“大锅”下暗河涌动 FAST克服世界级地质难题

12月10日，来自500米球形射电望远镜(FAST)观测基地的好消息是，FAST发现的脉冲星数量已经增加到9个。

“中国之眼”自建成开放以来，一直给人们带来惊喜。

起初，科研团队历尽艰辛，在贵州平塘这个喀斯特地貌自然形成的洼地找到了最适合FAST的“家”。鲜为人知的是，在这个举世闻名的“大锅”下隐藏着许多世界级的地质问题。

12月12日，《科技日报》记者从贵州叶正工程技术投资有限公司获悉，作为贵州省科技计划项目“国家天文台500米球面射电望远镜场地岩土工程安全研究”的核心技术，“快速开挖系统关键技术与安全研究”项目的成果得到专家组的认可。工程成果表明，面对复杂的岩溶地质条件，FAST场地开挖系统技术团队克服了前所未有的世界级地质问题，在贵州最大的地下河上成功建成了“中国之眼”。

在此之前，世界上最大的单孔射电望远镜是美国阿雷西博望远镜。然而，与阿雷西博相比，FAST显然是一个更大、更复杂的项目。其场地开挖系统的岩土处理规模是阿雷西博的5倍，总体建设规模是阿雷西博的近3倍。此外，地下河汹涌，高山峻岭，喀斯特峰林被侵蚀，各种喀斯特不良现象集中。可以说，在选址确定后，地质问题决定了FAST施工的成败。因此，从一开始，岩土工程设计也很重要。

准确。这是FAST网站挖掘系统的网站设计工程师吴斌在接受《科技日报》记者采访时反复提到的一个词。与一般工程设计不同，开挖系统设计略有偏差。在不增加工程成本的情况下，还会影响FAST的准确性和运行性能。吴斌说，在技术小组进入现场后，从球中心的挖掘设计开始，“它必须非常准确。如果有偏差，球中心每升高一米，至少会增加100万以上的工程费用”。经过四个阶段的不断优化，技术团队最终取得了最佳的开挖效果，FAST投资从1.85亿元减少到9700万元，节约了近一半的建设成本。

在施工过程中，地下河洪水灾害是开挖系统面临的一大难题。FAST场地位于贵州高原至广西丘陵平原区的斜坡地带。从表面上看，这是一个完全的萧条。事实上，它位于50多米深的洼地底部，隐藏着贵州最大的地下河。在正常情况下，雨水会通过洼地中固有的管道排入地下河。只有当极端的暴雨发生时，地下河才会上涨。吴斌说，FAST的建设破坏了洼地原有的水文结构，地下河流的洪水灾害成为一个更加棘手的问题。

如果洪水灾害不能完全解决，FAST的建设将是纸上谈兵。怎么做？我找不到任何文件和材料，也没有什么可学习的。作为回应，技术团队采取了不同的方法，在洼地底部挖掘一个巨大的沉淀池，并使用一条1公里长的泄洪隧道将洪水引至山外，从而从根本上消除了FAST站点的洪水风险。现在，即使是50年的洪水灾害也没有对FAST构成威胁。

中国地质环境监测研究院总工程师尹跃平表示，FAST场地的工程地质和水文条件极其复杂，观测场地建设面临诸多地质问题，给FAST场地建设带来巨大挑战。作为目前世界上最大的大型岩溶洼地建设项目，FAST场地岩土工程以全新的设计理念创造了建造巨型射电望远镜的新模式。

经过实地考察、项目评估等环节，由中国工程院院士钱七虎、中国科学院院士何满超、中国工程院院士任慧琪、中国工程院院士郑健龙等11位专家组成的评估委员会认为，以贵州叶正工程技术投资有限公司为核心的FAST网站挖掘系统技术团队在项目实施过程中取得了大量具有自主知识产权的创新成果。为射电望远镜国家科研基础设施建设的顺利实施提供了重要支持，取得了显著的社会效益和经济效益。项目创新成果显著，总体达到国际领先水平。