钱七虎:见证我国地下防护工程的开创和发展
我是第八至十届全国政协委员,出生在中国的苦难年代,在淞沪抗战后逃难的路上。我的专业是防护工程,由于做的工程都在地下,所以又叫地下工程。
结缘防护工程
新中国成立后,我们党十分注重青少年教育。抗美援朝时,我报名参加军干校,因有红绿色弱,没有被批准。不过,因为参加活动比较积极,我在14岁时就顺利入团了,高中时期担任了团支部书记。
上高中时,因为我的成绩非常优秀(有一年6门考试考了5门100分),所以上海的代表团就拿了我的成绩单去慰问志愿军。1954年高中毕业,学校本来准备安排我去苏联留学,但因为哈尔滨军事工程学院需要学生,我便被保送到哈军工,学习防护工程专业。
我入党也很早,在1956年4月,18岁刚过就入了党。我记得跟我同一年入党的有钱学森等人(钱学森1959年11月成为正式党员)。我在学校是社会主义建设积极分子、优秀学员。哈军工在预科结束后会分配专业,有的人因为志愿不是很理想,所以闹情绪,不好好学习了,等过了几年,他们再回过头来想好好学习的时候,才发现已经耽误了。而我却认为个人的兴趣和志愿需要服从组织上的要求。

▲入学哈军工的第一张照片
哈军工毕业后,1961年我被保送到苏联莫斯科古比雪夫军事工程学院学习,那年出国深造的工程兵一共只有两个人。当时中国人民解放军工程兵政治部副主任是李大同。李主任同我们谈话说,国家要用多少根金条才能培养出来一个留学生,这是很不容易的,所以你们要好好地学习。因此,我到苏联也确确实实努力地学习了。由于是以优秀学员毕业,所以工资评得高,是中尉副连。留苏的工资,国内发60%,也就是87.5卢布,我大部分都用来买书了。
我在苏联留学的时候,认真刻苦,很少外出,甚至连列宁墓都没去参观过,这4年的努力学习为我以后的科研道路打下了基础。当时我看《钢铁是怎样炼成的》,记住了书中保尔·柯察金说:“人最宝贵的是生命。生命每个人只有一次。人的一生应当这样度过:当回忆往事的时候,他不会因为虚度年华而悔恨,也不会因为碌碌无为而羞愧;在临死的时候,他能够说:‘我的整个生命和全部精力,都已经献给了世界上最壮丽的事业——为人类的解放而斗争。’”在苏联的时候,我们正是以此为准绳的。苏联的导师对我很器重。他们教研室主任也对其他中国留学生说,将来你们见钱七虎可能要“打报告”。苏联教授是看到我平时提的问题、读的报刊,还有论文的答辩水平都很高,才这样说的。
1965年,我在苏联获得副博士学位后回国。回来以后,组织上把我分配到北京的工程兵科研设计院工作。但是哈军工写信给总政,要求我回校。当时,哈军工已经分院分系了,我们那个系到西安去了。我虽然心里有点想法,但还是坚决服从组织的安排。我和年轻人讲这件事,就是在讲个人要服从组织。于是,我回国后就在西安当了教员。因为我学的是防护工程,我又同时参与西北局的地下工程建设工作。
1976年后,要召开防护工程学科的全国学术会议,我由于一直没有放松学习,所以能一下子拿出好几篇论文。基于当时的国际形势,防护工程的重要作用凸显,所以国内很多有名的专家也参加了防护工程的研究。当时参加学术会议的有李国豪、张维等人,我发表的论文比较突出,引起了他们的重视。同时,我在业务上也比较突出。此前,我被调往南京工程兵工程学院,学校的校长、政委特批让我参加了核试验,我研制出了重要成果。因此,我在第一次恢复评技术职称时,得到了李国豪、张维的推荐,被评为专业技术七级、副教授。
1981年,我被提拔为学校的训练部副部长,正师职。上任后,我主持了一项改革。当时军队的院校不招研究生,但地方上已经开始招硕士生、博士生了。在我的推动下,1982年南京工程兵工程学院开始招收硕士生。1983年我当了院长,1990年工程兵工程学院开始招收博士生,这样学校的学术水平一下就提高了。
1982年,党的十二大正式确定了干部队伍“四化”方针,即:革命化、年轻化、知识化、专业化。我45岁就被提拔为正军职干部,当了南京工程兵工程学院院长。当时我还另外搞了些研究,比如在核试验的过程中,空军的机库大门虽然没有被炸坏,但在核试验结束后,门却打不开,飞机也出不来。我们分析发现,是因为设计防护门的时候,是手工计算公式的,很粗糙,需要电子计算机运用有限单元法进行精确计算。我带着人用这个方法分析出:钢门不是由于受力损坏的,而是由于变形过大而无法打开的。因此,以后的设计应当注意计算变形。我们帮空军解决了这个问题,记了功。
1994年,中国工程院成立,我有幸成为首批院士。其实,首批院士一部分从中国科学院的院士里选出兼任,之后再由各个系统提名。当时军队一共提名了五个人,其中包括总装备部的王永志、研究计算机的金怡濂和我。我们三个人后来都获得了国家最高科学技术奖。
我做院长之后说,要继往开来,把以前好的传统、好的思想、好的作风继承下来。我表态自己一定要防止“官、暮、阔、骄、娇”。所以我当领导时一直比较注意勤政和廉政。我还记得当时的几件事:一是南京夏天很热,我提出不装空调。因为当时电力很紧张,学校经费也很紧张。我不装空调,大家就都不会装了。二是我去听课的时候,看到有学生在课间打瞌睡。我问为什么,他们说晚上热得睡不着觉。正好当时我在搞改革,发展技术服务,比如搞爆破。我提出要结合实践搞爆破,否则是锻炼不出真本事的。于是我们从培养人才的角度考虑,成立了爆破公司。后来珠海建机场的时候,我们就把它的爆破任务给承接下来。这项工程要把一座炮台山炸掉,而且要把50%以上的石头抛到海里去,需要在山里打很多坑道,所以还涉及坑道、电、水等相关专业。这样,学生、教员既得到了锻炼,也让我们有了一定收入。我就说,拿这个钱来给大家盖房子,让教员干部有房子住。再给每名学生发一个可以装在蚊帐里面的微型电风扇。当时规定女教员、女干部不能分房子,我说男女一视同仁。还有就是当时规定工人最多只能分到营职房子,后来我改为工龄20年以上的老工人可以分团职房子。我做的这几件事,大家都感到很满意。
二十世纪八九十年代的思想是,军队建设要服从服务于经济建设,经费是很紧张的,所以我们需要有一些收入来弥补经费的不足。珠海大爆破这个工程,当时地方的爆破公司、科学院都在争,而我在接到这个信息后,就找政委和负责的副院长一起研究。他们有顾虑,担心炸坏了。当时我说,顾虑是有的,但我更相信我们的水平,因为搞工程、打坑道是我们的专业,我们打坑道的队伍是部队调来的,也是哈军工的毕业生,是到了施工部队当上副团长才调回来的,很有经验。研究之后,我自己带人去现场考察,他们考察后说没问题。于是我在现场给政委打了电话,就决定了。这个项目的经费是包干的。为了省钱,炸药是我们自己用硝酸铵化肥混合煤油以及锯末做的。爆破用了1.2万吨炸药,炸了1085万立方米石头,其中的50%抛进了海里。当时内地、香港、澳门的媒体都报道了此事,称它为亚洲第一爆或者是世界第一爆,它创造了多层多列直列装药大爆破的纪录。爆破完成之后,陈士榘老司令、工程兵的老干部们联名给我发了贺电。之后,时任国务院总理李鹏到珠海也看了汇报,评价说,这是爆破历史上的一个突破。
1983年至1996年,我当了13年的院长。快60岁的时候,我就给总参领导打报告,提出只当教授。后来总参党委下了一个通知,让我去当总参科技委副主任,我就到北京来了。我也做了空军、海军、二炮(现在叫火箭军)的工程顾问,帮他们处理一些大的工程上的事情。就相关工作我提了许多建议。比如,关于加强机库和伪装技术建设的建议,以及在全军推广先进的伪装技术的建议。
在全国政协的提案工作
我从1993年到2008年担任全国政协委员,其间我认真提交过一些提案,干了几件我认为很有成效的事情。
一是地下空间的开发利用。我在当选中国工程院院士后,提出的咨询课题叫《21世纪中国城市地下空间开发利用发展战略及对策》,并组织了全国专家研究。最后形成成果,出了4卷上百万字的书,成为现在公认的城市地下空间开发利用方面的第一部专著,因此我也被看作是中国地下空间开发利用的奠基人。
二是关于TBM或盾构机的国产化、本土化的提案。我们在城市里建地铁需要用机械挖掘,软土里叫盾构机,石头里叫全断面掘进机——TBM。但这些机械中国不会造。大规模地进行地铁建设后,我们每年需要从国外买几百台设备。我觉得这是个问题,于是提了几次提案。后来,科技部纳入了“863计划”。我们国家从合作制造、联合制造开始,到现在已经形成了属于我们自己的巨大产业。在我的推动下,现在建设地铁用的盾构机大部分都是我们自己制造的,我们还掌握了常压下滚刀换刀技术。

▲钱七虎(右)在分析数据
常压下换刀是一个对隧道挖掘有很大帮助的新技术,因为地下的地质条件很复杂,如果全是土的话是好办的,比如上海的长江隧道,推进完成之后甚至连盾构机外面的漆都没有掉完。但是南京、武汉的情况就不一样了,地下的沙子里夹了石头,挖掘的刀磨损得很快。比如在南水北调工程穿黄河的时候就出现了问题:当时在黄河下面挖掘隧道,直到刀磨损到推不动的时候,才会发现问题,这个时候就需要换刀。其实在黄河下面换刀还相对好一些,因为黄河水不深,有些河床是裸露的。如果是在长江下换刀的话,水压就太大了,这个时候就只能让经过专门训练的潜水员慢慢潜下去换刀。需要先打开开挖舱,放出里面的压缩空气,然后人才能进到里面去更换刀具。而现在有了常压下换刀的新技术,我们就能够实现在不开舱的情况下更换刀具。一开始这种技术只能在较小的盾构机上实现,但现在我们已经掌握了大型盾构机的换刀技术。实际上,我们和国际先进技术之间的差距就是时间差,以前我们和日本、德国之间都有差距,而现在我们已经赶上日本了。同时,国内能够生产的盾构机的直径也越来越大,现在最大的直径已经超过了15米。在这方面,我们国家成立了两个国家重点实验室学术委员会:一个是郑州的盾构及掘进技术国家重点实验室学术委员会,主任是我;还有一个是北方重工的全断面掘进机国家重点实验室,学术委员会主任也由我担任。
三是核废料方面的提案。我们国家过去研究原子弹、氢弹,在提炼核原料的过程中会产生核废料。现在要发展核电站,也会产生大量核废料。如何处理具有放射性的核废料就成了一个重要问题。现在世界上流行的处理办法是把核废料埋到地下很深的地方。这不是简单的埋放,需要有专门的存放装置和填埋条件,以保障核废料不会泄漏出来,造成污染。这是一项很复杂的技术,于是我就和核技术相关的委员联合提交了提案。目前我们在提案中的设想也实现了。国家国防科技工业局和原国土资源部联合下发了文件,提出我国要建成地下实验室,建设埋放核废料的深地下设施。
修建武汉长江隧道的经过
2002年的时候,我被安排去北戴河疗养(每次都是三四十名科学家)。党中央安排了座谈会,参加座谈会的主要是国防科技方面的科学家,此外还有一些哲学、文学方面的专家。那次座谈会上有5位科学家发言,我记得有国家最高科学技术奖获得者、氢弹专家于敏等人。我是第3个发言的。会议让大家提意见,我就提出要建长江隧道。这不仅符合南北交通发展和城市建设的需要,而且我们也具备了这个能力。那时候一些国家认为中国没有能力建成这样的隧道,并在国际上造成了影响,所以建设长江隧道也与我国国际声誉相关。后来,我们在南京和武汉都成功建设了长江隧道。

▲2008年,钱七虎(左三)主导建成南京长江隧道盾构机。
关于武汉长江隧道的建设,一开始我们打算使用的是沉管法。就是先在长江里面挖条沟,然后把铺设隧道用的100米长的钢筋混凝土管子,一节一节地放到沟里面拼起来。其实这就是港珠澳大桥的方案。但我对长江的了解比较多,作为专家委员会的主任,指出这个方案并不合适。长江上游有三峡水库项目,当水库建好之后,泥沙就会囤积在水库里,如此一来,中下游的泥沙也就相应地变少了。而长江本来保持的冲淤平衡(水流缓的时候积淤,洪水的时候冲淤),在水库建设完成之后就被打破了。因此我们成立了攻关科研课题组,专门研究长江的冲刷问题,我是验收组的成员。经过研究,我们了解到长江的江底在将来是会一直被慢慢冲刷的。实际上这一情况在国际上也是有先例的,比如埃及在尼罗河上修建了阿斯旺水坝以后,尼罗河的河床每年就会被冲刷几厘米。这样推算的话,在我们完成这个工程的100年后,长江的江底就会被冲刷掉几米,同时长江不只有三峡一个水库,在长江上游的金沙江流域我们还修建了几个大水电站,如此一来,水库下游的泥沙只会越来越少。
因此我提出,由于武汉位于三峡水库的下游,所以在武汉铺设长江隧道,不应该使用浅埋的沉管法,而应该使用更深的盾构法。实际上,这个问题我最早是在西气东输的时候提出来的,那时候本来打算在南京的板桥使用浅的管子,我指出这样是不行的,因为需要考虑到三峡水库的影响。所以后来就改到了江阴的三江口。三江口被叫作“铁打的三江口”,因为那里都是砂岩,不会有被水流冲掉的危险。最后,我们在砂岩下面用盾构法铺设了西气东输工程的过长江的管子。在修建长江隧道的时候,我又提到了这件事,后来修改了隧道的修建方案,专家委员会研究了其他的技术解决方案。由于这个原因,在长江隧道建成后,我被记了一等功,并且是一等功里的第一名。
现在回忆走过的路,我没有碌碌无为,也没有虚度年华,干了不少的事,心里还是很高兴的。
来源:《文史资料选辑》第180辑,中国文史出版社2025年版。作者钱七虎,第八至十届全国政协委员,国家最高科学技术奖获得者,中国工程院首届院士,曾任南京工程兵工程学院院长等职。
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