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李术才:为地下空间利用“把脉治病”

2016-05-13 17:15:48   作者:高家涛   来源:本站原创   点击:
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    人物简介:
    李术才,男,1965年12月出生,河北涞水人,1987年本科毕业于山东科技大学。1990年获山东科技大学岩土工程专业硕士学位,1996年获中国科学院武汉岩土力学研究所岩土工程专业博士学位。现任山东大学副校长,教授,博士生导师。2006年获国家杰出青年基金资助,2007年入选长江学者特聘教授。历任中科院岩土力学重点实验室副主任,山东大学土建与水利学院副院长、院长。兼任中国岩石力学与工程学会副理事长、中国岩石力学与工程学会地下工程分会理事长。是国家973计划项目首席科学家,国家首批“万人计划”入选者、全国优秀科技工作者。
    李术才教授从事岩土工程研究开发25年来,紧密结合公路、铁路等基础设施建设中突水突泥灾害防灾减灾的重大需求,创建了隧道不良地质超前预报、突水突泥灾害预测预警和治理等关键技术,为隧道建设防灾减灾做出了突出贡献。
    创立了隧道突水突泥灾害源等不良地质超前预报理论、方法与技术,实现了隧道前方约40m范围内致灾构造的三维成像和静储水量估算,在钻爆法施工隧道中成功应用100余次,并首次应用到我国自主生产的第一台TBM(全断面岩石隧道掘进机)上。创建了四阶段全过程综合超前预报方法和技术,大幅提高了预报准确率。解决了灾害源预报中“探不到、探不准、不定量”的关键难题。
    创建了隧道重大突水突泥灾害综合预测理论与预警关键技术,实现了突水突泥动力灾害的有效预防与主动控制;创新了突水突泥灾害治理的方法和技术,解决了高压大流量动水封堵技术难题。
    李术才教授主持国家科技计划项目20余项,企事业单位委托重大工程项目100余项。获国家科技进步二等奖4项(分别为2项第1位,1项第2位,1项第4位),省部级科技进步一等奖4项(均为第1位),发表SCI/EI收录论文120余篇,出版专著4部,授权发明专利25项。培养博士、硕士研究生50余人
 
李术才:为地下空间利用“把脉治病”
    “就像医生为人体检查病情、作出诊断一样,我们就是地下工程的医生,为地下空间利用作出诊断,预测危险,既保证地下空间的开发,又要防止人员伤亡”。在采访一开始,山东大学副校长李术才教授向记者这样描述自己的工作。
    从事岩土工程研究开发已有25年之久的李术才,紧密结合我国公路、铁路等基础设施建设中突水突泥灾害防灾减灾的重大需求,创建了隧道不良地质超前预报、突水突泥灾害预测预警和治理等关键技术,为隧道建设防灾减灾做出了突出贡献。也正因此,在510日召开的山东省科技奖励大会上,李术才荣获2015年度山东省科技奖最高奖。
 
    “有两把刷子”
    “我国是世界上隧道建设规模和难度最大的国家,施工中面临的复杂地质条件世界罕见。有句话说,上天容易入地难。”,李术才对记者介绍,在一些地下工程中,由于无法探明隧道前方的大型水体,重大突水突泥灾害频繁发生,造成大量人员伤亡。如何探明隧道前方水体是公认的世界性难题。
“我们的‘隧道突水突泥灾害源等不良地质超前预报理论及关键技术’,就是要解决灾害源预报中‘探不到、探不准、不定量’的关键难题,实现灾害有效预防与主动调控。‘隧道重大突水突泥灾害治理成套关键技术’,则解决了高压大流量动水封堵技术难题。”李术才介绍,经过十几年的努力,他们的团队对灾害源预报准确率由之前的40-50%提升到了80%以上,达到了世界先进水平。
“就像我们晚上开车,车灯可以照亮前方的路,发现大坑,及时躲开。虽然一些很小的坑我们看不到,但不会危及我们的行车安全。”李术才说。
    据介绍,李术才团队曾在东北的一个工程上,利用自己的技术保障隧道掘进机安全施工;隧道另一段利用的是美国的技术,但施工没多久就“卡壳”了。随后,另一段也用上了李术才团队的技术,这才得以保证顺利施工。
采访中,李术才还向记者介绍了20151月通车、被称为“国内罕见、江西第一难隧”的吉莲高速公路永莲隧道建设情况。
    永莲隧道地质情况十分复杂,在建设过程中,出现突泥突水十余次,两年多无法贯通。李术才率领的团队,利用隧道突水突泥灾害防治技术成功解决了永莲隧道断层突水突泥灾害治理这一国内罕见技术难题。问题解决了,江西交通厅领导现场称赞李术才团队,“有两把刷子”。
    永莲隧道建设成功后,江西省主管交通的主要领导也在现场问李术才:“工程这么困难,你们是怎么做到的?”
    “我的回答只有十个字:理论、技术、产品、工艺和经验”,李术才说。
李术才介绍,他们团队的研发成果已经在湖北沪蓉西高速公路高风险岩溶隧道群、青岛胶州湾海底隧道、成兰铁路隧道群、三峡翻坝高速公路隧道群、鄂西高速公路隧道群、南京地铁、广州地铁等一系列国家重难点工程中成功应用,避免了重大突水突泥灾害发生,保证了工程安全建设。
    
 
    到工程现场去
    2011630日,以总长度7800米排名中国第一的青岛胶州湾海底隧道正式开通运营,到今天,这条海底隧道已经成为当地交通要道,对整个半岛包括周边地区经济发展发挥了重要作用。在这条交通要道建设过程中,也闪现着李术才团队辛勤的身影。
    在这条被称为“断面最大、埋深最浅、施工难度最大的城市地下工程”中,以李术才教授为首的科研团队承担了极为重要的工作——隧道最小覆盖层厚度研究和超前地质预报技术。
    一般说来,隧道覆盖层越大,安全性越高,但隧道的长度、坡度也会随之增大,因此建造、维护等成本也会上升。
    李术才团队研究的意义就在于,在安全和经济之间寻找一个最佳平衡点。通过科学分析,他们将岩石覆盖厚度确定在2540米之间,而国际上较先进的挪威方法一般为4070米。据介绍,深度每提升一米,仅建设资金就可节约上亿元。
    李术才团队的 “隧道最小覆盖层厚度研究”,建立了适合我国国情和沿海地质条件的钻爆法施工海底隧道最小岩石覆盖厚度确定方法,为该类隧道设计提供了依据。
    在超前地质预报方面,整个隧道共穿越18条地质断层,其中13条位于海域段,施工中发生涌水、突水的风险极大,李术才团队没有一次漏报、误报,为工程起到保驾护航的作用,在中国海底隧道建设史上尚属首次。
一系列技术难题的克服,让业内流传着这样一句话,“哪里有突水突泥难题,哪里就有山大人的身影”,这里的山大人,就是指李术才团队。
    李术才介绍,他们团队瞄准的都是国家急需的重大重点工程,如公路、铁路、水电站等,而各地施工现场,也成了他们的“实验室”,“我们搞科研的,没有献身精神,不到现场去,是做不出成绩的。必须有理论、有实践,真正走产学研用相结合的路子。”
 
    团队的力量
    “团队的努力”,这也是李术才在接受采访时,屡屡强调的几个字。这位颇为谦逊的科学家在接受记者采访时的一个多小时内,很少用“我”的字眼来对记者讲述,更多的是用“我们团队”。
    “工作不是一个人能够完成的,而是团队合作的结果。光有元帅没有士兵打不了仗,只有一个人也成不了元帅”,李术才向记者介绍了他们的团队精神,仍然是十个字:忠诚、勤奋、创造、分享、团队。
    2000年,李术才从中科院武汉岩土所来到山东大学,开始组建山东大学岩土工程中心。到目前,李术才团队核心成员已有30多人,其中包括国家973项目首席科学家、长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者等国内顶尖专家,此外,还有硕士、博士、博士后等150多人。
    “诸多难题的克服,都是我们团队勤奋、创造的结果”,李术才说,在他们团队,“5+2”、“白加黑”是日常工作时间表,星期天保证不放假,星期六放假没保证,一年中有六七个月是忙碌在各个工程现场。
在各地工程现场中,李术才团队也常会遇到各种危险,甚至会是生命危险。李术才介绍,在锦屏山水电站施工现场,一名青年教师在测试时被突然跌落的石块砸中,幸亏当时距离医院近,才没有发生生命危险。
    虽然危险时常可见,但李术才团队并未畏难而退。李术才说,“现在,中国基础设施建设进入加速阶段,由于不少地方地质环境复杂,所以出现危险的可能也比较多。我们团队的目标就是在突水突泥灾害防灾减灾方面打造世界一流的科研团队,提前发现问题、解决问题,更好的服务于国家基础建设和经济社会发展需求。” (记者  高家涛)
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