钱七虎:以智慧筑造祖国的地下长城

2019-01-09 科学网

  1月8日,北京人民大会堂,防护工程专家、中国工程院院士钱七虎从国家主席习近平手中接过“2018年度国家最高科学技术奖”的荣誉证书。

  “这个奖是属于防护工程和土木工程全体科技人员的,是对我们过去成绩的肯定。”钱七虎既感到非常荣幸,又觉得责任重大,“今后要为防护工程学科由跟跑向领跑迈进、为我国建设土木工程强国作进一步的贡献。”

  “以智慧筑牢地下长城,以心血铸就和平之盾,是我义不容辞的责任,也是我矢志不渝的心愿。”在半个多世纪的科研岁月中,钱七虎如一名过关斩将的斗士,以偏向虎山行的魄力,为祖国的防护工程事业不断贡献着自己的力量。

  从探索未知中获得乐趣

  上世纪70年代初,飞机洞库门的相关计算均采用手算的方式,计算精度差、效率低且容易出错。当时,钱七虎受命设计空军45米跨度洞库门,率先引入了有限元计算方法。

  对于从未接触过计算机语言的钱七虎来说,巨型计算设备的操作手册无疑是一本“天书”。然而,让其他研究人员都不可理解的事情发生了。

  钱七虎拿着这本“天书”,把自己关在了房间里。两天后,当他再次站在大家面前,说的第一句话是:“可以上机操作了。”

  两天时间,他看懂了,而且把程序都编出来了。对于钱七虎的同事们来说,这就是见证奇迹的时刻吧。

  钱七虎用有限单元法解决了工程中的计算问题,随后又创新地提出,使用气动装置升降洞库门。不过,面对厚重的大门,实验一次次宣告失败。

  那段时间,钱七虎如同一根上紧的发条,吃住都在机房。哪怕他累倒在病床上,也牵挂着攻关项目,在病床上还在看资料。

  就这样,钱七虎整整做了一年的气动实验。终于,历时两年多,他设计出当时国内抗力最高、跨度最大的飞机洞库门,并开创性地解决了防护工程中的难题。

  “反复做,不断钻研,不知道的东西经过学习变成知道的,得到了无上的愉快。”在钱七虎看来,科研的乐趣,就在于独辟蹊径、探索未知。

  走前人没有走过的路

  从军60多年,钱七虎为我国军事防护工程作出了突出贡献,而他的科研触角还不仅仅止于此。

  随着城市化进程越来越快,土地资源稀缺、交通拥堵等问题越来越严重,污染、内涝等一系列城市病也日益凸显。钱七虎提出,未来城市的发展,必须要充分开发利用地下空间。作为国内最早的一批推动者,他一直致力于推动构建一个新型多元的城市空间。

  2002年,钱七虎建议在长江上修建越江的水下隧道。两年多后,他作为南京长江隧道专家委员会主任,肩负起这一新的挑战。

  钱七虎预见到长江复杂的地质情况将会加速盾构机刀具的磨损,于是,他向德国厂家提出建议,将刀具由带压换刀改良为常压下换刀。

  “不能完全依赖外国,要靠自己,才能创新,才能进步,才能超越。”对钱七虎来说,这个攻关项目犹如在刀尖上行走。他要求现场施工人员以如临深渊、如履薄冰的心态来对待项目,建设的每一个环节、每一刻都不能放松。

  2008年8月,当盾构机掘进第659环时,突然停止工作。钱七虎一直担心的事情还是发生了。

  “后来,我们改进了刀具,我们中国人自己改进了刀具。刀具改良后性能大幅增加,由之前每把刀具平均掘进20米的极限提升为200米。”钱七虎至今回忆起来仍满怀自豪。

  2010年5月28日,作为中国长江上隧道长度最长、盾构直径最大、工程难度最高的工程之一,南京长江隧道在历经5年之久的建设后,全线通车运营。钱七虎被授予南京长江隧道工程建设一等功臣。

  “要前进,就要走前人没有走过的路。创新永远是科学发展的最大动力。”钱七虎坚定地说。

  科学是美好的事业

  从军事工程到城市地下空间,钱七虎始终站在学科发展前沿,引领和推动我国防护工程、岩石力学与工程学科发展,为多项大型工程出谋划策。

  作为港珠澳大桥专家组成员,从方案讨论到方案实施,包括一些工程难点的讨论,他全程参与。

  最终接头的吊装是隧道建设的最关键一战,决定着沉管隧道建设的成败,也决定了港珠澳大桥建设的成败。

  “V字型接头重达6000多吨,但两侧距已安沉管只有10多厘米,安装时一旦出现轻微的倾斜、摆动,都将给最终接头和沉管结构带来灾难性的后果。”钱七虎介绍说,“摆动量的计算就非常关键了。”

  他发现,原来的计算存在问题,便带领团队重新计算,并提出减少摆动的若干措施。

  2017年5月2日,最终接头在经过16个多小时的吊装沉放后,最终安装成功,世界最大的沉管隧道——港珠澳大桥沉管隧道顺利合龙。

  如今,成为“80后”的钱七虎依然忙碌。他一年有半年时间在出差,每天工作累了就看看报纸,作为休息。

  因为没时间,游泳是他唯一坚持至今的爱好。一周两次,每次500米。“遵循毛主席指示:身体好、学习好、工作好。”他笑着说。

  从此岸到彼岸,正如他长达半个多世纪的科研之路,没有捷径,只有坚持。

  然而,坚持的背后是付出与牺牲。没有考上大学的儿子、未能尽孝的老母亲,是钱七虎至今打不开的心结。为了弥补遗憾,他设立了慈善基金,从上世纪90年代起,将院士津贴、全部获奖奖金资助给贫困儿童和孤寡老人,近30年来,捐助近百万元。

  当被问及为何耄耋之年仍在科研一线奋战,将自己的一生都奉献给科学时,钱七虎的回答很简单:科学是一个美好的事业,这是我的幸福所在。

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