山科大有一支山暉團隊,接“地氣”做科研解隧道穩定性難題(山科事件)
半島全媒體記者 劉金震 通訊員 郭菁荔
“你們這么年輕,能行嗎?”這是三年前山東科技大學土建學院地下工程研究院青年團隊(山暉團隊)在外尋求校企合作時的常遇到的回應。毫無疑問,當時的團隊成員們是失落的。但他們僅用一年的時間便扭轉了這種格局,實現了從追著找企業要合作,到諸多知名企業主動前來合作的轉變。原因無它,就是他們有能力解決問題。
將預緊力錨桿主動支護方法創新應用到青島地鐵6號線的建設中,破解城市大跨暗挖車站安全與效率矛盾沖突難題,不久前獲第十四屆中國巖石力學與工程學會科技進步一等獎;承擔青島地鐵集團、山東高速集團、山東能源集團、山東黃金集團等橫向科研課題,其中千萬元級重大科研課題1項……山暉團隊不做“象牙塔”內的科研,瞄準地下工程建設領域的重大科技難題,將論文寫在了祖國天南海北的地下、海下隧道,蹚出了一條校企合作的新路子。
青島地鐵現場課堂
與巖石“打交道”,接“地氣”做科研
“石韜玉而山暉,水懷珠而川媚”,這是晉代陸機《文賦》中的詞句,也是山暉團隊名字的出處。2023年7月1日,在臨臨高速的建設現場,山暉團隊這個特殊的黨支部成立了,從此,地下工程研究院青年團隊有了精神之魂。山暉團隊黨支部書記楊旭旭說,團隊的“主業”本就是與巖石“打交道”,寓意希望建成一支克服焦躁、沉穩積蓄內在能量,通過扎根現場、解決具體工程問題最終實現自我價值的團隊。
“把巖石力學界著名專家陳子蔭教授為代表的老一輩專家學者在科研、治學過程中形成的優良傳統傳承下去,發揚光大,是‘山暉’的責任和使命之一。”副院長李為騰告訴記者,當年,山東礦業學院的巖石力學在國內是非常頂尖的,陳教授等老一輩專家更是培養出了顧大釗院士、李術才院士等一大批高水平專家校友。他們以厚土為基,腳踏實地,踐行真知,為巖土工程等學科的發展和國民經濟建設做出了突出貢獻。他說:“前人開路,后人敢拼,接過‘接力棒’后,我們始終將目光瞄準地下工程建設領域的重大科技難題,堅持黨建引領,‘產、學、研、用’緊密結合,在服務地方經濟發展、助力重大地下工程建設、培養高水平人才隊伍方面發光發熱。”
科技創新表現在“新”,價值在用。地下工程的“破”與“立”便是團隊科研攻關的重點。他們明確形成了以巖體穩定性控制為龍頭,結合智能盾構、物探、地下新能源的1 3研究發展方向格局。團隊深知,工程現場的問題是科技創新的動力源。一直以來,山暉團隊堅持“走出去”,到工程現場去,做接“地氣”的科研,不做“鎖在抽屜里”的科研。
團隊研究生李永順、王柯現場監測。
四兩撥千斤,隧道建設嵌上“安全鎖”
從追著找企業找合作,到企業主動前來尋求幫助,從無人問津到炙手可熱,這種局面改變的原因只有一個,那就是他們扎根現場,有實力和能力為工程解決難題。
2021年,團隊首次將預緊力錨桿主動支護方法應用到地鐵隧道建設中,為青島地鐵6號線解決了“卡脖子”難題,保障了施工安全,縮短了建設工期,產生了顯著的經濟效益和社會效益。這是團隊的“代表作”之一,也是基于這個項目,不久前團隊獲第十四屆中國巖石力學與工程學會科技進步一等獎。
傳統的地鐵隧道支護設計趨于保守,雖然材料耗費多,但是不一定能充分發揮作用,甚至有時會干擾施工,影響進度。李為騰和團隊在主動尋求到合作契機并發現問題后,便開始探索新的設計方案,將預緊力錨桿主動支護方法創新應用到青島地鐵6號線的六個車站建設中,成果得到了錢七虎院士、何滿潮院士、李術才院士等行業權威專家的認可,這種方法及時主動給隧道巖體施加較大的支護力,改善圍巖三向受力狀態,從而提升圍巖自承能力。他說:“施加了預緊力,就像給圍巖注入了‘內功’,達到四兩撥千斤的效果,使地下工程更加穩定,這種主動的預緊力是通過張拉后的高效鎖定實現的,這一‘鎖’,就鎖住了風險,為‘城市動脈’建設加上了‘安全鎖’。”
團隊成員用科研成果助力青島地鐵6號線建設(左三楊旭旭,左四秦哲,左五王剛,左六李為騰,左七馮強,左八王洪波)。
為青島地鐵6號線解決了難題,團隊扎根現場、務實奉獻的態度更是受到高度評價,獲得更多合作機會便是水到渠成。山東高速集團臨臨高速公路工程全程共有15條隧道,突泥、坍塌是施工的“攔路虎”,如何安全地搶工期?楊旭旭帶領山暉團隊發揮多學科交叉融合優勢,推出了“隧道施工全過程安全管控與智能決策系統(TIS)”,通過實時監測效果和數據反饋等功能及時發現安全隱患,實現隧道施工過程的風險規避。
在云南省滇中引水工程現場,也有山暉團隊的力量。這是我國目前在建最大引水工程,共布置隧洞58條,總長約612km,占輸水干線長度的90%以上。這些隧洞穿越青藏高原與古揚子板塊的交界區域,構造活動強烈,地質條件極其復雜,堪稱地下工程地質“博物館”。針對高風險隧洞突水突泥災害預的緊迫需求,自2021年11月起,團隊成員范克睿扎根云南八個月,參與“云南省滇中引水工程專項超前地質預報1標“項目,負責該項目麗江段的專項超前地質預報工作。
此外,深圳地鐵、青島膠州灣二隧、濟南地鐵項目……也紛紛主動前來尋求合作。
團隊參與的山東臨臨高速韓王崮隧道貫通。
扎在地下深處,團隊課題、獎項頻結碩果
山暉團隊是一支年輕的隊伍,平均年齡只有33歲。但年輕意味著無限可能,也意味著能吃苦、肯吃苦。如今,團隊已成長為學校地下工程學科的一支重要青年力量。新入職的青年教師都以加入這支隊伍為榮。團隊成員由最初的5人發展到13人,其中教授1人,副教授6人,博士生導師2人,中國科協托舉人才1人,山東省優青1人,Peter A. Cundal獎獲得者1人,青島市青年科技獎獲得者1人,西海岸新區高層次緊缺人才2人,青島西海岸新區最美青年1人,4人掛職青島地鐵集團和青島國信二隧公司。團隊得到山東省高等學校青創人才引育計劃立項建設。
據悉,目前團隊主持國家自然科學基金項目11項及山東省重點研發計劃、山東省基金、中國博士后科學基金等縱向科研項目,承擔青島地鐵集團、山東高速集團、山東能源集團、山東黃金集團等委托橫向科研課題,其中千萬元級重大科研課題1項。團隊橫向課題經費已達3000多萬元,與學校的眾多團隊相比,這個總金額并不多,但與學校里同樣年輕的團隊相比,已實屬不易。今年,公示的山東省科技獎勵中土建學院有四項,其中三項屬于山暉團隊成員。
青島地鐵示范工程觀摩,李為騰向專家同行介紹主動支護創新成果。
這些成績是團隊成員扎在地下深處一步一個腳印干出來的。他們在施工中的地鐵隧道里常常待到凌晨,在實驗室連軸轉進行模型試驗和大體量數值計算,在工程一線一待就是幾個月,以對接建設方、設計方、施工方……隧道爆破和監測通常在后半夜,冬日地下深處溫度在零下,有些監測工作需要往頭上的鉆眼里灌水,總會有水沿著胳膊倒進衣服里,他們便穿著濕漉漉的袖子工作幾個小時,直到晨曦初現,渾身泥垢的他們帶著奮戰一夜的監測數據爬出豎井,繼續開展白天的工作。這些數據很快就能變成各種曲線,直觀呈現工程安全性。這只是“地下工作者”日常辛勞工作的一處縮影,個中滋味只有他們最能體會。
飛速成長的不止團隊成員,還有學生。團隊將課堂建在工地上,帶著學生與工作人員同吃同住,讓學生在現場發現問題解決問題。很多學生入學后一半的時間都駐扎在項目現場,畢業時直接被項目所在單位留下了,獲得了工作機會。
21世紀是地下空間開發利用的世紀,山暉團隊將用自己的實際行動詮釋“工匠精神”的內涵,致力讓地下空間開發更安全、更高效、更簡單。