劉漢龍(中)在指導(dǎo)學(xué)生做實驗。
重慶大學(xué)供圖
人物小傳
劉漢龍,，1964年3月生，江蘇高郵人，中國工程院院士,，重慶大學(xué)教授。主要從事環(huán)境巖土力學(xué)與防災(zāi)減災(zāi)工程,、軟弱地基加固與樁基工程等方面的教學(xué)與研究工作,，獲國家發(fā)明專利132件，出版中,、英文專著6部,，主編國家和行業(yè)等標準7部。先后獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎2項,，國家科技進步獎二等獎1項,，國家教學(xué)成果二等獎2項。
重慶大學(xué)里有一棟三層高的紅磚小樓,，屋頂?shù)摹皫r土實驗樓”頗為引人注目,。走進樓中的一間展廳，重慶大學(xué)土木工程學(xué)院教授劉漢龍,，正在測量幾根外形各異的混凝土柱子,。
“這些柱子就是樁基，建造高樓,、高鐵,、港口,、機場等，都離不開樁基的支撐,?！眲h龍介紹，自己的科研方向就是研究這些樁基,。30多年來,，劉漢龍圍繞著巖土與地下工程安全和開發(fā)利用這一領(lǐng)域潛心科研，行而不輟,。
“技術(shù)行不行,，要看能否解決施工難題”
軟弱土強度低、易沉降,。在軟弱土地區(qū)建設(shè)高速鐵路的過程中,，經(jīng)常會遇到施工場地上方存在高壓電線、高架橋等復(fù)雜施工環(huán)境,，傳統(tǒng)高大的水泥粉煤灰碎石樁,、灌注樁、攪拌樁等施工機械無法進場施工,。如何解決這種復(fù)雜環(huán)境下的施工問題,，曾經(jīng)是困擾工程界多年的一大難題。
2005年,，浙江甬臺溫鐵路開工建設(shè),，由于車站上方有很多高壓電線，常規(guī)的打樁機高度受限,，無法進入施工現(xiàn)場進行地基加固,。施工團隊找到了劉漢龍，尋找替代常規(guī)打樁機的施工方法,。
戴著安全帽，在狹窄的臨時鋼梯上來回攀爬,、記錄現(xiàn)場地層情況,、扛著儀器四處測試……前前后后在工地忙碌了一個多月，劉漢龍?zhí)岢隽擞嗅槍π缘慕鉀Q方案：漿固碎石樁地基加固技術(shù),。
施工場地有高度限制,，通過漿固碎石樁地基加固技術(shù)，可以用小型鉆機分段鉆孔,，直到鉆至設(shè)計深度,，然后放入分段注漿管并投放石料，最后進行注漿,，固結(jié)成樁,?！芭c傳統(tǒng)樁型相比，漿固碎石樁的施工所需高度低,、混凝土用量少,、樁身強度高，更為經(jīng)濟高效,?！眲h龍介紹。
甬臺溫鐵路用到的漿固碎石樁樣品,，如今便陳列在展廳內(nèi),。該技術(shù)后來被推廣應(yīng)用到京滬高鐵、滬寧城際高鐵等重大工程中,，有效解決了高架立交和貼近既有線等復(fù)雜施工環(huán)境下的地基加固難題,，并列入國家鐵路行業(yè)標準。
“樁基是解決建筑沉降問題的基礎(chǔ),，要讓軟弱土強‘基’壯‘骨’,，就要提高樁基性能，為此我們研發(fā)出系列復(fù)合樁基技術(shù),?！眲h龍說。除漿固碎石樁地基加固技術(shù)外,，劉漢龍還帶領(lǐng)團隊研發(fā)出一種新技術(shù)——現(xiàn)澆混凝土大直徑管樁技術(shù),，該技術(shù)采用環(huán)形截面空心樁代替實心樁，在同等承載力條件下,，混凝土用量節(jié)省30%以上,，施工機械能耗減少50%。
江蘇,、浙江,、海南……技術(shù)用到哪里，劉漢龍的腳步就走到哪里,?！耙尶蒲谐晒趪业闹卮蠊こ讨械玫綉?yīng)用?！眲h龍說,，“技術(shù)行不行，要看能否解決施工難題,?！?/p>
如今，劉漢龍團隊研發(fā)的系列復(fù)合樁基技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于公路,、鐵路等領(lǐng)域的部分國家重大基礎(chǔ)設(shè)施項目地基加固,，有效解決了在軟弱土環(huán)境下施工的沉降變形問題,。“解決一個又一個工程難題,，是我們科研的重點,。”劉漢龍說,。
“用微生物幫忙‘打樁’,，砂子會慢慢變成巖石般的固體”
走進巖土實驗樓的微生物巖土實驗室，一個個玻璃器皿整齊擺放在架子上,。劉漢龍拿起一個量杯,，里面是略顯渾濁的黃色液體?！斑@液體里有能給巖土層‘套上鎧甲’的微生物,。”劉漢龍說,，微生物和巖土,，兩種不同的物質(zhì)，在這里被緊密結(jié)合在一起,。
“通過噴灑,、注漿、攪拌,、傾倒等手段,，把微生物液體注入巖土體進行加固，這就是微生物加固技術(shù),，相當于用微生物幫忙‘打樁’,，砂子會慢慢變成巖石般的固體?！敝灰妱h龍將培養(yǎng)出來的微生物液體倒入砂子,，在礦化反應(yīng)的作用下，松散的砂子慢慢凝結(jié)……
微生物加固技術(shù)初始菌種只需要幾毫克,，擴培后即可通過它們產(chǎn)出所需的海量膠結(jié)物質(zhì),，這項技術(shù)具有輕便快捷、兼容性強,、碳排放低等優(yōu)點?！霸诮ㄔ爝^程中,，如果我們能大量使用微生物加固技術(shù)，就能極大降低能耗和碳排放,?！眲h龍說,。
微生物來當“建筑加固師”，這個過程聽起來簡單,，實際上離不開復(fù)雜的科研攻關(guān),。
“我們通過將原始微生物接種到營養(yǎng)液中，篩選,、培養(yǎng)巖土中的可礦化微生物,，讓它們在新陳代謝過程中不斷進化?！眲h龍說,，得到一株可礦化微生物菌種往往需要經(jīng)過上千次試驗。目前,，團隊已培養(yǎng)出10余種可礦化微生物,。
2022年，經(jīng)過多年的積累,，劉漢龍團隊出版國內(nèi)首部微生物巖土領(lǐng)域?qū)W術(shù)專著《微生物土力學(xué)原理與應(yīng)用》,，創(chuàng)辦國際首個微生物巖土領(lǐng)域的專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《生物巖土技術(shù)》，聚焦利用微生物代謝活動促進巖土材料性能改變,、巖土材料綠色生態(tài)加固和低碳發(fā)展,，彌補了行業(yè)空白。
仰望蒼穹,，將目光投向更廣闊的太空,。作為生物科普試驗載荷項目總負責人，劉漢龍參加了嫦娥四號的科普試驗載荷研究工作,，讓嫦娥四號搭載的棉花種子長出月球上第一片綠葉,。2020年，嫦娥五號帶回月壤,，劉漢龍帶領(lǐng)團隊分析其樣本成分,，在實驗室內(nèi)開展了月壤的復(fù)配，并隨之進行了復(fù)配月壤的微生物加固實驗,。
“不斷學(xué)習新知識,，為科研攻關(guān)奠定堅實基礎(chǔ)”
1982年高中畢業(yè)后，劉漢龍考入浙江大學(xué)土木系水工結(jié)構(gòu)專業(yè),，開始土木工程專業(yè)的求學(xué)之路,。“從地上(建筑)到地下(巖土),，從干(結(jié)構(gòu))到濕(水利),，從靜(力學(xué))到動(地震)等，都學(xué)習了一遍?！眲h龍說,，隨著時代發(fā)展需要，不斷調(diào)整學(xué)習方向,，才能“始終面向世界前沿做科學(xué)研究”,。
劉漢龍對科研的熱情也影響著學(xué)生們。在學(xué)生眼里,，劉漢龍是一位對科研十分投入的老師,，不出差的晚上，整棟大樓熄燈最晚的,，一定是劉漢龍的辦公室,。
這盞深夜里長明的燈，也在照亮學(xué)子們不斷求索,、追逐科學(xué)夢想的道路,。“每次出差,，劉老師都會隨身攜帶大量文件資料,，在高鐵上閱讀、批注,、勾畫,。”加入劉漢龍研發(fā)團隊已有10余年的肖楊說,。對此,，劉漢龍笑著解釋：“正如建筑打地基，要不斷學(xué)習新知識,，為科研攻關(guān)奠定堅實基礎(chǔ),。”
在劉漢龍指導(dǎo)下,，肖楊憑借在微生物加固土體力學(xué)領(lǐng)域的豐富研究成果,，獲得國家杰出青年科學(xué)基金資助。如今,，包括肖楊在內(nèi),，劉漢龍培養(yǎng)了10多名高水平科研人才，整個團隊從最初的幾個人,，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200余人。
“道阻且長,，行則將至;行而不輟,，未來可期,。”這是劉漢龍的人生格言,。來到重慶大學(xué)10多年時間里，他帶領(lǐng)團隊不斷取得國際領(lǐng)先的科研成果,。
對土木工程專業(yè),，劉漢龍滿懷深情?！盎A(chǔ)設(shè)施建設(shè)與交通,、能源等領(lǐng)域都離不開土木工程。希望有越來越多的青年學(xué)子深入了解這一行業(yè),，為行業(yè)長遠發(fā)展貢獻力量,。”劉漢龍說,。(記者 王欣悅)
編輯：周大為
