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网同院士纪念园__“上海地铁之父”刘建航纪念馆
网同院士纪念园

上海人民永远铭记他——“上海地铁之父”刘建航院士

上海交通

  上海地铁的发展,用20年时间走过了西方地铁100年的发展历程。最初的预计曾经认为,上海一年顶多造1公里地铁线。后来,从锦江乐园至上海火车站全长16公里的1号线路建造,总共用了5年时间。进入新世纪以后,上海地铁更迎来了快速发展期,最高峰时,呈现出100台盾构齐头并进,100座车站同时建设,100公里新线同时投运的盛况,这在世界地铁史上堪称奇迹,绝无仅有。
  在创造这个奇迹的人群中,我国隧道与地下工程专家、中国工程院院士刘建航功不可没,他被人们尊称为“上海地铁之父”。
  
  少怀“交通航运”壮志,改名“建航”
  
  也许是冥冥之中的天意使然, 青少年时已心怀开辟交通航道愿望的刘建航,在报考高中时将原名刘建改为“刘建航” 。高中毕业后,他于1947年如愿考入上海交通大学土木工程系。
  
  在“豆腐里打洞”,挑战不可能
  
  1958年,刘建航进入上海地铁筹建处工作。1960年,他到上海市隧道局在浦东建立的塘桥试验基地参与盾构隧道试验研究,主要负责研究盾构法隧道衬砌结构和防水课题。那时,他们吃住都在用芦席棚搭建的简陋工棚里。上海的地质条件很复杂,松软含水的地层犹如豆腐渣,要在其中建隧道,技术和工程难度可想而知。
  
  当年苏联专家就曾泼冷水断言:在上海这样的地质条件下建造地铁,难度无疑于在宇宙中找到支点撬动地球。刘建航则不迷信外国权威,最不服气的就是所谓“外国人行我们不行”的论调。他说:“比起外国专家,我们更了解自己脚下这片土地的真实情况和特点,在上海建地铁,还得依靠我们自己来想办法。”
  
  国际上在松软含水的地层中建隧道,采用的是用钢和铸铁管片的技术,但是这种方法要耗用大量的钢材,造价昂贵,根本不符合当时的国情。采用钢筋混凝土管片无疑造价要低得多,但是用它在松软含水的地层中建隧道,国际上当时尚无先例,而在前苏联的技术规范中,这甚至还是被明文禁止使用的。雪上加霜的是,那时我国正处在被外界封锁的困难时期,没有出国考察的机会,系统的技术参考资料也很难寻获,要解决技术难题,只能靠自己摸索。
  
  在这段刻苦攻关的岁月里,刘建航和伙伴们凭着一股子不服输的韧劲和勇于创新的精神,经常日以继夜地进行技术攻坚和反复实践验证。 1958年,刘建航和伙伴们进行试设计和试验,从上海市政设计院、上海煤矿设计院、华东设计院等几个设计院里面抽调了一些年轻的技术人员。1960年开始在浦东塘桥一块用芦席棚搭建的试验场里,进行了盾构法隧道试验性工程。1963年,他们在浦东塘桥的农田里做了直径4.2米的盾构,推了100多米的隧道,取得了4.2米盾构法隧道实验的成功。进而又将其成功应用于总长1332米的市区地铁试验隧道和黄浦江越江隧道建设, 开拓出一条在饱和软弱土层的盾构法隧道中采用单层拼装式钢筋混凝土衬砌的新路,开创了世界先例,圆满完成了被外国专家称为“在豆腐里打洞”的不可能完成的任务 。
  盾构法隧道实验取得成功后,地铁隧道和地铁站试验选中了衡山公园这个地点,当时命名为“60工程”,是完全的保密工程。1965年,他们在衡山公园地下开始试建第一座地铁站,车站仅长80米,宽20米,高20米,以35米以下的中埋深度实施一站一区间,规模是按照3深宽节列车编组的停靠来建造的,施工工艺为深井法施工。同时,他们又挖了两条600米长的隧道连接到衡山路。当初,整个项目被称为“上海地下铁道扩大试验工程”。“文革”开始后,上海轨道交通被迫停工。
  
  直至“文革”结束后,1978年,随着1号线漕宝路车站试验段工程的开启,“一站一井一区间”工程才正式拉开帷幕,到1983年基本完成整个试验段工程。由于这座车站和地下隧道规模较小,而且又太深,最终没能真正融入一号线建设中。但它为此后上海地铁建设大规模的展开奠定了基础。目前,衡山公园的地下仍保留着当时的人防设施,里面还曾开过一家饭店,但在其中用过餐的市民未必知道,这个地下饭店曾经是上海最早试验建造的“小地铁站”。
  
  半个世纪的坚守,硕果累累
  
  半个多世纪以来,刘建航一直坚守在上海市政工程的科研、设计、施工、工程抢险第一线,为上海的地铁、隧道和地下工程的事业发展护航,他的名字也因此永远镌刻在了上海地铁建设的功臣榜上。
  因在中国软土隧道和地下工程技术领域做出的一系列杰出贡献—— 创建深基坑施工“时空效应”理论,撰写第一本深基坑工程技术专著和我国第一本盾构隧道专著;开拓的盾构法、沉管法、连续沉井法施工技术;研发的直径6.2M地铁隧道管片、在城区盾构施工的掘进技术和地下深基坑明挖法、逆筑法、盾构穿越建筑群等新技术,在地铁业界被广泛应用 ,1995年刘建航当选中国工程院院士,1997年获土力学与地基基础茅以升大奖,2002年被评为“上海市科技功臣”。
  
  事实上,对于名利刘建航从不看重,他最看重的是工程建设的安危。“地下空间的不可测因素太多,工程人员要时刻保持风险意识。”这是刘建航工作中最深刻的感受,也是他经常告诫学生的话 。
  刘建航一直督促自己的学生们, 要时刻带着“放大镜”,随时看、随时测,善于捕捉施工中哪怕是最细微处的安全隐患,以便立刻跟进、立时改进,确保工程安全 。他的弟子们也越来越感受到,在老师指挥下的工程中,险道难关已经越来越少,那是他用高超的技艺,创新的思想不断破解难题,化险为夷的结果! 而刘建航每破解一个难题、克服一道险关,都必定会写下详尽的档案,装入牛皮纸袋中。在他家里,一摞摞牛皮纸袋已经叠得很高,袋中都是他为我国地铁工程建设积累的宝贵财富。
  
  年逾古稀,仍亲自带队
  
  刘院士生于1929年,几乎与东海商都这幢老楼同岁,但他依然坚持亲自跑工地。大家在地铁站边上临时安营,有需要就住在里面,位置就是后来的恒基广场。
  虽然当时刘院士年事已高,但他仍然非常辛苦。每到一些关键点,几方如果有矛盾,只有他说话管用。所以年轻的博士生们指挥不动工人时,只有靠刘院士去指挥。
  他还有高血压,但到了关键节点,他都坚持一定要去坑坑洼洼的工地看现场,甚至一连几天都住在现场不回家。
  
  2003年7月,轨道交通四号线塘桥站至南浦大桥站区间的中间风井位置突发透水涌沙事故,引起隧道部分结构损坏及周边地区地面沉降。当年已经 75岁高龄 的刘建航当即赶赴现场。隧道离地面40多米,在内行走十分困难。出于安全的考虑,大家劝他不要进现场。但刘建航断然表示:“就是抬,也要把我抬进去!”险情遏止后,抢险工作即转入工程修复阶段。
  
  事故工地所处地理位置复杂,南边是高层的临江大厦,西边紧挨着南浦大桥上匝道,东边则是滔滔黄浦江。一连数月,刘建航跑现场,搞测量,和大家反复研究论证,制定修复方案。 为能使修复后的四号线运营线型更为合理以减少动拆迁工作量,上海地铁指挥部最终选择了刘建航提出的“超深基坑原位修复”技术方案,这也是世界地铁隧道施工史上首次应用 “原位修复”方案。
  
  结果,董家渡原位修复工程创下了太多的“第一次”——第一次在软土地层60m以上施工超深地下连续墙;第一次应用全回转钻机进行大面积超深地下复杂障碍物清理施工;第一次在超深基坑底部成功应用大深度、大直径高压旋喷桩技术;第一次在江中围堰技术、深层承压水降水、水平冻结暗挖法等技术上有新突破,成为软土地层超深基坑施工的经典实例。
  2007年7月9日,修复工程圆满完成并通过验收,四号线完成环线贯通,2007年底顺利实现环线运营,四号线就此从缺失的“C”变成了圆满的“幸福环线”。
  
  在危险面前,刘建航从来都是坚定地和自己的弟子们、和年轻的技术人员们站在一起,带领大家闯过难关,是大家心中的“定海神针”。
  
  刘建航院士走了,但他为我国地铁工程建设积累的宝贵财富,将继续激励后人奋发前行。
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