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(biāo)準(zhǔn)7部。先后獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎2項，國家科技進(jìn)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(jìn)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(jī)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(qiáng)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(jī)械無法進(jìn)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(jī)高度受限，無法進(jìn)入施工現(xiàn)場進(jìn)行地基加固。施工團(tuán)隊找到了劉漢龍，尋找替代常規(guī)打樁機(jī)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(jī)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(jìn)行注漿，固結(jié)成樁。“與傳統(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(qiáng)度高，更為經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)。
“樁基是解決建筑沉降問題的基礎(chǔ)，要讓軟弱土強(qiáng)‘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)。”劉漢龍說。除漿固碎石樁地基加固技術(shù)外，劉漢龍還帶領(lǐng)團(tuán)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(jī)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。”劉漢龍說，“技術(shù)行不行，要看能否解決施工難題。”
如今，劉漢龍團(tuán)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?！眲h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(jìn)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。“這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(jìn)行加固，這就是微生物加固技術(shù)，相當(dāng)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(kuò)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(qiáng)、碳排放低等優(yōu)點。“在建造過程中，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(dāng)“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(jìn)化。”劉漢龍說，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(tuán)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(tuán)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(jìn)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(bǔ)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(fù)責(zé)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(tuán)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(jìn)行了復(fù)配月壤的微生物加固實驗。
“不斷學(xué)習(xí)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(xí)了一遍。”劉漢龍說，隨著時代發(fā)展需要，不斷調(diào)整學(xué)習(xí)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?！懊看纬霾?，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?！奔尤雱h龍研發(fā)團(tuán)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(xí)新知識，為科研攻關(guān)奠定堅實基礎(chǔ)?！?/p>
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(tuán)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(tuán)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(yuǎn)發(fā)展貢獻(xiàn)力量?！眲h龍說。
《 人民日報 》（ 2024年11月13日 06 版）