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忠诚,写在祖国的山川河流里——访中国隧道之父王梦恕院士


2014-02-25 16:53:39     作者: 黄远军 李玉    字号: T|T    来源:

忠诚,写在无私奉献时

浅埋暗挖法,是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。目前已成为铁路隧道、地下铁道领域的通用方法,该方法为中国城市地下空间的开发,作出了重大的贡献。

1984年,王梦恕接到隧道局通知,要求组织技术人员对进口黄土地层不准明挖进行实验,确保大秦铁路军都山隧道施工不搬迁、不扰民,并安全从革命老区村庄居民房屋下通过。

“铁道部领导要求:只能成功,不能失败。我带着团队进入现场研究开挖方法、支护结构和超前预支护等7大配套技术开始试验,经过长期实验研究,总结出了一套科学严谨的施工原则,即‘管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤量测’这18个字是浅埋暗挖法的精髓。”王梦恕说。

对大秦铁路军都山隧道630米黄土段浅埋暗挖的实验成功,标志着我国地下隧道工程施工领域在软弱、有水、浅埋、不稳定地层设计、施工又创造了——浅埋暗挖法。而在王梦恕主持大秦铁路军都山隧道施工期间,他出差到北京办事,走在长安街上,看到不少人在测量路面、圈地刨树。好奇心驱使着他上前询问,“因为要修地铁,附近的树木都要刨掉,立交桥也要拆掉。这一问可让他万分着急。长安街上高楼林立,地下管线密布,车流量很大,明挖不但造价高,且势必影响地面交通。现在说起这件事,王梦恕情绪依然激动。

按照当时人们所熟知修建地铁方式,即是开膛破肚的明挖法。其具体做法就是刨开路面,在沟底修建地铁隧道区间、站台,建设好再埋土重铺路面。该种修建方法不仅耗费了大量的人力、物力、财力,其效率也十分低,环境破坏严重。

我当时在想,浅埋暗挖施工方法与原理,已成功运用到军都山隧道工程上,也显示出了居多明显的优越性,为什么不能用到地铁建设中?于是,我就拉上隧道工程局局长一起去找北京地铁总公司的领导,用自己单位的车接他们到军都山隧道考察。他们看到后震惊了,觉得该方法非常好,地铁总公司的领导立即就组织了北京市委、建委、科委、交委等相关单位共170多人,进行考察论证,最终决定重新招标。王梦恕意味深长地说。

原本8000万元的拆迁费,使用浅埋暗挖法,却只花了1万元钱搬一棵树;工程费原计划要花费3500万元,到王梦恕这却只需要1609万元。经过评审专家论证,王梦恕的浅埋暗挖法通过了评审专家一致认可。19865月,北京市委、建委、市政管委联合决定:北京市地铁复兴门拆线工程,由铁道部隧道工程局采用浅埋暗挖法,进行设计与施工。同年8月,北京地铁复兴门隆重开工修建。仅用1年时间顺利建成。

时任铁道部部长的丁关根明确指示:不能塌方,不能下陷;只许成功,不许失败;不能砸国家的牌子,不能砸铁道部的牌子,也不能砸隧道局的牌子!面对如此压力,作为指挥部副部长、总工程师的王梦恕,没有退路,唯有迎难而上。

王梦恕带领30多名工程师在工地上,夜以继日地埋头科研,不敢有丝毫疏忽。开工不到两个月,他已劳累的整个瘦了一圈;日复一日,身体明显吃不消了,一次,他急性扁桃体发炎,高烧达40度,走路两腿发软的他还是坚持到了隧道洞里。他每天一进隧道就十几个小时,饭菜都是送进去的,只好和着粉尘吃。“由于一直吃住在工地,我母亲去世的前几天都没来得及回家探望。谈及此处,他眼睛有些潮湿。

静静的12个月过去了,北京复兴门拆线工程顺利完成。车水马龙的复兴门长安街上,没有出现车辆绕行、房屋搬迁、尘土飞扬的场面,人们一点也没有察觉到这里曾进行了一项大规模的施工。王梦恕主持创造的浅埋暗挖法,为地铁修建开辟了一条新路,甩掉了中国地铁施工只能明挖的帽子,使中国跻身于世界地铁施工先进行列。该方法还被评为国家一级工程法,浅埋暗挖法地铁综合配套技术获得了国家科技进步二等奖、北京市科技进步一等奖和二等奖各一项。

21年来,地铁施工技术前进的每一步,都凝结着王梦恕的汗水和心血。他主持研究开发的浅埋暗挖系列工法在北京市的成功运用,随后,在全国城市地铁修建中,地下空间开发中得到了大量使用,如广州、深圳、上海、南京、青岛、重庆、成都、天津、大连等。在铁路、公路、市政等系统也得到了广泛应用。

忠诚,写在无悔的人生里

早在20世纪50年代,人们就试图穿越秦岭,由于技术和条件的限制,当时开凿了全长仅有2364米的隧道——宝成铁路秦岭隧道。由于其曲线太多,多向盘旋爬坡,年运量不足900万吨。在此后几十年中,我国铁路勘探与设计科研人员,又对穿越秦岭先后提出10余种方案,终因条件限制被搁浅。

20世纪末,国家痛下决心:为提高西南地区铁路运输能力,拉动经济增长,决定修建西康铁路。其全线的咽喉地区就是秦岭隧道,长度为18460米,当时国内第一。采用工具即是当时发达国家广泛采用的硬岩掘进机法——TBM(敞开式全断面硬岩掘进机),而国内对掘进机技术的了解还处于初级阶段。

在此前,王梦恕曾对穿越秦岭做过准备,“考虑到秦岭的地质情况及修建隧道的长度,建议采用TBM技术进行修建。”他还将这一构想撰写成论文——《铁路单线隧道快速施工的出路》发表。

铁道部、隧道局随即展开了修建秦岭隧道的工作,派出一批批精英到国外学习TBM技术。“我当时听到一个消息,说新秦岭隧道要请外国专家指导TBM修建,资费共400万美元,来14人,每月给这些外国专家高达16万元,相当于当时我国100名技术人员工资的总和。这让我感到很生气,难道中国就不能自己修吗?”王梦恕有些愤怒。

这没有让王梦恕气馁,而是冷静找方法。他立即致信他在台湾的一个师兄,请其帮忙了解了外国那家公司的情况。来信说:“这家公司水平不高,还致使台湾平岭隧道进步缓慢,出现大塌方……”后来平岭隧道业主多次邀请王梦恕到工地帮助解决。随后,王梦恕将这位师兄的来信致信铁道部有关领导,请求由中国人采用TBM自己修建秦岭隧道。

1997年,王梦恕终于如愿,铁道部没请专家指导TBM修建,而是投标由德国和中国设计,中国监制、德国制造了两台敞开式TBM,分别分配给隧道局和国内另一家铁路施工队伍,两家施工队伍从隧道两端同时掘进。他长舒了一口气。接下来,他把全部身心都投入到TBM施工技术研究上。他暗暗下定决心:一定要让中国人掌握TBM技术,一定要让中国人在TBM技术领域昂首挺胸!

王梦恕随后提出一个宏伟构想,研究要在三个方面获得突破:要在秦岭特长隧道创造全新的施工模式;创造独特的衬砌方法;取得一批世界领先的科研成果。

经过一番艰辛的努力,王梦恕带领科研团队攻克了一系列的技术难题。2000年,秦岭隧道提前15天竣工,年底顺利通过国家验收。

王梦恕介绍说:“大瑶山隧道采用钻爆法施工,打通14300米的双线铁路隧道,用了6年时间,已是奇迹;如今,采用TBM技术修建18460米的秦岭单线铁路隧道,只用了3年时间,是在科研充分的基础上,是在采用TBM配套技术,以及采用TBM加上钻爆法,混合施工技术才得以快速完成修建的,是隧道施工的一次技术革命。”

秦岭隧道的成功修建,使得其被誉为中国隧道施工的第四个里程碑。王梦恕呕心沥血研究的“秦岭特长隧道TBM施工技术”荣获国家科技进步一等奖;“TBM敞开式在铁路特长隧道特硬岩、软岩地层的施工技术”荣获国家科技进步二等奖。建成后的秦岭特长隧道,荣获国家重大工程一等奖、中国土木工程詹天佑工程大奖。

经过王梦恕对TBM的研究并创新,盾构工法以及钻孔咬合桩等工艺,得到了地铁领域的推广和实行,它不仅使困扰我国多年的沿海城市地铁施工难题得以破解,还使软弱地质条件下的地铁施工进度不断加快。

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今日中国 2014-02

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