杜彬:全身心致力于大坝智能温控技术的“科技逐梦人”

最近国内外的网络上充斥着大量有关三峡大坝开裂和变形的文章,甚至还拿出了谷歌卫星图片来进行佐证,让国内的一些民众对大坝的安全产生质疑。这些诋毁我们大国重器的人哪里知道,我国在水电大坝工程领域已经处于世界前列,早已实现了从“跟跑者”到“并行者”,再到“引领者”的飞跃!这里面离不开千千万万水利人的奋斗和创新,他们将有限的生命奉献给自己所爱的事业,用浓烈的家国情怀精神为大坝工程筑牢了安全屏障。
11月5日,笔者在翻阅《中国电力报》时,一则头条新闻《智能温控让大坝“活”起来》引起了我的注意,一口气读完这篇文章,才发现有一家科技企业始终坚持大坝混凝土温控技术的不断创新,出于对这家企业创始人——杜彬的好奇,笔者通过预约进行面对面交流,去探寻他背后的故事。
杜彬,宜昌天宇科技有限公司总经理,清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室客座研究员,大坝喷涂聚氨酯保温保湿技术创始人及智能温控大坝和温度调控方法发明人。从事水利水电工程建设和大坝混凝土温控技术研究40年来,创建了宜昌天宇科技有限公司(以下简称天宇科技)获得了“国家科学技术进步二等奖”、“大禹水利科学技术一等奖”、“湖北省科学技术进步特等奖”等多项荣誉。

重阳节前夕,笔者获许进入天宇科技的“寒地混凝土性能实验室”,刺骨的寒气扑面而来,零下40℃的低温让人瑟瑟发抖,映入眼帘的是呈“一”字型布置的三个大体积混凝土试件,上面由几百根数据线将试件内部的传感器与监测室的仪器连接,只见一位花白头发戴着眼镜的人正对着屏幕关注着数字的变化……原来他就是从给大坝“穿衣”,到安装“智能心”的科技逐梦人——杜彬。
继承遗志,投身水利
今年56岁的杜彬,生长在世界水电之都宜昌一个普通的水利工程建设者家庭,父母同为葛洲坝工程局职工。16岁时母亲因公殉职,他顶职进入葛洲坝工程局工作和学习。也许是母亲将生命奉献给水利事业的事迹激励着他,从此与水利结下了不解之缘!他参与了多座大坝的建设,尤其是大国重器万里长江第一坝葛洲坝工程和世界最大的水利工程三峡工程。

奋斗的日子无疑是艰苦的!他在领导和同事眼里在工作上是一个拼命三郎,上班总是到得最早,走得最晚,还经常以工地为家,有时几个月才回家一趟。在建设三峡的那段日子里,有一次他要在北京联络组织召开三峡工程大江截流的成果鉴定会,重度感冒的他还是坚持出差,因为赶时间只好举着吊瓶就乘车往机场赶,直到过机场安检时还是自己拔掉了未输完的注射液。在他身上这样的感人故事真是数不胜数。有人问他苦不苦,他只轻描淡写地说了一句:谈不上苦吧,我们这一代水电人都是这样,我只不过是跟随前人的脚步前行而已!
“有什么遗憾吗?”,笔者问杜彬。“如果有什么遗憾的话,那就是对我家人的关怀不够。三峡工程建设工作异常紧张,我一个月也难得回一次近在咫尺的家,夫人也在葛洲坝集团工作,那个时候条件比较艰苦,我的孩子又没有奶奶帮衬照料,别人家的宝贝都是在家人怀抱里长大的,我的姑娘常常是放在洗衣机甩干桶里面的,这也是我最大的遗憾!”此时的杜彬脸上流露出的是对女儿的歉意和满满的爱。但笔者知道正是有了像杜彬这样舍小家为大家的逐梦人,我们的祖国母亲才越来越美好!
20年的大坝施工工作的经验积累,他从建设混凝土大坝的艰辛想到了让大坝能久经风雨的永固这个世界难题的攻克,便立志以三峡精神激励自己勇闯水利水电科技难关。1999年怀揣着这一梦想,他放弃了令人羡慕的铁饭碗,离开成长和奋斗了20年的央企葛洲坝集团,创建了宜昌天宇科技有限公司,确立以大坝混凝土温控防裂作为研究和发展方向。而关于天宇科技的成长经历和其中的酸甜苦辣,他或许三天三夜也讲不完。

行远自迩 起步不凡
大坝建设规模庞大,技术复杂,杜彬为什么会选择大坝混凝土温控防裂这个课题作为自己的研究方向呢?这还得从他参与三峡工程建设说起。在三峡大坝的建设中,大体积混凝土温控防裂技术是大坝建设的一大难题。在三峡一期工程混凝土纵向围堰的施工中,他就作为主要负责人之一参与一期混凝土纵向围堰的仓面喷雾研究,取得了较好的混凝土降温效果,从此混凝土温控一事深深的扎根于心。而在国外坝工界有句名言——无坝不裂,正是这一句“无坝不裂”,反而激起了他想要解决这个问题的兴趣。
为了实现这个想法,他组织了很多次材料和工艺试验,发现喷涂聚氨酯适用于大坝混凝土保温保湿防裂,在实验室内进行长期测试的数据也证明效果明显,不过缺乏工程应用来进行验证,那段时间他白天带着资料和数据跟领导专家汇报,晚上回到实验室结合提出的问题进行改进,始终坚持该技术的研究。

1999年新疆石门子水库工程动工兴建,通过多次沟通,喷涂聚氨酯应用于大坝混凝土保温保湿防裂的设想得到了大坝工程设总(清华大学刘光廷教授)及业主的认可,天宇科技在新疆石门子水库大坝喷涂聚氨酯进行保温保湿,从而开创了我国大坝保温保湿新方向。
由于是初次应用于大型水利工程,没有先例可循,虽然历经了多次试验,对大坝喷涂聚氨酯技术了然于胸,但初次应用就是在高寒强震弱基上修建的百米以上高难度碾压混凝土拱坝,让他激动之余也多了几分担心,为此亲自带着人员和设备从宜昌出发前往新疆玛纳斯县(石门子水库所在地),那个年代高速公路网络和导航技术都不发达,好多地方甚至都没有像样的路和旅社,他们手捧地图册顺着国道走走停停,最艰苦的时候困了就在车上眯一会,饿了就吃点快餐面和干粮,4000多公里的路程前后走了9天,一路上走错路、堵车、车祸等时有发生……
到了工程现场,他始终驻守在零下几十度的冰天雪地施工现场,共同面对和解决复杂环境下大坝混凝土喷涂聚氨酯保温保湿技术所面临的难题!当时施工环境温度最低达-30℃,团队人员全部是南方人,手脚耳鼻经常冻伤;开始没有经验,打湿的手套摸在铁上时间稍久,就会很快被直接冻住,手很难从里面抽出;不仅是人,设备和车辆也经常因为被冻坏而罢工,每天开始工作前甚至要花半天的时间来对设备及车辆进行维护;聚氨酯材料的物理性能也因低温而发生变化不利于施工,质量也达不到预期要求;他们经常是边施工边总结,连吃饭、休息都在一起讨论工程应用中遇到的技术问题,不过值得欣慰的是,工程竣工后通过两个冬季的观测,保温保湿效果较好,取得了开门红!并向国家申请了专利。
从这以后他带领天宇科技先后开展了多个科研课题研究:“青海拉西瓦进行高寒地区保温保湿材料和施工工艺研究”、“彩色聚氨酯硬质泡沫研究”、“清江水布垭工程混凝土面板保温保湿防渗研究”、“不同种类和厚度的保温保湿材料试验”、“喷涂聚氨酯的碾压混凝土坝的施工仿真”等。研究成果获得了一批大坝喷涂聚氨酯的发明专利,如《一种大坝混凝土抗老化的方法》、《增强大坝保温保湿提高抗裂性能的方法》、《基于温湿耦合的大坝抗裂及防老化的方法》、《大坝保温保湿层覆盖下渗漏点检测及修补方法》等。目前大坝混凝土温控防裂成果和技术已成为了大坝保温保湿的主要手段并在工程中大规模地应用。
不忘初心,砥砺前行
读者也许会感叹,“难道成功就这么简单?只是需要付出努力和汗水就一切水道渠成?”有人曾经这样问过杜彬,他笑着说:“曲折肯定是有的,但我更愿意说是行业专家学者对我的指导与帮助,正是有了他们的把关,才鞭策我不断前行。譬如有领导提出聚氨酯保温材料受阳光照射产生色差而影响美观,我们就开展了彩色聚氨酯和外装饰层的试验;有学者指出相对于苯板保温,聚氨酯喷涂工艺和厚度精度不易控制,我们就对设备和生产工序进行改进和优化;有专家提出水位变化区保温层冬季受冰拉压破坏的问题,我们就进行了严寒高水压条件下高拱坝聚氨酯保温材料性能及保温方案研究试验。”
与杜彬交谈中,笔者不经意间发现他的左眼有明显的伤痕。通过了解知道是在一次大坝混凝土温控相关设备试验过程中,突然飞溅出来的钢片插入左眼,当时流血不止,还是急救车把他送到医院急救,并住院治疗长达大半年,经过专家多次会诊做了三次手术,才保住了微弱的视力。
一直以来,他有心将多年钻研的技术成果进行总结,为水利行业工作者选择大坝混凝土温控方案提供参考,可是因为时间和精力的关系久拖未成。因为眼睛受伤需要长时间住院,不能看也不能写,回忆起研究大坝保温保湿技术一路走来的点点滴滴,便决定利用这段时间好好总结一下。于是他在病床上开始了《混凝土大坝保温保湿新技术》这本书的构思和撰写。由于无法亲自写作,便由他口述,助手整理,并将初稿逐字逐句念给他听。这样的工作也是艰难的,常常因为眼睛或头痛的不时发作,被迫停止,稍有好转又继续进行。看到他这么执着于事业,无论是他的家人亲戚朋友,还是他的临床医生护士都为他的顽强意志所感动。经过反复推敲,几易其稿,最终完成了这本有价值的科技著作。
一个人冒着眼睛失明甚至生命的危险,也要坚持科研工作,这需要多大的勇气和毅力啊!这是一种怎样的精神?一种怎样的家国情怀啊?当翻开这本书的首页,只见前言写到:“大坝和我们人类一样是有生命的,可她更像原始人类,赤身裸体地承受着风霜雨雪……我一定要她穿上天衣,只有天衣才能冬暖夏凉……体温不再忽高忽低,表面的水分不再快速蒸发流失,让她处于相对恒温恒湿的环境中缓慢释放温度应力及干缩应力,让她健康地为我们人类服务……”
读到这里,不难看出在这样的环境条件下他始终保持着一颗舍己的初心,一颗有浪漫激情的心。作为水利人,大坝就像是他的战友一样,大坝的冷热都在他的心里!这本书融入了他十年的奋斗,十载的艰辛,还有水利人对中国大坝事业的无限热爱!
不仅如此,他还怀揣对中国大坝建设事业的热爱和对温控技术的探索之心,不顾企业经营的损失和身为异乡客的压力,自费前往美国访问游学四年,只为了解和学习更多大坝方面处于国际前沿的新材料与新技术,对混凝土大坝温控防裂技术进行不断的改进和完善。
科技创新,未来可期
笔者又来到天宇科技试验室二楼的会议室,首先映入眼帘的是一面五星红旗,还有墙上的一些历史老照片。照片里的杜彬略显青涩,但朝气蓬勃,这里有他和王光谦院士在水布垭工程现场工作的照片,有他与清华大学刘光廷教授、潘家铮院士一起参加技术评审会的合影,还有陪同两弹元勋陈能宽先生考察三峡工程的合影,甚至还有陪同全国人大副委员长、两弹元勋周光召先生考察三峡工程的合影……
能够有幸跟这些大科学家一同短暂工作,他们对待工作和科学的态度成为了杜彬学习的榜样,也是他从事科研工作的力量和源泉!他没有止步于既有成绩,而是不断科研创新。每次试验从方案到实施他都会亲自把关,反复修改和论证;为了选择合适的实验材料、仪器和设备,他经常带队前往厂家实地调研,北京、上海、深圳、武汉、厦门、蚌埠、杭州大半个中国都留下了他的脚印;为了获得某个试验数据,他更是常常通宵达旦的守在实验室……
“听说您还因为在夜班值守时获得了关键数据,凌晨三点给团队成员打电话?”杜彬告诉笔者,“那是在开展《大体积混凝土温度补偿系统研究试验》课题研究时,正是在这次试验中,观察到了采用聚氨酯保温层对混凝土试件进行保温防护,可以减缓外界环境温度变化对混凝土试件温度的影响,但是随着时间的推移保护和无保护条件下大体积混凝土内外温度趋于一致,揭示了大体积混凝土内部无恒定温度场。”
当得知自己的保温保湿技术被试验数据证明存在不足时,他没有知难而退,反而激起了他对技术的精益求精,对工作的一丝不苟,遇到问题持续钻研的狠劲,这让他源源不断产生新的构想。他一直认为既然仅仅给大坝“穿衣”不能从根本上解决大坝混凝土温控难题,那就要另辟蹊径,并由此开展了新的试验研究。
他带领团队采用相应的设备建立了温度补偿系统对大体积混凝土进行温度调节,对比试验数据观测到引导性的升温或者降温,可以使试件中心点温度和表面温度相近。温度调控结束后,经过20倍放大观察,多组试件均未发现可见微细裂缝,显示出了“混凝土温度补偿系统进行‘双向’、‘引导式’调控防裂效果明显,大体积混凝土‘表面温度调控’相对于内部温度调控更加有效”。
此后,经过深入研究,提出了智能温控大坝和温度调控方法。“智能温控大坝”给大坝构造了一颗热情澎湃的“智能心”,它由布置在混凝土大坝内外的感知监测单元、控制系统和调控设备组成,感知监测单元就像遍布人体全身的神经元……在低温季节首先对抗冻性能优异的调控介质进行升温,利用平行于大坝上下游面布置的多层调控管网将“心脏”产生的能量输送至表层混凝土进行升温调控……像是一个充满活力的“生命体”,智能温控让大坝“活”了起来!
杜彬就是这样一个科技工作者,把看似简单的事情上升到理论进行阐述,深奥的问题用简单的现象来诠释,即使是专业的知识,也能让闻者如痴如醉!
科技的突飞猛进,时代的创新发展,需要我们发扬一不怕苦,二不怕难的精神。需要无数个默默无闻、脚踏实地、胸怀家国、全身心投入的“科技逐梦人”。远方有诗,有故事,有初心!在这里,笔者祝愿杜彬和天宇科技公司,以及像他们一样的科技逐梦人都有一个美好的明天!