今日，湖北日报、长江日报同时在要闻版等显著版面刊发重要文章，聚焦湖北（武汉）爆炸与爆破技术研究院精细爆破国家重点实验室团队克难攻坚鄂州花湖机场净空降高爆破工程，30年如一日打造科创平台，助力科技强省、科技强市的奋斗历程。
石破无人惊 三山皆可平
——揭秘鄂州花湖机场净空降高爆破的“精”与“细”
湖北日报见习记者 田佩雯 通讯员 刘进 李娜 易俊
高峰时一天用掉96吨炸药，共计处理土石方近5000万吨，爆破强度全国罕见；距离爆破点仅200米，却只感到轻微震动，“石破无人惊”，这就是精细爆破带来的“精细力量”。
11月4日，湖北日报全媒记者来到鄂州花湖机场，一场针对三座碍航山体的“净空降高”攻坚战进入冲刺期。“指哪打哪”“不动如山”的精细力量背后，是江汉大学湖北（武汉）爆炸与爆破技术研究院精细爆破国家重点实验室团队的不懈努力，为了在11月中旬前交付，他们已连续奋战6个多月。
技术自信，三山皆可平
“鄂州花湖机场项目是湖北省‘一号工程’，‘净空降高’是其重点配套工程，关系到机场建成校飞目标任务。”江汉大学副校长、省部共建精细爆破国家重点实验室常务副主任、武汉爆破有限公司董事长贾永胜教授介绍，因山体超高阻碍航道，需要在11月中旬前，将平均高度119.3米的黄山1号、2号、3号山体改造成最低点23.5米、最高点67.4米的斜面地形。时间紧，任务重，今年5月，江汉大学精细爆破国家重点实验室与武汉爆破公司接过任务，一场规模庞大的“愚公移山”攻坚战就此拉开序幕。
爆破现场，日均使用炸药70余吨，单日最高使用炸药96吨，但来往车辆及人员仍泰然自若，周边建筑和居民生活不受影响。这份“不动如山”的底气来自于江汉大学精细爆破国家重点实验室对精细爆破领域的多年深耕。
今年10月17日，省部共建精细爆破国家重点实验室在江汉大学揭牌成立，中国工程院院士谢先启领衔，这是全国第一家聚焦爆破工程理论与技术的应用基础类国家重点实验室。在升级为国家级科研平台前，实验室有近30年发展历程，采用“实验室+公司”发展模式，创造了从经验空白到持续创新、从理论空白到领跑国际的多项记录。
“现在不仅可以做到指哪打哪，还可以控制爆破后石子大小均匀、不飞溅，利于后续装车运输。”科研团队成员、武汉爆破有限公司副总经理韩传伟介绍，目前炸药能量利用率可以在原有基础上提高30%—50%，爆破后的3号山就像刀削过一样平整，每级台阶的爆破深度被控制在10米至15米之间，整体高度也被精准控制在67.4米以下，同时满足净空降高横坡和纵坡要求。
爆破现场，石破无人惊
11月4日，黄山3号山施工进入收尾阶段。现场工作人员介绍，降高前，3号山高146米，从山顶俯瞰，北侧的鄂州花湖机场尽收眼底；降高后，3号山被削平为高约67.4米、占地83公顷的平整场地，呈3级台阶状向下延伸。
记者看到，30名爆破工人正加紧往炮孔中填充炸药，远处25台潜孔钻机在轰鸣作业，装满石子的重型运输车有序排队下山。贾永胜说，3号山目前每天运出近4000趟，为保工期，爆破工作人员24小时不间断作业。在他们努力下，截至11月8日，已完成净高降空工程土方石工程总量近5000万吨，高峰期每天爆破挖运量达70万吨，累计炸药使用量达1.3万吨。
如此强度的爆破，是否会对周围建筑产生巨大影响？科研团队成员、武汉爆破公司总经理陈德志介绍，鄂州花湖机场净空降高项目西侧是高铁轨道，最近处与爆破点仅60米。当天下午1时正是爆破时间，一列高铁疾驰而来，10吨炸药在上百个炮孔中蓄势待发，一阵闷响过后，仪器检测显示，振动速度小于1cm/s。
接下来是另一次爆破。此时，记者正站在距离爆破点约200米的项目部，远处传来一声闷响，同时感到大地微微一震，声音比夜半雷声更小，振动比地铁经过还轻。
“这是在爆破吗？”“是的，已经结束了。”陈德志拍了拍面前的桌子，瓶中的矿泉水因敲击振动泛起了涟漪。“爆破时，邻近铁路隧道的振速小于1cm/s，比我们面前这瓶矿泉水刚产生的振速还要小。”
指哪打哪，炸药能量精细控制
“石破无人惊”，精细爆破究竟如何做到？
科研团队成员、项目经理王洪刚介绍，本次鄂州花湖机场净空降高的爆破，采用标准露天台阶爆破法，使用潜孔钻机钻孔后，在孔内装填乳化炸药和改性铵油炸药，采用数码电子雷管起爆，以台阶形式推进爆破，难点就在于控制炸药的能量释放。这里表面上看似是一片土堆，其实脚下的山体地质环境复杂，不同部位的岩石性质也有所不同，有巨大坚硬的花岗岩，也有质地相对较软的砾岩、砂岩，因此炸药的选用、钻孔的深度、爆破方式都有讲究。
在无人机11月1日中午拍摄的画面上，记者看到，一辆重型运输卡车距离爆破作业面最近距离不过8米，爆破瞬间连起一片星火，高约10米的台阶瞬间崩塌，而卡车安然无恙。王洪刚解释，为保施工安全，所有路上的运输车辆都要退到安全范围内，这辆车当时出现故障，一时无法远离爆破点，但基于对精细爆破技术的绝对自信，团队按原计划进行了爆破。
原来，在鄂州花湖机场的净空降高爆破中，团队对现场环境进行了多次实地调研，研究人员在实验室环境下，针对不同岩石、不同装药情况，对不同破坏过程进行建模，确定最优装药量和爆破参数。有了模型指导，团队进行了十几次实地试验，并依据爆破数据确定装药量、孔径、孔深，从而精细控制炸药能量释放，最终做到“指哪打哪”。
贾永胜表示，爆破工程是典型的交叉学科，但由于爆破过程的复杂性，相关科学问题的研究难度极高，理论研究滞后于工程实践。依托本工程，江大爆破研究院科研团队在施工现场系统开展了红砂岩爆破参数优化试验、数码电子雷管精确延时控制爆破振动叠加规律等研究，后期将发挥江大爆破研究院“产学研用”的智力优势，继续凝练科研成果。
“未来5年，实验室将继续围绕精细爆破及相关领域前沿重大科学问题和国家重大需求，加强实验室软硬件建设，建成具有重要国际影响的精细爆破国家级科研平台、国际学术交流与合作中心、成果转化与产业化中心、精细爆破人才集聚与培养中心。”中国工程院院士、精细爆破国家重点实验室主任谢先启说。
石破无人惊 三山皆可平 湖北日报数字报 https://epaper.hubeidaily.net/pc/content/202111/10/content_136840.html
上千次爆破对高铁运行未产生任何影响
江汉大学精细爆破实验室为鄂州花湖机场腾出净空
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党员突击队，攻坚冲在前。 |
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武汉爆破有限公司作为全国精细爆破领军企业为鄂州机场建设作贡献。 |
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谢先启院士（左二）在爆破工程领域率先提出精细爆破理论。 |
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鄂州机场净空降高工程现场昼夜不息。 |
从2018年走马湖水系治理到机场碍航山体净空降高，从“大禹治水”到“愚公移山”；消耗炸药13000吨，爆破土岩近5000万吨；300余名工程技术人员，扎根山村三个春秋。
由谢先启院士领衔的江汉大学湖北（武汉）爆破与爆破技术研究院及精细爆破国家重点实验室发挥科技支撑作用，助力亚洲首个货运航空枢纽——鄂州花湖机场净空降高工程按期竣工，确保年底校飞。
■ 从“大禹治水”到“愚公移山” 精细爆破领军企业参与鄂州机场建设
11月3日，亚洲首个专业性货运枢纽机场——鄂州花湖机场南端，净空降高工程2号山工地争分夺秒降低碍航山体，这里虽不在机场内，却是关乎机场校飞的最前沿。
“5、4、3、2、1，起爆！”上午10时48分，随着现场爆破指挥人员的一声命令，7万立方米的山体土崩瓦解，20吨炸药展示着“手到擒拿”的魔力。百米之外等候待命的几十辆运输车辆和施工人员只感受到轻微的震动。
据介绍，2号山体降高工程最为复杂，3号山体工程量最大，总体工作量达3646万吨，日均使用炸药100吨。截至发稿当日，1号山体、3号山体基本完工，2号山体进入收尾阶段。
根据民航部门测算，为了飞机的安全起落，被称为黄山1号、2号、3号的三座山体，要集体被削成最低点23.5米、最高点65米的斜面地形。专业的说法叫作“净空降高”。2021年5月启动的机场净空降高工程，要把山头从原来的146米降到最低点65米-23.5米的斜面地形，净空处置量2000万立方米，总爆破开挖外运量逾5000万吨。
降高工程，爆破先行。此次为鄂州花湖机场工程建设提供专业的工程爆破服务是武汉爆破有限公司。作为江汉大学湖北（武汉）爆破与爆破技术研究院及精细爆破国家重点实验室科研成果转化平台，经过多年发展，已成为全国精细爆破行业领军企业。
早在2018年7月，武汉爆破公司便为鄂州花湖机场工程建设提供专业的工程爆破服务，同时也见证了机场从无到有、从下到上的翻天覆地的变化。其中2018年开始启动的鄂州走马湖水系治理工程，爆破土石方1100万立方米，从邻近的黄山1号山、3号山开山取石，用于机场场坪和跑道建设，为鄂州机场的建设奠定了坚实基础。
武汉爆破公司选派精兵强将，成立了“党员突击队”“青年突击队”，确保高效完成净空降高爆破任务。参与的党员干部和青年职工、研究生们放弃端午、中秋和国庆假期，主动请缨，投入到降高工程一线，每天的爆破挖运量从开始的20万吨节节攀升，不断创新高。国庆期间还在冲刺50万吨，现在单日最高已经达到70万吨，按每车载重50吨计算，每天建设者们至少要拉一万多车次的土石，每天消耗炸药90吨。如此大体量和高强度的爆破施工，在国内土岩爆破领域也不多见。
■ 定量设计、精细施工、精心管理 精细爆破威力“手到擒拿”
当手术刀可以精确切除肿瘤病变时，随着科技的进步，工程爆破逐步向精细化发展，谢先启院士团队在拆除爆破领域的精细化研究已迈向国际领先水平。而在此次大规模土岩爆破过程中，“精细爆破”再次展现着“手到擒拿”的威力。
精细爆破就是爆炸能量的释放和介质破碎过程中的精确控制。主要通过定量设计、精细施工、精心管理等途径实现。
机场净空降高工程的“拦路虎”除了大体量和高强度，爆区周边环境复杂，不仅毗邻村庄、湖泊，多工地交叉，其中2号山距离高铁最近处仅60米。铁路部门要求爆破振动要控制在1cm/s以下，技术人员采用电子雷管逐孔爆破的方法，每孔之间的时间间隔控制在17—25毫秒，有效控制了爆破振动和飞石等有害效应，上千次爆破对高铁运行未产生任何影响。
在3号山体施工现场，数十台挖机同时工作，隆隆的轰鸣声震耳欲聋，数百辆渣土车来回穿梭却井然有序。武汉爆破公司充分发扬精细爆破中的精细管理理念，通过独创的SCEP爆破工程管理办法，对施工工序网格化、流程化，施工管理网格化，对设备和人员的调配精细控制，确保钻孔、装药、起爆、挖运等各项环节无缝衔接，进一步挖掘生产潜能。
11月2日，一辆“后八轮”突发故障在爆破点旁抛了锚，眼看爆破时间将近，不到5米的距离让“后八轮”司机的心提到了嗓子眼，不过现场技术人员观察分析后，自信地下达了按原计划起爆的命令。爆破过后，故障车辆没有任何损伤。
之所以有这样的自信，来源于对炸药作用和岩石破碎机理的反复研究。比如在机场建设初期的石料开采、水系治理等前期工程中，爆破后岩石的大小要能够很好满足场坪、跑道施工需要，而在降高工程中，则要利于铲车和工程车挖运。武汉爆破公司经验丰富的技术团队通过对孔径、孔深、孔距、装药结构和起爆方式等关键参数的探索改进，达到对炸药爆炸能量的输出和有害效应的精确控制，从而提高了岩石的破碎效果和炸药能量利用率，提高了生产效率。
■ 发挥“产学研用”优势 促进精细爆破基础学科核心技术突破
激励基础研究，强调成果应用。2020年11月3日，2020年度国家科学技术奖励大会见证湖北武汉创新磅礴动能。今年以来，湖北武汉面向国家重大战略需求和产业经济发展需要，组建一批走在科技创新前沿的国家实验室，集中布局建设一批重大科技基础设施，基础研究竞争力进一步增强。作为武汉市属高校获批建设的第一个国家重点实验室，参与鄂州机场建设，是服务国家发展战略和经济建设、服务湖北省长江经济带和长江中游城市群建设，引领爆破行业向高技术、多用途方向的良好开端和关键一步。
依托本工程，江汉大学湖北（武汉）爆破与爆破技术研究院及国家重点实验室主动发挥“产学研用”优势，工程建设期间，分管此项工作的江汉大学副校长贾永胜教授多次带领研究院、实验室和数字建造与爆破工程学院的部分老师和研究生在武汉、鄂州两地奔波，通过勘察、观测和一系列原位试验积累了大量宝贵的试验数据，为炸药能量利用率的提高和岩石破碎效果的改善提供了重要工作支撑。
下一步，江汉大学湖北（武汉）爆破与爆破技术研究院、精细爆破国家重点实验室和武汉爆破公司将再接再厉，确保鄂州机场建设完美收官。同时，继续紧盯国家重大需求和相关领域的前沿、重大科学问题，努力建成具有重要国际影响的精细爆破国家级科研平台、国际学术交流与合作中心、成果转化与产业化中心、人才集聚与培养中心，为湖北省“建成支点、走在前列、谱写新篇”和国家科技自立自强作出更大贡献。
撰文：吴秋娜 易俊 宋振路
长江日报 - 江汉大学精细爆破实验室为鄂州花湖机场腾出净空 http://cjrb.cjn.cn/html/2021-11/10/content_216148.htm