“把論文寫在祖國的大地上”，是習(xí)近平總書記對廣大科研工作者的殷切期待。在清華大學(xué)，有一支科研隊伍以十五年的時間實(shí)踐了這一口號——由土水學(xué)院教授金峰、安雪暉帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊專注于解決筑壩技術(shù)發(fā)展面臨的技術(shù)難題，把團(tuán)隊研發(fā)的科技成果應(yīng)用在利國利民的事業(yè)中。團(tuán)隊的原創(chuàng)項目“堆石混凝土壩”，是唯一由中國人發(fā)明、并得到國際大壩委員會認(rèn)可的新壩型，目前已經(jīng)在國內(nèi)外工程中得到了廣泛應(yīng)用。
顧名思義，堆石混凝土壩技術(shù)是以一種用“堆石”和“混凝土”相結(jié)合進(jìn)行筑壩的工程技術(shù)。這種技術(shù)讓大塊堆石與自密實(shí)混凝土相結(jié)合，先將堆石直接入倉，隨后通過預(yù)埋灌漿管將混凝土填充到堆石的空隙中，從而形成壩體。比起傳統(tǒng)筑壩技術(shù)，這種方法能有效減少水泥用量，節(jié)省了施工成本，縮短了工期。這項技術(shù)還具有節(jié)能環(huán)保方面的顯著優(yōu)勢，在降低水化熱、取消簡化溫控和提升材料抗裂性能等方面取得了突破性進(jìn)展。除了建設(shè)大壩，堆石混凝土壩還可用于堤防、基礎(chǔ)等工程建設(shè)，成功解決了水下澆筑、復(fù)雜裂隙充填等一系列施工難題。
對于金峰、安雪暉研究團(tuán)隊而言，2003年1月17日是具有歷史意義的一天。這一天，時任土木水利學(xué)院副院長的金峰和剛從日本回國的安雪暉一起去食堂吃了頓飯。
金峰和安雪暉都是清華大學(xué)水利系的系友，金峰是清華典型的“雙肩挑”干部，既是學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)，也是學(xué)術(shù)帶頭人；安雪暉此前曾在日本東京大學(xué)工學(xué)部任教，2002年作為清華大學(xué)“百人計劃”引進(jìn)人才回到母校的懷抱。當(dāng)時兩位教授怎么都不會想到，這頓飯徹底改變了他們未來十五年的研究計劃。
在食堂的餐桌上，兩位教授“腦洞大開”，你一筆我一劃地在餐巾紙上畫下了“混凝土筑壩技術(shù)概念圖”的草稿，還給它起了個名字——堆石混凝土。面對這幅餐巾紙手繪，兩位教授笑著相約一定要把它付諸實(shí)踐。就這樣，憑著發(fā)明中國原創(chuàng)筑壩技術(shù)的一腔熱情，兩人踏上了科研的征途。
藍(lán)圖十分美好，然而從理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的過程并不容易。兩個搞了十多年計算的學(xué)者要進(jìn)行大體積混凝土澆筑，既沒有場地和資金，也沒有團(tuán)隊。為了讓實(shí)驗(yàn)繼續(xù)下去，兩人不得不多方籌集研究經(jīng)費(fèi)，借用實(shí)驗(yàn)場地，展開了一系列專項的室內(nèi)試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐驗(yàn)證。團(tuán)隊的周虎老師當(dāng)時還是碩士研究生，為了做澆筑實(shí)驗(yàn)，帶著幾個本科生跑遍了全國各地。
十五年的歲月里，團(tuán)隊的每一位成員在堆石混凝土筑壩技術(shù)的研發(fā)和推廣中都投入了大量的時間和精力。辛勤付出換來技術(shù)上的累累碩果，他們真正做到了“把論文寫在祖國的大地上”，而對由此帶來的科研成績評價受到的一些影響，他們從未感到過遺憾或后悔。
從一張餐巾紙上的手繪圖到專利申請，從第一塊澆筑試樣到第一座實(shí)驗(yàn)壩成型，從第一個工程局部應(yīng)用到第一座完整的大壩完工，這一切都離不開每一位團(tuán)隊成員出類拔萃的才智、不忘初心的情懷和十余年如一日的堅持。
有付出就會有收獲，由于卓越的性能和顯著的優(yōu)勢，堆石混凝土壩技術(shù)已在國內(nèi)外獲得了20余項發(fā)明專利授權(quán)。由馬洪琪、鐘登華、張超然、張勇傳、鈕新強(qiáng)5位院士等人的專家組對這項技術(shù)給出了高度評價，認(rèn)為堆石混凝土技術(shù)“具有原創(chuàng)性自主知識產(chǎn)權(quán)，為水利水電工程筑壩技術(shù)開拓了一條新的途徑，是混凝土筑壩方法的重大創(chuàng)新”。在2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，堆石混凝土壩項目榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
在中國加快發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的時代背景下，堆石混凝土技術(shù)備受重視。始建于1972年的長坑三級水庫工程曾多次漏水，雖然經(jīng)過三次加固，然而效果并不明顯；另一方面，水庫居于重要的地理位置，一旦失事，后果不堪設(shè)想。在2010年的水庫重建工程中，大壩主體全部采用了堆石混凝土技術(shù)，從舊壩體中拆出了符合粒徑要求的石塊，作為堆石重新利用，不僅從根本上解決了安全隱患，而且節(jié)省了建筑成本，大大提升了水庫的年供水量。據(jù)不完全統(tǒng)計，2005年-2017年間，國內(nèi)已建成堆石混凝土重力壩、拱壩40余座，在建堆石混凝土壩約30座，還有超過60座堆石混凝土壩已經(jīng)通過審查，即將開工建設(shè)。堆石混凝土技術(shù)的應(yīng)用，為國家節(jié)約了超過4億元的資金，還減少了約50萬噸的二氧化碳排放。
堆石混凝土壩不僅在中國國內(nèi)的工程建設(shè)中得到廣泛的發(fā)展與應(yīng)用，還在水利水電工程建設(shè)的國際舞臺上綻放光彩。金峰和安雪暉教授團(tuán)隊曾經(jīng)多次應(yīng)國際大壩委員會、世界銀行以及一些國家水利部門的邀請，赴國外作專題報告、進(jìn)行方案比選。目前，老撾、越南、肯尼亞、埃及等國已經(jīng)就堆石混凝土應(yīng)用開展研究，即將或已經(jīng)將其付諸實(shí)踐。
“窮理以致其知，反躬以踐其實(shí)。”科學(xué)研究既要追求知識和真理，也要服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和廣大人民群眾。回顧這十五年來的研究歷程，金峰和安雪暉兩位教授由衷表示：“我們是很幸運(yùn)的！”
