中国智造 天府匠星①｜穿山越海 院士何川的“盾构”之路

开栏语：七十五载铸辉煌，潮起东方万象新。在新中国成立75周年之际，众多重大工程和尖端技术纷纷涌现，为中国经济注入强大动能。四川成都作为中国西部科技创新高地，汇聚了顶尖的科技人才和工匠：他们助力“华龙”腾飞，支持“天问”探索，打通“川青”交通，他们是专啃铁建“硬骨头”的攻坚者，也是潜入深海打下“中国孔”的引领人。看度新闻推出“中国智造 天府匠星——庆祝新中国成立75周年特别策划”，跟随创新者的足迹，走进他们的奋斗故事，见证中国科技创新和科技成果转化的显著成果，感受新时代巴蜀大地的创新脉动。

9月12日，随着“卓越号”盾构机破土而出，成都轨道交通18号线三期工程骡马市站至骡省中间风井盾构区间右线顺利贯通，这标志着，继7月1日左线贯通后，成都市最大埋深盾构区间实现双线贯通。打通这段最大纵坡28‰、最大埋深达57.1米，环境复杂，施工难度极大的区间，直径8.6米的盾构机发挥了至关重要的作用。

贯通现场

今天，小到城市综合管廊，大到穿江越海隧道，盾构机的身影无处不在。作为国之重器，它是当之无愧的“工程机械之王”。

曾经，我国盾构机长期依靠进口，伴随着2008年“中铁1号”的横空出世，如今全球每10台盾构机就有7台来自中国，20多年来，我国发展成为世界上最大的盾构机生产和使用国。盾构技术也从“跟跑”逐渐进入“领跑”阶段。

从无到有、从有到优，盾构机正擦亮“中国智造”名片。在成都，西南交通大学的何川教授作为盾构技术的重要推动者，在祖国的江河湖海间，带领着团队不断“开路”，20余年扎根于大型复杂隧道的结构分析与安全控制细分领域研究，他先后成为国家杰出青年科学基金获得者、国家科学技术进步一等奖获得者、到中国工程院院士，他如盾构机般，既是隧道钻通的开拓者，又是隧道稳定的支撑者，一步步踏实地走出一条自己的“盾构”之路。

何川在西南交通大学接受采访

穿土破石

 “盾”出“成都奇迹”

在何川的办公室，一幅写着“石门”两字拓印作品引人注目。何川向记者介绍“古石门隧道是古人利用‌‌火烧水激方法，使石头因热胀冷缩产生破碎开凿而出，它是我们国家乃至全世界最早的人工交通隧道。在那个年代修建这样一条隧道，无疑是举国上下的一项宏伟工程。”

何川办公室内的“石门”拓印

如今，我国90%以上地铁隧道，以及穿越大江大河的隧道大都采用盾构法施工，盾构机是挖掘地下空间、畅通路途的最佳帮手。但20多年前，盾构技术在国家大规模交通基础设施建设上的运用还不太成熟，彼时刚从日本留学归来的何川深知，他的盾构技术之路任重而道远。

盾构机工作原理

2000年初，何川刚出上海浦东机场，就接第了一个难题，成都地铁在富水砂卵石地层复杂条件下建设盾构隧道的技术问题。

“全世界都没有遇到过成都这样的地质条件。”实地考察后，何川发现成都地铁砂卵石地层具有“三高”特点，即卵石含量高、卵石强度高、地下水位高。在这样的条件下修建地铁，在全世界也是没有先例。“但正好我在海外学习的就是盾构隧道方向，如果用新的思维打开思路，采取新的措施完全可以解决成都修地铁的难题。”

经过何川团队的研究改进，在成都地铁1号线试验段，盾构机在砂卵石地层掘进方式由初期的“以碎为主、以排为辅”改为“以排为主、以碎为辅”，掘进效率得到大大提高、刀具磨耗减小。从单一以破碎卵石为主的单刃或多刃盘形滚刀，转变为多种不同功能的刀具组合配置，掘进速度也从月进度50米，增速到200米、500米，乃至1000米。2010年，成都地铁1号线成为中国西部地区开通的首条地铁线路。何川带领团队将研究成果应用到实际工程，直接参与成都地铁1号线、2号线、3号线、4号线4条线路的盾构隧道设计工作，单洞总长达179公里。

成都地铁1号线 图据成都地铁

最开始的地铁地铁建设，全成都市境内不到10台盾构机。2018年底，成都地铁建设创下了一项世界纪录，地下有172台盾构机同时作业，这也是全世界大都市有记录的规模最大的盾构施工现场。“我可以自豪地说，成都已迈入“地铁时代”。2023年，成都地铁的运营里程突破600公里，位列全国第四，超越了东京、纽约等国际大都市的地铁规模。多年来，何川将自己学习掌握和研究推进的盾构技术运用到现场实践中，先后解决了北京、深圳、广州、西安、成都、南京、武汉等地的地铁修建中的各种技术问题。

对于成都地铁的未来，何川表示期许，“地铁就像城市的动脉，不断支撑城市的发展，我足以预见成都地铁还将扩容，成都成为名副其实的‘轨道上的城市’。”

造洞固道

 “构”出“通天大路”

逢山开路，遇水架桥，不仅要快，更要稳。

2008年“5·12”汶川特大地震发生后，都江堰通往汶川的公路多处塌方断裂严重受损，但处于地震影响区域的鹧鸪山隧道和二郎山隧道却安然无恙，并成为灾后黄金救援时期进入汶川、理县等重灾区的唯一“生命线”，被地震灾区的人民誉为“震不垮的生命通道”。

在隧道建设之初，何川带领团队对当地环境进行深入研究，总结隧道建设运营的三大难题：一是海拔高，冬季结冰夏季融雪。二是处在强震区，有发生地震的危险。三是隧道通行时间长，空气不易对流。

二郎山隧道 图据蜀道集团

“二郎山隧道和鹧鸪山隧道在建造时，我们就使用了高烈度地震区公路隧道抗减震技术，将隧道的抗震烈度提高至8度以上。”为了保证隧道“震不垮、冻不死、闷不死”，何川所在的团队经过研究，在隧道内壁设置保温隔冷层，并根据实地情况计算出保温层的厚度及铺防长度，大大解决了隧道的四季温差难题等。对于隧道长，汽车尾气难以在长隧道中散开，团队研发了一套通过修建小导洞向主洞送风的方案，很好地解决了隧道的运营通风与防灾救援难题。事实证明，二郎山隧道和鹧鸪山隧道都成功地经受住地震的严峻考验，两个隧道也被誉为高海拔高烈度地震区的精品工程、样板工程和示范工程。而该项目凝结成的技术成果目前已在西部高海拔地区大型公路隧道中大量应用。

何川（左二）在隧道中调研

翻过高山，越江跨海。多年来，何川带领团队行走在祖国大地上，将专业技术创新带入了更多复杂环境，为武汉长江隧道、南京长江隧道、广深港高铁狮子洋隧道等我国多座大型越江跨海隧道的建设解决了大量关键技术难题。每一项工程都堪称精品，树立了行业标杆，展现了中国隧道建设的高水平与高效率。

传道授业

“盾构”创新人才

2008年，获国家科学技术进步奖二等奖；2015年，获国家技术发明奖二等奖； 2019年，获国家科学技术进步奖一等奖……从业几十年，何川凭借着自己的吃苦耐劳，攻克下一个又一个难题，拿下了业内多个大小奖项。从国家杰出青年科学基金获得者、长江学者特聘教授，成为中国工程院院士。

何川荣获国家科学进步奖 图据西南交通大学

年满六十的何川，又添了白发，却从未停止自己的脚步。

多年的学习使何川积累扎实的理论知识，他始终牢记着习近平总书记“要把论文写在祖国的大地上”，“对我们而言，克服实际施工中的一个个难题，就是我们最好的论文。”

作为西南交通大学隧道工程学科的学术带头人，何川不仅在学术平台建设与科技创新工作中取得显著成效，他还辗转全国开设讲座，只为推广盾构技术、先进工程理念，介绍自己的最新研究成果。在学术会议上，有大量的同行向何川问询盾构建设技术。“我时常会去思考一个隧道的总体方案是否稳妥，因为一旦实施失利，将给工程建设带来严重影响，后果不堪设想。”

2007年，何川（左二）指导学生整理试验数据。

现在，何川活力依旧。

在学生眼中，这是一位和蔼亲切的老师。长期扎根于教育教学一线的何川十分“护犊子”，他总是想法设法为学生解决问题，并以身作则将老师身上的实践精神，传承给一代又一代学子。

在给本科生授课的同时，何川又指导多名硕士、博士研究生，带领了一批又批青年教师从事隧道与地下工程方面的研究与教学工作。十多年来，何川为国家培养了大量隧道工程专业的高级技术人才，包括多名知名教授、全国勘察设计大师、大型国企的技术负责人。

五年前，何川荣获由中共中央、国务院、中央军委颁发的“庆祝中华人民共和国成立70周年纪念章”。五年后，新中国迎来成立75周年。“对于进入学校学习的年轻人，我最大的期盼是希望他们都能够成为对祖国建设有用的人才，为国家贡献自己的力量。”何川笑道。

总策划：李程 袁理

统筹：何静 雷启枝 王隆 张稷 蒋茜

采写：叶升芃 张人杰 涂宇瑞 

拍摄：唐韵 唐崇甦 何泽曦 陈路

剪辑：唐韵 唐崇甦  何泽曦 陈路 蒋鑫

主播：张海峰

设计：夏雨昕

特别鸣谢：西南交通大学