科技日报记者 付丽丽
在鄂西山区地下百米深处，国产超大直径硬岩掘进机持续作业，一条隧洞在岩层中稳步延伸，宛如一条“地下巨龙”。这是南水北调中线引江补汉工程的主体隧洞。作为加快构建国家水网主骨架和大动脉的标志性工程，引江补汉工程将连接起三峡工程与南水北调工程，让两大工程实现“牵手”。
前不久，引江补汉工程传来捷报——工程输水总干线出口段工程提前4个月贯通，成为全线首个贯通标段。这标志着国家水网骨干工程建设取得关键突破。
在引江补汉工程保康段现场，科技日报记者见到了该工程总工程师周阳宗，听他揭秘工程团队如何以科技创新锻造“国之重器”。
科技创新攻克世界级地质险关
记者：引江补汉工程目前建设进度如何？
周阳宗：引江补汉工程正按计划稳步高效推进。截至目前，工程主隧洞掘进已突破20千米，施工支洞掘进超过37千米，累计完成投资超110亿元。近期多项关键工作取得突破性进展：10号竖井已掘砌到底，为后续主隧洞运用全断面隧道硬岩掘进机（TBM）掘进提供了条件；6号平洞已完成全长3887米的掘进，转入主洞施工阶段。全线规划投入10台超大直径TBM，目前已有8台始发掘进，形成了TBM集群施工的“大干”局面，为这条“地下巨龙”的最终贯通奠定了坚实基础。
记者：曾有人认为，这一工程难度极大，不可能真正实施。是什么让这项工程得以实施？
周阳宗：这项工程的决策与实施，离不开多个关键领域科技突破的共同作用。首先，超前地质预报技术的飞跃，让我们有能力为大地做“CT”，提前探明超深埋深下的复杂地质情况，使未知风险变得可知、可控。其次，国产TBM设计与制造能力的成熟，为我们提供了征服超长隧洞的“利器”。最后，灾害防控技术等的积累，让我们拥有了将穿越深山的构想转化为工程实践的底气。
记者：这项工程在国家水网建设中扮演什么角色？
周阳宗：在国家水网宏大蓝图中，引江补汉工程扮演着“连接器”和“增强器”的关键角色。它首次实现了三峡工程与南水北调工程这两大“国之重器”的隔空“牵手”。工程建成后，可将南水北调中线多年平均调水量从95亿立方米提升至约115.1亿立方米，从根本上增强中线工程的供水保障能力和稳定性。同时，它将为汉江流域水资源调配和引汉济渭工程远期调水创造条件，是国家水安全战略中至关重要的一步。
记者：引江补汉工程包含开凿一条近两百公里长的深埋长隧洞，这无疑是世界级的挑战。在开凿隧洞的过程中，最难“啃”的“硬骨头”是什么？
周阳宗：我们面临的最大技术挑战，源自“三高”和“三多”的极端复杂地质条件。
“三高”即高地应力、高外水压力和高岩石强度。隧洞最大埋深达1230米，巨大的地应力极易引发强烈的岩爆，威胁设备与人员安全；高压地下水如同悬在头顶的“达摩克利斯之剑”，突涌风险极高；高岩石强度导致TBM刀具磨损严重。
“三多”是指断层多、地下水多、软岩多。引江补汉工程输水线路穿越73条主要大规模断裂（层），包括7条区域性深大断裂和66条大型断层。这些断层带常与富水区相连，是涌水突泥灾害的高发区。如何在复杂危险的地下环境中安全、高效、精准地掘进，是我们必须攻克的难题。
记者：您和团队是如何破解这些难题的？
周阳宗：我们坚持“科技引领、精准防控”的原则，联合高校院所及装备制造企业等，组建产学研用一体化的创新联合体。攻关团队围绕深埋隧洞施工面临的突涌水、软岩大变形、高应力岩爆等世界级难题，开展从机理研究到装备研发、再到现场验证的协同攻关。取得的一个核心成果是构建了智能地质预报体系。我们引入先进围岩感知系统，获取岩石的位移、应力、变形等关键参数，利用渣料识别系统，实时分析岩渣特性，实现对围岩稳定性的动态评估和安全预警。同时，综合运用钻探、物探等多种方法，构建长、中、短距离相结合的超前预报模式。例如，在“江汉新石器号”TBM掘进过程中，系统提前预警前方存在溶蚀结构，我们立即启动预案，完成超前灌浆，成功预防潜在涌水。
记者：工程穿越了五道峡自然保护区等生态敏感区。如何减少工程对沿线生态环境的扰动，是不得不考虑的问题。
周阳宗：是的。我们非常重视生态保护，因此在设计和施工过程中都采取了针对性措施。在设计中，线路优先选择地下穿越，最大限度减少对地表植被和生态系统的切割。在施工中，我们推行一系列绿色工法：开挖产生的渣土，经筛选后优先用作工程回填或沿线防汛备料，实现资源化利用；生产废水经一体化处理设备实现100%达标回用；在洞口边坡采用植被生态混凝土进行复绿。同时，通过集约化建设自动化钢筋加工厂、预制管片厂等，以及采用智能机器人作业，大幅减少临时占地和现场作业人员，从源头降低环境扰动，实现工程建设与生态保护的同频共振。
数字孪生引领工程建造和运营变革
记者：在复杂的地质条件下施工，离不开趁手的“金刚钻”。国产装备表现如何？
周阳宗：可以自豪地说，在引江补汉工程中，关键施工装备已实现高水平自主可控。工程全线投入的10台超大直径硬岩掘进机，全部为“中国制造”。它们各具特色，都是为引江补汉工程“量身定制”的。其中，“江汉先锋号”是目前国内引水隧洞项目中使用的最大直径单护盾TBM；“江汉平安号”是目前国内引水隧道项目中直径最大、功能最全的双护盾TBM，其已完成全线最长支洞——6号平洞掘进任务；“江汉龙安号”是目前掘进里程最长的国产双模式TBM，目前掘进距离已突破2400米；“江汉新石器号”是国产最大直径敞开式TBM。这些国产装备在实战中表现出色，性能指标达到国际先进水平。它们还拥有灵活的定制化能力，可获得及时的技术服务，保障了工程的顺利推进。
记者：听说工程团队正在打造数字孪生引江补汉平台，它将如何改变传统的建造和运维模式？
周阳宗：这个数字孪生平台如同引江补汉工程在数字世界中的“克隆工程”。它通过汇聚勘察、设计、建造全流程数据，构建出从工程概览、进度管理到地质风险、安全监测的三维场景，实现对施工现场全要素、全过程“一屏观全域、一网管全局”的智能管控，变被动监督为主动监控。
引江补汉工程投入运行后，这个与实体工程双向映射、动态交互的虚拟模型，将进行供水调度模拟、安全风险预警以及设备健康诊断，实现水量的精准调度、工程的智慧运维和风险的超前预判，极大提升工程全生命周期的安全性和运营效率。
记者：有观点认为，引江补汉工程是未来更长、更深、更复杂国家水网工程的“试验场”，对此您怎么看？
周阳宗：这种说法很准确。引江补汉工程从南水北调东、中线一期工程的建设和运行管理中，汲取了无价的经验，特别是在长距离调水工程施工、河渠地下穿越输水隧洞施工和跨区域协同等方面。在此基础上，工程在多个维度实现了新的跨越：工程形态方面，从以明渠为主转向几乎全地下深埋隧洞，挑战从“露天”转入“地下”；技术集成方面，面对更极端的地质条件，推动了TBM集群智能施工、深埋隧洞灾害防控等技术的体系化创新；建造理念方面，全面融入了数字孪生、智能建造和生态优先的现代工程理念。
可以说，引江补汉工程正是国家水网宏大构想的“先行先试”。它所探索的深埋长大隧洞施工、极端地质条件下风险防控以及全生命周期数字孪生等管理经验，都将为南水北调后续工程和国家水网其他骨干工程提供可复制、可推广的“样本范式”。
在重大工程实践中锻造人才队伍
记者：如此复杂的系统工程，需要多学科、产学研各领域人才协作完成。您是如何统筹管理调度这个庞大“科技军团”的？
周阳宗：协调这个“科技军团”，关键在于构建开放协同的创新生态。我们坚持“产学研用”深度融合模式。一方面，主动搭建平台，组建引江补汉工程专家组，为工程建设把脉会诊，为工程的高质量建设提供技术支撑。举办行业高端技术研讨会，汇聚智慧，共同破解技术难题。同时，与高校院所的人才团队开展广泛合作，搭建教学科研平台，深化产学研融合。
另一方面，我们以长距离输水隧洞关键技术创新中心为载体，构建“首席专家—卓越工程师”全链条人才梯队，让青年骨干在应对高压涌水、穿越大型断层等实战中成长。
记者：重大工程实践正在锻造一支能够支撑未来水利事业发展的优秀人才队伍。
周阳宗：是的。当前，我国水利人才队伍建设正处于关键期，国家重大水利工程的持续建设，为他们的成长提供了绝佳的实战舞台。以引江补汉工程为例，我们汇聚了来自设计、施工、装备制造等环节，高校科研院所等单位的数千名工程技术和管理人员。在挑战世界级难题的过程中，他们迅速成长为技术骨干。
记者：面向水利行业未来发展需求，我国相关人才队伍建设还有哪些短板？
周阳宗：首先是高端复合型领军人才仍显不足。能够贯通水利工程、高端装备、人工智能、深地科学等多个领域的战略科学家和顶尖工程师依然紧缺。其次，随着工程全生命周期智能化管理成为趋势，既精通水利专业又掌握大数据、物联网、数字孪生等新技术的“数字工匠”型人才需求增大，培养体系需要加快完善。
记者：培养青年人才，您有什么心得？
周阳宗：我的心得是“在重大任务中锤炼，在创新实践中成长”。一方面，要敢于“压担子”，让青年骨干投身于核心技术攻关一线，在解决真问题中增长真才干。另一方面，要积极“搭梯子”，通过建立导师带徒制、支持参加高端学术会议、牵头负责科研课题等方式，为他们创造开阔视野、提升能力的机会。最重要的是营造宽容失败、鼓励探索的创新氛围，让他们敢于提出新想法、尝试新工艺，让工程现场成为青年科技工作者成长的最佳沃土。
记者：作为工程建设领域的“老兵”，您对年轻水利科技工作者有什么期待？
周阳宗：这是一个能够将个人理想与国家命运紧密相连的伟大时代。水利事业关乎国计民生，每一项重大工程都承载着民族的梦想。希望年轻水利科技工作者能夯实专业基础，勇于跨越学科边界，成为复合型人才；保持对科技创新最纯粹的热情和好奇心，敢于挑战“不可能”。最重要的是，怀有一份“功成不必在我，功成必定有我”的胸怀与担当。期待他们未来能站在我们今天的“肩膀”上，去规划、建设更宏伟的国家水网，为中华民族的永续发展贡献青春的智慧和力量。
记者手记
从湖北宜昌城区出发驱车一个多小时，再沿着蜿蜒山路辗转，我终于抵达了引江补汉工程进口段的施工现场。地面上的喧嚣与忙碌，与地下百米深处的轰鸣，共同奏响一曲宏大的建设交响曲。
走进隧洞，才真切感受到何为“虎口拔牙”。头顶是坚硬的岩层，脚下是湿滑的泥泞，耳边是TBM掘进时的隆隆巨响。很难想象，在这样复杂的地质条件下，建设者们如何一寸一寸地向前推进，让三峡工程与南水北调工程两大“国之重器”在地下深处紧密相连。
采访周阳宗时，他反复提到一个词——“探路”。引江补汉工程不仅是三峡和南水北调的“连接器”，更是未来更长、更深、更复杂国家水网工程的“试验场”。这意味着，每一米掘进，都是在为未知的地质风险积累数据；每一次技术突破，都是在为后续的超级工程蹚出一条可行之路。
最让我触动的是他谈及青年人才培养时的那份笃定：“在重大任务中锤炼，在创新实践中成长。”在工程现场，我见到了许多年轻的面孔，他们有的是技术工程师，有的是TBM操作手，有的是地质预报员，平均年龄不过30岁出头。正是这群年轻人，在与高压涌水、软岩断层等地质难题的正面交锋中，迅速成长为独当一面的技术骨干。
走出隧洞时，夕阳正洒在洞口边坡的植被混凝土上。周阳宗说，这项工程要“功在当代，利在千秋”。我想，这份沉甸甸的使命，正被一代代水利人用汗水和智慧，镌刻在鄂西的群山深处，也镌刻在国家水网的宏伟蓝图上。
网友评论
