2024科學(xué)跨年｜小家大事傅志斌：與巖土“對(duì)話”的工程師

今天是元旦，一元復(fù)始，萬(wàn)象更新！北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、新華網(wǎng)聯(lián)合推出《小家大事-北京科學(xué)榜樣》跨年系列，讓我們共同走近優(yōu)秀科技工作者，走進(jìn)科學(xué)的世界，感受科技的魅力。今天，我們將走近建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院有限公司副總工程師、巖土工程研究所所長(zhǎng)，北京市有突出貢獻(xiàn)科技人才獲獎(jiǎng)?wù)吒抵颈蟆?/p>

人物名片：傅志斌

建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院有限公司副總工程師、巖土工程研究所所長(zhǎng)

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創(chuàng)新文物保護(hù)思路，傳承中華文明瑰寶

山西大同云岡石窟，以雕像精美而聞名，是世界文化藝術(shù)寶庫(kù)中一顆璀璨的明珠，然而隨著時(shí)間的流逝，千年石雕逐漸被風(fēng)化侵蝕，損壞痕跡清晰可見(jiàn)，成為這座寶貴文化遺產(chǎn)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

減緩風(fēng)化損壞，保護(hù)好這份歷史文化遺存的修葺任務(wù)日益艱巨，2002年，以傅志斌為技術(shù)骨干的建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院團(tuán)隊(duì)脫穎而出，承擔(dān)起這項(xiàng)具有1500多年歷史的世界文化遺產(chǎn)——大同云岡石窟防風(fēng)化防水保護(hù)勘察設(shè)計(jì)工作。

云岡石窟造像由于其具有不可移動(dòng)、不可復(fù)制、不可再生的特性，這些造像成為我們文化遺產(chǎn)中極其獨(dú)特和珍貴的代表。因此，在勘察工作中，根據(jù)文物部門要求，要盡量避免使用可能造成文物或山體損害的常規(guī)鉆孔或震動(dòng)等勘探手段，在極有限的條件下獲取巖體裂隙分布、滲水運(yùn)移過(guò)程及侵蝕雕像機(jī)理信息，就像是拿著顯微鏡對(duì)易碎工藝品尋找其無(wú)規(guī)律的損傷痕跡。經(jīng)國(guó)家文物局組織專家研討，認(rèn)為云岡石窟加速風(fēng)化主要是由四種不同方式水的作用形成的：第一種是從窟頂巖體裂隙滲入窟內(nèi)的大氣降水，遇到窟內(nèi)出露時(shí)，往往伴隨著鹽分結(jié)晶形成鹽脹導(dǎo)致雕像表面開(kāi)裂、剝落或損壞；第二種是空氣中的凝結(jié)水，特別是夏天氣候炎熱，石窟內(nèi)巖體相對(duì)涼爽，熱空氣會(huì)冷凝到石窟壁上形成凝結(jié)水侵蝕雕像；第三種是隨風(fēng)雨直接沖刷露天雕刻或通過(guò)開(kāi)敞的洞窟口直接沖刷窟壁的雨水；第四種是砂巖毛細(xì)水，由于云岡石窟窟底下方普遍存在一層隔水的泥巖層，洞窟內(nèi)的積水在毛細(xì)作用下，在砂巖中可能上升到距地面1.5米至2米的高度，對(duì)雕刻造成侵害，加速了其風(fēng)化作用。

云岡石窟的造像，每一刀、每一劃都凝聚了古人的智慧和心血，都代表著中國(guó)的古代文明和雕刻技術(shù)水平。珍貴又脆弱的文物，即便是輕輕碰觸或震動(dòng)，就可能造成損害，那將成為無(wú)法挽回的損失。面對(duì)云岡石窟加速風(fēng)化最大的難題——沿著山體四面八方的裂隙滲流過(guò)來(lái)的大氣降水是怎樣運(yùn)移和侵害石窟的呢？傅志斌及其團(tuán)隊(duì)展開(kāi)深入分析研究，最終采用井間CT、井下電視、高密度電法、提水示蹤等多種當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)云岡石窟滲水機(jī)理進(jìn)行了全面的勘察，獲取了豐富的資料，并進(jìn)行了科學(xué)全面的總結(jié)分析，為云岡石窟的防水保護(hù)提供了科學(xué)的依據(jù)。

為減少降落到復(fù)雜地形山頂上的雨水滲透侵蝕洞窟，經(jīng)過(guò)反復(fù)思索、開(kāi)展多種實(shí)驗(yàn)研究，傅志斌繞開(kāi)了注水泥漿、樹(shù)脂漿等可能會(huì)對(duì)文物產(chǎn)生破壞性影響的傳統(tǒng)注漿封堵防水方式，開(kāi)創(chuàng)性地提出使用膨潤(rùn)土防水毯這種具有天然屬性的材料封隔降水對(duì)石窟的影響。這種材料是利用膨潤(rùn)土的遇水膨脹、失水收縮功能，經(jīng)針刺工藝與無(wú)紡布相結(jié)合固定膨潤(rùn)土顆粒，關(guān)注科學(xué)規(guī)劃鋪設(shè)在山頂不同部位，不僅能夠抵擋雨水侵蝕，還可以在日常無(wú)雨時(shí)保持其上下透氣貫通。

將膨潤(rùn)土防水毯應(yīng)用于大型巖土文物的防水保護(hù)設(shè)計(jì)，這一思路的提出當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)尚屬首次。此后，這項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在國(guó)內(nèi)多項(xiàng)文物防水保護(hù)工程中。

探索中選擇巖土方向，不輟努力終成畢生事業(yè)

在文物保護(hù)上的創(chuàng)新發(fā)展，離不開(kāi)傅志斌多年對(duì)巖土工程專業(yè)的追求和探索。

回溯自己的巖土工程師之路，傅志斌說(shuō)，1994年對(duì)自己而言是個(gè)重要的時(shí)間點(diǎn)，那時(shí)舉世矚目的三峽大壩工程開(kāi)工，對(duì)相關(guān)建設(shè)背景和技術(shù)難度的了解，讓他意識(shí)到巖土力學(xué)學(xué)科在重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中將發(fā)揮重要作用，逐漸形成和堅(jiān)定了想成為一名巖土工程師的決心。他果斷在研究生備考期間轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)方向，通過(guò)自學(xué)相關(guān)課程考取中國(guó)科學(xué)院巖土工程專業(yè)的碩士研究生。

在多年的學(xué)習(xí)、工作過(guò)程中，傅志斌對(duì)巖土工程專業(yè)的了解和體會(huì)逐漸加深。他認(rèn)為，地質(zhì)、巖土水有關(guān)的工程建設(shè)內(nèi)容都是工作和研究對(duì)象，除了工程勘察，深基坑開(kāi)挖、地基處理工作，還包括巖土質(zhì)文物保護(hù)、地下水治理、填海工程等等，工作內(nèi)容和方向非常廣泛?！?0世紀(jì)，材料、力學(xué)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的發(fā)展，使得超大橋梁、超高層建筑建設(shè)成為可能。但21世紀(jì)是地下空間的世紀(jì)，要充分開(kāi)發(fā)利用地下空間，對(duì)地下巖石、土體和地下水特性的了解和處理技術(shù)就非常關(guān)鍵，里面有很多值得探索的問(wèn)題?！备抵颈笳f(shuō)。

“巖土工程是‘形散而繩不散’。”傅志斌對(duì)自己從事的工作總結(jié)道，“所謂‘形散’，是指巖土工程項(xiàng)目類型多樣，不同類型項(xiàng)目要求的勘察、設(shè)計(jì)、測(cè)試控制精度都不一樣，每個(gè)項(xiàng)目所要解決的問(wèn)題和所處的環(huán)境條件也不一樣；但同時(shí)所有的項(xiàng)目都聚焦在同一根“繩”上——巖土工程專業(yè)的底層邏輯是與巖石、土體和地下水打交道，這就要求巖土人對(duì)地質(zhì)、對(duì)巖土水特性有足夠的了解，同時(shí)還要不斷積累工程經(jīng)驗(yàn)，理論和實(shí)踐相結(jié)合，才可能提供科學(xué)的設(shè)計(jì)方案并解決實(shí)施中遇到的問(wèn)題，所以巖土人必須牢牢抓住地質(zhì)和巖土水特性這根繩，不斷積累工程經(jīng)驗(yàn)，才可能成長(zhǎng)為一位合格的巖土工程師。”

在實(shí)踐中砥礪前行，在創(chuàng)新中堅(jiān)持初心

傅志斌說(shuō)，巖土工程行業(yè)既是傳統(tǒng)的，也是現(xiàn)代的。一名優(yōu)秀的巖土工程師不僅需要掌握工程地質(zhì)、土力學(xué)、巖石力學(xué)、水力學(xué)和基礎(chǔ)工程等多學(xué)科知識(shí)，還需不斷積累工程經(jīng)驗(yàn)。此外，持續(xù)學(xué)習(xí)促進(jìn)專業(yè)能力提升也必不可少。簡(jiǎn)而言之，要成為一名合格的巖土工程師，既要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，要不斷追求創(chuàng)新。才有可能成就卓越。

巖土工程的工作對(duì)象和工作內(nèi)容可以說(shuō)是千變?nèi)f化，每一個(gè)項(xiàng)目均特性突出。傅志斌認(rèn)為，這就要求巖土工程師既不能刻板地照搬教科書(shū)和工程規(guī)范，陷入理論基礎(chǔ)薄弱的狹隘的經(jīng)驗(yàn)主義。除了基本的專業(yè)能力外，還需要有一定的探索與創(chuàng)新精神，在綜合掌握和清晰判斷地下諸多環(huán)境條件要素情況下，因地制宜提出最佳方案，確保地下部分建設(shè)能成功實(shí)施并保證建筑建成后不斜、不倒、不產(chǎn)生過(guò)大沉降?！皫r土工程工作是要根據(jù)項(xiàng)目‘個(gè)性’條件提出定制方案的，需要巖土工程師在充分了解環(huán)境實(shí)際條件的情況下，制定最優(yōu)方案，要有創(chuàng)新思維，還應(yīng)適應(yīng)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展的要求，以扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，支撐技術(shù)創(chuàng)新?！?/p>

談及老一代地質(zhì)人的精神與信仰旗幟——“三光榮”精神，傅志斌說(shuō)，“新時(shí)代，我們也要繼承和發(fā)揚(yáng)‘以獻(xiàn)身地質(zhì)事業(yè)為榮、以促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展為榮，以艱苦奮斗為榮’的‘三光榮’精神?！鈽s’精神應(yīng)該是我們地質(zhì)工程和巖土工程行業(yè)的一個(gè)精神支柱與力量源泉，它鼓勵(lì)和支撐更多的行業(yè)工作者不畏艱苦，在工程建設(shè)道路上勇攀高峰，用智慧建造百姓放心的港灣?！?/p>