科技日報記者 付麗麗

人物剪影

周陽宗，中國南水北調(diào)集團(tuán)江漢水網(wǎng)建設(shè)開發(fā)有限公司黨委副書記、總經(jīng)理、總工程師，中國南水北調(diào)集團(tuán)首席專家，中國南水北調(diào)集團(tuán)科技領(lǐng)軍人才。從事鐵路、水利工程技術(shù)和項目管理20余年，專注于隧道施工、數(shù)智化水網(wǎng)建設(shè)。

在鄂西山區(qū)地下百米深處，國產(chǎn)超大直徑硬巖掘進(jìn)機(jī)持續(xù)作業(yè)，一條隧洞在巖層中穩(wěn)步延伸，宛如一條“地下巨龍”。這是南水北調(diào)中線引江補(bǔ)漢工程的主體隧洞。作為加快構(gòu)建國家水網(wǎng)主骨架和大動脈的標(biāo)志性工程，引江補(bǔ)漢工程將連接起三峽工程與南水北調(diào)工程，讓兩大工程實(shí)現(xiàn)“牽手”。

在湖北省襄陽市?？悼h馬良鎮(zhèn)拍攝的引江補(bǔ)漢工程輸水隧洞8號平洞施工現(xiàn)場。新華社記者 肖藝九攝

前不久，引江補(bǔ)漢工程傳來捷報——工程輸水總干線出口段工程提前4個月貫通，成為全線首個貫通標(biāo)段。這標(biāo)志著國家水網(wǎng)骨干工程建設(shè)取得關(guān)鍵突破。

在引江補(bǔ)漢工程?？刀维F(xiàn)場，科技日報記者見到了該工程總工程師周陽宗，聽他揭秘工程團(tuán)隊如何以科技創(chuàng)新鍛造“國之重器”。

科技創(chuàng)新攻克世界級地質(zhì)險關(guān)

記者：引江補(bǔ)漢工程目前建設(shè)進(jìn)度如何？

周陽宗：引江補(bǔ)漢工程正按計劃穩(wěn)步高效推進(jìn)。截至目前，工程主隧洞掘進(jìn)已突破20千米，施工支洞掘進(jìn)超過37千米，累計完成投資超110億元。近期多項關(guān)鍵工作取得突破性進(jìn)展：10號豎井已掘砌到底，為后續(xù)主隧洞運(yùn)用全斷面隧道硬巖掘進(jìn)機(jī)（TBM）掘進(jìn)提供了條件；6號平洞已完成全長3887米的掘進(jìn)，轉(zhuǎn)入主洞施工階段。全線規(guī)劃投入10臺超大直徑TBM，目前已有8臺始發(fā)掘進(jìn)，形成了TBM集群施工的“大干”局面，為這條“地下巨龍”的最終貫通奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。

記者：曾有人認(rèn)為，這一工程難度極大，不可能真正實(shí)施。是什么讓這項工程得以實(shí)施？

周陽宗：這項工程的決策與實(shí)施，離不開多個關(guān)鍵領(lǐng)域科技突破的共同作用。首先，超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)的飛躍，讓我們有能力為大地做“CT”，提前探明超深埋深下的復(fù)雜地質(zhì)情況，使未知風(fēng)險變得可知、可控。其次，國產(chǎn)TBM設(shè)計與制造能力的成熟，為我們提供了征服超長隧洞的“利器”。最后，災(zāi)害防控技術(shù)等的積累，讓我們擁有了將穿越深山的構(gòu)想轉(zhuǎn)化為工程實(shí)踐的底氣。

記者：這項工程在國家水網(wǎng)建設(shè)中扮演什么角色？

周陽宗：在國家水網(wǎng)宏大藍(lán)圖中，引江補(bǔ)漢工程扮演著“連接器”和“增強(qiáng)器”的關(guān)鍵角色。它首次實(shí)現(xiàn)了三峽工程與南水北調(diào)工程這兩大“國之重器”的隔空“牽手”。工程建成后，可將南水北調(diào)中線多年平均調(diào)水量從95億立方米提升至約115.1億立方米，從根本上增強(qiáng)中線工程的供水保障能力和穩(wěn)定性。同時，它將為漢江流域水資源調(diào)配和引漢濟(jì)渭工程遠(yuǎn)期調(diào)水創(chuàng)造條件，是國家水安全戰(zhàn)略中至關(guān)重要的一步。

記者：引江補(bǔ)漢工程包含開鑿一條近兩百公里長的深埋長隧洞，這無疑是世界級的挑戰(zhàn)。在開鑿隧洞的過程中，最難“啃”的“硬骨頭”是什么？

周陽宗：我們面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn)，源自“三高”和“三多”的極端復(fù)雜地質(zhì)條件。

“三高”即高地應(yīng)力、高外水壓力和高巖石強(qiáng)度。隧洞最大埋深達(dá)1230米，巨大的地應(yīng)力極易引發(fā)強(qiáng)烈的巖爆，威脅設(shè)備與人員安全；高壓地下水如同懸在頭頂?shù)摹斑_(dá)摩克利斯之劍”，突涌風(fēng)險極高；高巖石強(qiáng)度導(dǎo)致TBM刀具磨損嚴(yán)重。

“三多”是指斷層多、地下水多、軟巖多。引江補(bǔ)漢工程輸水線路穿越73條主要大規(guī)模斷裂（層），包括7條區(qū)域性深大斷裂和66條大型斷層。這些斷層帶常與富水區(qū)相連，是涌水突泥災(zāi)害的高發(fā)區(qū)。如何在復(fù)雜危險的地下環(huán)境中安全、高效、精準(zhǔn)地掘進(jìn)，是我們必須攻克的難題。

記者：您和團(tuán)隊是如何破解這些難題的？

周陽宗：我們堅持“科技引領(lǐng)、精準(zhǔn)防控”的原則，聯(lián)合高校院所及裝備制造企業(yè)等，組建產(chǎn)學(xué)研用一體化的創(chuàng)新聯(lián)合體。攻關(guān)團(tuán)隊圍繞深埋隧洞施工面臨的突涌水、軟巖大變形、高應(yīng)力巖爆等世界級難題，開展從機(jī)理研究到裝備研發(fā)、再到現(xiàn)場驗證的協(xié)同攻關(guān)。取得的一個核心成果是構(gòu)建了智能地質(zhì)預(yù)報體系。我們引入先進(jìn)圍巖感知系統(tǒng)，獲取巖石的位移、應(yīng)力、變形等關(guān)鍵參數(shù)，利用渣料識別系統(tǒng)，實(shí)時分析巖渣特性，實(shí)現(xiàn)對圍巖穩(wěn)定性的動態(tài)評估和安全預(yù)警。同時，綜合運(yùn)用鉆探、物探等多種方法，構(gòu)建長、中、短距離相結(jié)合的超前預(yù)報模式。例如，在“江漢新石器號”TBM掘進(jìn)過程中，系統(tǒng)提前預(yù)警前方存在溶蝕結(jié)構(gòu)，我們立即啟動預(yù)案，完成超前灌漿，成功預(yù)防潛在涌水。

記者：工程穿越了五道峽自然保護(hù)區(qū)等生態(tài)敏感區(qū)。如何減少工程對沿線生態(tài)環(huán)境的擾動，是不得不考慮的問題。

周陽宗：是的。我們非常重視生態(tài)保護(hù)，因此在設(shè)計和施工過程中都采取了針對性措施。在設(shè)計中，線路優(yōu)先選擇地下穿越，最大限度減少對地表植被和生態(tài)系統(tǒng)的切割。在施工中，我們推行一系列綠色工法：開挖產(chǎn)生的渣土，經(jīng)篩選后優(yōu)先用作工程回填或沿線防汛備料，實(shí)現(xiàn)資源化利用；生產(chǎn)廢水經(jīng)一體化處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)100%達(dá)標(biāo)回用；在洞口邊坡采用植被生態(tài)混凝土進(jìn)行復(fù)綠。同時，通過集約化建設(shè)自動化鋼筋加工廠、預(yù)制管片廠等，以及采用智能機(jī)器人作業(yè)，大幅減少臨時占地和現(xiàn)場作業(yè)人員，從源頭降低環(huán)境擾動，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)與生態(tài)保護(hù)的同頻共振。

數(shù)字孿生引領(lǐng)工程建造和運(yùn)營變革

記者：在復(fù)雜的地質(zhì)條件下施工，離不開趁手的“金剛鉆”。國產(chǎn)裝備表現(xiàn)如何？

周陽宗：可以自豪地說，在引江補(bǔ)漢工程中，關(guān)鍵施工裝備已實(shí)現(xiàn)高水平自主可控。工程全線投入的10臺超大直徑硬巖掘進(jìn)機(jī)，全部為“中國制造”。它們各具特色，都是為引江補(bǔ)漢工程“量身定制”的。其中，“江漢先鋒號”是目前國內(nèi)引水隧洞項目中使用的最大直徑單護(hù)盾TBM；“江漢平安號”是目前國內(nèi)引水隧道項目中直徑最大、功能最全的雙護(hù)盾TBM，其已完成全線最長支洞——6號平洞掘進(jìn)任務(wù)；“江漢龍安號”是目前掘進(jìn)里程最長的國產(chǎn)雙模式TBM，目前掘進(jìn)距離已突破2400米；“江漢新石器號”是國產(chǎn)最大直徑敞開式TBM。這些國產(chǎn)裝備在實(shí)戰(zhàn)中表現(xiàn)出色，性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。它們還擁有靈活的定制化能力，可獲得及時的技術(shù)服務(wù)，保障了工程的順利推進(jìn)。

記者：聽說工程團(tuán)隊正在打造數(shù)字孿生引江補(bǔ)漢平臺，它將如何改變傳統(tǒng)的建造和運(yùn)維模式？

周陽宗：這個數(shù)字孿生平臺如同引江補(bǔ)漢工程在數(shù)字世界中的“克隆工程”。它通過匯聚勘察、設(shè)計、建造全流程數(shù)據(jù)，構(gòu)建出從工程概覽、進(jìn)度管理到地質(zhì)風(fēng)險、安全監(jiān)測的三維場景，實(shí)現(xiàn)對施工現(xiàn)場全要素、全過程“一屏觀全域、一網(wǎng)管全局”的智能管控，變被動監(jiān)督為主動監(jiān)控。

引江補(bǔ)漢工程投入運(yùn)行后，這個與實(shí)體工程雙向映射、動態(tài)交互的虛擬模型，將進(jìn)行供水調(diào)度模擬、安全風(fēng)險預(yù)警以及設(shè)備健康診斷，實(shí)現(xiàn)水量的精準(zhǔn)調(diào)度、工程的智慧運(yùn)維和風(fēng)險的超前預(yù)判，極大提升工程全生命周期的安全性和運(yùn)營效率。

記者：有觀點(diǎn)認(rèn)為，引江補(bǔ)漢工程是未來更長、更深、更復(fù)雜國家水網(wǎng)工程的“試驗場”，對此您怎么看？

周陽宗：這種說法很準(zhǔn)確。引江補(bǔ)漢工程從南水北調(diào)東、中線一期工程的建設(shè)和運(yùn)行管理中，汲取了無價的經(jīng)驗，特別是在長距離調(diào)水工程施工、河渠地下穿越輸水隧洞施工和跨區(qū)域協(xié)同等方面。在此基礎(chǔ)上，工程在多個維度實(shí)現(xiàn)了新的跨越：工程形態(tài)方面，從以明渠為主轉(zhuǎn)向幾乎全地下深埋隧洞，挑戰(zhàn)從“露天”轉(zhuǎn)入“地下”；技術(shù)集成方面，面對更極端的地質(zhì)條件，推動了TBM集群智能施工、深埋隧洞災(zāi)害防控等技術(shù)的體系化創(chuàng)新；建造理念方面，全面融入了數(shù)字孿生、智能建造和生態(tài)優(yōu)先的現(xiàn)代工程理念。

可以說，引江補(bǔ)漢工程正是國家水網(wǎng)宏大構(gòu)想的“先行先試”。它所探索的深埋長大隧洞施工、極端地質(zhì)條件下風(fēng)險防控以及全生命周期數(shù)字孿生等管理經(jīng)驗，都將為南水北調(diào)后續(xù)工程和國家水網(wǎng)其他骨干工程提供可復(fù)制、可推廣的“樣本范式”。

在重大工程實(shí)踐中鍛造人才隊伍

記者：如此復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要多學(xué)科、產(chǎn)學(xué)研各領(lǐng)域人才協(xié)作完成。您是如何統(tǒng)籌管理調(diào)度這個龐大“科技軍團(tuán)”的？

周陽宗：協(xié)調(diào)這個“科技軍團(tuán)”，關(guān)鍵在于構(gòu)建開放協(xié)同的創(chuàng)新生態(tài)。我們堅持“產(chǎn)學(xué)研用”深度融合模式。一方面，主動搭建平臺，組建引江補(bǔ)漢工程專家組，為工程建設(shè)把脈會診，為工程的高質(zhì)量建設(shè)提供技術(shù)支撐。舉辦行業(yè)高端技術(shù)研討會，匯聚智慧，共同破解技術(shù)難題。同時，與高校院所的人才團(tuán)隊開展廣泛合作，搭建教學(xué)科研平臺，深化產(chǎn)學(xué)研融合。

另一方面，我們以長距離輸水隧洞關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新中心為載體，構(gòu)建“首席專家—卓越工程師”全鏈條人才梯隊，讓青年骨干在應(yīng)對高壓涌水、穿越大型斷層等實(shí)戰(zhàn)中成長。

記者：重大工程實(shí)踐正在鍛造一支能夠支撐未來水利事業(yè)發(fā)展的優(yōu)秀人才隊伍。

周陽宗：是的。當(dāng)前，我國水利人才隊伍建設(shè)正處于關(guān)鍵期，國家重大水利工程的持續(xù)建設(shè)，為他們的成長提供了絕佳的實(shí)戰(zhàn)舞臺。以引江補(bǔ)漢工程為例，我們匯聚了來自設(shè)計、施工、裝備制造等環(huán)節(jié)，高?？蒲性核葐挝坏臄?shù)千名工程技術(shù)和管理人員。在挑戰(zhàn)世界級難題的過程中，他們迅速成長為技術(shù)骨干。

記者：面向水利行業(yè)未來發(fā)展需求，我國相關(guān)人才隊伍建設(shè)還有哪些短板？

周陽宗：首先是高端復(fù)合型領(lǐng)軍人才仍顯不足。能夠貫通水利工程、高端裝備、人工智能、深地科學(xué)等多個領(lǐng)域的戰(zhàn)略科學(xué)家和頂尖工程師依然緊缺。其次，隨著工程全生命周期智能化管理成為趨勢，既精通水利專業(yè)又掌握大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等新技術(shù)的“數(shù)字工匠”型人才需求增大，培養(yǎng)體系需要加快完善。

記者：培養(yǎng)青年人才，您有什么心得？

周陽宗：我的心得是“在重大任務(wù)中錘煉，在創(chuàng)新實(shí)踐中成長”。一方面，要敢于“壓擔(dān)子”，讓青年骨干投身于核心技術(shù)攻關(guān)一線，在解決真問題中增長真才干。另一方面，要積極“搭梯子”，通過建立導(dǎo)師帶徒制、支持參加高端學(xué)術(shù)會議、牽頭負(fù)責(zé)科研課題等方式，為他們創(chuàng)造開闊視野、提升能力的機(jī)會。最重要的是營造寬容失敗、鼓勵探索的創(chuàng)新氛圍，讓他們敢于提出新想法、嘗試新工藝，讓工程現(xiàn)場成為青年科技工作者成長的最佳沃土。

記者：作為工程建設(shè)領(lǐng)域的“老兵”，您對年輕水利科技工作者有什么期待？

周陽宗：這是一個能夠?qū)€人理想與國家命運(yùn)緊密相連的偉大時代。水利事業(yè)關(guān)乎國計民生，每一項重大工程都承載著民族的夢想。希望年輕水利科技工作者能夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)，勇于跨越學(xué)科邊界，成為復(fù)合型人才；保持對科技創(chuàng)新最純粹的熱情和好奇心，敢于挑戰(zhàn)“不可能”。最重要的是，懷有一份“功成不必在我，功成必定有我”的胸懷與擔(dān)當(dāng)。期待他們未來能站在我們今天的“肩膀”上，去規(guī)劃、建設(shè)更宏偉的國家水網(wǎng)，為中華民族的永續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)青春的智慧和力量。

記者手記

從湖北宜昌城區(qū)出發(fā)驅(qū)車一個多小時，再沿著蜿蜒山路輾轉(zhuǎn)，我終于抵達(dá)了引江補(bǔ)漢工程進(jìn)口段的施工現(xiàn)場。地面上的喧囂與忙碌，與地下百米深處的轟鳴，共同奏響一曲宏大的建設(shè)交響曲。

走進(jìn)隧洞，才真切感受到何為“虎口拔牙”。頭頂是堅硬的巖層，腳下是濕滑的泥濘，耳邊是TBM掘進(jìn)時的隆隆巨響。很難想象，在這樣復(fù)雜的地質(zhì)條件下，建設(shè)者們?nèi)绾我淮缫淮绲叵蚯巴七M(jìn)，讓三峽工程與南水北調(diào)工程兩大“國之重器”在地下深處緊密相連。

采訪周陽宗時，他反復(fù)提到一個詞——“探路”。引江補(bǔ)漢工程不僅是三峽和南水北調(diào)的“連接器”，更是未來更長、更深、更復(fù)雜國家水網(wǎng)工程的“試驗場”。這意味著，每一米掘進(jìn)，都是在為未知的地質(zhì)風(fēng)險積累數(shù)據(jù)；每一次技術(shù)突破，都是在為后續(xù)的超級工程蹚出一條可行之路。

最讓我觸動的是他談及青年人才培養(yǎng)時的那份篤定：“在重大任務(wù)中錘煉，在創(chuàng)新實(shí)踐中成長?！痹诠こ态F(xiàn)場，我見到了許多年輕的面孔，他們有的是技術(shù)工程師，有的是TBM操作手，有的是地質(zhì)預(yù)報員，平均年齡不過30歲出頭。正是這群年輕人，在與高壓涌水、軟巖斷層等地質(zhì)難題的正面交鋒中，迅速成長為獨(dú)當(dāng)一面的技術(shù)骨干。

走出隧洞時，夕陽正灑在洞口邊坡的植被混凝土上。周陽宗說，這項工程要“功在當(dāng)代，利在千秋”。我想，這份沉甸甸的使命，正被一代代水利人用汗水和智慧，鐫刻在鄂西的群山深處，也鐫刻在國家水網(wǎng)的宏偉藍(lán)圖上。

來源：科技日報