习近平总书记指出，“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。岩爆是在深部高地应力环境下，开挖扰动引起岩体中聚积的弹性变形势能突然释放，导致围岩爆裂、弹射的动力现象。岩爆具有很强的突发性、随机性和危害性，是我们向地球深部进军的拦路虎。岩爆孕育机制复杂，防控难度大。传统被动防控技术无法有效防控岩爆灾害，导致巨大的人员伤亡、设备损毁与工期延误，成为深部工程安全建设的卡脖子难题。
为了破解这一难题，由中国工程院院士、东北大学校长冯夏庭教授领衔，东北大学深部工程与智能技术研究院副院长徐帅教授等指导，侯朋远等15名同学组成的“深地卫士”项目团队成功研发出自膨胀高吸能抗岩爆锚杆主动支护技术和支护效果智能评测系统。该系统实现了岩爆的吸能主动防控，获得2024年中国国际大学生创新大赛国赛金奖。
扎根一线
“再苦再累也要迎难而上”
“深地卫士”团队是一支矢志不渝的科研队伍。他们三年来不畏寒暑，驻守在祖国西南某深埋隧道；他们不忘岩石力学初心、牢记岩石工程使命，把论文写在祖国大地上。自2021年起，项目组驻守祖国西南某深埋隧道施工现场，获取第一手资料、解决一线工程岩爆防控难题。该工程施工过程中岩爆频发，工程建设安全风险大、进度缓慢。项目组在工程现场负责岩爆防控与支护效果监测预警，为该工程装上团队自主研发的支护效果智能评测系统，用科技支撑保障工程的安全高效施工。
“深地卫士”团队是一支锐意进取的科研队伍。施工现场地处高原，工作与科研条件异常艰苦。为开展岩爆防控和支护效果监测，项目组成员经常需要在埋深1500m，岩爆风险极高的洞内连续工作超过8个小时，洞内温度超过30℃，还常常有淋雨状出水，浸透成员的衣物；冬季洞外温度则低于零下10℃。40℃的温差导致同学们生病感冒时常发生。即使在这样艰苦的环境下，课题组依旧保持对科研的热情。
“我印象最深刻的是2022年底我带领团队在施工现场开展岩爆防控技术时效性能测试。当时高原天气骤降，但为了获取到真实准确的测试数据，大家依然进洞开展科研工作。面向国家重大铁路世纪工程建设，哪怕再苦再累我们也要迎难而上。” 侯朋远表示。
项目开展以来，在冯夏庭院士的悉心指导下，项目组成员将工程现场作为实验室，在开展岩爆防控的同时，积极探索与发现问题，查缺补漏，针对不同类型、等级岩爆需要建立适应性防控技术，得到了业主、设计、监理和施工单位的一致称赞。
携手共进
“跨专业合作，高效推进项目进展”
对于“深地卫士”这种具有跨学科、多层次结构的团队来说，强大的凝聚力是确保团队实现目标必不可少的条件。
“实验室内强调互帮互助的文化，鼓励成员之间相互学习和支持。”杨正明说道，“在进行实验设计时，一些经验丰富的博士生会主动指导新加入的硕士生，帮助他们更好地理解实验步骤和数据分析。”
这种关怀不仅增强了团队的凝聚力，也提升了整体的研究水平。来自不同学科背景的团队成员利用各自的专业知识在技术研发、现场服务、数据分析等方面进行明确的分工与合作。
“在一个项目中，地质专家提供矿区的地质数据，而工程师则根据这些数据优化开采方案，研发团队则能够将这些方案转化为可行的技术方案。”张远博谈到，“这种跨专业的合作极大提升了项目的效率和效果，高效地推进项目进展。”
此外，实验室还会给予表现突出的团队成员奖励和表彰，激励大家共同努力。高凝聚力使团队成员之间能够更顺畅地沟通与协作，大大提高队员的归属感，提升他们对工作的热情，从而提高工作效率。
在面对挑战和压力时，团队成员相互支持，共享知识和经验，共同应对困难。
“在一个多任务并行的项目中，我们制定详细的时间表和阶段性目标，确保大家都朝着同一方向努力，及时反馈进展。”艾婧涵分享道。
而作为一支跨专业合作的团队，不同专业背景的成员在沟通上可能存在障碍，导致工作协同有时不够顺畅。针对这一问题，团队内会定期举行跨学科的交流会议，让每位成员都有机会阐述自己的观点和需求，进而增强理解。
“我们会定期召开项目进展会议，让每个团队成员都能分享自己的进展和遇到的困难，再由其他成员积极提供解决方案，共同克服难关。”丁天玮介绍，“这种开放的沟通方式不仅提高了信息的透明度，还增强了团队成员之间的信任与支持，使成员们更愿意分享自己的创意和观点，促进技术和方法的不断创新。”
超越传统
“对创新的追求矢志不渝”
中国式现代化要靠科技现代化作支撑，实现高质量发展要靠科技创新培育新动能。岩爆问题深深困扰我国深地作业，传统常规锚杆的被动支护技术难以适应复杂环境的变化、防控能力有限，团队提出研发自膨胀高吸能抗岩爆锚杆主动支护技术。为了将支护技术从“被动”转变为“主动”，团队做足了准备。前期，通过研发智能监测系统收集地质状况和支护结构的数据，为支护方案优化提供依据；利用团队各成员跨学科合作优势以及专家研讨，形成综合性解决方案，以提升新技术的实用性；同时，建立技术反馈机制，及时将现场经验和数据反馈到研发中，为支护方案进一步优化打好基础；此外，项目组成员紧跟国际前沿研究并积极参与国际学术会议，了解最新的技术发展和研究动态，采用学界最新的理论成果，这也是团队研发的防护技术在国际上领先的重要原因之一。
“科技创新永无止境，我们对创新的追求矢志不渝。”在不断改进和完善自膨胀高吸能锚杆技术的过程中，为了监测相关技术能否适应复杂多变的地质环境，项目组不惧隧道内外40℃的温差、三四千米的高海拔甚至是山洞内的岩爆风险，到达工程第一线实地考察。精神和肉体的双重考验没有将创新者们打倒。珍贵的现场数据，为实验的验证和技术的突破提供了强有力的支持。
自主研发的自膨胀高吸能锚杆技术，是项目组历经十余年攻坚克难的重要科技成果，却不是唯一成果。独立的锚杆技术虽然能够降低岩爆发生的概率，但要最大程度地防范岩爆，需要一套完整的监测预警体系保证其运行的稳定——既要“着眼当下”，又要“瞻前顾后”。秉持着这样谨慎的态度和把创新贯彻到底的精神，“深地卫士”项目团队建立了岩爆防控效果智能评测系统，运用了多源数据感知、智能分析与评价等技术方法，解决了传统监测方法存在的反应慢、片面化、固定化、依赖主观经验和数据利用率低等诸多问题。该系统集成了多源数据感知、智能分析与评价等功能，能够实现岩爆灾害防控效果的实时监测和智能化评估，保障了施工的安全性。
重大科技创新成果是国之重器、国之利器，必须牢牢掌握在自己手中。在创新的路上，团队成员自身从未松懈，更鼓励更多的人保持好奇，参与创新，持续学习。
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深地探索无界 安全护航无疆
东大学子将始终秉承
习近平总书记重要回信精神
致力于服务国家重大战略
推动深地工程的安全与可持续发展
为国家重大工程建设贡献力量
转载来源 | 东北大学官微
