山科大山晖团队接“地气”做科研 解决隧道施工稳定性等难题

团队在青岛地铁现场教学。

文/图　半岛全媒体记者　刘金震　　 通讯员　郭菁荔

“你们这么年轻,能行吗?”这是三年前山东科技大学土建学院地下工程研究院青年团队(山晖团队)在外寻求校企合作时常遇到的回应。毫无疑问,当时的团队成员们是失落的。但他们仅用一年的时间便扭转了这种格局,实现了从追着找企业要合作,到诸多知名企业主动前来合作的转变。原因无他,就是他们有能力解决问题。

将预紧力锚杆主动支护方法创新应用到青岛地铁6号线的建设中,破解城市大跨暗挖车站安全与效率矛盾冲突难题,不久前获第十四届中国岩石力学与工程学会科技进步一等奖；承担青岛地铁集团、山东高速集团、山东能源集团、山东黄金集团等横向科研课题……山晖团队不做“象牙塔”内的科研,瞄准地下工程建设领域的重大科技难题,将论文写在了祖国天南海北的地下、海下隧道,蹚出了一条校企合作的新路子。

与岩石“打交道”

不做“锁在抽屉里”的科研

山晖团队党支部书记杨旭旭说,团队的“主业”本就是与岩石“打交道”,取名“山晖”寓意希望建成一支克服焦躁、沉稳积蓄内在能量,通过扎根现场、解决具体工程问题最终实现自我价值的团队。

科技创新表现在“新”,价值在用。地下工程的“破”与“立”便是团队科研攻关的重点。他们明确形成了以岩体稳定性控制为龙头,结合智能盾构、物探、地下新能源的1+3研究发展方向格局。团队深知,工程现场的问题是科技创新的动力源。一直以来,山晖团队坚持“走出去”,到工程现场去,做接“地气”的科研,不做“锁在抽屉里”的科研。

2021年,团队首次将预紧力锚杆主动支护方法应用到地铁隧道建设中,为青岛地铁6号线解决了大难题,保障了施工安全,缩短了建设工期,产生了显著的经济效益和社会效益。这是团队的“代表作”之一,也是基于这个项目,不久前团队获第十四届中国岩石力学与工程学会科技进步一等奖。

传统的地铁隧道支护设计趋于保守,虽然材料耗费多,但是却不一定能充分发挥作用,甚至有时会干扰施工,影响进度。副院长李为腾和团队在主动寻求到合作契机并发现问题后,便开始探索新的设计方案,将预紧力锚杆主动支护方法创新应用到青岛地铁6号线的六个车站建设中,成果得到了钱七虎院士、何满潮院士、李术才院士等行业权威专家的认可,这种方法及时主动给隧道岩体施加较大的支护力,改善围岩三向受力状态,从而提升围岩自承能力。他说:“施加了预紧力,就像给围岩注入了‘内功’,达到四两拨千斤的效果,使地下工程更加稳定,这种主动的预紧力是通过张拉后的高效锁定实现的,这一‘锁’,就锁住了风险,为‘城市动脉’建设加上了‘安全锁’。”

山东高速集团临临高速公路工程全程共有15条隧道,突泥、坍塌是施工的“拦路虎”,如何安全地抢工期?杨旭旭带领山晖团队发挥多学科交叉融合优势,推出了“隧道施工全过程安全管控与智能决策系统(TIS)”,通过实时监测效果和数据反馈等功能及时发现安全隐患,实现隧道施工过程的风险规避。

在云南省滇中引水工程现场,也有山晖团队的力量。这是我国目前在建最大引水工程,共布置隧洞58条,总长约612km,占输水干线长度的90%以上。这些隧洞穿越青藏高原与古扬子板块的交界区域,构造活动强烈,地质条件极其复杂,堪称地下工程地质“博物馆”。针对高风险隧洞突水突泥灾害预报的紧迫需求,自2021年11月起,团队成员范克睿扎根云南八个月,参与“云南省滇中引水工程专项超前地质预报1标”项目,负责该项目丽江段的专项超前地质预报工作。

此外,深圳地铁、青岛胶州湾二隧、济南地铁项目……也纷纷主动前来寻求合作。

扎在地下深处

团队课题、奖项频结硕果

山晖团队是一支年轻的队伍,平均年龄只有33岁。如今,团队已成长为学校地下工程学科的一支重要青年力量。团队成员由最初的5人发展到13人,其中教授1人,副教授6人,博士生导师2人,中国科协托举人才1人,山东省优青1人,Peter　A.Cundal奖获得者1人,青岛市青年科技奖获得者1人,西海岸新区高层次紧缺人才2人,青岛西海岸新区最美青年1人,4人挂职青岛地铁集团和青岛国信二隧公司。团队得到山东省高等学校青创人才引育计划立项建设。

据悉,目前团队主持国家自然科学基金项目11项及山东省重点研发计划、山东省基金、中国博士后科学基金等纵向科研项目,承担青岛地铁集团、山东高速集团、山东能源集团、山东黄金集团等委托横向科研课题,其中千万元级重大科研课题1项。今年,公示的山东省科技奖励中土建学院有四项,其中三项属于山晖团队成员。

这些成绩是团队成员扎在地下深处一步一个脚印干出来的。他们在施工中的地铁隧道里常常待到凌晨,在实验室连轴转进行模型试验和大体量数值计算,在工程一线一待就是几个月……

飞速成长的不止团队成员,还有学生。团队将课堂建在工地上,带着学生与工作人员同吃同住,让学生在现场发现问题解决问题。很多学生入学后一半的时间都驻扎在项目现场,毕业时直接被项目所在单位留下了,获得了工作机会。

21世纪是地下空间开发利用的世纪,山晖团队将用自己的实际行动诠释“工匠精神”的内涵,致力让地下空间开发更安全、更高效、更简单。