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  • “大锅”下暗河涌动FAST克服世界级地质难题

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2019-11-20

    作者:何星辉资料来源:科技日报发布日期:2017/12/15 11:35336000

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    " Big Pot "暗河浪涌FAST克服世界级地质难题

    12月10日,500米球形射电望远镜(以下简称FAST)观测基地传出好消息,FAST发现的脉冲星数量增加到9颗。

    自建成投入使用以来,“中国眼”一直给人们带来惊喜。

    起初,科研团队历经种种磨难,在贵州平塘找到了最适合FAST的“家”,这是一个喀斯特地貌自然形成的洼地。鲜为人知的是,在这个举世闻名的“大锅”下隐藏着许多世界级的地质问题。

    12月12日,《科技日报》记者从贵州叶正工程技术投资有限公司了解到,作为贵州省科技计划项目的核心技术,“国家天文台500米口径球面射电望远镜场地岩土工程安全研究”项目“快速挖掘系统关键技术与安全研究”的成果通过了专家组的鉴定。项目结果显示,面对复杂的岩溶地质条件,FAST现场挖掘系统技术团队克服了前所未有的世界级地质问题,成功在贵州最大的地下河上建造了“中国之眼”(China Eye)。

    在此之前,世界上最大的单孔射电望远镜是美国阿雷西博望远镜。然而,与阿雷西博相比,FAST显然是一个更大、更复杂的项目。其场地开挖系统岩土工程处理规模是阿雷西博的5倍,总体建设规模接近阿雷西博的3倍。此外,地下河汹涌澎湃,高山险峻,喀斯特峰林被侵蚀,各种喀斯特不利现象集中。可以说,选址确定后,地质问题决定了快速施工的成败。因此,从一开始,岩土工程设计也很重要。

    准确。这是FAST网站挖掘系统的网站设计工程师吴斌在接受《科技日报》记者采访时反复提到的一个词。与普通工程设计不同,开挖系统设计有轻微偏差。在不增加工程成本的情况下,也会影响FAST的准确性和运行性能。吴斌说,技术小组进入现场后,从球中心的挖掘设计开始,“它必须非常准确。如果有偏差,对于球中心的每一米标高,至少将增加100万的工程费用”。经过四个阶段的不断优化,技术团队最终达到了最佳挖掘效果,将FAST投资从1.85亿元减少到9700万元,节省了近一半的建设成本。

    在施工过程中,地下河道洪水灾害是开挖系统面临的一大难题。FAST站点位于贵州高原至广西丘陵平原地区的斜坡地带。从表面上看,这是一场彻底的萧条。事实上,它位于洼地底部50多米深,隐藏着贵州最大的地下河。正常情况下,雨水会通过洼地固有的管道排入地下河。只有当极端暴雨发生时,地下河才会上涨。吴斌表示,FAST的建设破坏了洼地原有的水文结构,地下河流的洪水灾害成为一个更加棘手的问题。

    如果洪水灾害不能完全解决,那么FAST的建设将是纸上谈兵。怎么做?我找不到任何文件和资料,也没什么可学习的。对此,技术小组采取了不同的方法,在洼地底部挖了一个巨大的沉淀池,并使用1公里长的泄洪隧道将洪水转移到山外,从而从根本上消除了FAST站点的洪水风险。现在,即使是50年的洪灾也不会对FAST构成威胁。

    中国地质环境监测研究所总工程师尹跃平(音)表示,FAST场地的工程地质和水文条件极其复杂,观测点的建设面临诸多地质问题,给FAST场地的建设带来了巨大挑战。作为目前世界上最大的建造大型岩溶洼地的工程,FAST场地岩土工程以全新的设计理念创造了建造巨型射电望远镜的新模式。

    经过实地考察、项目评估等环节,由中国工程院钱七虎院士、中国科学院何满超院士、中国工程院任慧琪院士、中国工程院郑健龙院士等11位专家组成的评估委员会认为,以贵州叶正工程技术投资有限公司为核心的FAST场地挖掘系统技术团队在项目实施过程中取得了大量具有自主知识产权的创新成果。为射电望远镜国家科研基础设施建设的顺利实施提供了重要支持,取得了显着的社会效益和经济效益。项目创新成果显着,总体达到国际领先水平。

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