2024科学跨年｜小家大事傅志斌：与岩土“对话”的工程师

今天是元旦，一元复始，万象更新！北京市科学技术协会、新华网联合推出《小家大事-北京科学榜样》跨年系列，让我们共同走近优秀科技工作者，走进科学的世界，感受科技的魅力。今天，我们将走近建设综合勘察研究设计院有限公司副总工程师、岩土工程研究所所长，北京市有突出贡献科技人才获奖者傅志斌。

人物名片：傅志斌

建设综合勘察研究设计院有限公司副总工程师、岩土工程研究所所长

北京市有突出贡献科技人才获奖者

创新文物保护思路，传承中华文明瑰宝

山西大同云冈石窟，以雕像精美而闻名，是世界文化艺术宝库中一颗璀璨的明珠，然而随着时间的流逝，千年石雕逐渐被风化侵蚀，损坏痕迹清晰可见，成为这座宝贵文化遗产面临的严峻挑战。

减缓风化损坏，保护好这份历史文化遗存的修葺任务日益艰巨，2002年，以傅志斌为技术骨干的建设综合勘察研究设计院团队脱颖而出，承担起这项具有1500多年历史的世界文化遗产——大同云冈石窟防风化防水保护勘察设计工作。

云冈石窟造像由于其具有不可移动、不可复制、不可再生的特性，这些造像成为我们文化遗产中极其独特和珍贵的代表。因此，在勘察工作中，根据文物部门要求，要尽量避免使用可能造成文物或山体损害的常规钻孔或震动等勘探手段，在极有限的条件下获取岩体裂隙分布、渗水运移过程及侵蚀雕像机理信息，就像是拿着显微镜对易碎工艺品寻找其无规律的损伤痕迹。经国家文物局组织专家研讨，认为云冈石窟加速风化主要是由四种不同方式水的作用形成的：第一种是从窟顶岩体裂隙渗入窟内的大气降水，遇到窟内出露时，往往伴随着盐分结晶形成盐胀导致雕像表面开裂、剥落或损坏；第二种是空气中的凝结水，特别是夏天气候炎热，石窟内岩体相对凉爽，热空气会冷凝到石窟壁上形成凝结水侵蚀雕像；第三种是随风雨直接冲刷露天雕刻或通过开敞的洞窟口直接冲刷窟壁的雨水；第四种是砂岩毛细水，由于云冈石窟窟底下方普遍存在一层隔水的泥岩层，洞窟内的积水在毛细作用下，在砂岩中可能上升到距地面1.5米至2米的高度，对雕刻造成侵害，加速了其风化作用。

云冈石窟的造像，每一刀、每一划都凝聚了古人的智慧和心血，都代表着中国的古代文明和雕刻技术水平。珍贵又脆弱的文物，即便是轻轻碰触或震动，就可能造成损害，那将成为无法挽回的损失。面对云冈石窟加速风化最大的难题——沿着山体四面八方的裂隙渗流过来的大气降水是怎样运移和侵害石窟的呢？傅志斌及其团队展开深入分析研究，最终采用井间CT、井下电视、高密度电法、提水示踪等多种当时最先进的技术手段对云冈石窟渗水机理进行了全面的勘察，获取了丰富的资料，并进行了科学全面的总结分析，为云冈石窟的防水保护提供了科学的依据。

为减少降落到复杂地形山顶上的雨水渗透侵蚀洞窟，经过反复思索、开展多种实验研究，傅志斌绕开了注水泥浆、树脂浆等可能会对文物产生破坏性影响的传统注浆封堵防水方式，开创性地提出使用膨润土防水毯这种具有天然属性的材料封隔降水对石窟的影响。这种材料是利用膨润土的遇水膨胀、失水收缩功能，经针刺工艺与无纺布相结合固定膨润土颗粒，关注科学规划铺设在山顶不同部位，不仅能够抵挡雨水侵蚀，还可以在日常无雨时保持其上下透气贯通。

将膨润土防水毯应用于大型岩土文物的防水保护设计，这一思路的提出当时在国内尚属首次。此后，这项技术被广泛应用在国内多项文物防水保护工程中。

探索中选择岩土方向，不辍努力终成毕生事业

在文物保护上的创新发展，离不开傅志斌多年对岩土工程专业的追求和探索。

回溯自己的岩土工程师之路，傅志斌说，1994年对自己而言是个重要的时间点，那时举世瞩目的三峡大坝工程开工，对相关建设背景和技术难度的了解，让他意识到岩土力学学科在重大基础设施建设中将发挥重要作用，逐渐形成和坚定了想成为一名岩土工程师的决心。他果断在研究生备考期间转换学习方向，通过自学相关课程考取中国科学院岩土工程专业的硕士研究生。

在多年的学习、工作过程中，傅志斌对岩土工程专业的了解和体会逐渐加深。他认为，地质、岩土水有关的工程建设内容都是工作和研究对象，除了工程勘察，深基坑开挖、地基处理工作，还包括岩土质文物保护、地下水治理、填海工程等等，工作内容和方向非常广泛。“20世纪，材料、力学、计算机等学科的发展，使得超大桥梁、超高层建筑建设成为可能。但21世纪是地下空间的世纪，要充分开发利用地下空间，对地下岩石、土体和地下水特性的了解和处理技术就非常关键，里面有很多值得探索的问题。”傅志斌说。

“岩土工程是‘形散而绳不散’。”傅志斌对自己从事的工作总结道，“所谓‘形散’，是指岩土工程项目类型多样，不同类型项目要求的勘察、设计、测试控制精度都不一样，每个项目所要解决的问题和所处的环境条件也不一样；但同时所有的项目都聚焦在同一根“绳”上——岩土工程专业的底层逻辑是与岩石、土体和地下水打交道，这就要求岩土人对地质、对岩土水特性有足够的了解，同时还要不断积累工程经验，理论和实践相结合，才可能提供科学的设计方案并解决实施中遇到的问题，所以岩土人必须牢牢抓住地质和岩土水特性这根绳，不断积累工程经验，才可能成长为一位合格的岩土工程师。”

在实践中砥砺前行，在创新中坚持初心

傅志斌说，岩土工程行业既是传统的，也是现代的。一名优秀的岩土工程师不仅需要掌握工程地质、土力学、岩石力学、水力学和基础工程等多学科知识，还需不断积累工程经验。此外，持续学习促进专业能力提升也必不可少。简而言之，要成为一名合格的岩土工程师，既要有扎实的理论基础，还要有丰富的实践经验，要不断追求创新。才有可能成就卓越。

岩土工程的工作对象和工作内容可以说是千变万化，每一个项目均特性突出。傅志斌认为，这就要求岩土工程师既不能刻板地照搬教科书和工程规范，陷入理论基础薄弱的狭隘的经验主义。除了基本的专业能力外，还需要有一定的探索与创新精神，在综合掌握和清晰判断地下诸多环境条件要素情况下，因地制宜提出最佳方案，确保地下部分建设能成功实施并保证建筑建成后不斜、不倒、不产生过大沉降。“岩土工程工作是要根据项目‘个性’条件提出定制方案的，需要岩土工程师在充分了解环境实际条件的情况下，制定最优方案，要有创新思维，还应适应绿色低碳可持续发展的要求，以扎实的理论基础，支撑技术创新。”

谈及老一代地质人的精神与信仰旗帜——“三光荣”精神，傅志斌说，“新时代，我们也要继承和发扬‘以献身地质事业为荣、以促进国家经济发展为荣，以艰苦奋斗为荣’的‘三光荣’精神。‘三光荣’精神应该是我们地质工程和岩土工程行业的一个精神支柱与力量源泉，它鼓励和支撑更多的行业工作者不畏艰苦，在工程建设道路上勇攀高峰，用智慧建造百姓放心的港湾。”