湖北日报全媒记者 陈熹 通讯员 陈敏英
7月8日,江汉大学精细爆破全国重点实验室主任谢先启院士团队的“精细爆破关键技术与重大工程应用”项目获国家科学技术进步奖二等奖,标志着我国在工程爆破这一传统领域,通过“精细爆破”理念革新,成功破解了一系列长期制约行业发展的世界级难题。
从“经验爆破”到“科学爆破”
提起爆破,人们想到的往往是地动山摇、烟尘滚滚,而该技术结束了这样粗放的爆破历史。
“随着时代发展,爆破工程呈现‘大、险、严’的新特点,如果我们不创新,就要被时代淘汰,甚至被国外技术‘卡脖子’。”18年前,谢先启团队面对的是三大问题:爆破过程难观测、算不准;控制材料核心器材靠进口;复杂环境下,精度和安全难控制。
2008年,谢先启提出“精细爆破”理念,通过定量化设计、精细化施工、精细化管理,让每一次爆破都精准可控。
团队建立了爆破效应精细分析理论与工程定量设计方法,让“算不准”变成“算得清”;研发了精密可控爆破器材与智能施工装备,实现了数码电子雷管和现场混装炸药双双国产化,牢牢占据全国第一的市场份额,使我国爆破工程真正拥有了自主可控的“中国芯”;创新了多效协同精细控制技术,让高楼怎么倒、矿山怎么爆、振动怎么降,都有了精确方案。
其中,数码电子雷管精确延时控制系统是这套装备的核心成果,可在0至16000毫秒范围内任意设定延期时间,并找到降振的最优延期时间。起爆时,系统在毫秒级误差内远程同步起爆,把瞬间爆发的巨大能量,分解成一连串精确控制的微小动作,精准且振动小。
“爆破一秒钟,背后十年功。”项目骨干成员、江汉大学副校长贾永胜这句话,说的是团队18年的历程。这套技术体系让工程爆破实现了效应分析“细”、器材装备“精”、效果控制“准”的转变,让每一次爆破的威力、范围、震动都变得可预测、可控制。
应用于600余项工程,创造经济效益387亿元
2021年鄂州花湖机场的“三山降高”工程,堪称一场在密集居民区与高铁动脉旁进行的高难度“微创手术”。三座山平均海拔119.3米,要削到67.4米以下,最近爆破点离高铁轨道就60米。底下是花岗岩、砾岩、砂岩搅在一起的复杂地质。
团队在实验室把不同岩石的破坏过程逐一建模,现场试了十几次,炸药能量利用率硬是提高了30%以上。起爆那天,200米外只感到轻微震了一下,高铁隧道振速不到1厘米/秒。近5000万吨土石方,提前46天完工,周边居民零投诉。
高原铁路隧道是另一场硬仗。海拔3000多米,含氧量不到内地的60%,隧道里岩爆、突泥涌水说来就来。团队在高原一线泡了300多天,把机械化装药技术啃了下来,装药人数从12人缩减到4人,时间大幅缩短。中间遇上6.8级地震和泥石流,断水断粮、通信中断,攻关没停。
目前,该技术已应用于西藏巨龙铜矿、白鹤滩水电站、郑渝高铁、武钢烧结厂、鄂州花湖机场、甬舟铁路西堠门公铁两用大桥等600余项国家重大工程和省市重点项目,直接创造经济效益387亿元,为全球爆破工程贡献了卓越的“中国方案”。