前言：在我國(guó)廣袤的西部大地，黃土丘陵溝壑區(qū)面積約21萬(wàn)平方千米，約占黃土高原面積的1/3。這里梁峁起伏、溝壑縱橫、地形破碎，在嚴(yán)守“18億畝耕地紅線”的背景下，民用及工業(yè)設(shè)施建設(shè)用地從何而來(lái)？
 
將未利用荒山、溝谷改造為建設(shè)用地
機(jī)勘院攜手國(guó)內(nèi)知名高校等諸多機(jī)構(gòu)，歷經(jīng)十四載砥礪耕耘，攻克百米級(jí)黃土高填方變形與穩(wěn)定控制系列難題，通過(guò)削梁峁、填溝壑、平高差的方式將未利用荒山、溝谷改造成為城鎮(zhèn)建設(shè)用地，為西部地區(qū)國(guó)土資源利用與保護(hù)作出了有益的科學(xué)探索，累計(jì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益超億元。
一、試驗(yàn)數(shù)據(jù)：工程戰(zhàn)役的“情報(bào)先鋒”
“課題源于工程、研究服務(wù)工程、成果高于工程、規(guī)范引領(lǐng)工程”，是機(jī)勘院數(shù)十載堅(jiān)守不渝的科研信念，談起黃土高填方這一課題，還要從延安新城建設(shè)工程說(shuō)起。
延安，坐落于陜北黃土高原丘陵溝壑區(qū)，城市發(fā)展空間矛盾突出，早在2011年底延安市便確立了“中疏外擴(kuò)、上山建城”的城市發(fā)展戰(zhàn)略。陜西省政府和科技部按照“省部共商”機(jī)制，將“黃土丘陵溝壑區(qū)（延安新區(qū)）工程建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”列為“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目，由機(jī)勘院牽頭實(shí)施，為該項(xiàng)重大工程提供科技支撐。
此后，機(jī)勘院凝心聚力、集智攻關(guān)，成功破解這個(gè)世界級(jí)難題，助力延安新區(qū)完成造地面積16 平方公里，涉及挖方量3.1億立方米，填方量2.6億立方米，最大挖方厚度118米，最大填方厚度高達(dá)112米，成就了世界上濕陷性黃土地區(qū)規(guī)模最大的黃土高填方工程的壯舉！
 
大面積土方開挖 大面積施工
黃土高填方工程為何堪稱世界級(jí)難題？緣于復(fù)雜的地形背后隱匿的四大棘手難題：
· 挖填作業(yè)后水位的變動(dòng)極易誘發(fā)黃土濕陷、滑坡等災(zāi)變，大面積回填改變了區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)，回填后地下水新的補(bǔ)排平衡與疏排控制如何解決。
· 填土厚度巨大且分布薄厚不均，長(zhǎng)期沉降控制和準(zhǔn)確預(yù)測(cè)困難重重。
· 填方邊坡規(guī)模宏大、最高超過(guò)百米，服役周期漫長(zhǎng)，如何控制臨空面變形和穩(wěn)定事關(guān)工程安全和總體成敗。
· 場(chǎng)地作業(yè)面分散，施工設(shè)備輪番作業(yè)干擾大，如何確保監(jiān)測(cè)元件埋設(shè)成功并準(zhǔn)確、完整獲取施工期、工后期各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是破解各類科學(xué)問(wèn)題和確定后續(xù)工程建設(shè)時(shí)機(jī)與合理措施的基礎(chǔ)。
項(xiàng)目主要完成人、機(jī)勘院副總經(jīng)理張繼文回憶說(shuō)：“當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)對(duì)黃土高填方工程的研究十分匱乏，接到這個(gè)重任后，我們首先將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集與多種室內(nèi)試驗(yàn)作為了研究工作的重中之重。”
據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)勘院科研團(tuán)隊(duì)僅離心模型試驗(yàn)便開展了2年之久，期間完成了多達(dá)9組、27個(gè)工況的試驗(yàn)?zāi)M，并完成了7.8萬(wàn)多個(gè)離心試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理、分析與歸一化處理。
現(xiàn)場(chǎng)原位監(jiān)測(cè)更是持續(xù)了14年之久，時(shí)至今日該監(jiān)測(cè)工作仍在延續(xù)，截至目前，科研團(tuán)隊(duì)累計(jì)完成地表監(jiān)測(cè)30.9萬(wàn)點(diǎn)次，深部監(jiān)測(cè)19.1萬(wàn)點(diǎn)次，邊坡監(jiān)測(cè)6萬(wàn)余點(diǎn)次左右，累計(jì)獲得第一手科研數(shù)據(jù)總計(jì)約56萬(wàn)余點(diǎn)次。
離心模型試驗(yàn)
這些來(lái)之不易的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，來(lái)自科研團(tuán)隊(duì)酷暑驕陽(yáng)下、凜冽寒風(fēng)中的一線堅(jiān)守，更見(jiàn)證了他們?cè)跈C(jī)械喧囂、塵土蔽日的施工現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)畏嚴(yán)苛環(huán)境、緊密工序銜接時(shí)間的堅(jiān)韌拼搏。
十四載光陰，機(jī)勘院30余位青年骨干將青春和汗水毫無(wú)保留地傾灑于黃土高填方工程技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)場(chǎng)，在這片黃土地上他們微光成炬，為國(guó)家科技水平進(jìn)步貢獻(xiàn)點(diǎn)滴力量。
二、科研碩果：工程戰(zhàn)役的“光榮勛章”
2024年12月，在我國(guó)裝備制造業(yè)首次舉辦的大型、涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)盛會(huì)——2024裝備制造業(yè)發(fā)展大會(huì)上，機(jī)勘院代表接過(guò)了沉甸甸的“機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”獎(jiǎng)牌，作為全國(guó)機(jī)械行業(yè)領(lǐng)域的最高科技獎(jiǎng)，它閃爍著機(jī)勘院科技工作者的璀璨光芒。
機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)
14年來(lái)，機(jī)勘院以延安新區(qū)黃土高填方工程為起點(diǎn)，依托國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題等10余項(xiàng)科研項(xiàng)目，收獲了累累創(chuàng)新碩果。截至目前，該科研成果已獲國(guó)家授權(quán)專利39項(xiàng)（其中發(fā)明專利16項(xiàng)），主編中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)2部，參編國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2部，發(fā)表論文52篇（其中SCI、EI收錄29篇），出版專著2部。部分科研成果經(jīng)由國(guó)內(nèi)數(shù)位院士組成的專家團(tuán)先后評(píng)審認(rèn)定，總體已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
場(chǎng)地平整
近年來(lái)，上述科技成果在黃土地上不斷生根發(fā)芽，茁壯成長(zhǎng)，目前已被成功應(yīng)用于西寧曹家堡機(jī)場(chǎng)三期擴(kuò)建工程、蘭州國(guó)家西北區(qū)域應(yīng)急救援中心工程等重大工程，以及百余項(xiàng)勘察、設(shè)計(jì)、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目中，累計(jì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益上億元。
機(jī)勘院總工程師、全國(guó)勘察設(shè)計(jì)大師鄭建國(guó)補(bǔ)充道：“更彌足珍貴的是，機(jī)勘院沉淀了無(wú)價(jià)的無(wú)形資產(chǎn)——一支能征善戰(zhàn)的人才隊(duì)伍，在我看來(lái)，其意義遠(yuǎn)勝經(jīng)濟(jì)價(jià)值！”
目前機(jī)勘院已經(jīng)培育陜西省“三秦學(xué)者”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)1支，培養(yǎng)陜西省工程勘察設(shè)計(jì)大師1人、陜西省“特支計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才1人、陜西省中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才2人，為高校培養(yǎng)研究生20名，為企業(yè)培養(yǎng)技術(shù)人才100余名，為國(guó)家持續(xù)探索黃土高原城鎮(zhèn)化可持續(xù)發(fā)展的路徑儲(chǔ)備了雄厚的人才隊(duì)伍。
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