解碼高原凍土難題的“魔法師”——記中科院院士賴遠明

時間:2015-12-30 16:02來源:新華社 作者:張文靜 點擊: 載入中...

  昆侖山下,皚皚雪原,一條聞名于世的鋼鐵大動脈穿過戈壁凍土,跨越雪域高山,駛向“世界屋脊”。這就是世界海拔最高、創(chuàng)下多個“世界之最”的青藏鐵路。


  一位來自中科院的科學(xué)家和他的同行,經(jīng)過多年不懈努力,用“科技魔法”解決了青藏鐵路修建中的凍土難題,創(chuàng)造“天路”奇跡。他,就是中科院院士、中科院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所研究員賴遠明。


  “科技魔法師”挑戰(zhàn)世界難題


  含有冰的各種巖石和土壤,稱為凍土。凍土極易受工程的影響產(chǎn)生融化下沉。青藏鐵路修建過程中,要穿越連續(xù)多年凍土區(qū)550公里。如何保證修建中凍土不融沉、路基保持穩(wěn)定?西方人士曾判斷“這是無法攻克的世界性難題”。


  “最難的是沒有規(guī)范,就連全球凍土面積第一的俄羅斯都沒有相關(guān)規(guī)范,我們的工作從一開始就注定必須創(chuàng)新。”賴遠明回憶。


  中科院院士、曾任國際凍土協(xié)會主席的程國棟提出了“主動冷卻路基”法。用哪種措施“主動冷動路基”在國內(nèi)尚屬空白,賴遠明主動承擔(dān)起填補這一空白的使命。


  “降低凍土層溫度,就能解決凍土凍脹和融化難題。”沿著這一思路,2002年起,賴遠明帶領(lǐng)團隊開始技術(shù)攻關(guān)。


  一次次的野外考察和室內(nèi)實驗,賴遠明發(fā)現(xiàn),塊碎石因有空隙能在夏季時少吸收熱量,冬季時排出熱量,從而達到給凍土層降溫的目的。但是,究竟要選擇多大粒徑的塊碎石才能達到最佳結(jié)果?


 ?。玻埃埃衬昶?,經(jīng)過200余天的模擬試驗,賴遠明最終成功找到了塊碎石的最佳粒徑——22厘米。


  在賴遠明看來,在傳統(tǒng)土方路基上填筑塊碎石路基再鋪以土方路基的“肉夾饃”結(jié)構(gòu),再在兩側(cè)鋪上塊碎石護坡形成U形路基,成本低廉、成效顯著。


  在一系列綜合措施的應(yīng)用下,青藏鐵路的凍土難題得以有效解決。這一措施還能確保未來50年青藏高原氣溫在上升2.6攝氏度情況下,路基依然能保持穩(wěn)定。


  2006年7月1日,青藏鐵路正式通車。他第一次聽到列車廣播介紹火車經(jīng)過的路基結(jié)構(gòu)時,再也抑制不住淚水。


  “很激動也非常自豪!”賴遠明說。


 ?。玻埃埃改辏?ldquo;青藏鐵路工程”榮獲國家科技進步特等獎。


  “認準一條路堅持走下去”


  談及成功,賴遠明輕描淡寫一句話:“我就是比別人勤奮,比別人‘練習(xí)’的次數(shù)多,喜歡思考,認準一條路能夠堅持走下去。”


 ?。保梗叮材?,賴遠明出生于江西龍南一個小山村,自小家境貧寒。上初中時交不起學(xué)費,他大早和同學(xué)一起上山砍柴,背到集市上去賣。上了高中,賴遠明連買書包的錢也沒有,只得從生產(chǎn)隊借錢??恐〕詢€用,在生產(chǎn)隊掙工分,艱難讀完了高中。1978年,賴遠明高考失利?;匦?fù)讀一年后,他考入江西理工大學(xué),成為全鄉(xiāng)第一個大學(xué)生。


  大學(xué)畢業(yè)后,賴遠明考取了蘭州交通大學(xué)研究生。當(dāng)時,他對凍土的認識尚淺,“聽到‘凍土’這兩個字,渾身起雞皮疙瘩,就像沖了個涼水澡,覺得好冷啊。”自此,“凍土”便成為他的“人生舞臺”。


  “真正投入進去,才發(fā)現(xiàn)凍土有著無窮的奧秘,等著我們破解。”賴遠明說,青藏鐵路凍土難題被破解后,人們對凍土“冷門”的觀念逐步改變,“這歸功于一批又一批凍土領(lǐng)域科研工作者的堅持。”


  “要挖山不止,一根筋走下去”


  魔法表演追求創(chuàng)新,不斷給予觀眾驚奇。做一名“科技魔法師”亦如此。


  除解決青藏鐵路凍土難題外,賴遠明還參與了甘肅歷史上最大的跨流域調(diào)水工程“引洮工程”,期望通過技術(shù)攻關(guān)讓旱塬上的群眾喝上干凈的自來水。


  賴遠明介紹,引洮工程修建過程中要穿越一段季節(jié)性凍土區(qū)。冬季,輸水隧道受低溫作用影響水體溫度,導(dǎo)致水體結(jié)冰及隧道阻塞,將影響水的輸送。2007年,賴遠明及其團隊參與攻克引洮工程凍土難題。


  “我們在取水口進行長年監(jiān)測后發(fā)現(xiàn),確定好取水口深度就能保證水流經(jīng)200公里不會結(jié)冰。另外,在輸水隧道里鋪上保溫材料,可以使水升溫以免凍住。”在一系列綜合措施下,引洮工程凍土區(qū)難題得以破解。


  創(chuàng)新需要勇氣,科研工作尤其是野外考察充滿挑戰(zhàn)與危險。


  在青藏鐵路修建中,賴遠明帶領(lǐng)學(xué)生進昆侖山隧道采樣。隧道位于海拔4648米的昆侖山上,全長1686米,是世界高原多年凍土區(qū)第一長隧道。高海拔地區(qū)本身缺氧,加上隧道沒打通,通風(fēng)條件差,缺氧更加嚴重,深入隧道的賴遠明頓感頭痛劇烈,呼吸異常困難,堅持了兩小時后,被同行人員送下山,一路嘔吐不止。從此落下毛病,后腦勺總會隱隱作痛。


  對于這次“死里逃生”,賴遠明不愿贅言,“要想成功,就必須堅持。”


  賴遠明說:“凍土工程研究像一座永遠挖不完的礦山,包括我在內(nèi)的科研人員要挖山不止,一根筋走下去。”

(責(zé)任編輯:鑫報)
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