10月21日,湖北武汉,铁四院工程测试中心的一份岩石鉴定报告显示:受鉴定的岩石样品被定名为地幔橄榄岩。
正交偏光显微镜下的地幔橄榄岩
一般认为,地球的内部为一同心状圈层构造,从地表至地心依次为地壳、地幔、地核。目前,人类在地球上开展的活动几乎都位于地壳的深度范围内,地幔甚至地核对于人类活动来说还深不可及,但这并不妨碍人们通过对来自地球深部物质的观测来延伸和拓展视野的深度。
地球内部结构示意图
成立于1953年的铁四院,在服务国家交通工程建设中成长壮大。70余年来,正是有了对脚下这片土地的“深入”认识和把握,铁四院助力高铁这张“靓丽名片”持续闪亮、绽放光彩。
这份岩石样品鉴定报告,正如一颗钻石,折射出铁四院向深而行的深度实力、深度业绩。
面对铁路工程基坑“大、深、紧、近”多重挑战,铁四院不断创新突破,有效解决了空间尺寸效应影响、逆工序拆换撑、敏感环境变形控制、复杂基坑群设计接口处理等技术难题。在面积3.3万平方米、挖深28米的萧山机场站深基坑工程中,他们采用“包撑设计”有效控制软土基坑逆工序拆换撑工况变形。在面积5.1万平方米、挖深36米的新桥机场站深基坑工程中,他们打破常规采用斜向结合水平向新型支撑体系克服偏压。在面积3.3万平方米、挖深35.5米的合肥西站东广场深基坑工程中,他们创新采用螺旋栈桥方案革新出土模式。在面积4.8万平方米、挖深36米的黄花机场站深基坑工程中,他们首次引入光栅光纤传感技术精准监测,有效确保安全。这些星罗棋布、串点成线的“深基坑”,恰是铁四院人匠心创新的“坐标轴”。怀化西编组站作为沪昆、焦柳、渝怀干线交汇点,是湘西最大铁路编组站。面对国内罕见的124米超高铁路边坡开挖,铁四院依托技术创新,采用锚固桩联合支护系统,并引入三维地质建模、数值反演等新技术,优化加固设计与监测预警。同时,注重环保,创新应用植生毯技术恢复生态,融地域文化特色于景观设计,构建了高质量设计与长效安全保障体系。原位测试可经济、高效、精准获取微扰动状态下的岩土原位应力状态与物理力学参数,在国内外工程建设领域广受欢迎。常见的原位测试手段中,受设备、施工工艺等影响,扁铲侧胀试验勘察深度难以突破30米,静力触探试验勘察深度难以突破80米,制约着地下深部空间开发。铁四院通过探头材料升级、装备研发及测试工艺创新,在上海东站东方枢纽工程中扁铲侧胀试验测试深度达81.3米,静力触探试验测试深度达到151.7米,双双刷新了我国工程建设行业纪录,大幅度拓宽了原位测试的工程应用场景,引领行业向深广未来迈进。2022年11月22日,铁四院实施的沿江高铁宜昌至涪陵段(宜涪高铁)勘察首个“千米级”深孔正式终孔,终孔深度1050米。作为宜涪高铁控制性工程孟家垭隧道的控制性钻孔,该深孔的终孔,查明了宜涪高铁地层岩性和层位,在为艰险复杂山区铁路绕避可溶岩选线原则提供依据的同时,对查明深埋隧道地应力规律起到了决定性作用,为软岩大变形判定和防护设计提供了依据,对查明湖北所在的扬子陆块地应力分布提供了基础数据。华北矿产资源种类丰富,有的煤矿开采深度超过1100米,构成了极具复杂性的超深采空环境。超深采空区探测震源车铁四院创新融合可控源大地电磁法与宽线地震反射波法,为深埋采空区的精准探测开辟了新路径。经过周密的测试规划、精细的探测实施以及先进的数字化解译,成功揭示了该采空区的异常特征,为高铁安全运营构筑了坚实防线。此次探测是我国铁路行业物探深入千米级采空区的首次成功实践,成为该技术领域新的里程碑。地下空间,被誉为陆地、海洋、天空之外的“第四国土”。向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题。