科技日报记者 付丽丽
初冬的鄂西北山区，寒意渐浓。但在引江补汉工程输水总干线进口段施工现场，却是一派火热景象。沿着施工支洞下行千余米，抵达隧洞深处，仿佛进入一个巨大的“地下宫殿”。
作为南水北调后续工程的首个开工项目，引江补汉工程全长194.7公里，以三峡水库为起点，穿越断层、群山与河流，最终抵达丹江口水库大坝下游，全线采用隧洞自流输水，将三峡工程和南水北调工程紧密相连。
中国科学院院士陈祖煜直言，引江补汉工程是我国在建长距离有压引调水隧洞中单洞长度最长、洞径最大、综合难度最高的工程项目之一。近日，科技日报记者探访引江补汉工程施工现场，亲身感受智能建造技术如何为这项超级工程赋能提速。
走进引江补汉工程土建2标段6号平洞，巨大的全断面隧道掘进机（TBM）“江汉平安号”如同一条钢铁巨龙，正发出低沉的轰鸣，以其前端的近百把滚刀，一寸一寸啃噬着坚硬岩壁。
操作室内，屏幕上各项参数飞速跳动，操作员李昌鸿全神贯注地监控着这个庞然大物的每一个“呼吸”与“脉搏”。
“我们现在所处的位置，埋深已经超过400米，未来最大埋深将达到1000米。这里的地质条件极其复杂，高地应力、高水压、岩爆、突涌水……每一项都是世界级挑战。”中铁三局引江补汉工程土建2标总工程师符海斌介绍说。
符海斌坦言，高地应力、高水压、高地温是横亘在团队面前的“三座大山”。在千米深的地下，岩石承受的巨大应力一旦释放，极易引发剧烈岩爆，如同地下“炸弹”；高压地下水如同悬在头顶的“水盆”，随时可能击穿隧洞；高地温则让隧道内如同“桑拿房”，考验着设备与人员的极限。
同时，复杂地质更是让施工如履薄冰。工程线路穿越多条区域性大断裂，岩性变化频繁，从坚硬的花岗岩到软弱的破碎带，TBM掘进参数需要随时调整。
面对极限挑战，唯有创新方能破局。引江补汉工程，已成为我国高端装备制造和智能建造技术集中应用的“演兵场”。
在引江补汉工程项目数字孪生智能建造中心，巨大的电子屏幕上实时显示着工程进度、设备运行、人员位置等各项数据。点开数字平台系统，隧洞立体图上闪烁的红点代表着正在作业的工人。“通过安全帽上的定位芯片，我们可以清晰掌握洞内人员分布和实时状态。”符海斌说。
这套数字孪生系统是工程的“智慧大脑”，实现了对全线25条施工支洞、数十个工作面的统一调度和智能管控。视频监控、有害气体监测、智能广播等系统联动运行，一旦发现险情或违规操作，可立即发出预警，全方位保障施工安全。
符海斌介绍，为应对复杂地质，工程投入了10台“量身定制”的国产超大型TBM。如“江汉平安号”等设备，集传感、探测、支护等功能于一体，实现了“掘、支、锚”一体化同步施工，其刀盘设计和材质针对极硬岩进行了特殊优化，耐磨性和破岩效率国际领先。
陈祖煜表示，项目团队还特意为工程装上了“透视眼”——超前地质预报系统，通过地质雷达、地震波等手段，对TBM前方上百米的地质条件进行“CT扫描”，提前预判风险。同时，建立了基于大数据和人工智能的岩爆智能预警与动态防控体系，能对微震信号进行实时分析，为人员设备安全装上“智慧大脑”。
“如‘江汉平安号’就集成了超前钻机系统，能够对掌子面前方50米距离进行钻孔，通过出水量、是否塌孔、出水是否浑浊判断前方围岩情况。”符海斌补充说。
中国南水北调集团江汉水网公司总经理、总工程师周阳宗介绍，事实上，智能建造贯穿施工全程，从BIM（建筑信息模型）全生命周期管理到隧洞内无人驾驶运输车、智能浇筑机器人，数字化、智能化技术，渗透到设计、施工、运维的每一个环节。截至目前，引江补汉工程建设进度不断刷新，主隧洞掘进已超过14.5千米，支洞掘进已超过32.5千米。
（受访单位供图）
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