金龍 勇攀高原凍土高峰

他扎根高原，與凍土結緣。從絲路起點到玉珠峰下，在空氣稀薄、低壓、強輻射的雪域高原，他拼搏奉獻，探尋著冰與土的奧秘；從大雁塔下到三江源頭，他重走唐蕃古道，執著堅守，只為早日實現高原凍土高速公路夢。

他就是中國青年科技工作者協會理事，中交第一公路勘察設計研究院（簡稱“中交一公院”）高寒高海拔地區道路工程安全與健康國家重點實驗室副主任、寒區環境與工程研發中心副總工程師金龍。

金龍長期深入青藏高原一線，致力于公路凍土工程熱融災害機理、特殊結構路基設計方法、寒區工程試驗測試技術與裝備等方面的研究，成果在共和至玉樹公路、花石峽至大武公路、青藏公路整治工程等項目得到應用。身邊人談及他，紛紛豎起大拇指。

比高原更高的是“四特”精神

“我的父親是軍人，部隊駐在陜西，我的本名叫金軍秦，因為出生在陜西，又出生在部隊，所以起了這個名字。后來考慮到秦嶺是中國的龍脈，又改名為金龍。”接受采訪時，金龍這樣解釋自己名字的來由。

高考時，金龍報考了西安交通大學土木工程專業，在大學學習了相關專業后，了解了國家當時的一些重點工程，特別是青藏鐵路工程。“這項工程當時正在建設中，是我們國家的世紀工程，其中的難點就是高寒缺氧、多年凍土、生態脆弱。我就對多年凍土產生了興趣，后來了解到中國科學院凍土工程國家重點實驗室是從事凍土工程研究的權威機構，就想去那里繼續讀書，并有幸讀了賴遠明院士的碩士研究生。研究生畢業后，我得知中交一公院是國內從事公路凍土工程的主要機構，就決定來到這里工作。”

入職前，人力資源部的同志面試金龍時問到，你以后可能會去高原等環境惡劣地區工作，能適應嗎？金龍爽快地回答：“我讀書時候就是做凍土研究的，做這項工作有心理準備！”

2008年7月，金龍到中交一公院工作。接受采訪時，他說：“剛入職時，我沒有做與凍土相關的內容，而是做一些公路邊坡、滑坡的勘察設計工作，印象最深的是從事阿爾及利亞東西高速公路的勘察設計工作——雖然不在高原，但是地處撒哈拉沙漠，條件也比較艱苦。體會就是，在中交一公院工作，不管是從事什么內容，都是不容易的，也深刻體會了這里‘特別能吃苦、特別能奉獻、特別能戰斗、特別能創新’的‘四特’企業精神。”

面向凍土工程學科新的發展動態、國家重大工程建設新需求，金龍認識到不斷學習和提升自身專業素質的重要性，2009年毅然決定到中國科學院大學繼續攻讀博士學位。在向時任實驗室主任汪雙杰匯報時，金龍說：“我之前是學凍土力學出身，但現在從事凍土工程，對于工程的理解還需要進一步深入。”汪雙杰十分支持金龍，并親自為他擬定了公路熱棒工程設計方法作為他的博士選題。自此，金龍白天在辦公室處理各項工作，夜晚熬夜攻關博士課題，經常為了調試一個程序，不知不覺就熬到了天亮。經過他的不懈努力，成功完成了博士期間各項工作并按期通過博士答辯，獲得巖土工程博士學位，研究成果納入標準規范，解決了凍土地區特殊結構路基設計難題，成為目前通用的熱棒路基設計依據，獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

在中國科學院攻讀學位期間，金龍初識凍土。加入中交一公院“公路凍土工程研究團隊”后，他先后在該院巖土公司、寒區道路研究所、交通行業重點實驗室、寒區環境與工程研發中心、國家重點實驗室等機構或部門工作，主要從事公路凍土工程熱融災害機理、特殊結構路基設計方法、寒區工程試驗測試技術與裝備等方面的研究。無論在哪個崗位上，他都保持著勤奮扎實的工作作風、謙和內斂的處事風格。“在研究中經常會遇到這樣那樣的困難，比如在研發過程中，沒有得到想要的結果，與預期不符合等。在這種情況下，就比較傷士氣，但也只能重整旗鼓，分析錯誤原因，重新制定技術路線。”

說到對科學家精神的理解，金龍認為，科學家精神首先就是要有胸懷祖國服務人民的愛國精神，要有潛心研究、嚴謹治學的求實精神。“具體來說，對于我們凍土工程研究人員來說，就是要立足工作崗位，著力解決工程實踐中的實際問題。我們凍土科研團隊歷經三代科研工作者，其中有兩位前輩都由于長期在高原工作，身體受損，因病去世。他們就是一輩子只做一件事情，把論文寫在祖國的大地上。這種淡泊名利、追求真理的精神就是我們所要學習的科學家精神。”

攻關應用基礎性問題并讓成果落地

多年來，金龍一直工作在生產第一線，長期深入青藏高原一線，參與了多年凍土區多個項目的勘察設計、科研與咨詢工作，努力在工程現場發現——研究——解決問題。他主持過國家科技支撐計劃課題“青藏高原多年凍土地區高速公路布局及其凍土環境耦合作用研究”及陜西省青年科技新星項目“多年凍土區熱棒路基降溫效能評價與設計方法研究”、中交集團重大科技研發項目“青藏公路多年凍土區季節融化層水熱力相互作用及其路基病害對策研究”、中建標協會標準“多年凍土地區熱棒路基設計與施工技術規程”等，參加過國家“大尺度凍土路基變形控制與穩定技術研究”等項目。金龍說，正是通過參加不同項目、不同階段、不同內容的專業技術工作，才使自己不斷進步，綜合技術水平和能力不斷提高。

熱融沉陷是多年凍土區主要的路基病害之一，80%以上的凍土路基病害是由融沉引發。針對這一工程問題，金龍基于青藏公路連續20年監測數據，分析了凍土路基的變形特征、破壞機理和發展規律，揭示了瀝青路面強吸熱、高聚熱的結構特點將引起嚴重的凍土地基熱量失衡，是誘發路基熱融沉陷的主要原因；路基空間尺度變化造成的融化盤形態是引起路基應力集中、熱融病害形式多樣的直接原因，研究發現在高溫凍土區，寬幅路基的基底吸熱量增大20%以上，路基下凍土融化潛熱增大2.2倍以上，高速公路熱融風險是一般公路的3倍以上。他進一步揭示了施工期熱源在凍土地基的侵入和擴散過程，發現凍土路基需要3-5年的能量導入和耗散平衡，闡釋了片石路基、通風管路基等特殊結構路基建設初期效能不足的機理，提出了凍土公路分階段施工的融沉防控原則。

基于路基力學穩定性要求，考慮凍融界面抗剪能力與強度，金龍建立多年凍土高速公路填土路基合理高度計算模型，基于凍土路基的長周期觀測變形，提出凍土融沉設計標準，解決多年凍土路基融沉防控合理高度問題。針對凍土公路路基特殊結構降溫過程，他建立了保溫隔熱、橫向通風、自然對流及點狀降溫四類特殊路基結構熱收支數據庫，量化評價路基尺度變化對凍土路基熱收支狀態的影響，解決了不同凍土路基特殊結構效能調控量級及設計參數問題。該項成果應用于多年凍土區共玉、花大高速公路設計，為該項目凍土路基特殊降溫結構的設計提供了理論基礎。

面對多年凍土復雜的熱力學特性和寒區工程災害影響因素多樣的現狀，為提升凍土工程試驗測試水平，支撐凍土工程理論與技術進步，作為核心技術人員，金龍研發了步入式多功能凍土環境試驗箱和溫控、監測及加載等核心技術，并提出試驗方法，實現了-30℃～+40℃極端氣溫、-25℃～+85℃工程邊界條件、600～1120W/m2強輻射等高原環境下，高速公路1/5幾何尺度的路基結構模擬試驗，為凍土工程的理論與技術研究提供可靠的試驗平臺。基于此試驗平臺，他研發了系列大尺度凍土路基變形控制新結構。該試驗平臺為哈爾濱至齊齊哈爾客運專線路基防凍脹設計和施工提供了試驗支撐，為其冬季安全運營提供了技術保障；基于此平臺研發的系列凍土路基變形控制新結構在共玉、花大等多條多年凍土高速公路得到應用。

熱棒技術是一種行之有效的凍土穩定技術，現有設計應用以工程經驗為主，易因熱棒降溫效能不足或過度制冷誘發路基病害，致使設計失敗。基于青藏公路實體工程連續13年的觀測數據，金龍分析了熱棒路基的地溫特征、溫度場形態和凍融過程，得到青藏高原地區熱棒的實際功效指標。從凍土路基能量失衡誘發工程失穩的本質出發，他創新提出了凍土路基能量收支狀態算法和熱棒功效與結構參數優化算法，通過能量指標和收支平衡關系建立了熱棒與多年凍土工程災變控制定量化設計的科學聯系。這一設計方法具備凍土路基熱融風險定量評估、熱棒降溫效能的精準調節和結構優化等功能，首次實現了熱棒在凍土地質差異、路基尺度變化等多工況條件下的按需、精準、動態設計，突破凍土區熱棒技術無科學設計方法、只能依賴工程經驗和反復試驗的技術瓶頸，促進了熱棒技術在凍土工程的精細化設計、標準化生產和規模化應用。

青藏工程走廊海拔高、自然條件惡劣、工程地質條件復雜，多年凍土及其相伴的多年凍土冷生現象在工程走廊內廣泛分布，具有空間分異性、工程不穩定性、環境敏感性的特點。針對以上特點，金龍結合遙感技術、地球物理勘探、鉆探和多年凍土環境監測提出了適用于青藏工程走廊的多年凍土綜合勘察技術。基于遙感技術，利用多期、多源遙感數據，他以多年凍土不良地質現象和凍融活動性特征為基礎，通過地形地貌、地層巖性、地表水體、水文地質、植被發育以及地形坡向等綜合因素分析實現了典型多年凍土不良地質和積雪災害的遙感判別；基于高密度電法、地質雷達、地震波法等多種物探方法，他結合鉆探驗證，給出了工程走廊內多年凍土上限、界限及凍土災害的勘探方法和解譯標準；基于上述綜合勘察技術，以多年凍土地溫、上限、含冰量、外部環境影響等關鍵指標，金龍采用灰度關聯法對青藏工程走廊沿線550km的多年凍土開展了工程地質評價。根據評價結果發現，工程地質評價“良好”的凍土段占總長度的41.04%、“一般”凍土段占25.02%、“較差”凍土段占33.94%，進一步說明了整個青藏工程走廊多年凍土工程地質性質較差，新建凍土工程需要采取有效的工程措施。

以凍土公路尺度效應理論為基礎，金龍提出了基于保護凍土的由粗到細、由面到帶、由帶到線的分層次目標選線方法，可以準確繞避高病害率的凍土區域，避開既有工程的相互干擾，從而獲得工程困難度低、可靠度高的路線方案。

扎根西部高原而啃硬骨頭

金龍扎根西部，長期系統開展凍土公路熱融災變、冷卻路基設計理論等研究。

中交集團總工程師，全國工程勘察設計大師，我國公路凍土工程首席專家、團隊導師汪雙杰常教導他：“凍土工程研究不容易出成果，需要時間的積累，要耐得住寂寞。”金龍平均每年在科研一線工作三個月，十分重視工程現場資料的收集與理論分析相結合的研究思路，參與了一個個重大專項研究。

2013年開始，中交一公院承擔了首個道路工程領域的國家科技支撐計劃項目“高海拔高寒地區高速公路建設技術”。項目攻關階段，在汪雙杰的帶領下，金龍團隊奮戰在高原一線。從場地選擇到設備安裝，從數據采集到規律分析，他總是沖在最前頭，經常加班加點到深夜。從項目開始到結題驗收，金龍頻繁往返于西安與青藏公路多年凍土觀測站之間，累計奔波數十次。他用打硬仗、啃硬骨頭的勁頭刻苦攻關，取得一個又一個重大突破，最終提交了一份高質量的研究報告。項目成果最終經多位院士專家鑒定，總體達國際領先水平。

任職高級工程師后，金龍曾獲中國公路學會科學技術特等獎、中國公路交通優秀設計一等獎、中國交建技術發明二等獎、陜西省科學技術二等獎、西藏自治區科學技術二等獎等，曾獲陜西省青年科技新星榮譽及陜西省“高層次專家特殊支持計劃”青年拔尖人才資助。

工作期間，金龍參加過滑坡、泥石流等地災發育的復雜項目，參加過非洲撒哈拉沙漠地區高速公路新建項目，也參加過青藏高原進出藏國道整治改建項目……但是最令他向往的，還是高原凍土。問起金龍為什么這么喜歡高原，他感慨地說：“青藏高原是一個淳樸的地方，每個人、每座山、每條河，只要置身于其中，就愛得放不下，感到自己做的每件事情都那么有意義。”

金龍說，多年的工作歷練，讓他深深認識到，作為一名從事多年凍土勘察設計的工程師，除了要具有兢兢業業、吃苦耐勞的工作精神以外，還要有扎實的專業理論知識和豐富的實踐經驗。“以后的工作中，我要不斷學習、不斷鉆研，及時總結、研究和掌握設計新技術、新方法，使自己的專業知識更加豐富，專業水平不斷提高，力爭早日做一名優秀的正高級技術人員，更好地投身于公路交通事業的建設中去。”

責任編輯 華南