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在海下110米,倾听岩石“细语”

来源:中国科学报2026-02-04 09:27

  寒冬腊月,新春的氛围已在市井烟火中渐渐浓厚。进入寒假的第7天,在位于青岛的山东科技大学土木工程与建筑学院办公室里,教授李为腾和研究生杨光辉正在讨论工作。办公桌上摊放着地质图、笔记本,还放着半杯喝剩的浓茶。

  早上7点,李为腾已经整理好行装,准备“进洞”。一条消息闪烁在手机屏幕上:“掌子面上午爆破,中午12点可以进洞。”李为腾在等待着300斤的炸药爆破完毕。

  他要进的“洞”在世界最长的海底公路隧道工程中,这里的胶州湾第二海底隧道(以下简称二隧)正不断向地下延伸。

  假期里的“非常规”出发

  李为腾办公桌上摊开的地质图中,红笔圈出的沧口断裂带格外扎眼。这条宽达200多米的断裂带,横亘在14.37公里长的二隧线路上。

  李为腾告诉《中国科学报》:“海底隧道每次爆破掘进大约需要300斤炸药,越靠近断裂带越要小心谨慎。我们今天的工作主要是对爆破后的掌子面进行超前地质预报和激光测振,排查不良地质隐患和危石,后续分析数据,出具探测报告。”

  8点40分,杨光辉拎来白色安全帽,同时递过来一份日程表,上面密密麻麻写着要测算的参数。

  “老师,师兄李唯一在项目上等着我们,地质雷达等设备全都检查过了,电池满电、状态正常。”杨光辉向李为腾汇报。两个人开始默契地检查装备——笔记本电脑、记录本、地质锤、地质罗盘、手电筒,然后又在包里塞了几小袋饼干。记者拿起沉甸甸的安全帽,白色的漆面上已经磨花了好多处。

  9点15分,车驶离校园。窗外的景致从红瓦绿树渐渐变成工业区的塔吊。

  40分钟后,车抵达二隧项目部。在这里,李为腾和山东大学的老师联合共建了“山晖青隧”研究生工程师小队,为青岛地区的隧道和地下工程“把脉问诊”。

  刚下车,机器轰鸣声就裹着海风扑过来,工程车辆往来穿梭。山东大学齐鲁交通学院博士后蔡辉快步跑过来,手里拿着施工日志。

  没多寒暄,李为腾跟着蔡辉走进项目部会议室。组会上,团队迅速分工:李为腾带队,蔡辉负责现场调度,杨光辉负责地质素描和地下水样采集,李唯一和一名研究生负责地质雷达操作,一名学生负责记录现场情况并实时传输数据。

  地下110米,换了个季节

  二隧入口像一张巨大的嘴。中午12点半,穿上高筒水靴、戴上安全帽和防尘口罩,李为腾等人站在洞口签字登记。

  安全员挨个检查装备:“下面爆破完没多久,还有点呛。”

  “没事,习惯了。”李为腾戴上安全帽,系紧下巴带。

  工程车在隧道里开了20多分钟,往里走,空气开始变得湿热。车开不过去了,他们便下车步行。刚一下车,感觉像换了个季节,一股混杂着炸药味、混凝土味的暖湿空气扑面而来,与洞外寒冷的海风形成鲜明对比。

  喷射混凝土段结束,前方就是刚爆破出渣完的作业面。脚下是炸碎的石头渣子,混着一些泥水。头顶上,爆破后的岩壁像被巨兽啃过。

  “就是这儿。”李为腾在一个相对平整的地方停下。灯光照射下,新炸开的岩壁上,钻爆留下的圆孔整齐排列,像某种密码。

  李唯一和团队成员开始操作设备。地质雷达天线块头挺大,十几公斤重,在隧道里搬动时要两人配合。李为腾俯下身,用手摸了摸掌子面的岩壁。

  “岩石虽然坚硬,但裂隙还是挺发育的。”他站起身,用手电照向一处,“唯一,把天线贴到这个位置,这里作为测线的起点。”

  天线底板在粗糙的花岗岩面上刮擦,发出沙沙声。两人配合将橘黄色的盒体紧紧抵住岩壁,默契地沿着测线缓慢移动。屏幕上,雷达剖面图开始规律滚动。

  “第一条线扫完,保存数据。”李为腾顿了顿,看向3个年轻人,指了指他们的安全帽,“掌子面附近渣石不可能完全清理干净,安全帽一定戴好,安全第一。”

  此时,脚下的碎石硌得人脚底疼,每走一步,大家都格外小心。隧道外零下3℃,隧道里却超过20℃,且湿度大,没走多久,所有人的工装后背就被汗水浸透,紧紧贴在身上,寒意与热气交织在一起。

  在海下110米的隧道深处,通风机的轰鸣声像巨兽低吼,远处有施工机械的声音,更远处隐约有海浪声。

  踩在硌脚的碎石堆上,李为腾环视整个工作面的岩壁和结构面,用地质锤敲敲,倾听岩石的声音,抬头紧盯着正上方时不时滴水的岩面陷入思考。

  下午两点,团队收拾设备往回走。每个人的衣服湿了干,干了又湿。

  团队的另一名工作人员在洞口等着:“怎么样,李老师?”

  “一切正常,探测报告晚上可以发。”李为腾摘下安全帽,头发贴在额头上。

  办公室里的报表与盒饭

  项目部的办公室里,4台电脑同时亮着。下午两点半,大家一边吃盒饭,一边盯着屏幕上的波形图。数据分析是枯燥的。原始数据要滤波、换算、对比。办公室里只有键盘声和鼠标点击声,天色渐渐暗下来。

  傍晚6点,初步分析完成。李为腾回到山东科技大学实验室,和杨光辉讨论下一步的实验和计算方案。

  李为腾盯着电脑屏幕上那些振动频率曲线沉思了一会儿,站起身走到白板前,拿起记号笔对杨光辉说:“要跳出单纯的力学分析。你接下来的实验和计算,必须加入两个关键变量。”李为腾在白板上写下两个词:海水、时间。杨光辉翻开笔记本记录。窗外传来施工的机械声。

  “你后续的研究要分3步走。”李为腾在白板上画了3个方框,“第一,用现场取回的岩样和支护材料模拟海水浸泡下的腐蚀进程,得到它们的腐蚀损伤模型。第二,把腐蚀损伤和力学响应关联起来。第三,也是最关键的。”李为腾圈出第三个方框,“如何有效监测和抑制这种情况。未来10年、20年后,当监测到某个数据的变化时,系统要能自动判断这是监测噪声,还是隐蔽的腐蚀损伤开始显现。”

  夜色已深。李为腾望着窗外,远处灯火通明的隧道口依然有施工车辆和人员在忙碌。对于李为腾和他的“研究生工程师小队”而言,这只是无数个奋战日夜的一个缩影。近年来,他们先后在二隧、青岛地铁、新疆西天山隧道等数十个重大工程中,将实验室驻扎于最艰苦的一线。一份份报告背后,是他们在春节假期里的奔波,是闷热隧道里流淌的汗水,是深夜里对一个个数据点的反复确认。

  “我是山东科技大学一名普通科研工作者,像我这样的人还有很多——在实验室里,在工地上。”李为腾说,他和团队期望每一次计算、每一份设计、每一段坚守,都能在科技服务经济社会发展中添一块砖、铺一段路。(记者 廖洋 通讯员 任波

[ 责编:蔡琳 ]
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