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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點(diǎn),為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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譚賢君:快樂的“地下工作者”

2024-07-24 中國科學(xué)報(bào) 李思輝
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語音播報(bào)

譚賢君?受訪者供圖

西藏林芝,波密縣扎墨公路旁,崗日嘎布山巍峨聳立,山腳下的嘎隆拉隧道如同打開了一扇神秘的大門,緩緩?fù)ㄏ蛟L期“與世隔絕”的墨脫縣。

這里,正是中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所(以下簡稱武漢巖土所)研究員、第二屆中國科學(xué)院青年五四獎(jiǎng)?wù)芦@得者譚賢君“地下工作者”生涯的起點(diǎn)。十幾年前,他曾在這里完成博士論文研究,也是從那時(shí)起,他和雪山、隧道、巷道結(jié)下了不解之緣。

雪山之下

墨脫,作為全國最后一個(gè)通公路的縣,被喜馬拉雅山脈和崗日嘎布山隔絕,一度被稱為“高原孤島”。從上世紀(jì)60年代開始,國家多次投入巨額資金修建墨脫公路,但因地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自然災(zāi)害頻發(fā)等因素,公路屢建屢毀。自2000年起,為了探索墨脫公路修建的可行性,原交通部、西藏自治區(qū)聯(lián)合委托中交二院、武漢巖土所等單位進(jìn)行了深入的科研攻關(guān)。

2009年,譚賢君跟隨武漢巖土所研究員陳衛(wèi)忠一同進(jìn)藏開展現(xiàn)場研究工作。根據(jù)導(dǎo)師陳衛(wèi)忠的安排,譚賢君的博士論文專注于高海拔寒區(qū)隧道凍脹機(jī)理及保溫技術(shù)的研究。而這次進(jìn)藏,他的主要任務(wù)便是安裝傳感器與數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集,著手解決隧道凍害機(jī)理與保溫層設(shè)計(jì)的難題。

科研團(tuán)隊(duì)每天迎著曙光深入隧道施工現(xiàn)場,直到夜幕降臨才返回駐地?!案侣±淼廊肟诤0胃哌_(dá)3700米,缺氧和高原反應(yīng)易使人疲憊,每天都面臨挑戰(zhàn)。因?yàn)槊刻祗w力和精神的雙重消耗,我們都累得不想多說一句話?!弊T賢君回憶。但是安頓下來后,大家又聚在一起討論當(dāng)天安裝、測(cè)試時(shí)遇到的問題,做好第二天改進(jìn)的計(jì)劃。

扎墨公路工期緊張,多點(diǎn)同時(shí)開工,因此研究團(tuán)隊(duì)時(shí)常穿越尚未完工的路段。夏天融雪期間,陡峭的山坡上落石頻發(fā),石頭滾落的“咚咚”聲回響在耳邊,令人心驚膽戰(zhàn)。盤山便道狹窄曲折,科研人員乘坐的越野車又比較寬,有一次,譚賢君透過車窗看不到路面,回過頭一看才發(fā)現(xiàn),輪胎幾乎軋?jiān)诹笋R路牙子上。

還有一次,他們的車和另一輛車在窄道上會(huì)車后,剛駛出不遠(yuǎn)就聽到轟隆聲,剛才經(jīng)過的路段,山體發(fā)生坍塌、石頭滾落。當(dāng)?shù)厮緳C(jī)立即下車,前往不遠(yuǎn)處的圣湖邊獻(xiàn)上一條哈達(dá),感謝上蒼保佑。

地下工程科研工作不僅要深入偏遠(yuǎn)地區(qū),還要面對(duì)現(xiàn)場諸多不可控因素和安全挑戰(zhàn),這是譚賢君此前未曾預(yù)料到的。然而,面對(duì)接踵而至的困難,陳衛(wèi)忠始終氣定神閑,對(duì)各類異常情況都能冷靜應(yīng)對(duì)。那一刻,譚賢君深刻領(lǐng)會(huì)了導(dǎo)師平時(shí)的諄諄教導(dǎo):“作為‘地下工作者’,我們要有革命樂觀主義精神,用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐,從而戰(zhàn)勝困難和挑戰(zhàn)?!?/p>

在導(dǎo)師的帶領(lǐng)下,譚賢君和團(tuán)隊(duì)成員一起,針對(duì)隧道建設(shè)與運(yùn)營中遇到的高海拔低溫凍害、高壓突水、高烈度地震和高地應(yīng)力巖爆等四大災(zāi)害問題,進(jìn)行了系統(tǒng)的理論研究、技術(shù)創(chuàng)新與工程應(yīng)用。他們成功實(shí)現(xiàn)了隧道工程災(zāi)害形成機(jī)理及其穩(wěn)定性控制的理論、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建造與處置技術(shù)體系的創(chuàng)新,首次提出高海拔強(qiáng)震區(qū)泡沫混凝土保溫-吸能減震技術(shù),將泡沫混凝土技術(shù)應(yīng)用到重大工程災(zāi)害防御中。

在包括工程建設(shè)者、科技人員在內(nèi)的多方共同努力下,嘎隆拉隧道終于建成。它是世界上首條在現(xiàn)代冰川上、跨越兩個(gè)氣候帶地區(qū)修建的隧道。它的建成,不僅終結(jié)了墨脫人民獨(dú)處“高原孤島”的歷史,使墨脫縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和群眾的生活發(fā)生了翻天覆地的變化,也標(biāo)志著我國實(shí)現(xiàn)了“縣縣通公路”的目標(biāo)。

巷道之內(nèi)

2011年,已經(jīng)留所工作的譚賢君受命為某煤礦巷道變形提供技術(shù)支持。在昏暗狹窄的巷道中,施工方的技術(shù)人員焦急地找到他,問了一個(gè)棘手問題:“對(duì)于受采動(dòng)影響的軟巖巷道大變形持續(xù)返修問題,是否有更好、更持久的控制方法?”

軟巖巷道的大變形控制問題比較復(fù)雜,傳統(tǒng)施工大多采用“強(qiáng)支硬頂”的“剛”支護(hù)方法,需要不斷返修,造成時(shí)間與成本的巨大浪費(fèi),而“柔”的材料研究比較少。譚賢君結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)及其在西藏墨脫的技術(shù)研究經(jīng)歷,提出了一個(gè)創(chuàng)新性思路:采用泡沫混凝土充填于煤礦巷道中能否取得緩沖吸能、剛?cè)嵯酀?jì)的效果?于是,他馬上和團(tuán)隊(duì)一起加班加點(diǎn)制定方案,提出了大變形巷道泡沫混凝土緩沖層支護(hù)新技術(shù)。

經(jīng)過多次科學(xué)試驗(yàn)后,最終確定該技術(shù)不但可行,還展現(xiàn)出顯著的工程效果:現(xiàn)澆泡沫混凝土緩沖層技術(shù)在山能集團(tuán)東灘煤礦順利實(shí)施,有效提高了巷道的穩(wěn)定性,結(jié)束了此前巷道必須每半年返修一次的歷史。

按理說,新技術(shù)得以應(yīng)用是好事,但譚賢君對(duì)自己的“作品”依然不滿意。參與過多項(xiàng)大型工程建設(shè)的他認(rèn)為,這項(xiàng)技術(shù)雖然實(shí)用,但不夠完美。一方面,現(xiàn)澆泡沫混凝土的過程中容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象;另一方面,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、工期長。為解決上述問題,他日思夜想,在腦海中反復(fù)推演,力求找到最佳解決方案。

功夫不負(fù)有心人。經(jīng)過近5年的努力,他和團(tuán)隊(duì)終于取得突破,設(shè)計(jì)出一種密度更小、吸能效果更好的泡沫板,即二代有機(jī)聚氨酯緩沖層吸能板。它不僅能有效減少現(xiàn)澆泡沫混凝土過程中出現(xiàn)的分層現(xiàn)象,還能大大提高施工效率。這一新材料在新疆某超長深埋輸水隧洞項(xiàng)目中成功應(yīng)用,確保了隧洞在復(fù)雜破碎斷層帶中順利施工。

然而,在實(shí)際施工中,團(tuán)隊(duì)又面臨新的挑戰(zhàn)——如何確保有機(jī)泡沫板的耐久性。為了突破這個(gè)難題,2018年起,譚賢君與團(tuán)隊(duì)開始尋找一種有機(jī)與無機(jī)相結(jié)合、耐久性好、現(xiàn)場安裝方便的吸能結(jié)構(gòu),但過程并不順利。他們前前后后不斷與做材料、設(shè)備、金屬甚至杯子的研發(fā)人員交流,尋找了上百種材料,但理想中的那一款材料一直沒有出現(xiàn)。

2020年武漢“解封”后,譚賢君與陳衛(wèi)忠第一時(shí)間趕赴施工現(xiàn)場解決問題。一路上,他向?qū)熣勂疬@個(gè)讓他寢食難安的問題。在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下,一個(gè)思路逐漸清晰起來——將聚乙烯(PE)管和泡沫混凝土結(jié)合。興奮的兩人長談至凌晨兩點(diǎn),離解決難題的答案也越來越近。

在多番尋覓下,譚賢君終于找到了一種既能適應(yīng)大變形又不容易破裂的PE材料,完成了第三代裝配式緩沖吸能器的研發(fā)。目前,這種緩沖吸能器在世界最長在建高速公路隧道——天山勝利隧道穿越活動(dòng)斷裂帶中順利應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜條件下隧道工程抗錯(cuò)斷設(shè)計(jì)的又一個(gè)突破。

快樂之源

作為一名年輕的巖土工程人,譚賢君穿梭在狹窄山徑、隧道深處,把宿舍安在施工現(xiàn)場,把實(shí)驗(yàn)室建在隧道深山,把科研成果應(yīng)用于國家重大工程。

“雖然這樣的研究環(huán)境與年少時(shí)想象的科學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境不太一樣,但寫在國家重大工程上的文章并不比寫在紙上的差。”譚賢君早習(xí)以為常,并且找到了其中的樂趣。

“解決施工和設(shè)計(jì)中碰到的技術(shù)難題,保證工程建設(shè)順利實(shí)施,為社會(huì)作出貢獻(xiàn),這是一種持久的快樂!”譚賢君目前正致力于新一代裝配式保溫、防凍脹緩沖吸能器的研發(fā)。他希望“小東西發(fā)揮大作用”,以便在多種地質(zhì)條件下得到有效應(yīng)用。

他常與團(tuán)隊(duì)研究生分享心得:“把論文寫在祖國的大地上,把科研成果應(yīng)用在國家重大工程需求中,看到一個(gè)個(gè)工程技術(shù)難題被攻克,看到項(xiàng)目通車的盛大場景,你會(huì)和工程建設(shè)者、和當(dāng)?shù)厝罕娨黄饸g呼,大家也會(huì)為你歡呼——在人們眼里,不斷貢獻(xiàn)實(shí)用技術(shù)的‘地下工作者’,也是‘了不起的建設(shè)者’。”

(原載于《中國科學(xué)報(bào)》?2024-07-24?第1版?要聞)
打印 責(zé)任編輯:梁春雨

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