為中國天眼打開“瞳孔”

發布時間:2019-09-30 09:50   來源:貴陽網-貴陽晚報  

  沈志平

  當人造衛星飛臨到地球北緯25°64′與東經106°85′上空時,便可直拍到“500米口徑球面射電望遠鏡”(FAST)的圖片。這雙穿透137億光年的“中國天眼”,讓世界記住了貴州,天眼如此龐大、復雜的設計開挖系統,讓世人記住了這個卓越的團隊:貴州正業人。

  回顧過往,FAST工程從初步的設想、選址、勘察、設計、施工至投入使用,歷經20余年,幾十家單位的協作和配合才得以建成使用。

  在這個復雜龐大的工程中,巖土工程設計十分重要。

  “我們的工作就是為FAST‘打地基’,讓開挖系統達到高水準,為后面的建設提供保障。”貴州正業工程技術投資有限公司董事長沈志平說。

  FAST建在四周環山的大窩凼里。該如何在巖溶發育的大窩凼里確定天眼的中心點?這是沈志平和他的團隊面臨的第一個難題,也是最關鍵的問題。

  窩凼底部到山頂,有300多米高,以堅硬白云巖為主的山體近乎垂直。從窩凼底部到頂部,膝蓋有毛病的沈志平,用了4個多小時,才能走一個來回。為選擇最佳開挖點,設計好施工方案,他和團隊的年人們,不知在這些崖壁上爬了多少個來回。

  “開挖中心的位置相當于天眼的‘瞳孔’,它關系到望遠鏡運行30年的安全問題,只有確定好位置后,才能進行后續的排水、隧道、道路等工程項目。”沈志平說。

  BIM技術,簡單來說就是建立涵蓋項目整體信息的三維仿真模型,為項目的質量、工期、經濟指標等提供參考幫助。沈志平和他的團隊正是利用這一技術,通過模擬不同臺址的開挖中心,以測評FAST工程的整體穩定性及安全度。

  “比如,我們在這個系統中通過測試發現,不同形態的斜坡穩定性存在內在的聯系;同時,也通過系統測試得知,選擇不同的中心點,需開挖的土石方量差距很大。”他說。

  在大家的不懈努力下,團隊用最短的時間確定了天眼的中心點,即現在的饋源艙檢修平臺所在地。此次BIM技術在貴州的首次應用,為FAST的建造節約了50%的開挖系統投資,節約經費近一億元。

  中心點的位置選擇問題雖然得到順利解決,然而,在開挖過程中,更多問題才真正顯現出來。據沈志平介紹,FAST臺址洼地內地形起伏大、坡度陡,密布著眾多大型巖堆、溶蝕峰林、溶蝕裂隙,工程地質及水文地質條件及其復雜,這在當時的國內,尚無可以借鑒的經驗。

  “天眼的建設道路,也是不斷探索的道路,在FAST開挖系統設計中,我們使用了開挖中心選擇技術、下拉索促動器基礎坐標解析技術、巖土工程信息平面表達技術等10余項新型技術,后來統計,團隊獲得的發明專利有12項。”沈志平說。

  經過現實檢驗,這些技術的運用達到了國際領先水平。其中,國家發明專利“一種巖溶洼地排水系統”技術,在歷經4年的考驗后,證明其排水性能良好,臺址區未發生任何水患問題;而開挖中心選擇技術則實現了臺址開挖量最小,地質災害治理費用最低等綜合優化目標。

  不僅如此,沈志平和他的團隊在自主創新過程中形成的大量關鍵技術,已經匯總并出版為專著——《FAST開挖系統關鍵技術及安全性研究》;FAST工程臺址開挖巖土工程設計被中國勘察設計協會評為2015年全國優秀工程勘察設計獎工程勘察一等獎;“FAST開挖系統關鍵技術及安全性研究”項目成果通過了國家一級行業協會鑒定。

  從2009年9月進入工程現場,再到2012年12月撤出工程現場,團隊中的多數人,只休息了不到兩個月的時間。“每次我們的員工在電視上看到有關FAST的新聞時,都發自內心地為今天的成就感到高興。”

  今年4月,以沈志平為代表的貴州正業工程技術投資有限公司FAST項目班組,獲得了“全國工人先鋒號”的榮譽,他們用實力展示了國家科技設施建設中的貴州力量。

  貴陽日報融媒體記者羅林

  責任編輯:楊博文

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