作为我国现代防护工程理论的奠基人、防护工程学科的创立者、防护工程科技创新的引领者,钱七虎是中国工程院首届院士,中国人民解放军陆军工程大学教授,著名的防护工程和岩石力学专家。他用毕生心血,为我国铸就坚不可摧的“地下钢铁长城”立下了不朽功勋。
2019年1月8日,北京,人民大会堂。一身戎装、满头银发的钱七虎院士从国家主席习近平手中接过2018年度国家最高科学技术奖奖章、证书。这是共和国科技领域的最高奖励,那一刻,人民大会堂内的如潮掌声,为这位82岁高龄的“铸盾先锋”响起。
钱七虎出生于1937年10月,那一年淞沪会战爆发,日本侵略者占领上海,血腥的战争逼迫邻近的江苏昆山人民流离失所,钱七虎就是在母亲逃难途中出生的,因在家中排行老七,取名“七虎”。
在抗日战争的枪炮声中,钱七虎度过了穷苦的童年时期,也在心中深深埋下了矢志报国的种子。
1954年8月,钱七虎考入哈尔滨军事工程学院,成为哈军工组建后招收的第三期学生。18岁时,钱七虎加入中国共产党,从此开启了他一心为党、忠贞报国的壮丽人生。
“当时防护工程专业没人选,因为要跟黄土铁铲打交道,但是我服从组织分配,让我学什么就学什么。”钱七虎说,大学期间他只回过一次家,年年都被评为优秀学员,是全年级唯一的全优毕业生。
从哈军工毕业不久,钱七虎被选派到莫斯科古比雪夫军事工程学院学习深造。留学期间,他废寝忘食地学习国外先进军事工程理论和专业知识,以优异成绩获得工学副博士学位。1965年,钱七虎学成回国。从那时起,为国家铸就坚不可摧的“地下钢铁长城”,就成了他毕生的事业追求。
“国家间的军事竞争就像两个武士格斗,一人拿矛、一人持盾,拼的是矛利盾坚。我的使命就是为国铸造最强盾牌。”钱七虎这样描述他挚爱的防护工程事业,“防护工程是‘地下钢铁长城’,也是国家安全的最后一道防线。”
钱七虎归国后有一段时期,我国面临严峻的核武器威胁。他在核空爆防护工程理论与设计方法领域进行开拓性研究,研制出国内第一套核爆炸压力模拟装置,设计出当时国内跨度最大、抗力最高的飞机洞库防护门,相关成果被编入国家规范。
20世纪80年代以来,世界军事强国开始研制新型钻地弹、钻地核弹,动辄数十米的钻地深度和巨大威力让人不寒而栗。为此,钱七虎创造性地提出建设深地下超高抗力防护工程的总体构想,并攻克一系列关键技术难题,为抗钻地核武器防护工程的选址、安全埋深、指标体系的建立和抗爆结构的设计提供理论依据,实现了防护工程的跨越式发展。
有人曾在某地下防护工程内当面表达对钻地弹的担忧,钱七虎的回答掷地有声:“我们的防护工程不仅能防当代的,也能防未来可能的敌战略武器打击,什么钻地弹来了都不怕。”
这是一位科学家的豪气,更是一个国家的底气。
钱七虎一生获奖无数,其中一项格外特别:2010年,南京市委、市政府授予他“南京长江隧道工程建设一等功臣”。
非常之奖,缘于非常之功。
21世纪初,钱七虎建议在长江上修建越江隧道。后来,南京长江隧道工程上马。这个工程是当时已建隧道中地质条件最复杂、技术难题最多和施工风险最大的,人称“万里长江第一隧”。
而专家委员会主任的重担,众望所归地落在钱七虎肩上。
设计单位提出采用“沉管法”的建设方案。但钱七虎调查发现,南京所在长江段泥沙含量减少,江底冲刷大于淤积,“沉管法”存在较大隐患。由他提议并经反复论证,盾构机开掘成为最终建设方案。
后来,钱七虎又攻克盾构机突发故障停工等一系列重大难题。2010年5月,南京长江隧道全线通车运营。当年,这项工程获鲁班奖、国家科技进步奖等10多个奖项。
科技强军,为国铸盾。钱七虎始终放眼国际前沿,急国家之所需,制定我国首部城市人防工程防护标准,提出并实现全国各地地铁建设兼顾人防要求;组织编制全国20多个重点设防城市的地下空间规划;参与南水北调、西气东输、港珠澳大桥等重大工程的战略咨询,提出能源地下储备、核废物深地质处置、盾构机国产化等战略建议,并多次赴现场解决关键性难题。
早在1992年,珠海机场扩建迫在眉睫,却被炮台山拦住去路。炸掉它,是最佳方案。
消息一出,咨询者一拨接一拨地涌入珠海,却又一拨接一拨都走了。这次爆破的难度实在太大:爆破总方量超过1000万立方米;要求一次性爆破成功;一半的土石方要被定向爆破抛入大海,另一半要松动破碎;必须确保1000米内两处村庄的安全……
一筹莫展之际,钱七虎带领团队7赴珠海,反复试验,最终设计出科学可靠的爆破方案。那一年的12月28日,1.2万吨炸药在38秒内分33批精确起爆。直到今天,被称为“亚洲第一爆”的炮台山爆破,仍保持世界最大爆炸当量的爆破纪录。
很多人或许不知道,有一种学科叫作岩石力学。那是力学的一个分支,旨在研究岩石在不同物理环境的力场中产生的各种力学效应。
20世纪80年代初期,国外就已经开展深部岩石力学研究,中国的研究晚了近10年。中国这项研究的引领者正是钱七虎。
作为后来者,钱七虎带领团队奋起直追。他一次次深入地下1000多米,在气温近40摄氏度的湿热环境中实地考察,获取大量一手数据。
钱七虎成功研制我国首套爆炸压力模拟器、首台深部岩体加卸荷实验装置,提出16项关键技术方案,解决困扰世界岩体力学界多年的数十项技术难题。他还出版和发表了《岩土中的冲击爆炸效应》等多部专著和论文,形成国际领先水平的深部岩石非线性力学理论体系。
俄罗斯科学院院士奥帕林称赞这些成果“具有创造性”。美国工程院院士费尔赫斯特表示:“这是中国同行在发展岩石力学所起重大作用中一个令人钦佩的范例。”国际岩石力学学会授予钱七虎“国际岩石力学学会会士”这一学会最高荣誉。
在钱七虎的不懈努力下,中国学者在岩石力学领域的研究动向和成果,越来越受到国际同行的重视。2009年,钱七虎主动放弃被提名竞选国际岩石力学学会主席的机会,大力推荐中国年轻学者冯夏庭,最终使他成为第一个担任学会主席的中国专家。
对于钱七虎及其他中国同行对岩石力学的贡献,国际岩石力学学会前主席汉德森评价说,无论是理论岩石力学,还是地面、地下岩石工程方面,中国都正在引领全世界。
走下国家最高科学技术奖的领奖台,钱七虎又踏上新征程。“川藏铁路即将全面开建,大量高难度的工程、岩石力学难题需要攻克,我有责任作出自己的最大努力。”钱七虎如是说。