弘扬科学家精神 这才是我们该追的星丨护脉人
王复明院士(左二)在工程现场向参观者介绍高聚物防渗修复材料的扩散机理。受访者供图
人物名片
王复明
河南沈丘县人,中国工程院院士,坝道工程医院院长,黄河实验室主任。长期从事基础工程安全维护理论与技术研究,在渗漏涌水防治和隐蔽病害诊治方面取得系统创新成果,解决多项重大工程技术难题。
□本报记者 尹江勇
堤防大坝,怀抱碧波浩渺,守护着一方水土;
公路隧道,承载车流如织,维系着国计民生;
地下管网,输送水电燃气,点亮了万家灯火。
可一旦出现堤坝溃决、道路塌陷、管道渗漏,轻则影响生活便利,重则危及生命和财产安全。
我国拥有世界上规模最庞大的基础工程设施。由水引发的工程灾害及病害,一直是威胁基础工程设施安全与健康的“心腹大患”。
潜心研究防治此类工程灾害及病害的“医术”,中国工程院院士、黄河实验室主任王复明开发出堤坝及隧道地铁渗漏防治、道路及地下管网非开挖维修等创新技术,形成了“固坝修道”技术体系,牢牢守护着江河湖泊等“水脉”、道路管网等“路脉”的安全。
水脉、路脉,皆为国脉。在“为国护脉”的路上,王复明已砥砺前行40余载。
志向
“治水是我一生的追求”
“治水是我一生的追求”,王复明青年时期就立下了志向。
1975年8月,驻马店地区遭遇特大洪灾,60余座水库垮塌。当时刚刚高中毕业的王复明加入抗洪抢险队伍,连夜赶赴抗洪现场。“靠着每天直升机空投烙饼,我们在堤坝上足足守护了一个月。”
洪水带来的满目疮痍,王复明不愿过多提及。由此萌生的治水梦想,那一刻便在心中扎下了根。
1977年恢复高考,他毫不犹豫地选择了水利工程专业,考上了郑州工学院水利系(现为郑州大学水利与交通学院),从此“学习水利、研究治水”40余年。
研究如何防治由水引发的工程灾害,像极了给人治病。王复明说:“最初,我想成为一名‘工程医生’。后来,我发现要解决工程病害诊治问题,就必须多学科协同创新,形成一套系统的‘医术’。”
我国拥有30多万公里的江河堤防和9万多座水库,其中80%以上修建于20世纪50年代至70年代,经过几十年的运行,普遍存在堤坝渗漏隐患。如何维护它们的“健康”,是困扰国内水利工程领域的重大难题。
治病的关键在于找到“良药”,治水的基础则是找到优良的封堵材料。传统的水泥类、水反应高聚物类封堵材料,在防渗修复中存在诸多缺陷。王复明带领团队经过10多年协同攻关,成功研发出非水反应高聚物防水材料,终于找到了理想的“特效药”。
“举个例子,水泥类材料必须与水混合,形成强度需要数小时甚至数天。我们研发的新材料不需要水,形成强度最快十几分钟,特别适用于应急抢修。”王复明介绍,新材料还具备无污染、抗老化性能优良、适应性强等特点,可以广泛应用于高速公路、堤防大坝等基础设施的水灾害防治。
有了“特效药”,还需要开发配套的“注射”技术及装备。王复明开创了交通、水利及土木工程与新材料、新技术交叉融合的学术方向,形成了一套内容丰富且持续完善的“医术”体系,在各种治水应用场景中大显身手——
唧泥翻浆,是破坏道路路面的“顽症”。传统的“封路+开挖重铺”修复方式往往耗时数日,现在只需要三辆车就可快速“出诊”:第一辆三维探地雷达车可以迅速探察地面以下的脱空等“病害”;第二辆车拖曳着弯沉仪,如诊脉一般找准“病灶”;第三辆注浆车则像做“微创手术”一样在地面打孔、注浆,修复一处病害仅需半小时。
堤防水坝防渗,过去需要“开膛破肚”才能解决。现在,特制的工程车沿堤坝前进,就可在坝体内快速建立一道超薄型高聚物防渗墙,有效防止堤坝渗漏,让经历了数十年岁月沧桑的堤坝重新焕发活力。
深埋地下十几年的管道一旦开裂,不仅造成大量浪费,流失的水还会逐渐淘空地下沙土,在地面下方形成危险的陷阱。过去,人们难以察觉这类隐患,现在借助无损检测技术与非开挖修复技术的结合,这些“隐疾”能快速被识别和修复。
一系列汇聚了工程智慧的研究成果不断涌现,有效解决了我国基础设施安全维护所面临的众多工程技术难题。王复明在2015年当选为中国工程院院士,并于2022年被聘为黄河实验室主任,实现“治水”梦想的舞台不断扩展。
“研究治水几十年,实践中总有新的问题等着你去解决。”谈及创新,王复明分享了自己的“秘诀”,“无论你想研究什么,都应带着浓厚的兴趣深入其中,它带给你的乐趣是无穷的,你得到的收获也是无尽的。”
心愿
“建一所前所未有的‘工程医院’”
2021年7月20日,一场极端暴雨袭击郑州等地,也让王复明瞬间进入“战时状态”。
“多处道路塌陷!多处道路需要进行排查和快速处治。”每天紧盯着不断更新的险情战报,王复明和他创建的“坝道工程医院”,向全国分院发出了灾后工程排查抢修倡议。
省内外18家单位迅速响应,31支应急抢险专业队伍飞速驰援郑州等地,6支道路隐患探地雷达检测队伍日夜奋战,共发现路面下方空洞等隐患700余处并进行了抢修……响应的热烈程度和“战果”完全出乎人们意料。
“这是国内工程抢险领域的一次重大考验,也是坝道工程医院面对实战交出的一份优秀答卷。”王复明很欣慰。
正如人有“生老病死”,工程设施也有“生老病险”,也需要体检、养护。王复明很早就有一个构想,那就是建立一所前所未有的“工程医院”。
2017年11月,王复明倡导的国内外第一个“工程医院”在郑州成立,“中国建设工程防水之乡”平舆县也为工程医院建设了“大规模、大尺度、真场景、真实操”的科教融合综合试验基地。
这是一个极具原创性的创新平台,截至目前,已在国内26个省(区、市)先后成立了87家分院,参建单位260余家,正逐步形成“跨地区、跨行业”的工程医院体系。
在这里,还吸引了10多个国家级科研平台前来建设中试基地,上百家高校、企业前来建设人才培养及技术培训基地,显示出强大的“筑巢引凤”效应。
“检测在现场,诊断在云端,专家在全球,服务在身边。”坝道工程医院院长助理冯磊介绍着工程医院的理念,“这里集聚国内外30多名院士、知名专家及其团队,可以通过工程医院‘会诊’,以特色工程技术为基础设施‘把脉问诊、对症施治’。”
不仅是一所“医院”,更是一所“学院”。坝道工程医院收集了国内基础设施病害“疑难杂症”案例,并将其转化为教学资源。
走进坝道工程医院试验场,还可以看到国内首个地下生态智能储粮示范仓,国内外最先进的城市供排水管道试验系统,5种典型的地下综合管廊……一处处1∶1的全尺度试验场,让前来实训的郑州大学土木工程学院师生沉浸其中,书本中的知识变得鲜活起来。
“缺乏高水平的实习基地、青年教师自身实践创新能力不足,是当前工程类人才培养存在的突出问题。”王复明希望,科教融合试验基地能尽快补上这块短板,为国家源源不断培养合格的新一代“护脉人”。
信念
“把个人理想融入国家需求”
“你对王院士最深的印象是什么?”采访中,不同的人给出了自己的回答。
是“忙碌”。院士身边的工作人员说:“67岁了,每周的行程还排得满满当当,昨天还在实验室开会,今天就飞到高原看工程项目,晚上还忍着高原反应给我们打电话布置工作。”
是“严谨”。科研团队的成员说:“我们写的课题材料,院士要一字一句审阅。他反复强调,跟工程相关的数据一个也不能错,否则就可能付出财产甚至生命的代价,这分量,重若千钧。”
更多的回答,是“奉献”。
1993年,在美国做博士后研究的王复明毅然回国,并自筹资金购置国内首台道路动力无损检测试验设备。160万元的价格在当时堪称巨款,王复明找学校申请贷款、找企业投资,均未成功,四处碰壁的他焦虑到心脏早搏,住院了。
在病床上,他做了一个“无知无畏”的决定:倾尽积蓄、四处借款,并高息贷款60万元,终于凑齐了所需费用。
为什么甘愿承担如此大的风险?
“因为国家迫切需要。”王复明坦然回答。当时他敏锐地意识到,随着我国高速公路建设迅速发展,养护维修必将面临严峻挑战,研发推广无损检测病害诊断技术势在必行。
同样的抉择不止一次:去年,黄河实验室的“地下生态仓储建造技术”项目建好地下粮仓后,需要尽快进行储粮试验。入库粮食至少需要2000吨,预计费用650万元,按正常渠道申请经费,周期太长,怎么办?
“这个项目关系着国家粮食安全战略的重大需求,更是防水技术在开发地下空间应用领域的重要探索,试验进程等不得,资金问题我们自己解决。”王复明和几名团队成员一起自筹资金,购置粮食,确保了试验顺利推进。
在个人得失与国家利益的天平之间,王复明的选择从未犹豫。
“目前,无论是科研创新还是平台建设,我们都走进了无人区。坝道工程医院融入黄河实验室一体化运行后,在整合资源、汇聚力量方面不断超出我们的预期。”王复明说,黄河实验室的建设目标之一,就是努力打造国内外一流的科技创新联合体,对这样一个从模式到机制都潜力无限的平台,自己心中总是充满期待。
“几十年来,尽管在科技创新和成果转化方面遇到了很多挑战,但我们体会到,只要把个人理想与国家需求紧密结合,再大的困难也有信心克服,再危险的工程现场也不会畏惧。”他告诉记者,“能够把自己想干的事情、国家需要干的事情干成,再苦再累,我们也不怕!”
科学家寄语
立志当一名工程医生必须敢为人先
学习水利、研究治水40多年,我赶上了改革开放的好时代,更感到“固坝修道”任重道远,“工程医院”前景广阔。
我国的基础设施发展迅速、规模巨大,养护维修、病害诊治都面临严峻挑战。立志当一名解决“疑难急险”问题的工程医生,必须敢为人先,再大的困难也要克服,再危险的现场也不能畏惧,再复杂的科技难题也要攻破。能够解决一个工程“疑难急险”问题,就像医生治好了一个病人一样,感到十分欣慰。要建设好、管理好、运行好“工程医院”这个大平台,需要大家共建共管,需要有大格局、大情怀。
编辑:张龙(小)