跬步千里 行之久远

———访中交天津港湾工程研究院港珠澳大桥岛隧工程项目科研人员寇晓强

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  伶仃洋上大桥横,飞过海滨三座城。2018年10月24日,港珠澳大桥这项“超级工程”终于通车。大桥全长55公里,连接香港、澳门和珠海三地,集桥、岛、隧于一体,是世界最长、施工难度最大的跨海大桥,被英国卫报评为“新世界第七大奇迹”。
  举世瞩目的港珠澳大桥工程背后,凝聚了无数科研工作者的智慧与劳动者的汗水,而来自中交天津港湾工程研究院的寇晓强则是众多科研人员之一,他们用强大的科技力量与先进的研究成果,共同“托起了”
  这座“工程界的珠峰”。
  科研力量成就“工程界的珠峰”
  沧海月明,从空中看,港珠澳人工岛宛如一串项链横亘在波光粼粼的海面,而这“项链”上的颗颗“珠子”就是直径22米、高度最高50米、重500吨的钢圆筒。
  深海筑岛,非一日之功,要在深海凭空筑造两个人工岛并非一件容易的事。若按传统的方法抛石填海,工期会拉得很长,这对于通航繁忙的珠江出海口来说风险极大。建设之初,采用什么方式筑岛,是令港珠澳大桥岛隧工程总工程师林鸣和设计团队头疼的问题,而团队最初集思广益提出的八个方案也迟迟没有落实。
  2009年,设计团队提出了一个大胆的构想:用“大直径钢圆筒形成维护止水”的方式成岛,寇晓强告诉我们:“钢圆筒的成岛方案其实在国外有案例,国内的学者也曾有过这方面的探索,但使用这种方式成岛却是世界上的首例。”国外的案例无法照搬复制,国内的经验只是初步探索,把这个10层楼大小的庞然大物沉入海底更是历经了重重难关。
  “其实当时钢圆筒成岛的这个方案本来只是一个备选方案,我们也只是作为科研团队来验证这个方案的可行性,可是哪知道前面八个方案全部被否决了,最后发现钢圆筒成岛这个方案除了在施工能力和稳定性上无法确保外,无法找到颠覆性的硬伤,这时候林鸣总工程师才首肯,就按照这个方案作可行性设计。”寇晓强和我们透露了当时这个方案通过的始末。
  尽管已经决定了采用“振沉式钢圆筒”的方式筑岛,但究竟能否达到要求,仍是一个未知数,设备就是摆在岛隧工程建设者们面前最主要的“拦路虎”。如果要在外海采用钢圆筒结构形成人工岛,就必须完成一次从技术到装备的彻底革新。为减少钢圆筒与土体间的摩擦力,提高钢圆筒振沉效率,由寇晓强所在的中交天津港湾工程研究院有限公司团队还发明了一项专利:“中心对称电渗电极装置及其电渗减小大直径钢圆筒上拔阻力”,这种方法是用低压直流电源的正极通过导线与阳极工件连接,负极通过导线与钢圆筒连接,阳极工件以钢圆筒中心轴为中心,在钢圆筒的侧壁形成了阳极工件的圆形阵列,以土为导电介质,实现电渗,使得土中水体向阴极汇集,改变大直径钢圆筒附近土体的物理力学性质。
  除了解决有关沉管隧道的难点,寇晓强还负责港珠澳大桥的西人工岛内吹填稳定和岛内地基加固现场监测和数据分析研究,如何消除位于软土基础上建构筑物的长期沉降变形隐患成了大家关心的问题。西人工岛区域地处外海,工程测量精度要求高、测量水域广、工程任务繁重,河床的演变情况又极为复杂,吹填工程中的围堰结构所处环境条件恶劣,所以其长期稳定性需要深入研究和谨慎决策。这就需要整个团队认真细致的做好实施方案,通过监测港珠澳人工岛吹填工程围堰施工期实施情况,寇晓强所在团队对监控措施、数据分析及后期沉降变形推算方法等方面进行了热烈的探讨。
  他们深知:这是一次只能成功不许失败的探索。为了打赢这场一切都要自己摸索和试验的“攻坚战”,为港珠澳大桥建设的关键环节提供至关重要的技术支持,寇晓强的科研团队像打了鸡血,铆足了劲,他们在进行海上现场测量、布点的同时,还在研究院内成立了专项科研攻关团队。半年来,他们为了保证计算结果的准确,以计算中心为家,对岛体分析模型进行了反复的验算,在经过不计其数的通宵达旦后,模型分析结果终于符合了现场实测,为项目准确预测岛体长期沉降提供了有力的支撑,对成岛后相关重大技术决策来说意义重大,研究成果被专家鉴定达到了国际领先水平。
  在汪洋大海中,建造一座小岛,从无到有,从水域变陆地,这样伟大的成果离不开像寇晓强这样在幕后默默奉献的“科研人”,而港珠澳大桥岛隧工程的完成在他的眼里也只是“阶段性的胜利”,如今寇晓强已经马不停蹄地赶往公司所负责的另一个项目:深中通道现场,给予科研技术的支持。
  深中通道东、西人工岛项目段是继港珠澳大桥之后,世界级跨海通道工程中起着决定性作用的两座人工岛。寇晓强介绍,东、西两座人工岛之间,还有着深中通道项目中难度最大的沉管隧道,深中通道工程一旦竣工,深圳前往中山市区路程仅有50公里。
  科研孕育技术,技术推动生产。正是有着像寇晓强这样的“科研人”们不断变革建桥新技术,推动了工程界一个又一个新“珠峰”的诞生。“科研就是系统地、深入地、踏踏实实地做研究”
  采访中,当被问到自己对于科研的态度时,寇晓强不假思索地说了一句话:“科研就是系统地、深入地、踏踏实实地做研究”,这句话也是他在河海大学读书期间,导师朱伟教授一直告诉他做学术的宗旨。
  在研究生阶段,寇晓强师从土木与交通学院岩土所的朱伟教授,“朱伟老师对待学术的严谨可是全校出名的!”提起导师朱伟,寇晓强回忆起了自己在研究生时期一篇小论文前后都被要求改七、八次才能够通过的故事,他打趣地说,“课题组里大家都说,能够过了导师这一关,基本上论文发表肯定就没啥问题了!”而正是这一次又一次的精细化磨砺才使他成长,让他在科研的道路上一步步走得更加扎实,也正是如此,寇晓强在学校期间在核心期刊发表了2篇论文,也以第四作者的身份编著了《FLAC/FLAC3D基础与工程实例》一书。
  一只蝌蚪变成青蛙,它经历了时间的考验;一粒沙子变成珍珠,它经历了磨难的考验;一只雏鸟变成雄鹰,它经历了天空的考验。在建设港珠澳大桥的过程中,更是有许多困难与考验,“如何看待科研中遇到的挫折和困难”是很重要的一件事。“解决困难的过程很宝贵,”寇晓强认真地告诉我们,“科研结果需要刻苦钻研,反复论证,才能彻底解决。”
  2015年初,港珠澳大桥的沉管隧道在数据上出现了一些出入,总工程师林鸣向大家抛出了一个问题:“为什么会产生偏差?”。于是,寇晓强一行科研人员就驻扎在了岛隧工程的施工现场寻找问题的答案。
  谈到林鸣,寇晓强言语中透露着钦佩,在他眼里林鸣是一个活力四射的“机器人”,凡事亲力亲为,饱含热情。在工程的瓶颈阶段,时间一天天流逝,任务却只增不减,林鸣抱着“破釜沉舟”的心态,带着团队开上千次大大小小的讨论会,通宵已成为常事,这对大家的身体和精神是一种极大的考验。
  在一次次的讨论中,神秘的世界级难题的解答思路日益优化、逐步成熟,项目自建设以来进行的百余项试验研究和实战演练实录、获得百余项专利的十几项自主研发的专用设备和系统成果,以及十余项外海沉管安装世界级工程难题攻克经验,汇集成一部代表世界顶级工程技术水平的《外海沉管隧道施工成套技术》,这项全世界最困难、最复杂的外海沉管建设难关在包括寇晓强在内的科研团队的一次次讨论、实践中被攻破。面对这条跨海通途的筑梦之路,在这条没有中国人走过的道路上,中国团队为技术攻关,迈出了第一步。
  2017年12月31日,港珠澳大桥全线亮灯。这一天,团队成员无不欢欣鼓舞。一桥满载400多项专利,包揽7项世界之最的“国之瑰宝”,凝聚了无数建桥人的心血。老师的表率是动力,正是大学阶段老师的谆谆教诲以及工作期间前辈的榜样力量,激励着寇晓强,让他的科研之路越走越远。情系河海,结缘水利东出小浪底水库,西接三门峡大坝,家乡在河南的寇晓强从小就对水利事业有着很深的感情。近看曲折蜿蜒的河湾,远有烟色浩淼的湖面,观摩小浪底大坝的雄壮,徜徉小浪底湖的静美,幼年的寇晓强在感叹黄河汹涌澎湃、万马奔腾的壮美时,也油然钦佩小浪底这个伟大工程在积聚能量,万流归海中发挥的作用。他向父亲表露自己的心迹,也获得了家庭的支持,于是他成为了一名“水利人”,满怀青春报国志走入了河海大学的校门。
  “当时河海大学还没有大禹学院,土木院最好的班级是土木水利综合班。”寇晓强骄傲地与我们介绍当时自己所在的班级。在这样的集体里,寇晓强也是佼佼者:全国大学生结构设计大赛二等奖、河海大学优秀学生干部……一项项荣誉被他收入囊中。
  谈及母校河海,寇晓强形容河海大学拥有着系统完整的高等教育体系,老师严谨治学,教学水平高超。学生一心为中华崛起而读书,学习氛围浓厚。回忆起刘汉龙老师所讲授的《土力学》的课程,寇晓强仍然记忆犹新,“土力学课程当时是全英文授课,刘汉龙老师的讲课丝丝相扣,明白易懂,慈祥亲切,如沐春风,效果非常好。”
  除了学习之外,寇晓强还担任了本科阶段土木院学生会的副主席和研究生阶段土木院的年级长。“繁重的学业同时还要兼顾学院行政工作的琐事,压力当然是有的。就像现在工作中一样,当项目进程在能力掌控范围之外的时候便产生了压力。”作为土木院的“半个辅导员”,在承担很重的科研任务的同时,还得协调学院内部的各项琐碎杂事,但他依然凭借着自己合理分配时间的能力平衡了技术工作和琐碎性事务工作,“这种如何平衡技术工作和琐碎性事物的能力在工作中尤其重要。”所以,他也由衷地建议河海学子们能够在大学期间就培养好处理问题的能力,为日后走出校门、走入社会做铺垫。
  谈到对于年轻的河海人有什么想说的话,寇晓强始终相信工作没有捷径,冰冻三尺非一日之寒,滴水石穿也非一日之功。他语重心长地说,“要读好书,必须先打好基础,打好了基础,才能在这基础上作个别问题的研究,要以清醒的认识记住客观理论,也要有自己的方法来研究新思路。”
  弦歌不辍,今更峥嵘。时光荏苒,不变的是万千和寇晓强一样的造桥工程师们技术攻关越天堑的勇气,变化的是一波又一波的年轻血液。深入群山,横跨激流,像寇晓强这样的“科研人”充分运用在校所学专业,活跃在工程建设的方方面面,为祖国经济发展添砖加瓦,艰苦奋斗。他们的敬业、拼搏、坚守、奉献,已沉淀为精神的沃土,让希望在中华大地生根发芽。 (傅文艳 李婉婷)
寇晓强,1982年生于河南偃师,2001-2005年就读于河海大学土木工程专业,2005-2008年在河海大学岩土工程专业攻读硕士学位,2008年硕士毕业后,进入中交天津港湾工程研究院有限公司工作,担任科研项目负责人。2009年后,深入参与了深圳太子湾邮轮母港工程,珠海横琴新区综合开发项目,港珠澳大桥岛隧工程项目等粤港澳大湾区重特大工程项目建设。目前,他以深中通道岛隧工程科研技术主要负责人的身份再次参与到粤港澳大湾区这一历史性工程中。