每次采訪王老,都會有新的收獲,都會有新的感動,王老的一生,都在與鐵路打交道,共和國的山山水水都留下了他跋涉的足跡,時常感動我的還有他骨子里的那種濃濃報國情懷。王老的一生,是緊緊與共和國的發(fā)展同行,因為,萬水千山總是情。王老的情懷都寫在了祖國的山川河流里,因為,在他的心里,永遠(yuǎn)對祖國的是忠誠!王老的夢想,是讓中國的高鐵技術(shù)走向世界,當(dāng)然,這也是中國夢。
年末歲初,京城的冬天雖然寒冷,但在王老的辦公室采訪,依舊是如此的溫暖。
謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給像王老一樣為在實現(xiàn)中國夢的偉大實踐中默默奉獻(xiàn)的院士們!
——采訪題記
手指輕輕點下鼠標(biāo)、按下手機(jī)鍵,便能訂到火車與高鐵的票,實現(xiàn)國內(nèi)地域快速變換;持卡緩緩劃一下或塞進(jìn)卡槽,就能乘坐地鐵實現(xiàn)城內(nèi)地區(qū)迅速轉(zhuǎn)換……這些高效便捷的生活方式,在穿山越嶺、穿江過海、穿越地層的過程中,也正是火車、高鐵、地鐵的技術(shù)難點,需要諸多技術(shù)的支撐。
他是我國鐵道部第一個橋隧系研究生;他長期戰(zhàn)斗在地下工程學(xué)研究的第一線;他改變了中國鐵路隧道的施工方法和技術(shù)水平;他像海燕一樣在暴風(fēng)雨中高傲飛翔,一次次向科學(xué)的巔峰發(fā)起斗士般的沖鋒,攻克了一次又一次的科學(xué)難題……
王夢恕院士
他,就是王夢恕,隧道及地下工程專家,中國工程院院士。北京交通大學(xué)隧道及巖土研究所所長、隧道及地下工程試驗研究中心主任,博導(dǎo)、教授。歷任隧道局助理工程師、工程師、高級工程師、教授級高級工程師、科研所結(jié)構(gòu)室主任、科技開發(fā)處總工等職,現(xiàn)任中鐵隧道集團(tuán)有限公司副總工程師,中國中鐵股份有限公司副總工程師。多次榮獲國家、省、部級科技進(jìn)步獎,獲得國家級、省部級特等獎兩次,一、二等獎10余項。
我國鐵路隧道發(fā)展現(xiàn)狀:“三最”
俗話說“要致富,先修路”。在科技高速發(fā)展的今天,在生產(chǎn)集成化、機(jī)械化的年代,鐵路作為對外輸出的重要通道,它的發(fā)展決定著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。作為我國鐵路發(fā)展的見證人,談起我國鐵路發(fā)展的現(xiàn)狀,王夢恕院士有些興奮:“簡單概括就是三最,即鐵路隧道最多、穿越地層最復(fù)雜、發(fā)展最快的國家。”
——鐵路隧道最多的國家。據(jù)了解,我國長度在10000米以上的隧道20多座,長度在3000-10000米的隧道1萬多座,其中,還有5座特長隧道,分別是京廣線大瑤山隧道14公里、西康線秦嶺隧道18公里、西寧格爾木線關(guān)角隧道32公里、南疆鐵路吐庫二線中天山隧道32公里、蘭渝鐵路西秦嶺隧道29公里(采用硬巖TBM法)。而目前正在施工修建通往緬甸的隧道——長度為34公里。目前還有1萬多公里隧道正在設(shè)計、建設(shè)。
王夢恕院士自豪地說:“世界加起來也趕不上中國鐵路隧道的長度,這是大家公認(rèn)的。”
——穿越地層最復(fù)雜的國家。我國地勢西高東低,呈階梯狀分布;地形多種多樣,山區(qū)面積廣大。在這種十分復(fù)雜的地形中修建隧道,要穿越20多種最困難地層,難度系數(shù)可想而知。如在修建隧道穿越最突出的“川漢線”,該條鐵路是清朝末年計劃建設(shè)的一條鐵路線,是孫中山在當(dāng)鐵路總監(jiān)時規(guī)劃10萬英里鐵路中的一條,全長約3000公里。“該條鐵路隧道經(jīng)過的大部分地域是喀斯特地貌山區(qū),遍布大小巖溶、數(shù)百條暗河等不良地質(zhì),擁有世界上最復(fù)雜的地質(zhì)條件。這其中溶洞很多,其中都是泥沙帶水,這就很可能導(dǎo)致巖石穩(wěn)定性極差,形成涌水的溶腔,一旦透水,一小時可能噴出幾萬立方米,后果不堪設(shè)想。出現(xiàn)過人員傷亡的情況,現(xiàn)在必須進(jìn)行超前預(yù)報,用鉆孔和聲波等技術(shù)方法測量,實現(xiàn)了零死亡。”王夢恕嚴(yán)肅地說。
從100年前想修路,到100年后修建成功,中國鐵路隧道修建穿越了諸多山川和地層,其貨運量不斷提高,技術(shù)不斷改善,但也有諸多歷史遺留問題有待解決。王夢恕說:“以往的修建主要以貨運為主,客運較少,導(dǎo)致其技術(shù)條件太差,不具備高速條件。另外,目前國內(nèi)6萬多公里的老線路都是單線,因其同一時間只允許一趟列車運行,鐵道部決定今后鐵路修建不再修單線?,F(xiàn)在正在增加復(fù)線,但改造固定成型的老線路難度比較大。也影響安全運行,6次提速很難實現(xiàn),必須新建才可。”
——鐵路隧道發(fā)展最快的國家。從京廣線的大瑤山隧道——14294米,到西康鐵路的秦嶺隧道——18460米,再到西格線的關(guān)角特長隧道——32000米,一次次刷新了中國鐵路隧道長度的歷史記錄,不難看出,中國鐵路發(fā)展的速度。王夢恕用堅定的眼神說:“目前,國內(nèi)鐵路隧道的安全施工速度比較快,質(zhì)量和應(yīng)變能力也很強(qiáng),任何地層的線路沒有出現(xiàn)打不通的現(xiàn)象。”
王夢恕院士表示,正是這“三個最”,改變了中國鐵路選線的整體標(biāo)準(zhǔn),使得我國整體隧道技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平,橋梁建設(shè)等技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。隨著鐵路隧道整體的“強(qiáng)健”,在鐵路選線上,不會像以往一樣考慮地質(zhì)、山巒等自然環(huán)境而繞線,鐵路線路拉直,100米以上大直徑曲線就變成了可能。可實現(xiàn)鐵路的高速和重載。
鐵路隧道發(fā)展三部曲
千百年來,我國鐵路修建標(biāo)準(zhǔn)一直受隧道技術(shù)而制約,受隧道技術(shù)的發(fā)展而改變。王夢恕院士介紹,新中國成立后至今,鐵路隧道的技術(shù)發(fā)展主要有三個階段,每一個階段都有其代表性的鐵道線路。
50年代第一階段是建國后不久修建的寶成鐵路。此時,尚處在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展起步的階段,6年內(nèi)能將2公里的鐵路隧道打通,是件了不得的事。寶成鐵路作為新中國第一條工程艱巨的鐵路,是溝通中國西北、西南的第一條鐵路干線。而要修建該條鐵路干線,需要穿越幾十座大山、丘陵,其中,線路選線時,在穿過秦嶺隧道時,確定隧道長度為2公里,洞口兩端進(jìn)行展線,出現(xiàn)大坡度,小半徑的線路,使鐵路安全運營能力不高。
王夢恕院士坦言:“隧道的發(fā)展是整個鐵路發(fā)展的重大障礙。當(dāng)時鐵道部成立了隧道公司,想培養(yǎng)這類專業(yè)人才,但人才成長較慢。寶成鐵路建成之后到現(xiàn)在都無法改造,全年運量才900萬噸,并且是單線?,F(xiàn)在想從寶雞改成15公里的隧道,長隧道穿越秦嶺取代2公里長隧道,可大大提高線路標(biāo)準(zhǔn)和運量。
60年代第二階段是修建成昆鐵路。隧道施工環(huán)境和技術(shù)均發(fā)生了變化,鑿巖引進(jìn)了風(fēng)鉆,但隧道支撐還是靠原木,裝渣運輸依然是人拉肩扛,當(dāng)時選線標(biāo)準(zhǔn)是隧道不能超過7公里,否則會影響全線通車。成昆鐵路作為中國鐵路主要干線之一,其穿越地質(zhì)大斷裂帶,設(shè)計難度之大和工程之艱巨,均屬前所未有。由于隧道長度和設(shè)計技術(shù)的提高,成昆線的選線標(biāo)準(zhǔn)高于寶成線,年貨運量從900萬噸,上升到3000萬噸。
第三個階段就是廣東大瑤山隧道建設(shè)階段。這時作業(yè)環(huán)境發(fā)生了很大改變,研究創(chuàng)新了新原理、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新儀器,實現(xiàn)了大斷面機(jī)械化施工,取消了木支撐,實現(xiàn)了安全、快速施工,改變了百年修建隧道的歷史。作為隧道局科研所結(jié)構(gòu)研究室主任的王夢恕院士,功不可沒,將落后國外30年的水平提高到國際先進(jìn)水平。從工序上實現(xiàn)了機(jī)械化系統(tǒng)協(xié)同作業(yè)。該條隧道的修建成功使我國年貨運量達(dá)到5000萬噸以上,隧道建設(shè)的工期從8年減少到6年半,形成了10項重大配套技術(shù)。1992年獲國家科技進(jìn)步特等獎,王夢恕作為代表參加了授獎儀式和中央領(lǐng)導(dǎo)的接見。
“大瑤山隧道全長14.295公里,是目前國內(nèi)特長的雙線電氣化隧道,它的長度在世界鐵路隧道中名列第十位。從開始論證長度為14.5公里,到精確為14.295公里實屬不易。外國專家來觀察,說中國是肯定建不成的,當(dāng)時鐵道部領(lǐng)導(dǎo)堅信:我相信中國人一定能建成!”講到這里,王夢恕有些激動。
他同時表示,沒有隧道技術(shù)的發(fā)展,就不可能實現(xiàn)高速鐵路的建成。“修建鐵路線路技術(shù)專線需穿越大山,隧道長度平均是線路總長的50%左右。如蘭渝線鐵路總長800公里,其中隧道長度為600公里;貴州到廣東600公里路程,其中隧道有400公里……”如此種種說明隧道工程在影響鐵路、高鐵的標(biāo)準(zhǔn)提高上是非常關(guān)鍵的。
忠誠,寫在男兒報國時
溫縣,是東漢權(quán)臣司馬懿的故鄉(xiāng),地靈人杰,名人輩出。離此地13公里的安樂寨——“黃河文化第一村”,是王夢恕出生的地方。高考恢復(fù)第一年,安樂寨就考中30多名大學(xué)生。
王夢恕的祖父王文郁,曾經(jīng)做過孫中山先生的顧問,還是清朝宣統(tǒng)年間小有名氣的才子。在那個動蕩不安的年代,王文郁心系祖國的發(fā)展,跟隨孫中山奔走于大江南北,探索救國之路。
王夢恕的父親王崇和為探尋救國之道,學(xué)習(xí)法語多年,還打算前往法國留學(xué),但最終未能實現(xiàn)救國之路夢,任職在隴海鐵路。年少時的王夢恕,經(jīng)常隨父母在鐵路上來回奔波,與鐵路結(jié)下了不解之緣;而他看到祖父與父親滿腔的報國志與熱情,深受感染并暗暗下定決心:一定要報國!
王夢恕院士在直徑10.2 米北京地鐵土壓平衡盾構(gòu)機(jī)模型前
在上研究生前期,王夢恕看到阻礙中國鐵路建設(shè)發(fā)展的關(guān)鍵——隧道技術(shù),心生憂患。原本學(xué)橋梁專業(yè)的他,毅然將自己的專業(yè)改為隧道工程建設(shè),1964年在唐山鐵道學(xué)院畢業(yè),成為中國高校歷史上第一批研究生。
1965年,我國考慮在北京修建第一條地鐵。留校任教不到一年的王夢恕,覺得自己報效祖國的機(jī)會來了,申請并成為我國第一條地下鐵道建設(shè)的年輕技術(shù)人員。在5年內(nèi),他建成了第一條自主創(chuàng)新、設(shè)備全部國產(chǎn)化的、能抗1700磅地毯式轟炸的地鐵,并主持了盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計、制造、試驗,也使得他的機(jī)械功底變得更為扎實。正當(dāng)他躊躇滿志,感覺終于到了“直掛云帆濟(jì)滄海”的時候,文化大革命的干擾,命運卻再次給他開了個玩笑。1970年,由于所謂的家庭背景等因素,他被迫離開北京,去往成都鐵路局工作。
王夢恕的妻子學(xué)醫(yī)后,被分配至峨眉鐵路醫(yī)院工作,王夢恕因?qū)W業(yè)和事業(yè),5年沒能真正照顧妻子的他,內(nèi)心一直愧疚不已。因想照顧妻子,加上其他的一些原因,所以他主動提出,到峨眉燕崗內(nèi)燃機(jī)務(wù)段工作,成為“廢舊材料修理和利用班”的一名普通工人。
一次,班里要將一臺發(fā)動機(jī)作“廢舊”處理掉,王夢恕不忍心看著這臺曾為工廠作出巨大貢獻(xiàn)的機(jī)器就當(dāng)廢鐵處理掉,便主動要求修理。學(xué)過內(nèi)燃機(jī)原理、機(jī)械零件、電工原理的他,用了3天就修好了內(nèi)燃發(fā)電機(jī),使其正常發(fā)電。
這引起了領(lǐng)導(dǎo)的重視,并給予重任——建成新中國第一個內(nèi)燃機(jī)車架修樣板機(jī)務(wù)段。經(jīng)過他不斷試驗,建成了柴油機(jī)流水線、電機(jī)流水線、柴油機(jī)反饋試驗臺等一批——當(dāng)時在國內(nèi)都是空白的檢修試驗設(shè)備,通過了鐵道部驗收,被評為“全國第一個內(nèi)燃機(jī)車優(yōu)秀樣板機(jī)務(wù)段”,王夢恕也因此被評為“對鐵路建設(shè)作出特殊貢獻(xiàn)的先進(jìn)個人”。
想起峨眉機(jī)務(wù)段工作的那段時間,王夢恕總是沉寂在幸福的回憶中,“那真是一段美好的時光,那時沒有一點外界的干擾,我們?nèi)际且婚T心思撲在工作上,人與人之間的關(guān)系也十分融洽和友愛。工人也不歧視當(dāng)時所謂的臭老九知識分子。”
1978年,全國科技大會在北京召開,王夢恕與其他3人代表成都鐵路局,參加濟(jì)南鐵路局的科技大會。鄧小平同志在會上對中國知識分子的科學(xué)評價,在全國知識分子的心里引起了強(qiáng)烈的共鳴,王夢恕多年的委屈變成了淚水。
之后,成都鐵路局科研所成立,王夢恕被調(diào)入組建隊伍,并很快在內(nèi)燃機(jī)柴油機(jī)爆缸試驗中作出了成績,獲得了獎金,還被評為機(jī)械工程師。生活穩(wěn)定、工作順心、前途光明,然而這些又要離他而去,祖國又讓他面臨第三次選擇。
同年,處于國防考慮,國家將修建一條原子彈炸不穿的黃河水底隧道,因此成立了鐵道部4501工程指揮部,即第四個五年計劃的第一項重大工程。為解決國家重點地下工程的技術(shù)難題,王夢恕接受了調(diào)往洛陽的調(diào)令,做起了老本行,拾起多年中斷的地下工程建設(shè)與研究。
忠誠,寫在艱苦創(chuàng)業(yè)時
從建國后,我國鐵路隧道技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與發(fā)達(dá)國家,到如今我國躋身于世界隧道大國,施工水平處于國際先進(jìn)水平。發(fā)展的速度和質(zhì)量令人驚嘆,讓世界為之震撼。作為親歷者王夢恕院士,從一線踏步走來,半個世紀(jì)的風(fēng)雨兼程,他無不播灑著青春與熱血,創(chuàng)造了一個又一個奇跡。
1980年,鐵道部隧道局奉命從洛陽南下廣東,承擔(dān)衡廣復(fù)線坪石至樂昌11座隧道和3座大橋的施工任務(wù)。其中,全線控制工程大瑤山隧道全長14.3公里。論長度,當(dāng)時位居國內(nèi)第一,亞洲第三,世界第十;論斷面,為雙線隧道;論等級,為電氣化隧道;論施工方法,擬采用大型機(jī)械化施工……無論從哪個角度看,在國內(nèi)都史無前例。
宏偉的大瑤山隧道工程,包含的科研項目幾十項,屬于國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先的大項目20項。作為隧道局科研所結(jié)構(gòu)研究室主任王夢恕,他心里十分清楚:建設(shè)如此長、大的隧道國內(nèi)沒有經(jīng)驗可借鑒,而采用傳統(tǒng)的開挖、支護(hù)方法,在8年內(nèi)建成是不可能的,地質(zhì)條件的極其復(fù)雜性,隨時會發(fā)生生命危險。
“根據(jù)地質(zhì)資料,大瑤山隧道有9條大斷層破裂帶,有橫七豎八的溶洞,有瞬間可能爆發(fā)的突泥,有超大的涌水,這些都像兇猛的野獸,正盤踞在大山深處虎視眈眈。”王夢恕鄭重其事地說。
根據(jù)設(shè)計與施工要求,王夢恕與其他領(lǐng)導(dǎo)、鐵道部第四設(shè)計院、鐵道部隧道工程局專業(yè)人員,制定了10項大規(guī)模配套技術(shù),以及43項技術(shù)難點的攻關(guān)項目。這些新的技術(shù)不僅是國家級技術(shù)難題,更是世界級的技術(shù)難題。王夢恕表示,“這些關(guān)鍵性的技術(shù)難題,堪稱我國隧道史上的一次重大技術(shù)革命,攻克這些技術(shù),將徹底改變我國隧道建設(shè)100多年的歷史,具有劃時代的意義。”
為確保工程萬無一失,隧道局領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)過反復(fù)比選,最終確定:要試驗,先試?yán)坠狻_@種試驗是新方法、新原理、新結(jié)構(gòu)、新材料、新儀器、新工藝全方位理論與實踐相結(jié)合的研究。
1980年,王夢恕帶領(lǐng)科研所24名技術(shù)人員組成的技術(shù)攻關(guān)組,帶著自己的設(shè)計、制造,以及國內(nèi)組合的實驗儀器、設(shè)備和有關(guān)技術(shù)資料,趕赴雷公尖隧道施工地。王夢恕回憶說:“我們的主要任務(wù)是,如何利用新奧法施工的原理,結(jié)合現(xiàn)場實際進(jìn)行長大隧道新工法快速施工的試驗。而實驗的關(guān)鍵是:研究深孔掏槽全斷面光面爆破技術(shù)能否成功;取消木撐技術(shù)采用大斷面噴錨支護(hù)技術(shù);首次研究試驗采用復(fù)合式襯砌的可能性;如何將隧道周邊變位測量與反饋技術(shù)開發(fā)出來,應(yīng)用于隧道工程安全施工;機(jī)械化快速施工配套技術(shù);斜井防排水及施工等。”
縱觀我國隧道建設(shè)史發(fā)展的前兩個階段,無論是寶成線的秦嶺隧道,還是成昆線的沙木拉達(dá)隧道,如果繼續(xù)采用風(fēng)槍鉆爆、小斷面開挖、木撐支護(hù)施工方法,隧道的修建將永遠(yuǎn)處在原地踏步走的狀況。
首先研究確定采用鉆爆法進(jìn)行開挖,對松動圍巖的支護(hù),不用木料支撐,而是采用噴射混凝土和地層的錨桿,將不穩(wěn)定的巖石吊壓在未破壞的圍巖上,噴射混凝土將松動的巖石裂縫堵死,形成承載拱受山體壓力。這種支護(hù)形式為隧道施工提供了很大的空間,從而可以進(jìn)行大型機(jī)械化施工作業(yè)。
采用新奧法原理,國內(nèi)無先例,國際上可借鑒的資料幾乎沒有,將原理變成方法就必須進(jìn)行創(chuàng)造性的實驗,而雷公尖的實驗成功與否,決定著大瑤山隧道成功建設(shè)的時間長與短。
想起30年前隧道發(fā)生大塌方,8人死亡,王夢恕發(fā)誓:傾盡所學(xué),也一定要改變這種落后的施工方法,讓工人兄弟們不再受苦受累。這讓他更加堅定了攻克技術(shù)的難題,雖然也遭到失敗與打擊,但他依舊矢志不渝,帶領(lǐng)團(tuán)隊常年吃住在工地,對每到工序進(jìn)行參數(shù)確定和試驗,攻克一個個技術(shù)難題。同時他也投入了巨大的時間和精力,只為減少人員的傷亡,只為改變中國傳統(tǒng)隧道技術(shù)的施工方法。
功夫不負(fù)有心人,經(jīng)過很多次的實驗、總結(jié)再實驗,雷公尖的實驗終于成功了。它的成功標(biāo)志著我國隧道和地下工程施工技術(shù),進(jìn)入到一個新階段,被譽(yù)為我國隧道建設(shè)史上的第三塊里程碑。
“雷公尖的實驗成功,使原計劃8年貫通的隧道,減少了近兩年的修建時間。為大瑤山隧道全面進(jìn)行安全、優(yōu)質(zhì)、快速施工提供了寶貴的經(jīng)驗。”王夢恕欣慰地說。
1987年5月,經(jīng)過萬余名隧道工人的共同努力,大瑤山隧道勝利貫通。這次修建徹底改變了中國近百年來鐵路隧道的修建方法,大大縮短了我國與國外先進(jìn)水平的差距;將鋼阡大錘的傳統(tǒng)作業(yè)方法變?yōu)?ldquo;中國隧道修建法”,開創(chuàng)了我國隧道施工的新紀(jì)元。王夢恕參加主持研究開發(fā)的“大瑤山長大鐵路隧道修建新技術(shù)”,在1990年榮獲鐵道部科技進(jìn)步特等獎,1992年榮獲國家科技進(jìn)步特等獎。
“國家授獎時,當(dāng)時我在工地,給我打電話讓我參加,第二天,我衣服穿的是一個假皮夾克,我沒有西裝,但參加會議的都是穿西服,那時我還沒買過西服,有一個參會者帶了兩件西服,要借給我,但我個子高穿不了。”王夢恕樂呵呵地說他拿國家特等獎的一些“插曲”。第二天《人民日報》頭版頭條永遠(yuǎn)定格了一個穿夾克與江澤民握手、似乎有些不拘小節(jié)的領(lǐng)獎?wù)咄鯄羲 ?br />
從大瑤山開始,王夢恕的隧道及地下工程事業(yè),一步又一步地走向輝煌。
忠誠,寫在無私奉獻(xiàn)時
淺埋暗挖法,是在距離地表較近的地下進(jìn)行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法。目前已成為鐵路隧道、地下鐵道領(lǐng)域的通用方法,該方法為中國城市地下空間的開發(fā),作出了重大的貢獻(xiàn)。
1984年,王夢恕接到隧道局通知,要求組織技術(shù)人員對進(jìn)口黃土地層不準(zhǔn)明挖進(jìn)行實驗,確保大秦鐵路軍都山隧道施工不搬遷、不擾民,并安全從革命老區(qū)村莊居民房屋下通過。
“鐵道部領(lǐng)導(dǎo)要求:只能成功,不能失敗。我?guī)е鴪F(tuán)隊進(jìn)入現(xiàn)場研究開挖方法、支護(hù)結(jié)構(gòu)和超前預(yù)支護(hù)等7大配套技術(shù)開始試驗,經(jīng)過長期實驗研究,總結(jié)出了一套科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕ぴ瓌t,即‘管超前,嚴(yán)注漿,短開挖,強(qiáng)支護(hù),快封閉,勤量測’這18個字是淺埋暗挖法的精髓。”王夢恕說。
對大秦鐵路軍都山隧道630米黃土段淺埋暗挖的實驗成功,標(biāo)志著我國地下隧道工程施工領(lǐng)域在軟弱、有水、淺埋、不穩(wěn)定地層設(shè)計、施工又創(chuàng)造了——淺埋暗挖法。而在王夢恕主持大秦鐵路軍都山隧道施工期間,他出差到北京辦事,走在長安街上,看到不少人在測量路面、圈地刨樹。好奇心驅(qū)使著他上前詢問,“因為要修地鐵,附近的樹木都要刨掉,立交橋也要拆掉。”這一問可讓他萬分著急。“長安街上高樓林立,地下管線密布,車流量很大,明挖不但造價高,且勢必影響地面交通。”現(xiàn)在說起這件事,王夢恕情緒依然激動。
按照當(dāng)時人們所熟知修建地鐵方式,即是“開膛破肚”的明挖法。其具體做法就是刨開路面,在溝底修建地鐵隧道區(qū)間、站臺,建設(shè)好再埋土重鋪路面。該種修建方法不僅耗費了大量的人力、物力、財力,其效率也十分低,環(huán)境破壞嚴(yán)重。
“我當(dāng)時在想,淺埋暗挖施工方法與原理,已成功運用到軍都山隧道工程上,也顯示出了居多明顯的優(yōu)越性,為什么不能用到地鐵建設(shè)中?于是,我就拉上隧道工程局局長一起去找北京地鐵總公司的領(lǐng)導(dǎo),用自己單位的車接他們到軍都山隧道考察。他們看到后震驚了,覺得該方法非常好,地鐵總公司的領(lǐng)導(dǎo)立即就組織了北京市委、建委、科委、交委等相關(guān)單位共170多人,進(jìn)行考察論證,最終決定重新招標(biāo)。”王夢恕意味深長地說。
原本8000萬元的拆遷費,使用淺埋暗挖法,卻只花了1萬元錢搬一棵樹;工程費原計劃要花費3500萬元,到王夢恕這卻只需要1609萬元。經(jīng)過評審專家論證,王夢恕的淺埋暗挖法通過了評審專家一致認(rèn)可。1986年5月,北京市委、建委、市政管委聯(lián)合決定:北京市地鐵復(fù)興門拆線工程,由鐵道部隧道工程局采用淺埋暗挖法,進(jìn)行設(shè)計與施工。同年8月,北京地鐵復(fù)興門隆重開工修建。僅用1年時間順利建成。
時任鐵道部部長的丁關(guān)根明確指示:“不能塌方,不能下陷;只許成功,不許失敗;不能砸國家的牌子,不能砸鐵道部的牌子,也不能砸隧道局的牌子!”面對如此壓力,作為指揮部副部長、總工程師的王夢恕,沒有退路,唯有迎難而上。
王夢恕帶領(lǐng)30多名工程師在工地上,夜以繼日地埋頭科研,不敢有絲毫疏忽。開工不到兩個月,他已勞累的整個瘦了一圈;日復(fù)一日,身體明顯吃不消了,一次,他急性扁桃體發(fā)炎,高燒達(dá)40度,走路兩腿發(fā)軟的他還是堅持到了隧道洞里。他每天一進(jìn)隧道就十幾個小時,飯菜都是送進(jìn)去的,只好和著粉塵吃。“由于一直吃住在工地,我母親去世的前幾天都沒來得及回家探望。”談及此處,他眼睛有些潮濕。
靜靜的12個月過去了,北京復(fù)興門拆線工程順利完成。車水馬龍的復(fù)興門長安街上,沒有出現(xiàn)車輛繞行、房屋搬遷、塵土飛揚的場面,人們一點也沒有察覺到這里曾進(jìn)行了一項大規(guī)模的施工。王夢恕主持創(chuàng)造的“淺埋暗挖法”,為地鐵修建開辟了一條新路,甩掉了中國地鐵施工只能明挖的帽子,使中國躋身于世界地鐵施工先進(jìn)行列。該方法還被評為國家一級工程法,“淺埋暗挖法地鐵綜合配套技術(shù)”獲得了國家科技進(jìn)步二等獎、北京市科技進(jìn)步一等獎和二等獎各一項。
21年來,地鐵施工技術(shù)前進(jìn)的每一步,都凝結(jié)著王夢恕的汗水和心血。他主持研究開發(fā)的淺埋暗挖系列工法在北京市的成功運用,隨后,在全國城市地鐵修建中,地下空間開發(fā)中得到了大量使用,如廣州、深圳、上海、南京、青島、重慶、成都、天津、大連等。在鐵路、公路、市政等系統(tǒng)也得到了廣泛應(yīng)用。
忠誠,寫在無悔的人生里
早在20世紀(jì)50年代,人們就試圖穿越秦嶺,由于技術(shù)和條件的限制,當(dāng)時開鑿了全長僅有2364米的隧道——寶成鐵路秦嶺隧道。由于其曲線太多,多向盤旋爬坡,年運量不足900萬噸。在此后幾十年中,我國鐵路勘探與設(shè)計科研人員,又對穿越秦嶺先后提出10余種方案,終因條件限制被擱淺。
20世紀(jì)末,國家痛下決心:為提高西南地區(qū)鐵路運輸能力,拉動經(jīng)濟(jì)增長,決定修建西康鐵路。其全線的咽喉地區(qū)就是秦嶺隧道,長度為18460米,當(dāng)時國內(nèi)第一。采用工具即是當(dāng)時發(fā)達(dá)國家廣泛采用的硬巖掘進(jìn)機(jī)法——TBM(敞開式全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)),而國內(nèi)對掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的了解還處于初級階段。
在此前,王夢恕曾對穿越秦嶺做過準(zhǔn)備,“考慮到秦嶺的地質(zhì)情況及修建隧道的長度,建議采用TBM技術(shù)進(jìn)行修建。”他還將這一構(gòu)想撰寫成論文——《鐵路單線隧道快速施工的出路》發(fā)表。
鐵道部、隧道局隨即展開了修建秦嶺隧道的工作,派出一批批精英到國外學(xué)習(xí)TBM技術(shù)。“我當(dāng)時聽到一個消息,說新秦嶺隧道要請外國專家指導(dǎo)TBM修建,資費共400萬美元,來14人,每月給這些外國專家高達(dá)16萬元,相當(dāng)于當(dāng)時我國100名技術(shù)人員工資的總和。這讓我感到很生氣,難道中國就不能自己修嗎?”王夢恕有些憤怒。
這沒有讓王夢恕氣餒,而是冷靜找方法。他立即致信他在臺灣的一個師兄,請其幫忙了解了外國那家公司的情況。來信說:“這家公司水平不高,還致使臺灣平嶺隧道進(jìn)步緩慢,出現(xiàn)大塌方……”后來平嶺隧道業(yè)主多次邀請王夢恕到工地幫助解決。隨后,王夢恕將這位師兄的來信致信鐵道部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo),請求由中國人采用TBM自己修建秦嶺隧道。
1997年,王夢恕終于如愿,鐵道部沒請專家指導(dǎo)TBM修建,而是投標(biāo)由德國和中國設(shè)計,中國監(jiān)制、德國制造了兩臺敞開式TBM,分別分配給隧道局和國內(nèi)另一家鐵路施工隊伍,兩家施工隊伍從隧道兩端同時掘進(jìn)。他長舒了一口氣。接下來,他把全部身心都投入到TBM施工技術(shù)研究上。他暗暗下定決心:一定要讓中國人掌握TBM技術(shù),一定要讓中國人在TBM技術(shù)領(lǐng)域昂首挺胸!
王夢恕隨后提出一個宏偉構(gòu)想,研究要在三個方面獲得突破:要在秦嶺特長隧道創(chuàng)造全新的施工模式;創(chuàng)造獨特的襯砌方法;取得一批世界領(lǐng)先的科研成果。
經(jīng)過一番艱辛的努力,王夢恕帶領(lǐng)科研團(tuán)隊攻克了一系列的技術(shù)難題。2000年,秦嶺隧道提前15天竣工,年底順利通過國家驗收。
王夢恕介紹說:“大瑤山隧道采用鉆爆法施工,打通14300米的雙線鐵路隧道,用了6年時間,已是奇跡;如今,采用TBM技術(shù)修建18460米的秦嶺單線鐵路隧道,只用了3年時間,是在科研充分的基礎(chǔ)上,是在采用TBM配套技術(shù),以及采用TBM加上鉆爆法,混合施工技術(shù)才得以快速完成修建的,是隧道施工的一次技術(shù)革命。”
秦嶺隧道的成功修建,使得其被譽(yù)為中國隧道施工的第四個里程碑。王夢恕嘔心瀝血研究的“秦嶺特長隧道TBM施工技術(shù)”榮獲國家科技進(jìn)步一等獎;“TBM敞開式在鐵路特長隧道特硬巖、軟巖地層的施工技術(shù)”榮獲國家科技進(jìn)步二等獎。建成后的秦嶺特長隧道,榮獲國家重大工程一等獎、中國土木工程詹天佑工程大獎。
經(jīng)過王夢恕對TBM的研究并創(chuàng)新,盾構(gòu)工法以及鉆孔咬合樁等工藝,得到了地鐵領(lǐng)域的推廣和實行,它不僅使困擾我國多年的沿海城市地鐵施工難題得以破解,還使軟弱地質(zhì)條件下的地鐵施工進(jìn)度不斷加快。
年逾古稀再出發(fā)
隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對海洋運輸提出了新的更高的要求。特別是在海峽短途運輸中,海上運輸?shù)拇槐┞冻鲋T多弱點。與公路、鐵路相比,海上運輸除了運量有限,運輸時效性也較差。
環(huán)渤海地區(qū)不僅是我國政治中心的所在地,而且是重要的經(jīng)濟(jì)區(qū)域,在整個國民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的地位。但由于交通限制,它的發(fā)展瓶頸問題越來越突出。
“建設(shè)渤海灣海峽跨海通道,將有缺口的‘C’型通道,變成四通八達(dá)的‘D’型交通,進(jìn)而形成縱貫黑龍江到海南11個省、自治區(qū)和直轄市,全長5700千米的中國東部鐵路交通大動脈,具有重要的戰(zhàn)略意義。對促進(jìn)環(huán)渤海地區(qū)經(jīng)濟(jì)全面協(xié)調(diào)一體化發(fā)展,發(fā)展東北區(qū)域經(jīng)濟(jì),振興東北老工業(yè)基地,加強(qiáng)對外經(jīng)濟(jì)合作、國防建設(shè),解決300萬平方千米海域資源的開發(fā)問題,以及5000多公里海域的安全問題等,都有著重大的現(xiàn)實作用。”談到前期研究近20年的渤海海峽通道,王夢恕意猶未盡地說。
王夢恕于2012年擔(dān)任“渤海灣海峽跨海通道戰(zhàn)略規(guī)劃研究”課題組組長,這項由中國工程院、國家自然基金委設(shè)立的重點咨詢項目,是“世界最長海底隧道”項目,預(yù)計全長123公里,連接遼寧大連和煙臺。目前,國家發(fā)改委決定將該項目列入“十三五”發(fā)展規(guī)劃中。
“目前,福建翔安隧道已經(jīng)順利運行,國內(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)完全可以保證渤海灣海峽隧道的順利開通?,F(xiàn)在已經(jīng)完成了資料收集、現(xiàn)場考察調(diào)研,以及海峽通道的必要性、方案、投融資方式等研究,研究報告有10份,包括對渤海海峽跨越通道登陸點比選及接線規(guī)劃、橋隧方案比選、施工技術(shù)、風(fēng)險評估等。”王夢恕透露。
據(jù)王夢恕介紹,渤海灣海峽隧道豎井設(shè)置線路,將穿越的島嶼有:北隍城島、南隍城島、大欽島、砣磯島、北長山島、南長山島。渤海灣海峽隧道斷面形式,將綜合坡度選擇、縱斷面選擇、隧道最小埋藏來考慮。主隧道、服務(wù)隧道陸域淺埋段、海底段斷層破碎帶,采用鉆爆法施工,其余采用TBM法施工,主隧道TBM至今11.2米,服務(wù)隧道9.5米。而施工總部署共分為5個施工區(qū)段,共15臺TBM,工期約8到10年。
渤海灣海峽跨海通道建設(shè),是事關(guān)全局、事關(guān)長遠(yuǎn)的重大重大政治意義、經(jīng)濟(jì)意義、軍事意義,不容低估。盡快實施修建顯得尤為重要。
中國鐵路技術(shù)的未來走向
展望我國未來的高鐵發(fā)展之路,王夢恕的構(gòu)想極具現(xiàn)實意義:“主要分三個出口對國外疏通,即我國東北、西北、西南,如果修建成功,鐵路將富國強(qiáng)民、改變國家發(fā)展。”
——東北口。沿歐洲北部途徑西西伯利亞、莫斯科、芬蘭、北歐等地。“這其中有一個矛盾,就是俄羅斯的列車軌距是1500毫米,我國和歐洲的都是1435毫米。目前正在談,建議其與世界接軌。”如果該條鐵路線路得到國家批復(fù),人們到東北的一些國家,即可實現(xiàn)從飛機(jī)到高鐵的轉(zhuǎn)變。王夢恕表示,目前進(jìn)展比較慢。
——西北口。沿歐洲南部從新疆經(jīng)過吉爾吉斯斯坦、烏茲別克、土耳其、伊朗、德國等國家。如果建成將改變整個大西北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,對全國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都有著助力作用;在運輸上,運輸量將會加倍,運輸時間將大大減少。
“僅僅依靠海運非常危險,我國90%的油都是海上運輸,如果不多條護(hù)航通道,一旦運油遇到突發(fā)情況中斷,就十分危險。如果這條通道修建成功,海上海底雙重保障安全性就比較高了。”王夢恕面容堪憂地說。
——西南口。此條線路是從大理開始,到緬甸、東盟、新加波、老撾、柬埔寨、馬來西亞、泰國等。據(jù)悉,該條線路即將開工動土。國內(nèi)通道今年正在準(zhǔn)備階段,其中一個高麗貢山34公里的大隧道已在論證,2014年將開工。王夢恕介紹,“如果修通不僅解決了國內(nèi)的就業(yè)問題,也疏散了人口,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。”
目前由于我國企業(yè)要走出國門,許多大型設(shè)備從西北、東北鐵路口岸運出,可以大幅度節(jié)約資金和時間;當(dāng)前,長安號國際貨運班列開行,喚醒了絲綢之路的汽笛聲,引領(lǐng)了鄭州——歐洲,蓉歐、渝新歐,以集裝箱火車方式,也在開通應(yīng)用。所以加快三條外出通道的建設(shè)已進(jìn)入必要性和緊迫性時期。
“像我國的煤炭資源,國內(nèi)一年需求要39億噸,如果僅靠國內(nèi)煤炭資源補(bǔ)貼,40年國內(nèi)資源將耗盡。所以現(xiàn)在大量進(jìn)口煤炭,而修建高鐵運煤,運輸量將大大增加,運輸時間也會成倍縮小。”談起對外鐵路修建的重要性,王夢恕娓娓道來。
王夢恕關(guān)于對外輸出高鐵技術(shù)的理念,令人耳目一新。“外國人要用我們的高鐵設(shè)備和技術(shù),我們不要錢,用高鐵換糧食、油資源、礦資源等。”
對鐵路建設(shè)建言獻(xiàn)策,王夢恕有話要說:“從鐵路的發(fā)展史,能看到整個管理水平和技術(shù)全靠中國人自己,機(jī)車車輛買的不是車,買的是工藝,買車時要將工藝圖紙拿回來。是站在巨人的肩膀上,引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新。”“目前鐵道部改組,導(dǎo)致出現(xiàn)了一些不良的風(fēng)向標(biāo)。鐵路與運營分家的分散管理,導(dǎo)致辦事效率低,而以盈利為目的的鐵路興建,導(dǎo)致鐵路能收回成本的就修,收不回的就不修,資金的缺口讓其很難去考慮國家的需要,讓人實為擔(dān)憂。未來10年將是歐亞經(jīng)濟(jì)大陸整合的戰(zhàn)略關(guān)鍵期,是搶占制高點的關(guān)鍵時期。而高鐵、火車作為重要的輸出工具,不容小窺。”
鐵路建設(shè)的必要性和急迫性,是王夢恕經(jīng)常向國內(nèi)外介紹的報告內(nèi)容,他希望在2040年鐵路總運行量達(dá)到孫中山百年前要求——17萬公里,本世紀(jì)末要超過美國的27.2萬公里。這個要求并不高,因為中國有14億人口。
潛心“鉆”隧道 精心育人才
十年樹木,十載風(fēng),十載雨,十萬棟梁。
身為科研人員,王夢恕創(chuàng)造了一個個奇跡,收獲了諸多的科研成果;身為一家之主,王夢恕坦誠地告訴記者,他沒能盡到責(zé)任;身為教師,他培養(yǎng)了一批又一批學(xué)生,成為我國隧道及地下工程科研的中堅力量。
自1998年,王夢恕開始招收博士生、博士后以來,至今已培養(yǎng)了43名博士、博士后,正在培養(yǎng)的博士與博士后15名。而年逾七旬的他還計劃在80歲時,送給自己一份禮物,那就是再培養(yǎng)出80到100名博士、博士后,并爭取讓中國隧道及地下工程試驗研究中心變成國家重點實驗室。目前,他培養(yǎng)出的畢業(yè)生,在國家建設(shè)的許多重點工程里,均挑起了大梁,成為總工程師或項目負(fù)責(zé)人。
每年,王夢恕都會組織1-3次“聚會”,稱為不聲張的學(xué)術(shù)研討交流會。作為王夢恕的學(xué)生,每個人都要發(fā)言,并匯報一年來的工作情況,以及對隧道實驗中心建設(shè)與發(fā)展的建議。而每年學(xué)生們都會不約而同地把大聚會的日子定在12月24日,這天不僅處于年關(guān)歲末,也正是恩師的生日。
培養(yǎng)人才,王夢恕一再教育學(xué)生:做學(xué)問要淡泊名利,利欲熏心是很難在科研上作出成就的;要有團(tuán)隊精神,只有和大家團(tuán)結(jié)一致才能形成更大的力量為祖國作貢獻(xiàn)。
每每看到自己的學(xué)生大展宏圖,在不同的崗位上為祖國、為企業(yè)做出各種成績時,王夢恕都會從內(nèi)心里感到高興。“而每當(dāng)學(xué)子們在剛出校門遇到困難,處于進(jìn)退兩難時,我也感到焦慮不安;我總是自覺不自覺地牽掛著、傾聽著每個學(xué)子的一切;我不愿表露內(nèi)心的喜和愁……我要求學(xué)生們心中永遠(yuǎn)裝著祖國、裝著人民、裝著母校、裝著企業(yè)和集團(tuán)的榮譽(yù),永遠(yuǎn)無愧于自己所從事的事業(yè)……”一名學(xué)子送給王夢恕生日禮物——《隧道與地下工程技術(shù)及其發(fā)展》書中的序這樣寫道。
莫道桑榆晚,為霞尚滿天。他用責(zé)任和信仰書寫著夕陽美景,他用忠誠和余熱散發(fā)著耀眼的光芒,他用隧道夢想塑造著美麗中國夢的華麗樂章……已年逾古稀的王夢恕,正全身心地投入在渤海海峽跨海通道的建設(shè)上,與臺灣同行規(guī)劃著從大陸平潭島到臺灣新義市的鐵路隧道的建設(shè),在為我國隧道及地下工程的兩岸人民不斷奉獻(xiàn)著,他仍一如既往闊步前行著。
編后:“他的一生命運跌宕坎坷,在攀登科學(xué)高峰的路上充滿艱辛,尤其是在對地下工程學(xué)的研究中,多少成果都是用獻(xiàn)血甚至冒著生命危險換來的。正是生活的磨難,歲月的洗禮,成就了他今日在中國地下工程學(xué)界的地位。”
——中國工程院院士施仲衡評王夢恕