劉漢龍（中）在指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。
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(guó)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(guó)家發(fā)明專利132件，出版中、英文專著6部，主編國(guó)家和行業(yè)等標(biāo)準(zhǔn)7部。先后獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。
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(shí)驗(yàn)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(cè)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(chǎng)等，都離不開樁基的支撐。”劉漢龍介紹，自己的科研方向就是研究這些樁基。30多年來(lái)，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(huì)遇到施工場(chǎng)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(wú)法進(jìn)場(chǎng)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(tái)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(wú)法進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地基加固。施工團(tuán)隊(duì)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(shí)鋼梯上來(lái)回攀爬、記錄現(xiàn)場(chǎng)地層情況、扛著儀器四處測(cè)試……前前后后在工地忙碌了一個(gè)多月，劉漢龍?zhí)岢隽擞嗅槍?duì)性的解決方案：漿固碎石樁地基加固技術(shù)。
施工場(chǎng)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(jì)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。”劉漢龍介紹。
甬臺(tái)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(lái)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(guó)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(shuō)。除漿固碎石樁地基加固技術(shù)外，劉漢龍還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)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(shí)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。“要讓科研成果在國(guó)家的重大工程中得到應(yīng)用。”劉漢龍說(shuō)，“技術(shù)行不行，要看能否解決施工難題。”
如今，劉漢龍團(tuán)隊(duì)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(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)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(gè)又一個(gè)工程難題，是我們科研的重點(diǎn)。”劉漢龍說(shuō)。
“用微生物幫忙‘打樁’，砂子會(huì)慢慢變成巖石般的固體”
走進(jìn)巖土實(shí)驗(yàn)樓的微生物巖土實(shí)驗(yàn)室，一個(gè)個(gè)玻璃器皿整齊擺放在架子上。劉漢龍拿起一個(gè)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(shuō)，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(huì)慢慢變成巖石般的固體。”只見劉漢龍將培養(yǎng)出來(lái)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(xiàng)技術(shù)具有輕便快捷、兼容性強(qiáng)、碳排放低等優(yōu)點(diǎn)。“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。”劉漢龍說(shuō)。
微生物來(lái)當(dāng)“建筑加固師”，這個(gè)過程聽起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)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(yíng)養(yǎng)液中，篩選、培養(yǎng)巖土中的可礦化微生物，讓它們?cè)谛玛惔x過程中不斷進(jìn)化。”劉漢龍說(shuō)，得到一株可礦化微生物菌種往往需要經(jīng)過上千次試驗(yàn)。目前，團(tuán)隊(duì)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(duì)出版國(guó)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(guó)際首個(gè)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(dòng)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(yàn)載荷項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人，劉漢龍參加了嫦娥四號(hào)的科普試驗(yàn)載荷研究工作，讓嫦娥四號(hào)搭載的棉花種子長(zhǎng)出月球上第一片綠葉。2020年，嫦娥五號(hào)帶回月壤，劉漢龍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)分析其樣本成分，在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)。
“不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)，為科研攻關(guān)奠定堅(jiān)實(shí)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(dòng)（地震）等，都學(xué)習(xí)了一遍。”劉漢龍說(shuō)，隨著時(shí)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(duì)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(duì)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(zhǎng)明的燈，也在照亮學(xué)子們不斷求索、追逐科學(xué)夢(mèng)想的道路。“每次出差，劉老師都會(huì)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(tuán)隊(duì)已有10余年的肖楊說(shuō)。對(duì)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(shí)，為科研攻關(guān)奠定堅(jiān)實(shí)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(guó)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(gè)團(tuán)隊(duì)從最初的幾個(gè)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(zhǎng)，行則將至；行而不輟，未來(lái)可期。”這是劉漢龍的人生格言。來(lái)到重慶大學(xué)10多年時(shí)間里，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷取得國(guó)際領(lǐng)先的科研成果。
對(duì)土木工程專業(yè)，劉漢龍滿懷深情。“基礎(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(lái)越多的青年學(xué)子深入了解這一行業(yè)，為行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。”劉漢龍說(shuō)。
《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2024年11月13日 06 版）