解码高原冻土难题的“魔法师”——记中科院院士赖远明
(创新中国·科技领航者)解码高原冻土难题的“魔法师”——记中科院院士赖远明
赖远明在介绍青藏铁路冻土难题的解决思路(5月20日摄)。 新华社记者 梁强 摄
新华网兰州5月24日电 昆仑山下，皑皑雪原，一条闻名于世的钢铁大动脉穿过戈壁冻土，跨越雪域高山，驶向“世界屋脊”。这就是世界海拔最高、创下多个“世界之最”的青藏铁路。
一位来自中科院的科学家和他的同行，经过多年不懈努力，用“科技魔法”解决了青藏铁路修建中的冻土难题，创造“天路”奇迹。他，就是中科院院士、中科院寒区旱区环境与工程研究所研究员赖远明。
“科技魔法师”挑战世界难题
含有冰的各种岩石和土壤，称为冻土。冻土极易受工程的影响产生融化下沉。青藏铁路修建过程中，要穿越连续多年冻土区550公里。如何保证修建中冻土不融沉、路基保持稳定?西方人士曾判断“这是无法攻克的世界性难题”。
“最难的是没有规范，就连全球冻土面积第一的俄罗斯都没有相关规范，我们的工作从一开始就注定必须创新。”赖远明回忆。
中科院院士、曾任国际冻土协会主席的程国栋提出了“主动冷却路基”法。用哪种措施“主动冷动路基”在国内尚属空白，赖远明主动承担起填补这一空白的使命。
“降低冻土层温度，就能解决冻土冻胀和融化难题。”沿着这一思路，2002年起，赖远明带领团队开始技术攻关。
一次次的野外考察和室内实验，赖远明发现，块碎石因有空隙能在夏季时少吸收热量，冬季时排出热量，从而达到给冻土层降温的目的。但是，究竟要选择多大粒径的块碎石才能达到最佳结果?
2003年起，经过200余天的模拟试验，赖远明最终成功找到了块碎石的最佳粒径——22厘米。
在赖远明看来，在传统土方路基上填筑块碎石路基再铺以土方路基的“肉夹馍”结构，再在两侧铺上块碎石护坡形成U形路基，成本低廉、成效显著。
在一系列综合措施的应用下，青藏铁路的冻土难题得以有效解决。这一措施还能确保未来50年青藏高原气温在上升2.6摄氏度情况下，路基依然能保持稳定。
2006年7月1日，青藏铁路正式通车。他第一次听到列车广播介绍火车经过的路基结构时，再也抑制不住泪水。
“很激动也非常自豪!”赖远明说。
2008年，“青藏铁路工程”荣获国家科技进步特等奖。
赖远明在介绍青藏铁路冻土难题的解决思路(5月20日摄)。 新华社记者 梁强 摄
“认准一条路坚持走下去”
谈及成功，赖远明轻描淡写一句话：“我就是比别人勤奋，比别人‘练习’的次数多，喜欢思考，认准一条路能够坚持走下去。”
1962年，赖远明出生于江西龙南一个小山村，自小家境贫寒。上初中时交不起学费，他大早和同学一起上山砍柴，背到集市上去卖。上了高中，赖远明连买书包的钱也没有，只得从生产队借钱。靠着省吃俭用，在生产队挣工分，艰难读完了高中。1978年，赖远明高考失利。回校复读一年后，他考入江西理工大学，成为全乡第一个大学生。
大学毕业后，赖远明考取了兰州交通大学研究生。当时，他对冻土的认识尚浅，“听到‘冻土’这两个字，浑身起鸡皮疙瘩，就像冲了个凉水澡，觉得好冷啊。”自此，“冻土”便成为他的“人生舞台”。
“真正投入进去，才发现冻土有着无穷的奥秘，等着我们破解。”赖远明说，青藏铁路冻土难题被破解后，人们对冻土“冷门”的观念逐步改变，“这归功于一批又一批冻土领域科研工作者的坚持。”
“要挖山不止，一根筋走下去”
魔法表演追求创新，不断给予观众惊奇。做一名“科技魔法师”亦如此。
除解决青藏铁路冻土难题外，赖远明还参与了甘肃历史上最大的跨流域调水工程“引洮工程”，期望通过技术攻关让旱塬上的群众喝上干净的自来水。
赖远明介绍，引洮工程修建过程中要穿越一段季节性冻土区。冬季，输水隧道受低温作用影响水体温度，导致水体结冰及隧道阻塞，将影响水的输送。2007年，赖远明及其团队参与攻克引洮工程冻土难题。
“我们在取水口进行长年监测后发现，确定好取水口深度就能保证水流经200公里不会结冰。另外，在输水隧道里铺上保温材料，可以使水升温以免冻住。”在一系列综合措施下，引洮工程冻土区难题得以破解。
创新需要勇气，科研工作尤其是野外考察充满挑战与危险。
在青藏铁路修建中，赖远明带领学生进昆仑山隧道采样。隧道位于海拔4648米的昆仑山上，全长1686米，是世界高原多年冻土区第一长隧道。高海拔地区本身缺氧，加上隧道没打通，通风条件差，缺氧更加严重，深入隧道的赖远明顿感头痛剧烈，呼吸异常困难，坚持了两小时后，被同行人员送下山，一路呕吐不止。从此落下毛病，后脑勺总会隐隐作痛。
对于这次“死里逃生”，赖远明不愿赘言，“要想成功，就必须坚持。”
赖远明说：“冻土工程研究像一座永远挖不完的矿山，包括我在内的科研人员要挖山不止，一根筋走下去。”
赖远明(左)和同事在青藏公路测量冻土路基地温(资料照片)。 新华社发(记者张文静)
原标题【 解码高原冻土难题的"魔法师"——记中科院院士赖远明 】