扎實科研，為重大工程打牢地基（講述·弘揚科學去九宮格教室家精神）_中國網
人物小傳
劉漢龍，1964九宮格年3月生，江蘇高郵人，中國工程院院士，重慶大學教授。主要從事環境巖土力學與防災減災工程、軟弱地基加固與樁基工程等方面的教學與研究工作，獲國家發明專利132件，出版中、英文專著6部，主編國家和行業等標準7部。先后獲國家技術發明獎二等獎2項，國家科技進步獎二等獎1項，國家教學成果二等獎2項。
重慶大學里有一棟三層高的紅磚小樓，屋頂的“巖土實驗樓”頗為引人注目。走進樓中的一間展廳，重慶大學土木工程學院教授劉漢龍，正在測量幾時租空間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、機場等，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，劉漢龍圍繞著巖土與地下工程安全和開發利用這一領域潛心科研，行而不輟。
“技術行不行，要看能否解決施工難題”
軟弱土強度低、易沉降。在軟弱土地區建設高速鐵路的過程中，經常會遇到施工場地上方存在高壓電線、高架橋等復雜施工環境，傳統高大的水泥粉煤灰碎石樁、灌注樁、攪拌樁等施工機械無法進場施工。如何解決這種復雜環境下的施工問題，曾經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，由于車站上方有很多高壓電線，常規的打樁機高度受限，無法進入施工現場進行地基加固。施工團隊找到了劉漢龍，尋找替代常規打樁機的施工方法。
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，劉漢龍提出了有針對性的解決方案：漿固碎石樁地基加固技術。
施工場地有高度限制，通過漿固碎石樁地基加固技術，可以用小型鉆機分段小班教學鉆孔，直到鉆至設計深度，然后放入分段注漿管并投放石料，最后進行注漿，固結成樁。“與傳統樁型相比，漿固碎石樁的施工所需高度低、混凝土用量少、樁身強度高，更為經濟高效。”劉漢龍介紹。
甬臺溫鐵路用到的漿固碎石樁樣品，如今便陳列在展廳內。該技術后來被推廣應用到京滬高鐵、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雜施工環境下的地基加固難題，并列入國家鐵路行業標準。
“樁基是解決建筑沉降問題的基礎，要讓軟弱土強‘基’壯‘骨’，就要提高樁基性能，為此我們研發出系列復合樁基技術。”劉漢龍說。除漿固碎石樁地基加固技術外，劉漢龍還帶領團隊研發出一種新技術——現澆混凝土大直徑管樁技術，該技術采用環形截面空心樁代替實心樁，在同等承載力條件下，混凝土用量節省30%以上，施工機械能耗減少50%。
江蘇、浙江、海南……技術用到哪里，劉漢龍的腳步就走到哪里。“要讓科研成果在國家的重大工程中得到應用。”劉漢龍說，“技術行不行，要看能否解決施工難題。”
如今，劉漢龍團隊研發的系列復合樁基技術已經被應用于公路、鐵路等領域的部分國家重大基礎設施項目地基加固，有效解決了在軟弱土環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。”劉漢龍說。
“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，在這里分享被緊密結合在一起。
“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行加固，這就是微生物加固技術，相當于用微生物幫忙‘打樁’，砂子會慢慢變成巖石般的固體。”只見劉漢龍將培養出來的微生物液體倒入砂子，在礦化反應的作用下，松散的砂子慢慢凝結……
微生物加固技術初始菌種只需要幾毫克，擴培后即可通過它們產出所需的海量膠結物質，這項技術具有輕便快捷、兼容性強、碳排放低等優點。“在建造過程中，如果我們能大量使用微生物加固技術，就能極大降低能耗和碳排放。”劉漢龍說。
微生物來當“建筑加固師”，這個過程聽起來簡單，實際上離不開復雜的科研攻關。
“我們通過將原始微生物接種到營養液中，篩選、培養巖土中的可礦化微生物，讓它們在新陳代謝過程中不斷進化。”劉漢龍說，得到一株可礦化微生物菌種往往需要經過上千次試驗。目前，團隊已培養出10余種可礦化微生物。
2022年，經過多年的積累，劉漢龍團隊出版國內首部微生物巖土領域學術專著《微生物土力學原理與應用》，創辦國際首個微生物巖土領域的專業學術期刊《生物巖土技術》，聚焦利用微生物代謝活動促進巖土材料性能改變、巖土材料綠色生態加固和低碳發展，彌補了行業空白。
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責人，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，劉漢龍帶領團隊分析其樣本成分，在實驗室內開展了月壤的復配，并隨之進行了復配月壤的微生物加固實驗。
“不斷學習新知識，為科研攻關奠定堅實基礎”
1982年高中畢業后，劉漢龍考入浙江大學土木系水工結構專業，開始土木工程專業的求學之路。“從地上（建筑）到地下（巖土），從干（結構）到濕（水利），從靜（力學）到動（地震）等，都學習了一遍。”劉漢龍說，隨著時代發展需要，不斷調整學習方向，才能“始終面向世界前沿做科時租會議學研究”。
劉漢龍對科研的熱情也影響著學生們。在學生眼里，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，也在照亮學子們不斷求索、追逐科學夢想的道路。“每次出差，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。”加入劉漢龍研發團隊已有10余年的肖楊說。對此，劉漢龍笑著解釋：“正如建筑打地基，要不斷學習新知共享空間識，為科研攻關奠定堅實基礎。”
在劉漢龍指導下，肖楊憑借在微生物加固土體力學領域的豐富研究成果，獲得國家杰出青年科學基金資助。如今，包括肖楊在內，劉漢龍培養了10多名高水舞蹈場地平科研人才，整個團隊從最初的幾個人，發展壯大到現在包括博士后、博士研究生和碩士研究生在內的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10多年時間里，他帶領團隊不斷取得國際領先的科研成果。
對土木工程專業，劉漢龍滿懷深情。“基礎設施建設與交通、能源等領域都離不開土木工程。希望有越來越多的青年學子深入了解這一行業，為行業長遠發展貢獻力量。”劉漢龍說。
