多年以后，李利平的足跡遍布中國重大工程現場時，總會一再回憶起他與導師隔著電話長談的那個夜晚。

那是在湖北恩施的一處工地，山東大學碩士二年級的李利平正猶豫畢業(yè)后是否出國留學。這個冀南平原出身的年輕人，正迫切地想到更廣闊的天地去看看。一通深夜的電話，徹底打消了他出國的念頭。

(相關資料圖)

電話那頭，是李利平的導師，后來的中國工程院院士李術才。導師在電話里講到：“土木工程不是靠一支筆、一張紙就能做研究的，最好的實驗室在工程現場。只有在中國，才有如此豐富而廣闊的工程應用場景。”

談話間，房間逼仄的四壁和屋外凜冽的朔風仿佛盡皆淡去，李利平眼前鋪展開祖國壯麗的疆域，縱橫960萬平方公里的土地，自西向東沿三大階梯拾級而下，綿延向四大海域。山地、高原、丘陵、盆地、平原、沙漠，被天然水系與人工河流交錯編織，把教科書上提及的所有要點地形“一網打盡”。在未來的歲月中，這里將升起全球最大的高速鐵路網、高速公路網、世界級港口群，這將是土木人最頭疼的考場，最艱難的戰(zhàn)場，也是最能揮灑熱血與智慧的競技場。

那一刻，他決定留下來，自此從未后悔。

13年來，他帶領課題組，深入20多個國家重難點工程一線，長期從事隧道及地下工程重大災害預警與控制研究工作，為基建事業(yè)保駕護航。近年來，他致力于讓土木工程更加智慧，讓隧道建設更加智能，取得一系列創(chuàng)新成果，在公路、鐵路和地鐵等多個領域應用，被授予了詹天佑成就獎，讓他備受鼓舞。憑借多年耕耘，他斬獲了國家科技進步二等獎和國家技術發(fā)明獎各1項、省部級一等獎3項，以及中國青年科技獎在內的一系列榮譽。當然了，還有今年剛剛獲得的“科學探索獎”。

得知榮獲“科學探索獎”時，李利平課題組正在討論膠州灣和汕頭灣海底隧道的技術難題。會議結束后的第一通電話，他打給了遠在家鄉(xiāng)的父親。

從小村走向世界的“追夢人”

李利平的故鄉(xiāng)在河北邯鄲，是我國古代五大名都之一，也是3000多年來唯一一個沒有改過名字的中國城市。

“中國成語的三分之一都出自于這里。”李利平自豪地說，他的出生地雞澤縣，就是成語“毛遂自薦”中毛遂的故里。

傳說漢代時，這里的洺河經常決口成災?？h官為治理洺河，修筑堤堰，變?yōu)臑橐?。為紀念這項功績，堤堰取名為“臻堤”，后演變?yōu)?ldquo;臻底”等，李利平生長于斯的東臻底村，正是以“臻堤”為中心的四個村落之一。

一個千載之前被水利工程所庇護的村莊，走出一個守護眾多基建工程的科學家，仿佛是某種冥冥中的機緣。

在李利平出生的80年代，家家戶戶還都是土坯陋屋、籬笆擋院。直到1988年，李利平的父母憑借多年勤勞苦作，攢下一處冒尖的小院兒，還買下全村第一臺彩電。

在每每有孩子因家貧而輟學的東臻底村，李利平家姐弟三人的學業(yè)卻從未中斷。但供3個孩子讀書，成了這個家庭最持久沉重的負擔。雖有父親辛辛苦苦外出勞作，李利平的家境從最初的殷實開始每況愈下。眼見周圍村民的新樓如雨后春筍般出現，一樓更比一樓高，原本李利平家那處“冒尖”的小院，很快被淹沒在一片樓房中。

直到1998年秋天，冷清多年的小院終于接到了第一個好消息。李利平的姐姐考取北京的大學，成為村里第一位大學生。兩年后，李利平也考入山東科技大學，成為村里第二位大學生。當小妹也收到大學錄取通知書時，這位“鄉(xiāng)村教育家”父親，終于完成了人生夢想的最后一塊拼圖。

李利平知道，奮力托舉起3個大學生的父親，是在以另一種方式實現自己的“大學夢”。他見過父親深藏箱底的一張黃紙，那是恢復高考那年從考場帶回來的數學考卷。因為家境窘迫，父親直接放棄了交卷，這成為他一生的遺憾。

背著父親的夢想上路，李利平每一步都走得誠篤而扎實。

本科期間，山東大學的李術才教授來山東科技大學作了一場學術報告。在李教授的描繪下，常被人笑作“又土又木”的土木工程專業(yè)，竟然煥發(fā)出巨大的詩意和魅力。在青山綠水間鋪紙閱圖，于鋼鐵林立處建功立業(yè)，他一時心潮澎湃，決定追隨李術才教授讀研究生，到祖國最需要的地方去，到工程最緊迫的地方去。

這個小學“愚鈍留級”、中考“波瀾不驚”的農村娃，就這樣從小小的東臻底村出發(fā)，一步一步地，走過山東、湖北、云南、重慶等二十余個省份，足跡遍布三峽翻壩高速、成蘭鐵路、川藏鐵路、膠州灣海底隧道等國家重難點工程一線，也把從父親那里繼承的夢想版圖延伸到更遠的遠方。

專治“水老虎”和“下山虎”的打虎英雄

“19世紀是橋的世紀，20世紀是高層建筑的世紀，21世紀為了節(jié)約能源、保護環(huán)境，人類要大量利用地下空間。因此，21世紀對人類來說是地下空間的世紀。”國家最高科技獎得主，中國工程院院士錢七虎曾如是說，他也是李利平的博士后導師。

在中國廣袤的國土之下，潛藏著規(guī)模巨大的地下工程。對交通、水電等支撐國民經濟的重大基礎設施來說，這些長大隧道就是它們的“咽喉工程”，如果在隧道的建設工程中跳出了攔路虎，那可真是不折不扣的“卡脖子”。

有兩只攔路虎格外兇殘：突水突泥的“水老虎”，和垮塌災害的“下山虎”。

李利平打了十多年的“虎”，印象最深的一次迎戰(zhàn)“水老虎”，發(fā)生在三峽翻壩高速公路。

這項工程所在的湖北宜昌市，素有“三峽門戶，川鄂咽喉”之稱。當地地形奇絕，山脈縱橫如犬牙交互，橫貫中部的長江、清江和沮漳河等支流密集，水量豐沛。為緩解三峽壩區(qū)、葛洲壩區(qū)的水運壓力，三峽翻壩高速公路應運而生，其中路線總長的一半以上都是橋隧。

“水是無孔不入的。”李利平說，“這些隧道工程地段毗鄰長江，非常容易發(fā)生江水倒灌的情況，而地下又藏著大大小小的溶洞、暗河，一旦打破，水就會頃刻灌入隧道——人是來不及跑的，造價昂貴的機械也會損毀。”

三峽翻壩高速公路—季家坡隧道現場（突水風險動態(tài)評估與控制）

在三峽翻壩高速公路整個工程期間，李利平帶著課題組全程追蹤，翻山越嶺深度探勘地形，多次冒險潛入暗含有毒有害氣體的地下溶洞，以獲得沿線風險評估的一手資料。

他們還首次提出了高?？蒲姓n題組的“施工許可機制”，由高?？蒲姓n題組發(fā)揮工程監(jiān)理作用，為施工隊伍提供最專業(yè)的風險評估和實時指導。在他們的堅守下，最終沒有發(fā)生一次重大突水突泥災害。

而他們開創(chuàng)的這種創(chuàng)新的隧道災害監(jiān)測預警方法，已經成為我國巖溶隧道施工的指導性方法。

這些創(chuàng)舉得到了錢七虎先生的高度贊賞：“突水突泥災害監(jiān)測和預報預警技術是中國地下工程領域近年來的重大成就。”

打了“水老虎”，還有“下山虎”。在隧道施工過程中，垮塌災害常常不期而至。“都說天上掉餡餅，可掉落在施工人頭頂的是石頭。哪怕很小的石頭砸下來，都可能奪人性命。”李利平如此描述。

京滬高速濟南連接線工程—世界最大規(guī)模雙向八車道隧道群（垮塌風險控制）

誰能想到，最難打的“下山虎”，就埋伏在李利平課題組的臥榻之側。

當時山東濟南正在打造世界最大規(guī)模的公路雙向八車道隧道群，隧道群中6條隧道全長達9.74公里，開挖寬度達20米，斷面達219.8平方米，形狀近于一只扁平的鵝蛋，建設風險和難度極高。而泉城濟南引以為傲的“七十二泉”水系和獨有的三面環(huán)山地勢，給工程安全帶來了極大的風險。再加上濟南常見的灰?guī)r，一旦垮塌，“就像千層餅一樣，一層一層往下掉，一片一片往下垮落。”

明知山有虎，偏向虎山行。最棘手的一頭“下山虎”，正是老虎山隧道。長達1888米的隧道遭遇了特大土層和嚴重破碎泥石層，每天開挖進尺不足計劃的50%。

經過不眠不休的論證，技術專家會作出一個大膽的決定：在距離進口850米處增加施工導洞。

結合斷面更大的濱萊高速工程，李利平項目組研發(fā)了小凈距大斷面隧道快速安全施工新裝備、新材料和新工藝，形成了超大斷面隧道建設成套技術，為隧道群的安全順利貫通提供了強有力的技術支撐。一方面，施工工作面拓寬后工作進度大大加快；另一方面，導洞可作為運營期應急逃生通道，保障施工人員的生命安全。

豐富的“打虎”經驗，讓李利平意識到，離現場越近，離危險也越近，但往往離解決問題也更近一步。

最忙的時候，一年有8個月，李利平都在工程現場。他總記得導師李術才院士的話，“腳上不沾泥的工程師，不是好科學家。”

濟南軌道交通四號線千佛山站—保泉技術應用

“又土又木”，如何智慧化轉型？

2009年博士畢業(yè)以來，李利平參與過20余個國家重難點一線工程，足跡上至海拔4700米的雪域高原，下至海平面以下82.81米的海底隧道，見證了中國從基建大國到基建強國的轉變。

他意識到，制約中國基建的不再是“有沒有”、“夠不夠”，而是“好不好”。土木工程的深度轉型，已經箭在弦上。

在李利平看來，傳統(tǒng)隧道施工過程的力學原理和計算分析方法，只是土木工程應用的第一階段；以解決“水老虎”和“下山虎”等問題為代表的監(jiān)測預警，是更進一步的第二階段。但這些還不夠，人工智能、大數據、機器人與工程相結合的交叉學科，才是土木工程的未來。

智能建造系列機器人研發(fā)測試試驗

這是實戰(zhàn)經驗帶給他的體悟。

在恩施豬草灣隧道，李利平的工程車在顛簸的山路上側翻，險些落入懸崖；在成蘭鐵路躍龍門隧道，他的課題組駐守“5·12”汶川地震災害核心區(qū)5年之久，經歷上百次余震；最危險的一次在三峽翻壩高速，李利平同行的專家張之淦老先生在勘探時失足摔下，所幸摔下時有樹枝承托，李利平和學生們迅速營救，這位年過70的老人才無大礙。

CZ鐵路康定隧道—工程現場機器人性能測試

李利平記得，考察川藏鐵路時，他所在的大巴車開上了海拔4700多米的色季拉山。在山口處，不少專家下車透氣，但李利平剛嘗試站起來，便眼前一黑，什么都看不見了。一位同行專家注意到李利平狀態(tài)不對頭，馬上扶他坐下，吸上氧氣瓶，他才得以慢慢恢復。

事后，李利平推己及人：“我們只是短期考察，身體就面臨嚴峻考驗。可以想象，長期在隧道內的施工工人，他們的狀態(tài)有多危險。”

在川藏鐵路、滇中引水這樣的世界級工程中，極端的地質條件和建造環(huán)境也帶來新的考驗，傳統(tǒng)的勞動力密集模式已不再適應新時代的大考。

少人化、無人化、智能化，勢必成為未來工程的發(fā)展趨勢。

山東大學聯(lián)合濟南軌道交通集團研發(fā)的“智慧一號”盾構機，是他們面向智能化土木工程應用的一次嘗試。

濟南軌道交通六號線徐家莊站—鳳凰路站區(qū)間：“智慧一號”盾構機下線

被稱為“工程機械之王”的盾構機，是隧道掘進環(huán)節(jié)必不可少的利器，但它們有一個致命的缺陷：在地下施工時只能進不能退。一旦遇到溶洞、暗河，這些造價幾千萬甚至上億元的機器，極容易損傷報廢。

現在，李利平課題組為盾構機裝上了“五官”：“火眼金睛”，看清前方50～80米隱伏的溶洞、斷層破碎帶等；“順風耳”，利用震動聽聲辨位，判斷隧道內的復雜環(huán)境；“超級鼻子”，監(jiān)測隧道內16種有毒有害氣體及環(huán)境參數；“鋼牙神經”和“號脈靈手”，在掘進時保證銳利的滾刀準確識別，從不撲空。

最后，他們又給盾構機加上點睛之筆——“人工智腦”，以有效融合“五官”獲取的多源數據，通過動態(tài)風險評價，輔助支撐盾構機做出主動決策。

目前，這條“地下蛟龍”已經從濟南地鐵6號線鳳凰路站出發(fā)。在這個百泉爭涌的城市，面對泉水保護、穿越斷裂帶、下穿采空區(qū)、超大規(guī)模孤石群等重大難題，迎難而上，游刃有余。

2022年，山東大學開設了全國首個智能建造與智慧交通專業(yè)。這一專業(yè)由李利平所在的齊魯交通學院牽頭，由土建與水利學院、機械工程學院和軟件學院共同支撐，并共同支撐“智能建造與智慧工程”學科群發(fā)展。

所謂“又土又木”的土木工程專業(yè)，在山東大學4+8大學科群的加持下，展現出智慧的風采和面向未來的姿態(tài)。

“我們不是‘彎道超車’，而是‘換道超車’。”李利平洪亮的聲音里充滿自豪。而第一年的招生情況，也折射出年輕人們對這個方向的熱情。

帶一本書，去工程現場

從外表看，李利平是個典型的北方漢子，目光炯炯、談吐鏗鏘。但他的內心世界，卻出人意料的細膩豐富。

即便是與他并肩戰(zhàn)斗在工程一線的同伴，也未必知道他在山野江畔，會如何記錄掠過耳邊的清風，石頭間鉆出的草葉，不知等待何人的明月，和那些念天地之悠悠的長嘆。

他的詩和散文，只寫給自己看。

早年間網絡沒有這樣發(fā)達，工程人去現場總會帶著一摞摞專業(yè)書籍。李利平這樣的窮學生，買不起“大部頭”專業(yè)書，就用U盤拷貝大量文獻，或者打印出來帶到工程現場。但沉甸甸的行囊里，總是不忘帶上一本詩詞。

白天勘地形、探溶洞、鉆隧道，待到入夜時分，李利平就靜靜讀上一會兒書。十幾年間，窗外的夜色不斷變換，從奇峰峻嶺到大江大河，從四川盆地到青藏高原，但窗內總是一盞小燈、幾闕詩詞，?？闯Ｐ隆?/p>

大學時候，李利平會向各種雜志報刊投稿。但隨著年歲漸長，他愈發(fā)內斂起來。堅持閱讀和寫作，只是為了給自己留下一個“另外的世界”。

在這個“另外的世界”里，李利平常回到那個小小的東臻底村。老家有濃濃的年味：父親給村里人寫了幾十年對聯(lián)，家里到處都飄散著墨香；母親支開案板，和面、調餡、捏包子，地上是滿筐剛出鍋熱氣騰騰的饅頭；小時候的自己最迷放鞭炮，二踢腳、竄天猴、大呲花、大地紅……

隨著回憶的推進，文字的底色愈發(fā)清冷。李利平回憶起父親送自己去縣城高中時，車上馱著糧票換的麥子和行李。那時已近深秋，他回頭一看，忽見生活了十幾年的舊時青磚紅瓦房已褪了顏色。

收獲“科學探索獎”的這天，李利平感慨良多。

“這個獎最好的一點，就是‘英雄不問來路，只問去處’。”他從小小的村莊來，從斑駁的老屋來，走向山川和江河，走向天路和海道，幾十年間，從未偏離既定的方向，也從未忘記人生的來處。那個打給父親的電話，也打給了自己人生的起點。

聽聞喜訊，父親卻淡然如常。李利平知道他的背后深意：“田里只管播種子，有沒有收成，是莊稼自己的事”。

李利平與導師李術才院士

標簽： 中國科學報社