■“國之大者·科學家”系列

2023年12月26日，作為國家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)京昆通道的重要組成部分，成都至自貢至宜賓高速鐵路（簡稱“成自宜高鐵”）正式通車。

在成自宜高鐵的建設(shè)過程中，位于成都市區(qū)的錦繡隧道是一個重難點控制性工程。錦繡隧道穿越成都市區(qū)繁華地段，地面建筑、市政軌道密布，且地質(zhì)覆土淺，施工難度大，安全風險極高。為了攻克這些難點，錦繡隧道的施工采用“錦繡號”盾構(gòu)機，這是我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的最大直徑土壓平衡盾構(gòu)機在高鐵建設(shè)中首次投用。

視線轉(zhuǎn)到距離錦繡隧道400多公里外的陜西漢中褒河水庫。水面下，“沉睡”著一條16米長的隧道——這條連接漢中平原和四川盆地的“石門”隧道，被譽為“世界上第一條人工穿山隧道”。據(jù)推測，這條隧道可能是東漢年間工匠用最原始的“火燒水激”開鑿而成。

“石門”隧道和錦繡隧道的修建相隔約2000年，但在中國工程院院士、西南交通大學首席教授、副校長何川的辦公室里，有了奇妙的相遇：一邁進室內(nèi)，率先映入眼簾的便是墻上一幅寫著“石門”二字的拓印作品，下方的長條桌上，擺放著一個隧道盾構(gòu)機模型。

“‘石門’隧道激勵著我一直奮勇向前，我一直在跟‘路’打交道，目的就是解決掉每一個‘攔路虎’。”作為我國隧道工程領(lǐng)域的主要學術(shù)與技術(shù)帶頭人，何川一路走得并不容易。從家鄉(xiāng)重慶云陽出發(fā)，走到修建高速公路、高速鐵路、城市地下鐵道的技術(shù)前沿，這條路被何川稱為“奮斗之路”。

    1

    尋路——

    結(jié)緣盾構(gòu)，選擇一條從零開始的路

1984年，從重慶交通學院（現(xiàn)重慶交通大學）道橋系公路工程專業(yè)畢業(yè)后，何川進入西南交通大學土木工程系攻讀碩士，開始與隧道工程結(jié)緣。

在麥倜曾教授和關(guān)寶樹教授的指導下，何川把橋梁隧道及結(jié)構(gòu)工程作為研究方向。1987年，何川畢業(yè)留校，其后的8年里，他其實與盾構(gòu)隧道學科和技術(shù)還沒有更多的連接。

盾構(gòu)是盾構(gòu)機的簡稱，是內(nèi)藏挖土、排土機具，設(shè)有保護外殼并自動拼裝襯砌結(jié)構(gòu)的暗挖隧道機械。以盾構(gòu)為核心的一套完整的隧道施工方法稱為盾構(gòu)法，對大型復雜隧道工程有著重要的意義。

“在國家接下來的發(fā)展中，這樣的技術(shù)肯定很需要。”1994年，何川入選國家公派留學計劃赴日本早稻田大學留學。在選擇方向時，他清楚地看到了盾構(gòu)法施工的優(yōu)勢和特點。彼時，我國在盾構(gòu)技術(shù)研究領(lǐng)域還幾乎是空白狀態(tài)。

1995年，何川正式進入早稻田大學學習盾構(gòu)隧道，師從國際著名學者小泉淳教授。

在日本留學的幾年，中國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展超出了何川的想象，以北京、上海、廣州、成都等城市為代表，中國大規(guī)模地鐵建設(shè)帷幕已經(jīng)拉開，盾構(gòu)法受到業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注。

“無論是20世紀60年代修寶成鐵路、成昆鐵路，還是2000年前后修建各類隧道，我們在修建復雜隧道工程時都付出了很大的代價。”2000年初，博士畢業(yè)的何川謝絕了導師的挽留，回到了西南交通大學。回國當天，何川剛下飛機就接到了中鐵二院負責人的電話，咨詢成都地鐵在富水砂卵石地層復雜條件下建設(shè)盾構(gòu)隧道的技術(shù)問題。

西南交通大學土木工程學院原院長高波教授回憶，何川回國時正趕上國家大規(guī)模交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對盾構(gòu)技術(shù)的需求非常迫切。學校也希望他能在相關(guān)領(lǐng)域攻克技術(shù)難關(guān)，助力國家交通建設(shè)發(fā)展。“何川回校就開始擔任地下工程系系主任，學院非常重視，他做了很多開創(chuàng)性的工作。”

帶著盾構(gòu)技術(shù)，何川帶領(lǐng)團隊把科研的目光聚焦到大型復雜隧道的結(jié)構(gòu)分析與安全控制細分領(lǐng)域。他坦言，在興趣使然的基礎(chǔ)上，更重要的是為了國家所需。

但最初的工作并不容易：一項新的技術(shù)要推廣，需要何川不斷出去作講座，跑項目工地。最初幾年，何川幾乎把所有收入都用到了買機票上；實驗室沒有建成前，何川把自己的住房騰出來作為團隊的研究場所……逐漸，地下工程系隊伍從14人擴大到了40多人，2011年，又順利獲批建設(shè)交通隧道工程教育部重點實驗室。

“我很敬佩他能在這個領(lǐng)域一直堅持，從未偏離過自己的研究方向。”西南交通大學土木工程學院院長蒲黔輝說，“何川回國的最初幾年，社會對盾構(gòu)技術(shù)需求很大，如果去掙錢可以掙很多。但何川抵擋住了經(jīng)濟利益誘惑，堅持做學問、做科研。”

20多年來，何川帶領(lǐng)團隊扎根在大型復雜隧道的結(jié)構(gòu)分析與安全控制這一細分領(lǐng)域里面，圍繞鐵路隧道、公路隧道、城市地鐵等交通隧道工程領(lǐng)域開展教學與研究工作。他先后成為國家杰出青年科學基金獲得者、國家科學技術(shù)進步獎一等獎獲得者等。主持承擔了863、973等國家與省部級以及重大工程科研項目/課題70多項，在解決特殊地質(zhì)、高水壓、強震及高海拔等復雜條件下，隧道工程結(jié)構(gòu)分析與安全控制的系列理論和技術(shù)難題方面作出重要貢獻，尤其在大型復雜盾構(gòu)法隧道、艱險山區(qū)鉆爆法隧道的結(jié)構(gòu)安全控制方面貢獻突出。

而這20多年間，我國的盾構(gòu)技術(shù)也從零開始，發(fā)展成為今天世界上最大的盾構(gòu)機生產(chǎn)和使用國，也是世界上最先進的盾構(gòu)機技術(shù)國。中國的盾構(gòu)機已經(jīng)出口到了全球40多個國家和地區(qū)，占據(jù)了全球2/3的市場份額。

    2

    開路——

    上山入海，把科研論文寫在祖國大地上

“最好的實驗室，一定在工程現(xiàn)場。”這是何川常說的一句話，在他看來，工程技術(shù)不能坐而論道，更不能紙上談兵，應(yīng)該到實際生產(chǎn)第一線去，要結(jié)合實際工程做創(chuàng)新性的研究，要將先進的技術(shù)、先進的理念反映到工程建設(shè)第一線。

“逢山開路，遇水搭橋。”這是交通工程領(lǐng)域的真實寫照。何川的工作，就需要上山入海。

川藏公路北線改建，需要穿越著名的雀兒山。雀兒山位于四川省甘孜州德格縣境內(nèi)，主峰海拔6168米，素有“爬上雀兒山，鞭子打著天”的說法。這里每年有長達8個月的時間被積雪覆蓋，山高路險、高寒缺氧，被稱作“川藏第一險”。

2003年，作為預(yù)可研專家組組長，何川和團隊成員多次跋涉在雀兒山各山峰之間，開展工程勘察、地質(zhì)情況分析、隧道選線等工作。

“上山?jīng)]有車子只能步行，要是沒有頑強的意志和良好的身體素質(zhì)，是無法完成這個任務(wù)的。”何川說，他和團隊成員需要翻越海拔超過5000米的埡口，高海拔的缺氧環(huán)境，讓大家身體很難受，要咬牙堅持。

2017年，雀兒山隧道順利通車，洞口海拔4370米，是世界上海拔最高的超長公路隧道。通車后，過往車輛只需10多分鐘就可以穿過雀兒山，不必再繞行長達兩個多小時的危險山路，“翻越雀兒山，猶過鬼門關(guān)”的歷史一去不返。

除了穿越高山，交通建設(shè)還需要越江跨海。多年來，何川帶領(lǐng)他的團隊為武漢長江隧道、南京長江隧道、廣深港高鐵獅子洋隧道等我國多座大型越江跨海隧道的建設(shè)解決了大量關(guān)鍵技術(shù)難題。

如今已開通運營的廣深港高速鐵路，在修建時有一個巨大的“攔路虎”——獅子洋。2006年，當高鐵跨過獅子洋時，用橋梁還是開隧道是一個難題。在專家組論證中，何川利用自己留學期間積累的經(jīng)驗，提出以海底隧道的方式進行跨越，兩臺盾構(gòu)機雙向推進，在海底對接。這一方案，既不影響虎門港的生態(tài)，也不影響水面通航。

多方論證后，何川的建議被采納。2007年11月9日，獅子洋隧道第一臺盾構(gòu)機開始掘進。2011年3月12日，獅子洋隧道全線貫通，成為國內(nèi)里程最長、建設(shè)標準最高的第一座水下高速鐵路隧道。建設(shè)過程中，穿越深水、淤泥和超淺埋地段，水下精準對接等多項世界性技術(shù)難題被全部破解，也填補了我國泥水加壓平衡盾構(gòu)施工領(lǐng)域中的多項技術(shù)空白。

獅子洋隧道的實驗原型結(jié)構(gòu)，至今都還陳列在西南交通大學的實驗室里。

“隧道絕對安全！”2008年“5·12”汶川特大地震發(fā)生后，何川接到相關(guān)部門的電話咨詢，強震后的二郎山隧道和鷓鴣山隧道是否安全，他迅速給出了肯定的回答。

這個自信，來自何川帶領(lǐng)團隊對隧道抗震性能的深入研究。臨近震中的鷓鴣山隧道在建設(shè)時，何川就帶領(lǐng)團隊對其抗震設(shè)防開展針對性研究，并提出綜合抗震措施。汶川地震發(fā)生后，都江堰至汶川的公路全線毀壞，包含二郎山隧道、鷓鴣山隧道在內(nèi)的西線“雅安－小金－馬爾康”能否暢通無阻，成為救援的關(guān)鍵。事實表明，隧道經(jīng)受住了地震的嚴峻考驗，震后依舊安全。西線也成為震后救援黃金期人員、物資進入重災(zāi)區(qū)的唯一“生命線”，被災(zāi)區(qū)人民譽為“震不垮的生命通道”。

“習近平總書記說，要把論文寫在祖國的大地上。對于我們來說，克服一個個實際施工中的‘攔路虎’，就是我們最好的論文。”2009年，何川作為高海拔地區(qū)大型公路隧道建設(shè)與營運關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用成果的第一完成人，獲得2008年度國家科技進步二等獎。

    3

    鋪路——

    為國育才，培養(yǎng)工程拔尖創(chuàng)新人才

在何川的履歷里，有一個長達16年的職務(wù)，那就是西南交通大學地下工程系系主任，長期扎根教育教學一線，讓何川對工程教育人才培養(yǎng)有了深刻的認識。

“與科研院所不一樣，學校的第一任務(wù)是培養(yǎng)人才。”在何川看來，如果把學校比成一個生產(chǎn)線，那么它的產(chǎn)品就是人才，為國家培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人才是第一要務(wù)。

扎實的基本功和寬廣的視野，是何川對地下工程系人才培養(yǎng)最基礎(chǔ)的要求，“與此同時，老師要想盡辦法把國內(nèi)外最先進的技術(shù)放到教育教學過程中，讓學生能了解相關(guān)領(lǐng)域最前沿的技術(shù)”。

何川擔任系主任時，西南交通大學教授仇文革作為副主任跟他搭檔。這期間，地下工程系剛剛從教研室組建為系。

“最初很艱難，教師只有10多位，我們不斷地推進教育教學改革，才發(fā)展壯大起來。”仇文革回憶，系里很快啟動了“4321工程”，瞄準專業(yè)方向重新設(shè)置課程體系，在這期間還申報完成了“十三五”國家級教材規(guī)劃，相關(guān)成果曾獲得四川省政府教育成果一等獎。

“回到交大后，我?guī)ьI(lǐng)和指導的博士，已經(jīng)有近20位擔任大學教授，還有2位成長為全國勘察設(shè)計大師。”作為博士生導師和學術(shù)帶頭人，何川先后培養(yǎng)博士及碩士100多名，指導博士后人員20名，他帶領(lǐng)的團隊入選了教育部創(chuàng)新團隊和“111引智基地團隊”，并獲首批“全國高校黃大年式教師團隊”稱號。

去年博士畢業(yè)留校工作的張力，是何川團隊目前最年輕的成員。從本科開始他就在西南交通大學學習，大三的時候，何川任教的“水下隧道”一課給他留下了深刻印象，“何老師的課非常生動，我一開始只是對隧道有興趣，上了他的課之后，我下定決心朝著這個方向努力”。

隨后，張力繼續(xù)在學校攻讀碩士、博士，師從何川進行盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)力學性能研究。

“何老師雖然很忙，但對學生十分認真負責。”張力說，每年學生畢業(yè)寫教師評語的時候，何川都會親筆寫上滿滿一頁的評語，“很多我們都不記得的評語他都還記得，讓大家感覺特別溫暖。”

封坤是何川2005級的直博生，如今，也是何川團隊的一員。回想起最初的研究生面試，他至今印象深刻。

“區(qū)別于傳統(tǒng)的面試，何教授會跟學生進行長談。”封坤是慕名而來的，而面試的長談，讓他對何川的嚴謹、和藹有了更深刻的感悟。

“我通常會和學生進行一次啟發(fā)性談話，去發(fā)現(xiàn)他們的感悟能力，激發(fā)他們的興趣和創(chuàng)新欲望。”何川打比方說：十個指頭都不一樣長，但每個指頭都有它的功能。作為老師，就是要去激發(fā)每一個人的創(chuàng)新意識，激發(fā)他們的潛力。“面試要看學生的分數(shù)，但不唯分數(shù)論，更看重他的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。”

何川指導研究生，一般先讓學生學習基礎(chǔ)課，跟著課題組了解當前相關(guān)領(lǐng)域的研究方向，關(guān)鍵是要到工程一線，讓學生在實戰(zhàn)中逐漸找到自己的細分研究方向。

2018年，郭文琦成為何川的碩士研究生，隨后又在他的指導下繼續(xù)攻讀博士。在此期間，郭文琦多次跟隨何川到國內(nèi)一些重大工程參與現(xiàn)場測試，最終堅定了自己從事盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)力學性能研究的方向。

“何老師對我們的要求就是要把論文寫在祖國大地上，在實踐中發(fā)現(xiàn)真問題，我也希望自己能為我國盾構(gòu)隧道的進一步發(fā)展貢獻自己的一份力量。”郭文琦說。

“在我們這個專業(yè)，特別是大型復雜隧道工程領(lǐng)域，幾乎每一座隧道都有學校培養(yǎng)出來的畢業(yè)生，他們要么就職于工程建設(shè)管理單位，要么在設(shè)計或者施工、維護領(lǐng)域里為祖國建設(shè)默默貢獻著‘交大人’的力量。”從攻讀碩士學位研究生到留校任教至今，何川始終感恩母校，也以此為傲。

    4

    行路——

    傳承奮進，為祖國再戰(zhàn)一甲子

2023年11月22日，中國工程院公布了2023年院士增選結(jié)果，何川名列其中。當選院士，是人生中的高光時刻，但對于何川來說，也同樣是日復一日從事隧道工程研究中普通又平凡的一天。

當天，何川正帶領(lǐng)團隊在無錫出差參加會議，下午5點會議剛結(jié)束，他當選中國工程院院士的消息傳來。“當時大家都很激動、很振奮。”隨行的張力回憶說，激動的情緒并沒有影響大家緊張的工作節(jié)奏，他們的返程航班是當晚9點，深夜1點半才回到成都，到家已是凌晨3點鐘了。

同年12月4日，西南交通大學黨委書記余敏明、校長閆學東一行來到“極端環(huán)境巖土和隧道工程智能建養(yǎng)全國重點實驗室”，看望慰問新當選中國工程院院士的何川。

“方勇教授主要研究盾構(gòu)技術(shù)和復雜山嶺隧道施工力學；封坤教授擅長現(xiàn)代盾構(gòu)隧道的結(jié)構(gòu)分析，他曾經(jīng)為了承擔重大項目任務(wù)，延遲了訪學計劃，職稱評審都延遲了……”何川特意把團隊里的所有成員召集起來，并將他們的研究方向和成績一一向?qū)W校領(lǐng)導介紹。

“這是黨和國家設(shè)立的最高學術(shù)稱號，它是榮譽的象征，更是責任的標志。”在何川看來，當選院士是國家和國內(nèi)外廣大的同行對自己和團隊在隧道與地下工程領(lǐng)域所做出成績的認可，這份榮譽屬于團隊里的每一個人，也是他所在的西南交通大學多年培養(yǎng)的結(jié)果。

“無論是教學，還是科研，其實都是一條艱難的路，但我始終會迎難而上。”從1980年開始接觸土木工程，時至今日，何川在隧道與地下工程領(lǐng)域堅持了44年，而支撐他堅持的初心，就是攻克“攔路虎”，服務(wù)國家建設(shè)需求。

曾經(jīng)，何川前往美國紐約參加學術(shù)會議，在聯(lián)合國總部陳列著的中國成昆鐵路雕塑面前，他佇立了很久，內(nèi)心自豪而又澎湃。1100公里穿越崇山峻嶺的成昆鐵路，被稱為“人類征服自然的奇跡”。

何川說，無論是曾經(jīng)的成昆鐵路，還是現(xiàn)在正在建設(shè)中的川藏鐵路，都面臨著極端復雜的地質(zhì)、氣候等挑戰(zhàn)，需要一代又一代的科學家和建設(shè)者不斷接續(xù)奮斗。

“何老師常常給我們講，寫論文很重要，論文提出的方法能否解決實際工程問題更重要。”何川團隊成員楊文波，承擔了高原鐵路的智能建造項目——基于穿越橫斷山區(qū)的復雜環(huán)境，推進機械化、少人化甚至是無人化的施工，保證施工安全和效率。

中鐵十四局高級工程師劉四進，是何川2010級直博生。區(qū)別于很多同門師兄選擇去高校或者科研院所工作，他選擇了去施工單位。

“施工現(xiàn)場的科研落地一直是行業(yè)痛點，如果你能有所作為，是很有意義的。”劉四進的想法得到了何川的肯定和支持。

“求真務(wù)實是做學術(shù)的第一要求，專注堅持是搞研究的基本素質(zhì)。”說起對科學家精神的理解，何川認為科學是沒有國界的，但科學家一定要愛國，更要堅持真理，把追求學術(shù)的真相當作真諦；要言傳身教，帶領(lǐng)年輕的后輩為建設(shè)國家出力，為世界科技進步發(fā)揮自己的能力。

2023年暑假，何川迎來了自己59歲生日，他的生日愿望是：“爭取為祖國再戰(zhàn)一甲子！”

何川常說，自己一直跟“路”打交道，不僅在修路，也是在行路。

“就像是我當選中國工程院院士，于我而言，這只是一個新的起點，以后我要走的路還很多。”何川說，每當坐著高鐵或汽車，穿越隧道的時候，自己都非常驕傲和自豪。未來，他還將堅定而快樂地把這條“路”繼續(xù)走下去。

《中國教育報》2024年01月23日第4版