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【廉政故事】把实验室建在施工现场

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图为李术才教授(左三)在湖南湘西大坝隧道指导水害治理工程。

在我国的基础交通建设行业,流传着这样一句话:“19世纪修路,20世纪建桥,21世纪开发地下空间。”

中国工程院院士、山东大学副校长李术才就是一位地下空间的探索者。地下工程建设难度大、地质条件复杂、突水突泥等灾害频发,针对这些情况,李术才长期深入一线,把脉地质构成,攻克了重大突涌水灾害防控的工程难题,其科研成果广泛应用于成兰铁路、新成昆铁路、青岛胶州湾海底隧道、陕西引汉济渭、吉林引松供水、乌东德水电站等工程的230余条隧道,取得了显著的经济效益和社会效益。今年5月底,李术才获得第二届全国创新争先奖。

带着问题找办法

目前,中国最长的铁路山岭隧道——大瑞铁路高黎贡山隧道正在紧张建设中。该工程使用的隧道掘进机上,安装了由李术才团队研发的超前地质预报设备。安装了该预报设备,就犹如给隧道掘进机装上了眼睛,给黑夜行驶的汽车安上了车灯,可以预报隧道前方有什么不良地质体,有什么断层、破碎带,有什么含水体,有没有溶洞,从而有效避免了灾害的发生。

超前地质预报设备是李术才非常得意的研究成果,至今他还对首次应用该技术的情景记忆犹新。吉林引松供水工程四标段在施工过程中须穿越7公里的高风险岩溶地层,如此难度的工程在国内外少有成功先例。2016年6月,李术才团队将自己发明的超前地质预报仪器搭载到吉林引松工程“永吉号”国产隧道掘进机上,准确探明了全线24个致灾构造,保障了工程提前9个月安全顺利贯通。经此一战,李术才和他的团队形成了隧道掘进机搭载超前地质预报关键技术。

近年来,我国交通基础设施建设重心向地形地质复杂的西部山区与岩溶地区转移,建设过程中极易遭遇突水突泥重大灾害。素有“国内罕见、江西第一难隧道”之称的永莲隧道,围岩条件极差,曾发生过15次大规模突水突泥灾害,安全风险高,施工难度大。为了保障永莲隧道安全施工,李术才带领团队经过艰难探索,成功解决了隧道断层突水突泥灾害治理这一国内罕见技术难题。

华润水泥(平南)有限公司河景矿山地处广西强岩溶地区,三面邻水,地质条件复杂,矿坑涌水严重,矿山开采需要24小时不间断排水。而长期抽排水导致矿区及周边地下水位持续下降、建筑物倒塌、地表农田塌陷、鱼塘干涸,生态环境持续恶化。十几年来,有关单位曾经多次对该地区生态环境进行治理,但成效不佳,矿坑涌水不降反升。更为严重的是,2015年5月至10月,河景矿山全部被淹,积水深度超过6米,严重影响了矿山的安全生产。

关键时刻,李术才团队接过了治水的重担,他带领团队战高温、斗雨季,凭借过硬的专业技术和丰富的实践经验,研发新型材料和先进工艺,实现了每天减水量20万方,不仅保证了矿山的安全生产,而且取得了显著的经济效益。

工程建设单位曾问李术才:“我们的工程难题请了很多人解决都没有成功,你们为什么能成功解决?”李术才用十个字给出了回答——理论、技术、产品、工艺、经验。李术才一直提倡走产、学、研、用相结合的路子,专家学者要从工程实际中找问题,再带着问题找办法,首先要在实验室里开展理论研究,研究突水灾害发生的机理,然后再到现场试验纠偏,最后运用到工程领域解决工程难题。

哪里有风险就冲向哪里

业内人士都知道,哪里出现突水突泥灾害,哪里就有李术才团队的身影。这既是对李术才团队能力的认可,也是他们深入一线为工程项目保驾护航的真实写照。

李术才说:“施工现场是最好的实验室,我们就像是地下工程的‘医生’,如果不面对病人,怎么能找出问题?哪里有风险,我们就要冲向哪里。”

为了获取第一手的数据资料,李术才在很多地下工程的施工现场建立实验室,一边发现问题、解决问题,一边对学生们进行现场教学。

山东大学岩土工程中心副教授李召峰说:“我们的科研人员走到哪儿,实验室就建到哪儿。不同于建造房屋照图纸施工就行,地下工程看不见摸不着,很多实验数据和实施数据,我们必须在施工一线才能采到。”

如今,李术才团队的超前地质预报技术、重大突涌水灾害治理技术以及相关装备,已经应用于24个省市的铁路、公路、水利等230余个隧道工程,有效避免了灾害事故和人员伤亡。

李术才提倡科研团队要协同作战,通过统一调配人员,统一管理项目,发挥团队的资源共享优势,提升团队的整体攻关能力。李术才常说:“地下工程灾害治理好比给人治病,需要多种专业人才协同配合才能完成。有能做CT等检查的,比如预报技术人员,可查清病灶;有能研发药品的,比如堵水注浆新材料研发人员;有能实施手术治疗的,比如水害治理注浆工艺技术人员。”

交叉融合创新、工程一线科研攻关让李术才的团队成员快速成长。目前,该团队中有3人成为长江学者特聘教授,2人获得国家杰出青年基金,3人获得国家基金优秀青年基金。此外,李术才团队还入选全国黄大年式教师团队、教育部创新团队、科技部重点领域创新团队。

潜心培养岩土学科人才

“当时山东大学岩土工程学科基础薄弱,人才短缺,发展面临重重困难。”提起19年前的科研条件,李术才感慨万千。

2001年,李术才跟随导师朱维申从中国科学院武汉岩土力学研究所调入山东大学,组建山东大学岩土工程中心。他们从零起步,搭建平台、招贤纳士,经过近20年的努力拼搏,攻克了不良地质体预报的技术难题,实现了岩土学科的跨越式发展。目前,山东大学岩土工程学科已拥有大型地下洞室群教育部工程研究中心、山东省隧道与地下工程灾害防控工程实验室等多个省部级科研平台。

李术才提倡本科生、硕士生、博士生、青年教师和教授一起做科研,教学与科研结合,以科研促教学。“就像踢足球,让小孩子和足球明星一起训练,他会慢慢知道怎样才能成为明星。”李术才潜心育人,桃李芬芳,他的学生中有2人获得国家基金委优秀青年科学基金,1人入选“万人计划”青年拔尖人才,2人入选青年千人计划,1人入选“万人计划”科技创新领军人才,2人入选山东省泰山学者青年专家。李术才带领的团队先后获国家科技进步二等奖4项,省部级一等奖5项、教学成果一等奖1项,山东省科技最高奖和光华工程科技奖,获得中国发明专利52项、美国专利5项,出版专著5部,发表SCI、EI论文150余篇。

“国家战略与实践需求为学科发展带来了重大机遇。我们做研究要‘顶天立地’,‘顶天’,就是要在理论上有创新,引领科技发展;‘立地’,就是要脚踏实地,解决好实际问题。下一步,我们对地质预报的研究要向着精细化方向发展,努力实现预报的实时化、可视化、精确化、智慧化,为地下工程建设中的灾害防控提供强有力的技术支撑。”李术才坚定地说。(记者 张晓明)