且檢測結(jié)果的濃度不準(zhǔn)，精度不高，容易造成誤判。

“除去檢測效率低下的問題，設(shè)備笨重也給施工帶來一定的麻煩，每次檢測都需要帶上不同的儀器穿過狹長而逼仄的隧道，光是攜帶設(shè)備已經(jīng)很費(fèi)事，更別說還要在復(fù)雜地形中進(jìn)行長時間的實(shí)地檢測?！痹诩t豆山隧道工程中堅(jiān)守了一年的西南石油大學(xué)研三學(xué)生陳浩棟回憶說。

為了解決這個難題，蘇培東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)半年之久，自主研發(fā)和制作一套新的設(shè)備，解決了監(jiān)測難題。

“過去只能8個設(shè)備一起上陣，現(xiàn)在一套設(shè)備就夠了。”陳浩棟介紹，新設(shè)備不僅可以同時測出8種氣體，還可以根據(jù)隧道的具體情況來不斷調(diào)試設(shè)備的靈敏度、量程、氣體類型等各方面的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸和評測后，就能實(shí)時接收到信息，極大縮減了評測時間，對整個工程的高效率完成起到了關(guān)鍵性的作用。

在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)在隧道非煤系有害氣體區(qū)段施工關(guān)鍵技術(shù)開展科技研究，取得了創(chuàng)新性突破，可對有害氣體進(jìn)行超前探測、防突檢測和監(jiān)測。

    向川藏線進(jìn)軍

    蘇培東介紹，川藏鐵路和紅豆山隧道都處于活動斷裂帶附近，構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域、巖漿作用、地?zé)崃黧w、變質(zhì)作用等都很強(qiáng)烈，建設(shè)難度可想而知。

目前，紅豆山隧道施工已經(jīng)突破3000米。蘇培東教授團(tuán)隊(duì)的技術(shù)創(chuàng)新、解決方法將全面應(yīng)用于后面2000米的隧道建設(shè)當(dāng)中。

“蘇教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)功不可沒。通過兩年的經(jīng)驗(yàn)積累，紅豆山隧道的施工在前期地質(zhì)預(yù)報(bào)、電鉆孔等多方面新技術(shù)的應(yīng)用更加?jì)故?。”趙宇說。

今年6月，團(tuán)隊(duì)基于紅豆山隧道施工的第一批專利和學(xué)術(shù)論文即將發(fā)表，今年底，涉及6項(xiàng)專利的科研成果也將全面推出。

“作為一名科研工作者，最重要的是創(chuàng)新，敢于打破常規(guī)。只有這樣，我們才能更好地認(rèn)識這個世界。紅豆山隧道工程就是最好的例子?！碧K培東教授介紹說，“以前在淺地表出現(xiàn)的有害氣體，我們傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為完全是有機(jī)成因，但這次紅豆山隧道出現(xiàn)的8種有害氣體，說明了有害氣體的出現(xiàn)也有無機(jī)成因?！?/P>

科學(xué)研究無止境。

蘇培東并不滿足現(xiàn)在所取得的成績，在紅豆山隧道新一輪技術(shù)創(chuàng)新中，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)正加緊研制監(jiān)測數(shù)據(jù)更準(zhǔn)、性能更安全的毒氣監(jiān)測設(shè)備——無人自動檢測設(shè)備。

“無人自動檢測設(shè)備的成功研發(fā)，將不再需要人工進(jìn)入到危險隧道進(jìn)行搜集信息，機(jī)器設(shè)備將自動對周圍環(huán)境檢測，把監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋回來，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，從而完成整個的探查工作?！?/P>

無人自動檢測設(shè)備的使用，不僅對紅豆山隧道工程的安全施工和順利貫通帶來積極影響，還將對整個氣體安全評估領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

目前，蘇培東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)正積極投身于川藏鐵路的建設(shè)當(dāng)中。川藏線在國際史上是最大最難的重點(diǎn)工程，建設(shè)中所面臨的挑戰(zhàn)也是世界絕無僅有的。

據(jù)蘇培東介紹，川藏鐵路和紅豆山隧道都處于活動斷裂帶附近，構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域、巖漿作用、地?zé)崃黧w、變質(zhì)作用等都很強(qiáng)烈，建設(shè)難度可想而知。川藏線海拔高達(dá)3000米以上，在此環(huán)境下，有害氣體對人的危害也就越大，對工程建設(shè)影響也就越大。

蘇培東團(tuán)隊(duì)在紅豆山隧道所積累的經(jīng)驗(yàn)，這次就能在川藏鐵路中發(fā)揮作用了?，F(xiàn)在，蘇培東和團(tuán)隊(duì)成員在平均海拔四五千米的川藏高原地域，背著設(shè)備，每天徒步七八公里，找數(shù)據(jù)，做監(jiān)測，綜合分析。

“雖然遠(yuǎn)離了都市的繁華，終日與山水為伴，在危機(jī)中揮灑著汗水與青春。但這份責(zé)任和榮譽(yù)，讓我們把不可能變成可能，把天塹變通途。”

《中國教育報(bào)》2019年06月10日第7版