文|《當(dāng)代黨員》全媒體記者 唐余方 許幼飛
2023年12月7日,劉漢龍(右二)在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖/許幼飛
媒體對(duì)重慶大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)劉漢龍教授的報(bào)道格外少,他的低調(diào)一如他研究的對(duì)象——地下的巖土。
人們通常會(huì)被高聳的大廈、飛馳的高鐵所吸引,卻鮮少關(guān)注科研人員是如何攻克地下巖土工程難題的。
59 歲的劉漢龍,已經(jīng)在巖土工程領(lǐng)域深耕了30多年。11月22日,劉漢龍當(dāng)選中國(guó)工程院院士。
面對(duì)這份榮譽(yù),劉漢龍很淡然:“重慶人多地少,地下空間的開發(fā)潛力巨大,我還有很多想法,想在重慶這片土地上一一實(shí)現(xiàn)。”
穿著筆挺的外套,臉上掛著溫和的笑容,12月7日,記者在重慶大學(xué)巖土實(shí)驗(yàn)樓見到了匆匆趕來(lái)的劉漢龍。
談及為何選擇巖土工程專業(yè),劉漢龍直言是個(gè)“意外”。
上中學(xué)時(shí),因?yàn)槲锢砗蛿?shù)學(xué)成績(jī)好,劉漢龍喜歡上了無(wú)線電和計(jì)算機(jī),但1982 年報(bào)考大學(xué)時(shí)卻被調(diào)配到水利水電工程專業(yè)。
20 世紀(jì)八九十年代正是我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)入飛速發(fā)展的階段,需要大批工程技術(shù)人才。在攻讀碩士學(xué)位時(shí),劉漢龍主動(dòng)選擇了工程地質(zhì)專業(yè),開始研究如何解決地下工程問題。碩士研究生畢業(yè)后,他進(jìn)入設(shè)計(jì)院,開始了3年的工業(yè)與民用建筑設(shè)計(jì)工作?!澳菚r(shí)候設(shè)計(jì)院可是用針管筆畫圖的。”劉漢龍回憶說。
在攻讀博士學(xué)位時(shí),劉漢龍選擇了研究范圍更廣的巖土工程專業(yè),開始與巖土為伍。后來(lái),他到日本留學(xué)攻讀博士后,研究的則是巖土地震工程。
“我基本學(xué)習(xí)了整個(gè)大土木工程的各個(gè)研究方向,從地上(結(jié)構(gòu))到地下(巖土),從干(建筑)到濕(水利),從靜到動(dòng)(地震),都學(xué)習(xí)了一遍?!眲h龍說,“一項(xiàng)工程會(huì)涉及許多問題,需要多學(xué)科交叉聯(lián)合攻關(guān)。我認(rèn)為,掌握不同的專業(yè)知識(shí),既有利于個(gè)人成長(zhǎng),更有利于精準(zhǔn)解決工程問題?!?/p>
即便涉獵頗廣,劉漢龍仍將自己的主攻方向確定為難度最大的巖土工程。因?yàn)?,這是一座建筑、一項(xiàng)工程的基礎(chǔ),正所謂“基礎(chǔ)不牢,地動(dòng)山搖”。在高速公路、高速鐵路等重大工程的大規(guī)模建設(shè)中,他很快就體會(huì)到了解決工程問題帶來(lái)的成就感和滿足感。
2006 年,在甬臺(tái)溫鐵路建設(shè)過程中,由于車站上方有很多高壓電線,常規(guī)的施工機(jī)械進(jìn)不去,無(wú)法進(jìn)行地基加固。解決這一工程難題的任務(wù),落在了劉漢龍身上。
受設(shè)計(jì)院邀請(qǐng),劉漢龍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)趕赴施工現(xiàn)場(chǎng)。為了不耽誤工程進(jìn)度,施工方希望他們?cè)谧疃痰臅r(shí)間內(nèi)研發(fā)出新的地基加固技術(shù)。
“我們要組織攻關(guān),研發(fā)裝備、工藝等,既要保證施工機(jī)械的限高,又要保證設(shè)備能往地下打30—40米的深度做樁基。”劉漢龍說。
為此,劉漢龍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做了大量的實(shí)驗(yàn)、分析、配方以及機(jī)械的設(shè)計(jì)。經(jīng)過一個(gè)月的攻關(guān),他們研發(fā)出一種新型樁基技術(shù):利用小型鉆機(jī)按設(shè)計(jì)直徑分段鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度成孔,放入分段注漿管然后投放石料,投放完成后進(jìn)行注漿,固結(jié)成樁。
“與其他樁型相比,漿固碎石樁的施工機(jī)械高度低,樁身的強(qiáng)度也很高?!眲h龍稱。
工程問題的解決并不代表科研的結(jié)束。之后,劉漢龍還編制了漿固碎石樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前,這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在京滬高速鐵路、滬寧城際鐵路、商合杭高速鐵路、杭千高速公路等項(xiàng)目進(jìn)行應(yīng)用,專門解決復(fù)雜施工環(huán)境下的地基加固問題。
“能夠解決工程問題,是我開展科研工作最重要的成就感和滿足感,因?yàn)槲覀冄邪l(fā)的技術(shù)在重大工程里進(jìn)行了應(yīng)用,我也在不斷解決問題中持續(xù)激勵(lì)自己。”劉漢龍說。
解決高速公路、高速鐵路等國(guó)家重大工程軟弱地基施工后沉降控制和復(fù)雜施工環(huán)境難題,解決我國(guó)吹填造地(島)工程中超軟淤泥地基強(qiáng)度低、含水率高、壓縮性大等難題,解決地震及爆炸液化引起的地基液化及變形難題……隨著一個(gè)又一個(gè)重大工程難題的解決,劉漢龍也朝著更深更廣更新的研究方向不斷前進(jìn)。
“微生物+巖土”在劉漢龍眼中有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系:“微生物生長(zhǎng)繁殖和代謝活動(dòng)中發(fā)生的一系列生物化學(xué)反應(yīng)可以誘導(dǎo)碳酸鈣沉積,從而進(jìn)行巖土的加固。”
近年來(lái),隨著溫室效應(yīng)、土壤污染等全球性問題日益嚴(yán)峻,世界各國(guó)開始提倡使用綠色材料,環(huán)境因素在土木工程建設(shè)中逐漸占據(jù)重要地位。
大部分巖土加固方式為化學(xué)灌漿,使用的是水玻璃、水泥等化學(xué)材料,污染嚴(yán)重。
“我們做創(chuàng)新,不能關(guān)著實(shí)驗(yàn)室的門來(lái)做,首先要了解國(guó)家需求、工程需求?!辈稍L中,劉漢龍強(qiáng)調(diào)最多的就是“需求”二字。也正是基于此,2013年來(lái)到重慶大學(xué)后,他便帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)著手開展微生物巖土加固技術(shù)的研究。
2014 年,肖楊從河海大學(xué)博士畢業(yè),追隨導(dǎo)師劉漢龍的腳步來(lái)到重慶大學(xué),成為研究團(tuán)隊(duì)的一員。
初到重慶大學(xué),肖楊不禁傻了眼——實(shí)驗(yàn)室內(nèi),僅有一些普通的教學(xué)儀器,研究巖土力學(xué)特性的科研設(shè)備幾乎沒有,也沒有開展微生物實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備。
正是在這樣的條件下,劉漢龍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立了國(guó)內(nèi)頗具規(guī)模的生物巖土實(shí)驗(yàn)室,開啟了生物巖土加固和礦化方面的系統(tǒng)工作。
當(dāng)時(shí),國(guó)際上微生物巖土加固工程是一個(gè)新興前沿課題,系統(tǒng)的研究比較少,國(guó)內(nèi)相關(guān)研究的規(guī)模很小。所以,擺在劉漢龍團(tuán)隊(duì)面前的難題不僅是實(shí)驗(yàn)設(shè)備的缺失,還有研究思路、技術(shù)手段和應(yīng)用前景的探索。
“圍繞綠色、‘雙碳’,結(jié)合不同學(xué)科的相關(guān)知識(shí),采取多種研究方法,開展學(xué)科間的緊密交叉合作,以解決巖土工程中存在的實(shí)際問題?!毙钫f,他們都不是微生物專業(yè)出身,需要自學(xué)微生物相關(guān)知識(shí),做好微生物的培育和馴化,把微生物馴化成能誘導(dǎo)生成碳酸鈣的“職業(yè)工人”。
微生物的培育和馴化并不好做,需要大量時(shí)間篩選,失敗是常有的事,而這只是這項(xiàng)研究的第一步。在后續(xù)的研究中,劉漢龍還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了微流控礦化芯片實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),研究微細(xì)觀尺度的生物礦化機(jī)理,這項(xiàng)研究走在了國(guó)際前列,同時(shí)還開展了單元和模型尺度的力學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論方面的工作以及系列工程的應(yīng)用示范工作。
經(jīng)過10 年的努力,目前,劉漢龍團(tuán)隊(duì)出版了全球首部微生物巖土領(lǐng)域的學(xué)術(shù)專著《微生物土力學(xué)原理與應(yīng)用》,創(chuàng)辦了國(guó)際首個(gè)生物巖土領(lǐng)域的英文期刊Biogeotechnics(中文刊名《生物巖土技術(shù)》),在生物巖土領(lǐng)域的科研實(shí)力位于全球前列。
如今,這項(xiàng)技術(shù)被應(yīng)用于大足石刻、瑞金紅井紀(jì)念碑等重要文物以及三峽庫(kù)區(qū)消落帶等工程的修復(fù)?!罢嬲龅搅藷o(wú)污染、可持續(xù)?!眲h龍稱。
地下空間具有太多的不確定性,很多問題在技術(shù)規(guī)范、書本上根本找不到答案,這促使科研人員必須不斷創(chuàng)新。這些年,劉漢龍面向國(guó)家重大需求,既在傳統(tǒng)技術(shù)上創(chuàng)新拓展,還在前沿技術(shù)上進(jìn)行突破,不僅在微生物巖土加固領(lǐng)域取得重大成果,還在能源地下結(jié)構(gòu)技術(shù)開發(fā)、透明土試驗(yàn)設(shè)備研制、智慧地下空間的開發(fā)等新的研究方向上取得重大進(jìn)展。
2020 年,香港科技大學(xué)博士研究生吳煥然畢業(yè)后,沒有回家鄉(xiāng)發(fā)展,而是選擇來(lái)到重慶。
“選擇重慶,看中的就是劉老師和他的團(tuán)隊(duì)。”吳煥然說,“這個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)展勢(shì)頭比較好,發(fā)展方向和我的研究方向非常契合,對(duì)我開展科研工作很有幫助。”
在劉漢龍團(tuán)隊(duì)待了3 年多時(shí)間,吳煥然感受到了這個(gè)團(tuán)隊(duì)的凝聚力和活力,更感受到了劉漢龍對(duì)青年科研人員的全力支持,為大家創(chuàng)造了一個(gè)大有可為的發(fā)展環(huán)境。
“青年科研人員的資源和機(jī)會(huì)相對(duì)較少,但劉老師很關(guān)心大家的成長(zhǎng)。比如,我們每個(gè)人申請(qǐng)科研項(xiàng)目,他都會(huì)一直跟進(jìn),并為我們反復(fù)修改申報(bào)材料。”吳煥然說。
在這種環(huán)境和氛圍的影響下,吳煥然干勁十足,33 歲博士后出站即成為副教授,獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目以及國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)子課題資助,全心投入到生物巖土的細(xì)觀尺度力學(xué)模型和理論方面的研究。
成長(zhǎng)過程中,青年科研人員會(huì)遇到各種困難。這時(shí),劉漢龍總是說:“遇到困難不可怕,可怕的是遇到困難你不說,感覺到有阻力的時(shí)候要及時(shí)講,我們會(huì)想辦法幫大家解決?!?/p>
為此,劉漢龍專門建立了一個(gè)工作機(jī)制,要求青年講師每半個(gè)月向他匯報(bào)一次工作,就是為了及時(shí)了解大家的科研進(jìn)度。
重慶大學(xué)青年講師王春艷在攻讀博士學(xué)位時(shí),曾遇到一個(gè)研究瓶頸,只有通過離心機(jī)實(shí)驗(yàn)才能解決。但是,這個(gè)實(shí)驗(yàn)得去其他學(xué)校做,價(jià)格很貴。團(tuán)隊(duì)成員丁選明教授得知情況后,及時(shí)向劉漢龍匯報(bào),最后用團(tuán)隊(duì)的科研經(jīng)費(fèi)幫助王春艷解決了這個(gè)問題。
“劉老師團(tuán)隊(duì)對(duì)學(xué)生做科研非常支持,從不吝嗇經(jīng)費(fèi)、資源,我們可以踏踏實(shí)實(shí)做自己想做的事情?!蓖醮浩G說。
劉漢龍一直堅(jiān)信,沒有完美的個(gè)人,但是有完美的團(tuán)隊(duì)。這些年,他培養(yǎng)了十幾名國(guó)家級(jí)人才,整個(gè)團(tuán)隊(duì)從最初的幾個(gè)人,發(fā)展壯大到現(xiàn)在包括博士后、博士研究生和碩士研究生在內(nèi)的近200人。
采訪中,記者忍不住好奇:“我們現(xiàn)在是一個(gè)完美的團(tuán)隊(duì)嗎?”
“我覺得我自己不夠完美,但是我的團(tuán)隊(duì)一定是完美的?!眲h龍說。
2013 年12 月18 日,劉漢龍從河海大學(xué)來(lái)到重慶大學(xué)。年近半百,從生活、學(xué)習(xí)、工作了幾十年的江南來(lái)到山城重慶,就是為了能在巖土工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更多突破。
來(lái)重慶這10 年,劉漢龍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)“十年磨一劍”,承擔(dān)了一批國(guó)家和重慶市科技項(xiàng)目,為國(guó)家和重慶市巖土工程設(shè)計(jì)應(yīng)用與行業(yè)發(fā)展提供了重要技術(shù)支撐。
劉漢龍認(rèn)為,僅靠每天工作8 小時(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,要取得更多成果,就要比別人多花時(shí)間和精力。
由于行政工作和科研工作非常忙碌,劉漢龍連節(jié)假日都很少休息,即使是春節(jié)也只休息兩三天,大部分時(shí)間都在謀劃團(tuán)隊(duì)發(fā)展、關(guān)心項(xiàng)目進(jìn)展、討論問題解決方案、修改學(xué)生畢業(yè)論文和學(xué)術(shù)論文。只要不出差,周末和晚上,辦公樓亮到最后的燈光,一定來(lái)自他的辦公室。
唐孝祥在團(tuán)隊(duì)做了7 年行政秘書,對(duì)劉漢龍這種工作狀態(tài)早已習(xí)以為常。
一次,劉漢龍上午去外地開學(xué)術(shù)會(huì)議,當(dāng)天晚上便乘飛機(jī)返回重慶,落地時(shí)已是次日凌晨?jī)牲c(diǎn)。上車后,劉漢龍梳理完一天的工作,然后對(duì)唐孝祥說:“車不用開太快,我可以休息一下。”
乘坐交通工具時(shí),劉漢龍通常也會(huì)工作,他很少在外人面前展露疲態(tài),這是唐孝祥印象最深的一次。
“劉老師很少談及工作的辛苦和壓力,但這些卻通過身體表現(xiàn)出來(lái)了。我才進(jìn)團(tuán)隊(duì)時(shí),劉老師還是一頭黑發(fā),現(xiàn)在已經(jīng)白了一大半?!碧菩⑾檎f。
這種努力的狀態(tài),深深感染著團(tuán)隊(duì)的每一個(gè)人。
“我們研究的是地下的問題,但整個(gè)團(tuán)隊(duì)卻是不斷向上攀登的狀態(tài),每個(gè)人都在各自的崗位上為團(tuán)隊(duì)發(fā)展努力?!碧菩⑾檎f。
唐孝祥有時(shí)在凌晨看到實(shí)驗(yàn)室還亮著燈,那是學(xué)生還在做實(shí)驗(yàn)。沒人要求他們加班,他們只是想抓緊時(shí)間完成手里的科研任務(wù),接著再做下一個(gè)。
微生物巖土實(shí)驗(yàn)小組每次做實(shí)驗(yàn)都從早上六七點(diǎn)做到次日凌晨,由于細(xì)菌一直在生長(zhǎng),大家不想間斷,希望能得出最準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
劉漢龍希望團(tuán)隊(duì)成員能夠樹立遠(yuǎn)大目標(biāo),一直往前走。他會(huì)時(shí)不時(shí)催促大家拓展新的研究方向,想想新的辦法解決新的難題。在一次年終學(xué)術(shù)會(huì)議上,他曾飽含深情地說:“人為什么覺得走上坡累,那是因?yàn)槟阍诔叩哪繕?biāo)前進(jìn)。如果因?yàn)樘哿送O聛?lái),而別人卻在往前走,站在原地的你就是在倒退!”
盡管這個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)碩果累累,但劉漢龍仍希望在科研道路上,大家不要松懈,更不能停下前進(jìn)的腳步。