阿尔卑斯山深埋隧道国家实验室Bedretto Lab科学考察
发布时间:2024年07月29日
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2024年7月13日至20日,继国际滑坡论坛后,中国岩石力学与工程学会理事长、国际岩石力学与岩石工程学会中国国家小组主席兼隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室主任何满潮院士,学会AI技术实用化专业委员会(筹)主任委员、日本工程院院士、河北工业大学教授陈光齐,学会岩土体多场耦合专业委员会名誉主任、欧洲科学院院士、法国里尔大学教授邵建富率团参加了阿尔卑斯深埋隧道国家实验室Bedretto Lab科学考察。随行人员有:学会监事会监事李萍丰,学会隧道掘进机工程应用分会理事长、上海隧道工程有限公司副总经理杨流,上海隧道工程有限公司盾构分公司副总经理何国军,学会国际事务秘书处兼职副秘书长王利戈等6人。本次考察小组先后考察了阿尔卑斯山地质灾害、深埋隧道国家地质科学与能源实验室Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies、超长深埋隧道群以及阿尔卑斯最高峰——勃朗峰,深入了解阿尔卑斯山地区的地质特征和工程挑战。
一、阿尔卑斯山地质灾害科学考察
1. 泥石流的形成与运动:阿尔卑斯山Illgraben地区考察
7月13日,由苏黎世联邦理工名誉教授Simon Löw带队前往阿尔卑斯山Illgraben地区考察当地的泥石流灾害。Illgraben是欧洲最活跃的泥石流发生区域,每年发生两到十次泥石流事件,体积从几千立方米到近十万立方米不等,为科学家提供了天然的泥石流研究和实验场地。当地泥石流研究机构在此设立了29个观测点,考察小组重点考察第21-25个观测点,途径Leuk村等3个监测站,通过数据分析、影像观测,以及监测站中高分辨率LiDAR扫描仪、传感器和地震仪等设备了解本区域泥石流的源头和运动过程。
7月14日,考察小组前往联合国教科文组织世界遗产地大阿莱奇冰川,深入探索冰川与周围山体的相互作用。中央阿尔卑斯地区经历多次冰川和河流侵蚀,导致山谷峭壁变化频繁。Moosfluh滑坡作为此次考察的首站,考察小组来到海拔2300米的滑坡点,观察了冰川退缩引发的坡面崩塌,并了解了冰川与岩滑运动的相互作用。此次考察展示了瑞士国家科学基金会资助的十年研究成果,并讨论了冰川退缩对岩坡稳定性的影响。
7月16日,考察小组前往阿尔卑斯山的Flims岩滑/岩崩地区,这是欧洲最大的长距离滑坡,具有极高的研究价值。滑坡体积达9立方公里,最大滑移距离达14公里。考察从源头开始,专家们在倾斜滑动面上观察滑坡特征,探讨脆性破坏因素,并分析Flem河附近的露头。随后,团队讨论岩崩的滑移过程,发现底部冲积沉积物液化可能增加了滑移距离。此次考察展示了从岩滑到灾难性岩崩的研究成果,结合现场观察和数值模型分析,专家们对地质灾害的形成机制进行了深入探讨。
7月17日,考察小组前往瑞士阿尔卑斯山的Brienz村,考察了活跃的高风险滑坡复合体。该村坐落在复杂的地质构造区域,长期地质活动导致一系列复合滑坡、泥石流和碎屑流。科学家们揭示了滑坡的复杂结构和多阶段历史,自2022年夏季以来,最活跃部分滑动速率超过0.1米/年。考察中,参观了包括干涉雷达、时间延迟相机和GNSS站点在内的多种监测系统,这些设备实时收集数据,为滑坡预警提供依据。
7月18日,考察小组参观了位于瑞士提契诺州的BedrettoLab实验室。实验室全称为地质与地能地下实验室(Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies),坐落于瑞士Pizzo Rotonda山脉深处。考察小组此行由瑞士地震局局长兼实验室副主任Stefan Wiemer和实验室经理Marian Hertrich接待,深入隧道2.5公里,参观了实验室主体,并详细了解了其当前的研究方向、面临的挑战以及拟定的解决方案。
7月19日,考察小组参观了位于法国和意大利边界的Moncenisio隧道建设现场,这是欧洲最长的深埋隧道。由Tunnel Euralpin Lyon Turin公司的项目主管工程师Emmanuel Humbert接待。该隧道穿越花岗岩和片麻岩断裂带,全长57.5公里,最大埋深2200米,每公里造价10.7亿元。隧道采用意大利侧TBM掘进和法国侧钻爆施工。考察小组专家与Emmanuel深入探讨了中法两地超长深埋隧道建设的异同点。
考察小组的专家与Emmanuel Humbert深入探讨了中法两国在超长深埋隧道建设中的异同点,包括施工技术、地质条件的应对策略、以及成本控制等方面。通过此次交流,考察小组不仅加深了对国际先进隧道建设技术的理解,还获取了宝贵的经验和数据,这将有助于改进国内相关工程的设计和施工,提高工程质量与效率。
7月20日,考察小组在邵建富教授的带领下,来到阿尔卑斯最高峰——勃朗峰进行地质科学考察。勃朗峰海拔4810米,位于法国与意大利交界处,它不仅是欧洲的地理标志,更是研究冰川地貌与岩石构造的关键地点。
在此次考察中,考察小组深入观察了勃朗峰上冰川侵蚀对山体结构的深远影响。冰川的侵蚀作用在长时间内对山体进行了塑造,形成了独特的冰川地貌特征,如冰蚀槽、冰碛和冰斗等。这些冰川地貌的形成与山体的岩石类型、冰川活动的强度以及气候变化密切相关。考察小组还探讨了山体滑坡与冰川活动之间的关系,分析了冰川融水如何导致山体的不稳定,从而引发滑坡等地质灾害。此外,小组还研究了勃朗峰山顶的山体加固措施,特别是锚杆的使用情况。
一、阿尔卑斯山地质灾害科学考察
1. 泥石流的形成与运动:阿尔卑斯山Illgraben地区考察
7月13日,由苏黎世联邦理工名誉教授Simon Löw带队前往阿尔卑斯山Illgraben地区考察当地的泥石流灾害。Illgraben是欧洲最活跃的泥石流发生区域,每年发生两到十次泥石流事件,体积从几千立方米到近十万立方米不等,为科学家提供了天然的泥石流研究和实验场地。当地泥石流研究机构在此设立了29个观测点,考察小组重点考察第21-25个观测点,途径Leuk村等3个监测站,通过数据分析、影像观测,以及监测站中高分辨率LiDAR扫描仪、传感器和地震仪等设备了解本区域泥石流的源头和运动过程。
考察小组在泥石流观测站
2. 冰川侵蚀与岩体稳定性:大阿莱奇冰川和Furka山口科学考察7月14日,考察小组前往联合国教科文组织世界遗产地大阿莱奇冰川,深入探索冰川与周围山体的相互作用。中央阿尔卑斯地区经历多次冰川和河流侵蚀,导致山谷峭壁变化频繁。Moosfluh滑坡作为此次考察的首站,考察小组来到海拔2300米的滑坡点,观察了冰川退缩引发的坡面崩塌,并了解了冰川与岩滑运动的相互作用。此次考察展示了瑞士国家科学基金会资助的十年研究成果,并讨论了冰川退缩对岩坡稳定性的影响。
阿尔卑斯山冰川及坡面崩塌监测站
7月15日,考察小组前往瑞士Furka山口和Schöllenen峡谷进行科学考察。此地岩石以花岗岩和片麻岩闻名,冰川侵蚀形成的裂缝频繁引发落石,损坏交通设施。小组了解了冰川与岩体相互作用的历史,参观了Schöllenen峡谷的“魔鬼桥”,并讨论了防护措施的有效性及改进方向。尽管采取多种保护措施,本区域的落石事件仍频繁发生,对交通基础设施造成损坏,考察小组与专家就此问题进行了详细探讨。
Schöllenen峡谷上方的多次剥落裂隙
铁路及高速公路上方坠石频发
3. 探索欧洲最大滑坡:Flims岩崩区域科学考察7月16日,考察小组前往阿尔卑斯山的Flims岩滑/岩崩地区,这是欧洲最大的长距离滑坡,具有极高的研究价值。滑坡体积达9立方公里,最大滑移距离达14公里。考察从源头开始,专家们在倾斜滑动面上观察滑坡特征,探讨脆性破坏因素,并分析Flem河附近的露头。随后,团队讨论岩崩的滑移过程,发现底部冲积沉积物液化可能增加了滑移距离。此次考察展示了从岩滑到灾难性岩崩的研究成果,结合现场观察和数值模型分析,专家们对地质灾害的形成机制进行了深入探讨。
数米规模岩崩的台阶和擦痕
岩崩下的高速公路维护措施
局部山体滑坡
4. 高风险滑坡预警:Brienz村现代监测系统考察7月17日,考察小组前往瑞士阿尔卑斯山的Brienz村,考察了活跃的高风险滑坡复合体。该村坐落在复杂的地质构造区域,长期地质活动导致一系列复合滑坡、泥石流和碎屑流。科学家们揭示了滑坡的复杂结构和多阶段历史,自2022年夏季以来,最活跃部分滑动速率超过0.1米/年。考察中,参观了包括干涉雷达、时间延迟相机和GNSS站点在内的多种监测系统,这些设备实时收集数据,为滑坡预警提供依据。
Insel崩塌(2023年6月16日)
24小时监测预警系统
二、瑞士埋深隧道国家实验室BedrettoLab科学考察7月18日,考察小组参观了位于瑞士提契诺州的BedrettoLab实验室。实验室全称为地质与地能地下实验室(Bedretto Underground Laboratory for Geosciences and Geoenergies),坐落于瑞士Pizzo Rotonda山脉深处。考察小组此行由瑞士地震局局长兼实验室副主任Stefan Wiemer和实验室经理Marian Hertrich接待,深入隧道2.5公里,参观了实验室主体,并详细了解了其当前的研究方向、面临的挑战以及拟定的解决方案。
隧道内景
形成时间相隔1.2亿年的片麻岩
该实验室的主要研究领域包括地震监测、地热能开发、地质生物学及相关技术的创新与发展。通过先进的监测和实验设施,BedrettoLab致力于理解地球内部动力学,并推动能源与环境领域的技术进步。考察小组此次访问不仅加深了对先进地震监测技术和地热能开发方法的了解,还为国内实验室的建设提供了宝贵的参考和借鉴,有助于提升国内在地质科学领域的研究能力和技术水平。
考察小组参观实验设施设备
三、阿尔卑斯山脉超长深埋隧道群科学考察7月19日,考察小组参观了位于法国和意大利边界的Moncenisio隧道建设现场,这是欧洲最长的深埋隧道。由Tunnel Euralpin Lyon Turin公司的项目主管工程师Emmanuel Humbert接待。该隧道穿越花岗岩和片麻岩断裂带,全长57.5公里,最大埋深2200米,每公里造价10.7亿元。隧道采用意大利侧TBM掘进和法国侧钻爆施工。考察小组专家与Emmanuel深入探讨了中法两地超长深埋隧道建设的异同点。
考察小组的专家与Emmanuel Humbert深入探讨了中法两国在超长深埋隧道建设中的异同点,包括施工技术、地质条件的应对策略、以及成本控制等方面。通过此次交流,考察小组不仅加深了对国际先进隧道建设技术的理解,还获取了宝贵的经验和数据,这将有助于改进国内相关工程的设计和施工,提高工程质量与效率。
考察小组参观Moncenisio隧道展厅
四、阿尔卑斯山最高峰科学考察7月20日,考察小组在邵建富教授的带领下,来到阿尔卑斯最高峰——勃朗峰进行地质科学考察。勃朗峰海拔4810米,位于法国与意大利交界处,它不仅是欧洲的地理标志,更是研究冰川地貌与岩石构造的关键地点。
在此次考察中,考察小组深入观察了勃朗峰上冰川侵蚀对山体结构的深远影响。冰川的侵蚀作用在长时间内对山体进行了塑造,形成了独特的冰川地貌特征,如冰蚀槽、冰碛和冰斗等。这些冰川地貌的形成与山体的岩石类型、冰川活动的强度以及气候变化密切相关。考察小组还探讨了山体滑坡与冰川活动之间的关系,分析了冰川融水如何导致山体的不稳定,从而引发滑坡等地质灾害。此外,小组还研究了勃朗峰山顶的山体加固措施,特别是锚杆的使用情况。
冰川侵蚀现象
冰川上锚杆的使用
本次科学考察涵盖了阿尔卑斯山泥石流、冰川、岩崩等地质研究、瑞士国家地下实验室BedrettoLab的地质与地能研究、阿尔卑斯山的超长深埋隧道建设以及阿尔卑斯最高峰勃朗峰的科学地质考察。通过与国际顶尖专家的交流,考察小组深入了解了最新的技术和研究进展。这些宝贵的经验和知识将对中国在相关领域的研究和应用产生重要影响,为中国隧道工程国重实验室建设提供了重要参考。此次考察不仅拓展了国际视野,也加强了中外科研合作的纽带。