文/记者 杨京宁 编辑 陈永杰 

凌晨0:00到4:00，北京的地铁隧道里已没有列车行驶，阴暗而幽深。突然，几束光线穿透了黑暗，那是北京市政路桥科技发展公司岩土工程技术研究中心主任吕祥锋和同事们戴的探照灯。他们要在4个小时中，排查隧道里的“病害”，为市民的出行安全提供保障。

【专家名片】

吕祥锋，北京市市政工程研究院高级工程师。主要从事城市交通管线周围病害发生理论与预防技术研发工作。参与或主持国家自然科学基金项目、国家重点实验室项目、北京市科技计划重点项目等。针对北京道路塌陷问题，提出道路松散层及脱空隐患精细探查方法。发表论文50篇，其中SCI、EI收录24篇；出版专著1部;获国家专利授权40项。入选北京市科技新星人才计划。

排除市民出行隐患

“2012年的‘7·21大雨’，全北京出现了120多处路面塌陷。”回忆起5年前的那场大雨，吕祥锋还记忆犹新。虽然表面看来是由于雨水浸泡，但根本的原因是地面以下早有隐患。这些隐患，就是我们常说的道路“病害”。

据统计，60%-70%的道路塌陷发生在地下管线周边，这是因为铺设管道一定程度上破坏了土壤原本密实的结构。同时，土体本身孔隙较大，很容易被水穿透，一旦遇到雨季或者管道内的污水渗出，管线周围的土壤就会更加疏松，再难承受由地面传导下来的压力。这样的问题表征到路面上，就是我们所见到的道路不平整、裂缝、局部坑、塌陷等等。除了地下管线，地下交通工程、所处地区昼夜温差大等因素也会导致道路病害的发生。

了解成因后，就要把道路病害探测出来，这也是吕祥锋的主要工作内容。现在一般的探测手段是雷达。由于不同物体折射的波速不同，可以用雷达得到的数据来推断出地下的病害大概是什么类型。目前，雷达探测的精度在3-5米。

然而，雷达探测存在一定的局限性。“这种方法可以得出解，但这个解不是唯一的。”吕祥锋解释道。“我们虽然能知道哪里有异常，但这个异常究竟是什么，却难以确定。”吕祥锋指着桌面上的物品说，有可能是一部手机，也有可能是一支笔。

那么，如何确认病害到底是水囊、空洞、还是什么其他类型;它已经发展到什么程度、影响范围又有多大呢?为了解决这些问题，吕祥锋带领团队在雷达探测的基础上提出了地下土体密实度微探仪技术。

所谓地下土体密实度微探仪技术(以下简称“微探仪技术”)，就是在路面上挖一个直径5厘米的小微钻孔，将探测仪与钻头一起伸入地下。探测仪的前段装有核磁感应器，可以判断出地下的物质材料以及它们的性质。

除探测仪以外，随钻下去的还有光学成像设备，可以获取地下环境的形貌。更为智能的是，探测出的信息将被实时传输到后方的数字量化仪器上，供研究员们提取数据，从而反演出地下土体的强度、密实度等。

“如果我们在5公里的范围内每隔一公里设置一个这样的探点，那么就能把这一段路的地下形貌给基本勾画出来。”吕祥锋说。当然，他的目光比这5公里要远的多，“我们的目标是把整座城市的地下信息都用数字定量的方式描绘出来，管线周围什么样，道路是什么样……在雨季或者交通流量大的情况下，我们能为市民提供预警，告诉他们哪里可能存在安全隐患。”

为70周年阅兵仪式保驾护航

值得一提的是，地下土体密实度微探仪属国内首创。曾被应用于“反法西斯胜利70周年阅兵仪式”的道路安全保障上。

据吕祥锋回忆，起初，有三四家单位参与到了阅兵道路安全检测的工作中，但在8月二十几号召开联席会的时候，几家单位给出的雷达探测结果不一致，解释也不尽相同。如果每个疑点都要处理的话，时间上根本来不及。后来，相关部门的领导就把“确诊”这项任务交给了北京市政工程研究院，由吕祥锋带队排查，到底有哪些隐患是必须紧急处理的。

“8月26日至28日，我们三天不间断作业，排除了多处疑似点。通过微探仪技术，我们发现一些很像是病患的地方其实不是问题，避免了大规模的治理工程。”吕祥锋说道。从那之后，微探仪技术逐渐被更多业内人员所认可。

确定了病害情况之后，吕祥锋和他的团队就具体问题进行治理，比如把浆液填充到地下空洞中，从而增强它们的承压能力。

2016年，吕祥锋入选了由北京市科学技术委员会组织的科技新星计划。从那之后，他经常参加科委组织的各项活动，与其他入选人员展开交流。

一次偶然的机会，他结识了一位北京服装学院的老师，交谈中，吕祥锋得知，纺织纤维已经被应用在了建筑物的外墙板上，“这给了我启发，是不是这种材料也能被用在我们的填充浆液中?”吕祥锋说道。

如今，这个灵感已经被实现，跟传统产品相比，由吕祥锋团队创新研发的纺织纤维浆液无论是凝结力，还是与周围土壤的搅合力都更强。并且，因为来自于废旧的针织品，纺织纤维浆液实际属于废物利用，既环保又节省成本。“今年年底，我们或许在一些地区的高速公路上进行试用，争取尽快将这项成果转化为产品。”吕祥锋说道。

成功是高水平的失败

除了担任北京市政路桥科技发展公司岩土工程技术研究中心主任之外，吕祥锋还兼任北京科技人才研究会副秘书长、国家自然科学基金函评专家等多个要职，这些年，他先后获得中国岩石力学与工程学会颁发的“优秀博士学位论文”“青年优秀学术论文奖”;“北京公路青年科技奖”，以及第十九届“茅以升北京青年科技奖”等数个奖项，可谓事业全面开花。

然而，吕祥锋却不认为这是一种“成功”。或者说，在他眼里，这世上根本没有所谓的“成功”。

“‘成功’其实就是水平比较高的‘失败’，”吕祥锋眨眨眼，抛出了一个颇具哲学意味的句子。他认为，绝大多数事情都需要反复经历失败，在失败中汲取经验，能令下一次的尝试更趋完善，但是并不能避免新问题的出现。

“以前，微探仪技术会经常‘掉链子’，比如数据传输突然中断……”回忆起往事，吕祥锋不无感慨，“有一次，我们在东北五环进行一项工程，谁知设备突然坏了，没办法，只能连夜赶回位于丰台的实验室，修好了再拿到现场。”

如今，微探仪已经发展到第三代，故障发生率大大降低，也有了自报警机制，但依然称不上是完美。“我们今后可能还会有第四代、第五代，”吕祥锋说，“毕竟科学研究本身就是一件没有尽头的事情。”■