8月28日，中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司（简称“成都院”）核心成果——超深埋TBM隧道（洞）地质信息透明化关键技术，荣获四川省科学技术进步奖一等奖。这项突破性技术解决了高原极端环境下超深埋隧道施工的世界性难题，犹如给地球做“CT”，让深埋地下的地质结构变得“透明可见”。成果体现了我国深部地下工程技术的重大进步，也为推进重大工程提供了强有力的科技支撑。

西部超级工程遭遇“地质盲区”挑战

随着“交通强国”“能源强国”“西部大开发”等战略深入推进，我国西部山区已成为超级工程建设的核心区域。重大水电站、铁路等标志性项目相继启动，其中超千米埋深的特长隧道成为控制性节点工程。

“西部艰险山区地形陡峻、勘察场地条件严重受限，”成都院此项成果负责人张世殊表示，“现有钻探技术面临探不了、测不到、钻不进、取不出的多重难题，导致超深埋隧道前期勘察地质信息缺失严重。”

这些工程多位于高寒缺氧地区，地质条件复杂，采用全断面岩石掘进机（TBM）施工虽能适应恶劣环境，但由于特殊地形气候等影响，隧道地质探测异常困难。地质信息不明导致施工时常遭遇突水、塌方等地质灾害，造成设备卡困、工期延误，甚至可能引发重大事故。成都院从事水电勘测设计70余年，在雅砻江、金沙江、大渡河等川藏地区主要流域建成一系列超级水电站；长期开展超深埋隧道（洞）地质信息探测与研究工作，在该领域积累了丰富的经验。

西藏工程交通隧道TBM（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司供图）

十年磨一剑攻克三大关键技术难题

依托雄厚的技术积淀，成都院联合国内多家高新企业、高校及科研院所，在国家重点研发计划、国家自然科学基金等支持下，历经十余年攻关，成功攻克超深埋TBM隧道勘察期钻探信息连续全面感知、施工期地质信息实时获取、多源异构信息融合三大技术难题。

首创的超长曲线钻进同步连续取心探测技术，张世殊用“三个一”概括这项技术：“一套钻具组合，即钻头为锥形的导向取心钻头、滑动稳定器、薄壁空心柔性取心钻杆组合；一个工艺，即连续钻进过程中的绳索取心工艺；一个方法，曲线轨迹控制方法，以实现准确控制钻进的方向。”该技术国内外首次实现极小半径曲线（50°/500米）定向造斜，取心率大于94%。

研发的TBM随掘多维度实时感知技术巧妙解决了施工期地质信息实时获取难题。“我们将TBM刀盘破岩振动产生的干扰‘噪声’转化为地震波的震源，”项目参与者陈炜韬说，“结合光学成像、点强度测试、激光扫描等感知装置，实现了由宏观到细部的全方位探测。”这项技术对断层破碎带、临空界面预报准确率达95%。

构建的地质信息透明化关键技术体系解决了多源异构信息融合难题。基于成都院自主研发的地质信息化平台Geo-Smart，实现了多源数据融合分析以及三维地质模型的精细化重构，打破了地质探测中的“信息孤岛”。

据悉，该技术已成功应用于两河口、锦屏、溪洛渡、硬梁包等众多大型水电站，以及引汉济渭秦岭隧洞、尼泊尔巴瑞巴贝隧洞等国内外重大工程中。近三年直接经济效益达56.69亿元，社会与生态环境效益显著。由中国工程院4位院士组成的鉴定委员会一致认为“项目成果总体达到国际领先水平”。

据了解，成都院坚持科技强院战略，除了上述获奖成果，作为重要参与单位完成的另两项成果，分获本次科技进步奖一等奖、技术发明奖二等奖。（邱云）