您的当前位置:首页>国内新闻

地质科技助力“中国天眼”

发布时间:2016-10-19

导读: 9月25日,具有我国自主知识产权、世界最灵敏、全球最大500米口径球面射电望远镜(FAST)在贵州省平塘县正式启用。有着“超级天眼”之称的FAST将广泛应用于导航、定位、航天、深空探测等领域。在FAST建成以前,世界上已存的最大射电望远镜有两个:一个是号称“地面最大的机器”的德国波恩100米口径望远镜,一个是反射面口径为350米的美国阿雷西博望远镜。

9月25日,具有我国自主知识产权、世界最灵敏、全球最大500米口径球面射电望远镜(FAST)在贵州省平塘县正式启用。有着“超级天眼”之称的FAST将广泛应用于导航、定位、航天、深空探测等领域。在FAST建成以前,世界上已存的最大射电望远镜有两个:一个是号称“地面最大的机器”的德国波恩100米口径望远镜,一个是反射面口径为350米的美国阿雷西博望远镜。
  从理论上说,FAST能接收到137亿光年以外的电磁信号,这个距离接近宇宙边缘。有了该望远镜项目,中国在未来20~30年,可在最大单口径望远镜项目上保持世界一流地位。据悉,目前国际上有10项诺贝尔奖是基于天文观测成果的,其中6项出自射电望远镜。因此,“超级天眼”将有望协助中国科学家冲击诺贝尔奖。
  中国科学院国家天文台主持建设FAST项目的周期长达22年,贵州省地矿局111地质队为项目建设提供选址、勘察、监理、监测等全过程的地质服务,以重要的地质科技支撑为“超级天眼”成功启用提供了坚实的保障作用。今天,让我们跟随地质科技人员的讲述,一起回顾一下“超级天眼”建造过程中那些鲜为人知的艰辛艰险故事吧!
  FAST:地质人心中的梦
  严召进(贵州省地矿局111地质大队高级工程师)
  22年风雨兼程,22年艰辛探寻,举世瞩目的FAST项目成功落户贵州,成为地质人展现风采的一个特殊舞台。而贵州地质工程勘察设计研究院(贵州省地矿局111地质大队)在FAST项目这个平台上精彩地书写了地质工作新篇章,也谱写了一曲新时期地质人的“三光荣”精神赞歌。
  因为有梦,所以苦苦追寻
  有勇气有担当,使命如炬。1994年,当听说中国科学院国家天文台要在贵州省建设一个世界最大、新一代的大射电望远镜,贵州地质工程勘察设计研究院非常重视,立即成立工作组积极与天文台的领导和专家联系沟通,建言献策,从此开始了与FAST500米口径球面望远镜的结缘。面对常年要奋战在高山峡谷、冰天雪地的野外环境,工作组没有犹豫,更没有退缩,克服缺氧对身体带来的不适,毅然决然地承担起这一艰巨的任务,投入FAST项目的选址、勘察、台址地质灾害巡查及治理设计、台址稳定性监测等工作中,而这一干就是22年。
  环境之艰险令人难忘。FAST500米口径球面望远镜坐落在平塘县克渡镇一个偏僻落后而又人烟稀少的大窝凼,当时这里只有人行小道,距离县城的公路有11公里,无法直接用车辆运送钻探设备、施工管材、抽水设备、水管、实验设备等到施工现场,只能靠项目组的工人将设备拆成零部件,然后人工肩挑背扛各种零部件到施工现场,再重新进行组装。刚开始时,面对到处植被茂密、荆棘丛生、重岩叠嶂、悬崖陡壁的环境,为了开辟一条简易的人工运输道路,在山高坡陡、寸步难行的地方,工人们和地质队员用绳子绑住自己的腰,一边披荆斩棘砍掉杂草,一边气喘吁吁地探路前进,度过了一段惊心动魄的探险之旅。
  条件虽艰苦无怨无悔。FAST项目区属于喀斯特地貌,这里没有水,要从3公里以外高差800米的地方抽送。这里有电,但经常停电且电压低,很多电器都无法使用,就连灯泡也像哭红的眼。因FAST监测,这里的通信信号被屏蔽,老百姓家没有座机,仅有天文台安装的一台座机,但要保证监测信号不受干扰平时不能使用。这里没有周末及节假日,因为工期紧、任务重、质量要求高,项目组成员每天的工作任务都排得满满的,大家要仔细查清场地及周边的断层、地质构造、地下水环境、地质灾害等,要查清场地内每一个地质单元及各种物理和化学指标,岩溶、裂隙、危岩堆积体、崩塌堆积体以及滑坡等不良地质现象,以便为FAST建设及设计提供准确的数据、依据及基础资料。在这里,工作组成员经常不停地奔波在探槽、钻机和悬崖陡壁之间,每天都要气喘吁吁地攀爬几公里,常常都是衣衫湿透。在这里,黑黝黝的山林里遇到毒蛇、摔跤是家常便饭,他们身上经常被摔得青一块紫一块,手臂也常常被划破。在这里,他们每天出门只能带上方便面和矿泉水,返回时却要背回几十斤的样品......在这里,他们以苦为乐,爱上了地质行业,更是把FAST项目和他们追寻的地质梦、中国梦融为一体。
  刻苦钻研,成为FAST地质尖兵
  从参加FAST工作以来,大家一直奋战在地形条件差、自然及交通条件极其恶劣的大窝凼,以地质尖兵的形象获得了各方好评。工作中,技术人员勇挑重担,从不捡轻怕重,越是艰苦越向前冲,从研究分析样品、查看岩芯到查找问题,大家处处以党员的标准严格要求自己,以饱满的工作热情、扎实的工作作风、科学严谨的态度,取得了优异的成绩:顺利开展了10余个野外地质工作;先后编写了10余个项目的设计、报告;2016年9月25日获得中科院天文台颁发的FAST500米口径球面望远镜“突出贡献奖”。
  无怨无悔,献出最美青春
  承担FAST项目的地质工作者,有的很年轻,有的刚结婚,有的中年有家有室,还有不少老专家,他们一年当中大部分时间驻守在FAST项目区,或在野外工作,或忙于整理资料,长期远离父母、儿女和亲人,使他们对家庭的愧疚成为心底不能抚平的痛。
  为了早一天完成项目,他们每一个人都作出了牺牲:有的把儿女送到远在贵阳的父母家中抚养;有的父母、子女生病住院,家里只有靠妻子忙里忙外……罗应盛的妻子,为了支持丈夫的工作不得不辞去自己的工作,在家中照看孩子和年迈又体弱多病的父母,所有买粮、煤、煤气等重活只能自己干。我的妻子生孩子,我忙于工作没法回家照顾,妻子初为人母的喜悦只有独自承受……一句话,FAST项目的22年,就是地质工作者无怨无悔奉献青春年华的22年。
  为参与FAST建设而自豪
  文鹏飞 熊 瀚(贵州省地矿局111地质大队工程师)
  只要功夫深,铁杵磨成针
  第一天来到FAST项目区,我们的心情无比激动,看到FAST那么宏伟、壮观,顿时感觉自己融入星空,无数星体环绕在身边。然而,同事一句“周边的山体、边坡很陡峭,要时刻当心一点!”提醒了我们。只见,项目区四面环山,悬崖峭壁,坡度目测在30度到90度之间,顿时我们有了疑问:“各个边坡的监测点要布设到各个山体上,这陡峭的山体,各种材料怎么运输上去?监测点能够布设在上面吗?”最后,我们商定,唯一的出路就是开山劈道——环绕山体砍树劈枝,开辟一条运输路线,各种材料通过人工肩挑手抬送到每一个监测点指定位置。办法定下来后,说干就干,我们立即组织人员开始了FAST台址工程稳定性监测各监测点的布设工作。然而,开山劈道时稍不注意树枝就会伤着人,还得注意脚下安全。尤其是材料运输过程中不仅要负重,还得爬山越岭,一步步穿过曲折小道,每一个人都是汗流不止。但是,我们所有人团结一致,迎难而上,不怕苦、不怕累,最终经过20多天努力,157个监测点、5个基准点的观测基墩全部埋设完成。真是应了那句话“只要功夫深,铁杵磨成针。”
  正当我们心潮澎湃,庆幸心中的大石头终于落地时,新的问题出现了:我们发现有部分监测点的棱镜无法读取数据,通过多方面检查,原来是这部分监测点棱镜对准基准点观测基墩方位不对。怎么办呢?我们不得不再次爬山越岭,对无法读取数据的棱镜一个一个地进行调试。经过几番周折,来回调试,最终各山体和边坡的每一个监测点的棱镜都能够准确读取数据。
  不遇风雨,哪能见彩虹
  经过无数艰辛爬山布设监测点和调试好每个监测点,所有准备工作都如期完成,我们充满信心地等待FAST台址各边坡的第一次监测。
  然而进行测量时我们才发现,测量过程不比开山劈道、输送材料以及布设监测点容易。站在基准点观测基墩旁,每个基准点观测基墩要完成对每一个监测点6个测回,有的区域甚至9个测回,每个测回测量仪器正、倒镜各读取一次数据,分别在三个不同基准点观测基墩监测一个区域,总共4个区域157个监测点,需读取5652次数据。当第一天测量下来,我们每个人都感到疲惫不堪、天旋地转、两眼冒金星,睡觉时脑袋里还满满的都是坐标。但是,这些并没有把我们击溃,在克服种种困难后一个星期,FAST台址工程的稳定性监测第一次测量工作落幕了。
  看到电脑里满满的监测数据,我们既有付出艰辛后丰收的愉悦,也有言不尽的苦恼。因为我们即将面临的任务是整理与处理这几千个数据,而且不能出半点差错,就连一个标点符号都不得有误,就好比FAST的索网结构,紧密相连,牵一发而动全身。正所谓“不遇风雨,怎能见彩虹”?最终,经过连续几个昼夜的奋战,每个监测点的初始坐标终于得以落成,我们如期向业主提交了监测报告。
  正当我们心里美美的,想着完成了任务可以好好地休息放松一下时,得知监测报告需要重新修改。经过同业主、监理反复沟通、交流、修改、提交,在出具4次修改意见执行情况说明文件后,最终完善了监测报告,FAST台址工程稳定性监测第一次监测得以圆满完成。
  我们骄傲,成为FAST建设者
  时光如梭。经过漫长的建设周期,2016年9月25日,举世瞩目的FAST在平塘睁开“天眼”,让世界为之震撼。
  回顾我们在FAST台址工程稳定性监测这段日子,34个月的磨砺使我们的综合技能水平得到了实质锻炼与提高。近3年的监测岁月充满欢乐与激情,同时也充满重重困难与挑战,这次监测让我们对人生有了新的认识,因为我们完成了很多人不可能完成的任务。在人们眼中,我们只是FAST建设中的一粒尘沙,但我们为能提供FAST建设台址安全的后勤保障而感到自豪,为能成为FAST建设队伍的一分子而感到幸运与骄傲。
  大项目积累宝贵的经验
  田如成(贵州省地矿局111地质大队工程师)
  2014年初,我荣幸地成为了FAST台址稳定性监测及巡场工程项目部成员。
  记得当时我是怀着激动的心情,同项目部成员一起来到了FAST工地建设现场。虽然在项目启动前,单位针对该项目的情况已做了充分的分析及准备工作,我也在心里为今后开展工作可能会遇到的困难做了一定的思想准备。但来到实地之后,还是被眼前的场景所震撼,工作环境远比想象中艰苦和恶劣。
  为了顺利开展工作,项目部成员聘请当地村民作为向导,针对我们的工作实际需求,对场地方圆5公里范围做了初步踏勘。在踏勘中,有许多地方根本无法穿行,但为了更好地完成场地巡查工作,为今后的台址监测及建设工作提供准确的基础资料及数据依据,项目部成员冒着生命危险翻越了一座座悬崖峭壁,最终拿到了准确的第一手基础数据。工作中,为了监测布点,巡场工作人员必须在山顶及半山崖可视范围内建好观测点。因条件限制,项目组人员必须腰系安全绳,由多人合作放到半山腰进行监测点固定作业,危险之大令人望而生畏。
  最难忘的是,在和项目部成员长期坚守一线的两年半时间里,为了解决各种难题,我们同天文台相关人员一道探索、学习,经过大家齐心协力,克服了重重困难完成了任务,为今后的工作顺利进行打下了坚实的基础。同时,各方工作人员也在工作中建立了深厚的友谊,成为了工作中的良师益友。
  FAST工程顺利竣工,最终圆满地完成了工作任务。同时,作为参建方的一员,能为FAST台址建设贡献自己的一份力量,我感到无比骄傲。在如此重要的大项目中,能和大家一起共同攻克各种难关,也为我今后的工作积累了宝贵的经验,使自身得到了长足的进步。
  我的大窝凼日志
  罗应盛(贵州省地矿局111地质大队工程师)
  2009年7月,受FAST项目总监暨贵州地质工程勘察设计研究院总工程师罗湘赣的委派,我参与到FAST详细勘察监理项目组。项目组其他成员还有杨忠、简德超、李云文、王平阳、文鹏飞、王国平。随着项目深入推进,我们和单位物探、测量及地质工程师先后进场开始详细勘察监理工作。
  FAST详细勘察监理项目自2009年8月6日开工,2010年2月7日完成野外工作,2010年4月16日监理项目汇报验收。这半年多的日子,在我的地质生涯中烙下了深深的印记。
  白衣天使给予我最大支持
  项目开工不到一个月就到了开学季,我的女儿正好要上小学一年级,由于需要接送孩子上学及照顾70多岁的父母,我和老婆商量:“为了这个大家庭,我们自己只能作出一些牺牲。贵州地质工程勘察设计研究院这个大家庭好了,以后我们的小家庭会更好。”于是,老婆辞去了她心爱的工作,脱下了洁白的护士装,在家照顾老人和小孩。
  8月的贵阳,天气异常燥热。出发前项目总监罗湘赣告诉我们:“你们要做好坚守的准备,那里很偏僻,生活非常艰苦,要自己准备好常备的药品和蛇药。”
  贵州的山路湾急坡陡,近5个小时的颠簸后我们到达了大窝凼的入口——“牛角”。从牛角进入大窝凼是一条只有2米宽长约7公里的乡间便道,越野车在坑洼不平的便道上走了近40分钟,终于到达了目的地大窝凼,从此开始了我与“中国天眼”的亲密接触。
  确保工程质量杠杠的
  在FAST详细勘察监理项目中,项目监理总监罗湘赣、副总监杨忠多次到达施工现场,和驻场总监代表简德超一起对勘察方的施工现场进行抽检工作。我们对工程质量严格控制,有3个钻探孔因为岩芯采取率过低、深度不够、钻孔质量不合格等原因被要求返工重打;还对6个馈源塔的选址以及场地稳定性方面存在的问题,及时提出了整改意见和建议。
  由于对工程勘察质量的严格控制,项目组每个人都付出了艰辛的努力。我的工作日志记录:每天背2瓶矿泉水往返大窝凼12次,FAST项目详勘分水岭的山界我全部爬到了山顶。
  项目实施中,我们项目监理部现场处理了N次和物探、测量、地质调查、钻探施工等有关的安全隐患。记得2009年9月19日那天,QL29发生孔内埋钻事故,钻工姚福勇在处理过程中被提引器砸伤头部,所幸的是姚福勇戴着安全帽。由于我及时发现并通知驻场代表进行处理,避免了人员、财物更大的损失。
  由于我们对FAST项目锚杆抗拔试验给予技术上的支持,并多次及时处理现场出现的问题,我们获得了中科院国家天文台驻场代表朱博勤博士及项目管理实施负责人、高级工程师朱彦的高度赞扬。
  难忘那段地质生涯
  2009年,大窝凼还是一个很封闭的地方,手机信号非常差,信号时有时无。娱乐活动在大窝凼是一种奢望,大家的电脑都是没有网络的。仅有的一台有线电话在天文台驻场办公室,收发邮件只能通过这条电话网络线。由于详细勘察工期紧张,勘察人员投入不够,所有人都是在紧张、忙碌而又复杂的工作中度过。
  记得项目区晚上经常停电,有时整理资料和编写报告,快要完成的时候突然断电,第二天不得不重新开始整理。这个“伤痛”太深,使得我现在整理资料时养成了10分钟保存一次的好习惯。
  半年多来,我们在艰苦的环境中坚守在FAST现场,圆满完成了详勘监理任务。现在回想起来,为那段难忘的地质生涯倍感欣慰。同时,也对我肩负工作重任而没能照顾好家庭,向我的老婆说声感谢和抱歉。
  为了“观天巨目”苦累都值得
  韩玉坤(贵州省地矿局111地质大队工程师)
  有着“超级天眼”之称的中国全自主建造的500米口径球面射电望远镜在贵州落成启用,标志着其在中国正式“睁开”了它的观天巨目。我作为一名地质人员有幸参与项目建设,这真是一件令人激动兴奋的事情。看到如今雄踞在大窝凼的“超级天眼”,雄伟壮观,回想当初的艰辛艰险,感觉一切都是非常值得的。
  2011年9月,我受委派进驻大窝凼,至2012年6月,项目组先后完成了南垭口边坡、WY15危岩体、WY18崩塌堆积体、5H崩塌堆集槽、馈源支撑塔的勘察、施工道路的调查等。每项工程对我们都是全新的挑战,而我们都是高标准严要求、保质保量的完成。记得当时最头疼的是路况交通:从驻地环绕工地一圈要一个多小时,因为行车的路不通,只能步行,行走中还要随时注意头顶上不时滚落下来的石头,尤其是所有的钻机全部要拆成小件,再搬到几十米甚至上百米的山上,这种条件下施工的难度可想而知了。印象最深的是进行5H崩塌堆集槽勘察时,所有的工作基本上都是在乱石堆里进行,而且坡度大,每走一步都要十分小心。而在做WY15勘察时,由于全是些大块石,地质条件复杂,有时用肉眼根本无法判定钻探岩芯是原生岩石还是堆积岩石。当时就采用井下电视成像技术,根据成像照片,仔细对照岩壁完整情况,判定是溶洞还是堆积空隙,进而判定岩芯的情况。
  现在我回想在“超级天眼”项目区的野外工作,尽管辛苦而且枯燥,尽管离家远思念亲人,但在大窝的工作经历让我学会了很多,尤其是很多老专家对待工作认真严谨的精神,使我受益匪浅,深受鼓舞。我想,以后遇到再难的事情、再难的工作,我都能克服,都能充满信心地去解决。

来源:中国国土资源报

 


-有色金属行业-
第一届亚洲铝合金会议|中国有色金属在线|中国有色设备信息网|中国钨业协会|中国有色金属工业协会|中国钨业协会|中国有色金属学报中国钨业协会|
-有色金属行业-
国资委|国家发改委|科技部
-其他链接-
中国稀土学报|国家发改委|科技部