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高分子大显身手,小分队大有作为——“岩土中心注浆小分队”产教融合创造多重效益

发布日期:2021年11月19日 18:54 点击次数:

编者按:习近平总书记在全国教育大会上指出,“加快一流大学和一流学科建设,推进产学研协同创新,着重培养创新型、复合型、应用型人才”。近年来,山东大学扎实贯彻落实总书记重要指示批示精神,根据国家印发《专业学位研究生教育发展方案》,学校进行了“1意见+N方案”的研究生综合改革,出台了《关于推进专业学位研究生教育发展的实施方案》,以产教融合培养专项为牵引,全面推进研究生联合培养基地、行业导师队伍、案例库等教育资源建设,加快培养创新型、复合型、应用型人才。经过一个时期的努力,学校专业学位改革发展初见成效,各专业领域立足自身特色和职业发展,面向需求、厚植齐鲁,在劳动中成长,在实践中创新,坚定了理想信念,增长了学识才干,深入了行业产业,领略了专业之美。为起到品牌示范和榜样引领作用,特推出“研·产教育人”系列报道,总结培养单位典型经验和特色做法,为进一步深化产教融合,促进教育链、人才链进入产业链、创新链而不断探索。

技术背景行业需求 注浆小分队应运而生

近年来,我国地下空间获得迅速发展。随之而来的是频发的地下空间事故与灾害,仅2019年我国共计发生事故与灾害243起,覆盖28个省级行政区、76个城市。其中,沿海或岩溶地区地下水异常丰富,裂隙、岩溶等不良地质构造极为发育,水力联系畅通,水压高、流量大、流速快,易造成机械毁坏、工程停滞等经济损失,严重时甚至造成地面塌陷,危及施工人员及路面人员的生命安全。传统的注浆材料在大流量动水下易稀释、难胶凝,无法实现有效的封堵,涌水治理通常以排为主。单纯依赖技术和装备,无法有效控制突涌水,材料研发迫在眉睫。

岩土中心积极创新产教、科教融合育人模式,把课程放到生产实践和场景驱动中,使学生真正在实践中发现问题、运用专业知识解决问题,实现培养人才和服务社会双重目标。山东大学“岩土中心注浆小分队”是积极响应产教融合、推动专业学位教育改革的一次成功尝试。“小分队”在团队老师的指导下团结协作、攻坚克难。学生们用课堂上学到的理论知识创新实践,奔赴青岛市地铁1号线开展TBM脱困工作,依托技术成果创造社会效益,真正展现了产学融合在专业人才培养工作中的卓越成效。

针对岩溶管道突涌水灾害特点,岩土中心团队学术带头人、中国工程院院士李术才提出,通过学科交叉,将医用高分子领域的新进展引入到突涌水封堵中,基于分子微观反应机理,研发一种新型膨胀注浆材料。基于此,岩土中心注浆小分队应运而生,团队成员分别来自土建与水利学院、齐鲁交通学院、化学与化工学院和管理学院等4个学院的6个不同专业的博士、硕士研究生和本科生组成,在李术才院士、注浆材料专家刘人太教授、化学实验师陈孟军老师的指导下进行了一次又一次的尝试。

团队协作攻坚克难 抢险应用大显身手

岩土团队深入分析实际问题,从分子结构入手,结合专业知识,在导师的指导下,用场景、搬知识、重实践,攻坚克难,优选组成原料、优化合成手段、接枝多功能亲水基团,通过链引发、链加成和交联度的控制,经过近三年努力,上千次失败,终于研发了一种具有超高膨胀倍率的注浆材料(WIS-1)。该材料能够不受地下水的负面影响,即使被冲散,凭借其高倍膨胀优势也能实现涌水封堵。材料环保无毒绿色无污染,具有遇水自响应、渗漏自修复功能,避免了因体积安定性差导致体积回缩,造成再次渗漏灾害。

WIS-1材料在青岛地铁1号线区间隧道成功应用。2019年1月,开采挖掘的TBM后伸缩盾拱顶出现漏水情况,后发展为右线刀盘突水,严重影响施工安全的同时也造成了巨大经济损失。岩土中心注浆小分队奔赴一线,在青岛地铁集团的支持下展开TBM脱困工作,首先采用自主研发的WIS-1材料对目标地层导水通道进行注浆封堵,后通过复合水泥基注浆材料补充封堵体强度,结合使用地表前进式分段注浆技术,靶向控域注浆技术,成功解决了TBM施工区间突涌水问题,为TBM正常施工保驾护航,降本增效成绩显著,加快了现场施工进度,保障了隧道如期贯通。

技术创造社会效益 产教融合创新育人

WIS-1材料的诞生,有效减少了因短时间大量地下水释放而引起水资源失衡的现象发生,减少了对次生环境的污染。材料的诞生,降低了岩溶区地下工程建设中遇到的大流量涌水的潜在威胁,助力了地下工程的发展建设。在团队的日夜奋战下,目前已经拥有体系化的多项相关自主专利,并在本领域TOP杂志上发表多篇论文,技术处于领先水平。

将课堂放在一线工地上,把论文写在祖国大地上,团队成员博士研究生马晨阳(防灾减灾工程专业)、博士研究生张春雨(岩土工程专业)、硕士研究生邵栗子(图书情报学专业)、硕士研究生王晓雪(会计专业)等人在第六届“互联网+”大学生创新创业大赛中荣获山东省省赛银奖,在第十二届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛中荣获国家级银奖。

将本科生、硕士生、博士生、青年教师和教授融合在一起,以实际需求和任务驱动为导向,把工程现场当作实验室,为学生提供了更多更优质的接触学术前沿、工程一线的机会。从理论讲解到试验和实践,言传结合践行,为培养更多有担当、有家国情怀、有创新精神的学生贡献了山大力量。


【供稿单位:研究生院 、研工部 岩土工程中心    作者:李雪 郑彬 李啸闻 刘人太 杨为民    摄影:马晨阳         编辑:新闻网工作室    责任编辑:戴玥 蒋晓涵  】

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