石破無人驚 為全球爆破工程貢獻“中國方案”
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收藏7月8日,江漢大學精細爆破全國重點實驗室主任、中國工程院院士謝先啟領銜的“精細爆破關鍵技術與重大工程應用”項目,榮獲國家科學技術進步獎二等獎。這是江漢大學國家科技獎“零的突破”,也是近五年來湖北省屬高校中唯一獲此殊榮的成果。
獎項背后,是中國工程爆破領域一場從“粗放豪邁”到“精准可控”的深刻轉型。謝先啟團隊面向國家重大戰略需求,在基礎理論、核心器材、關鍵技術三個層面持續攻堅,破解了長期制約行業發展的“卡脖子”難題,推動我國爆破技術從“跟跑”走向“領跑”。
在毫厘間重塑“力量美學”
在人們的固有印象中,爆破是粗放的,是“開山裂石”的雷霆萬鈞,伴隨著震耳欲聾的轟鳴與漫天揚塵。然而,隨著國家重大戰略需求的升級,工程建設對爆破技術提出了前所未有的挑戰。傳統的粗放式爆破,不僅效率低,更埋下了巨大的安全隱患,已無法適應新時代的建設要求。
“爆破工程正在呈現‘大、險、嚴’的新特點,不創新就會被淘汰,甚至受制於人。”這是謝先啟院士團隊當年面臨的嚴峻現實。面對傳統控制爆破的技術瓶頸,以及爆破過程“難觀測、算不准”的世界性難題,項目團隊克難攻堅,決定帶領團隊向這座“大山”發起沖鋒。

謝先啟院士在爆破現場指導工作。
從1995年漢口三眼橋路一棟18層高樓的成功爆破,到2004年武漢陽邏亞洲首例百米高煙囪“之字形”完美坍塌,再到2007年國內首次成功實施高層樓房雙向三次折疊爆破拆除……謝先啟院士科研團隊在工程實踐中一邊積累數據,一邊推陳出新。
2008年,謝先啟提出“精細爆破”理念,構建出精細爆破技術體系。這一體系突破了傳統瓶頸,通過定量化的爆破設計、精心的爆破施工和精細化的爆破管理,使爆破過程和效果更加可控、危害性更低、安全性更高、環境影響更小。
“爆破一秒鐘,背后十年功。”科研團隊骨干、江漢大學副校長賈永勝教授的這句話,道盡了科研攻關的艱辛。
為了捕捉那瞬間的真理,謝先啟總是身先士卒,工程實驗、科研攻關、改進裝置、再進工地實驗……團隊更是開啟了“白加黑”的連軸轉模式。
經過十八年漫長而執著的攀登,江大領銜的科研團隊最終建立了精細爆破理論和關鍵技術體系,讓我國工程爆破技術實現了效應分析“細”、器材裝備“精”、效果控制“准”三大創新飛躍。他們建立了爆破效應精細分析理論與工程定量設計方法,解決了爆破過程“難觀測、算不准”的難題﹔揭示了爆破荷載與介質響應的內在機理,研發了精密可控爆破器材與智能施工裝備,實現了工業電子雷管和現場混裝炸藥的國產化替代﹔創新了多效協同精細控制技術,成功解決了大型礦山爆破效能低、高層建筑倒塌姿態難控、基礎設施爆破振動損傷大等一系列世界性難題。
花湖機場“三山降高”見証“中國芯”力量
理論的價值,終究要靠實踐檢驗。“精細爆破”科研成果,不是在實驗室裡寫出來的,而是在一個個國家重大工程的硬仗中“打”出來的。
謝先啟院士曾形象地比喻:城市拆除爆破是“在瓷器店裡抓老鼠”,容不得半點閃失。而2021年在鄂州花湖國際機場淨空區上演的“三山降高”工程,堪稱一場在密集居民區與高鐵動脈旁進行的高難度“微創手術”。“淨空降高”是關乎機場校飛與通航的核心配套任務,要在極短時間內,將平均高度119.3米的三座礙航山體削平至67.4米以下,且最近爆破點距高鐵軌道僅60米,其挑戰之大不言而喻。
謝先啟院士領銜的江漢大學精細爆破國家重點實驗室科研團隊,聯合武漢爆破有限公司的技術骨干,打響了攻堅戰。工程採用標准露天台階爆破法,難點在於如何精准控制炸藥能量釋放。針對當地花崗岩與礫岩、砂岩交錯的復雜地質,科研團隊在實驗室對不同岩石的破壞過程進行精准建模,結合十余次實地試驗,精細調控炸藥能量,最終使炸藥能量利用率提升30%以上,爆破后的山體如刀削般平整。
在這場“微創手術”中,謝先啟院士、賈永勝教授帶領科研團隊自主研發的數碼電子雷管精確延時控制爆破系統成為關鍵的“控制中樞”。該系統融合了現代數字技術,採用三重密碼保護,實現了0至16000毫秒范圍內延期時間的任意設定,如同給炸藥裝上了“大腦”。依托該系統,科研團隊深入探尋爆破振動疊加規律,找到了降振的最優延期時間。起爆瞬間,系統能在毫秒級誤差內遠程同步起爆,將千鈞之力精准化解為層層剝落的柔和力量。

爆破現場。
這場驚心動魄的“微創手術”交出了完美答卷:爆破現場距離僅200米卻僅有輕微震感﹔高鐵疾馳而過時,鄰近隧道的振速竟小於1cm/s。在科研團隊與建設者的日夜奮戰下,工程共計處理土石方近5000萬噸,不僅提前46天完工,更創造了“爆破強度全國罕見,周邊居民零投訴”的奇跡。真正讓我國的爆破工程做到了“指哪打哪,石破無人驚”。
在生命禁區鑄就精神高地
高原鐵路隧道爆破是這支科研團隊截至目前打得最艱苦的一場攻堅戰。整條鐵路隧道佔比達80%、高海拔缺氧、高地應力岩爆、高地溫炙烤……爆破施工的挑戰無處不在且極其殘酷,傳統爆破技術不能滿足快速、安全掘進需求,破解高原隧道精細爆破難題,成為保障這一國家重大戰略工程的關鍵。
在此背景下,依托江漢大學精細爆破全國重點實驗室,由謝先啟院士領銜、賈永勝教授牽頭的高原鐵路隧道爆破科研團隊應運而生。這是一支全部由黨員組成的科研鐵軍,將“國家需要,萬難不辭”的信念化作實際行動,義無反顧地奔赴雪域高原。
謝先啟院士說:“我們深知中國在爆破領域的世界地位和短板,我們心懷‘國之大者’的情懷,主動服務國家戰略的責任始終沒變。”

謝先啟院士指導學生使用設備
自2021年投身高原鐵路建設以來,團隊累計在海拔3000米以上的一線堅守300余天。高原的科研攻關遠比想象中艱難,空氣含氧量不足內地60%,晝夜溫差超20℃,隧道內更是時刻伴隨著岩爆、突泥涌水等突發風險。
攻堅途中,他們經歷過6.8級地震和突發泥石流的生死考驗,但他們沒有退縮,反而更加堅定了“科研扎根一線”的信念。被泥石流圍困斷水、斷糧、通信全無時,正是機械化裝藥試驗的關鍵窗口期,“不能撤,現在正是攻關的關鍵節點,工程建設等不起!”賈永勝教授的話點燃了大家的斗志。他們省著喝僅剩的水,靠餅干充飢,頂著危險鑽進隧洞深處反復調試設備。數日后救援通道打通,外界傳來的不僅是全員平安的消息,更是機械化裝藥試驗圓滿成功的捷報:裝藥人數由12人降至4人,最短裝藥時間大幅縮短,徹底破解了高原隧道裝藥效率低、安全風險高的難題。
雪域攻堅,黨旗下的科研團隊執著堅韌﹔高原驚雷,“精細爆破人”的耕耘終得碩果盈枝。

精細爆破全國重點實驗室。
如今,項目成果已廣泛應用於西藏巨龍銅礦、白鶴灘水電站、遼寧紅沿河核電站、鄭渝高鐵、武鋼燒結廠、鄂州花湖機場、甬舟鐵路西堠門公鐵兩用大橋、武漢沌陽高架橋等600余項國家重大工程和省市重點項目,直接創造經濟效益387億元,為全球爆破工程貢獻了卓越的“中國方案”。
未來,江漢大學將繼續以科技創新為引領,深化產學研用協同。而這支“國字號”科研團隊,也將帶著他們的“精細爆破”技術,向著更深、更遠、更難的國家重大工程進發,為服務湖北“支點”建設貢獻更多江大智慧,奮力書寫高水平城市大學建設的新篇章。(圖/文 宋欣澤 陳敏英)
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