龐貝

他們是大國崛起的脊梁

他們是中國創(chuàng)新的先鋒

他們來自代表各行各業(yè)的科學家和基層科技工作者

我們用鏡頭和筆墨 ?立題記事

在《大國先鋒》

講他們動人的中國故事

看他們?yōu)橹冻龅牟环渤删汀?/p>

馬棟，現(xiàn)任中鐵十六局副總經(jīng)理、總工程師，長期致力于隧道與地下工程施工技術研究，在艱險山區(qū)復雜地質(zhì)隧道和城市地下大空間施工方面取得一系列成果，獲國家科技進步一等獎1項、二等獎2項，省部級科技進步一等獎3項、二等獎8項，國家級工法5項，發(fā)明專利19項，發(fā)表論文40多篇，出版專著3部，參與多項國家、行業(yè)標準編修，獲中鐵建工程技術獎、鐵道部重點工程建設功臣稱號，享受國務院政府特殊津貼，入選國家百千萬人才工程，被評為國家有特殊貢獻中青年專家、全國優(yōu)秀科技工作者和全國建筑企業(yè)優(yōu)秀總工程師。

“背上了（哪個）行裝扛起了（哪個）槍，雄壯的（哪個）隊伍浩浩蕩蕩……”鐵路男兒氣如虹，這熟悉的旋律，總會勾起馬棟對往昔鐵路建設中揮汗如雨崢嶸歲月的回憶，激發(fā)他繼續(xù)投身國家鐵路建設新征程的豪情。

從1987年7月大學畢業(yè)到現(xiàn)在工作已有32個年頭，在這期間馬棟同志先后參與了大秦、京九、朔黃、渝懷、青藏、浙贛、宜萬、廣昆、西格二線、哈齊、蒙華、成蘭、麗香、玉磨鐵路，北京地鐵王府井、國貿(mào)、東單車站等國家重點工程建設，長期致力于隧道與地下工程施工技術研究，還曾主持朔黃、宜萬、廣昆、成渝鐵路，西格二線新關角隧道、青島膠州灣海底隧道，西氣東輸和南水北調(diào)中線穿黃工程、首都機場航站樓捷運聯(lián)絡線工程、蒙華鐵路崤山隧道、成蘭鐵路云屯堡隧道、成昆鐵路吉新隧道等建造關鍵技術的應用研究，解決了施工現(xiàn)場諸多關鍵技術難題。

十年磨劍終成鋒

馬棟大學畢業(yè)后分配到中鐵十六局四公司，開始了他與祖國鐵路建設共奮進的精彩歷程。從進入大秦鐵路開始，他扎根一線，積極探索，刻苦鉆研，不斷錘煉。經(jīng)過大秦鐵路的歷練，馬棟同志快速成長，剛從大學畢業(yè)一年，他就出任福建水口電站庫區(qū)公路改建項目總工程師，第一次擔當全面負責技術工作的重任。在這半山腰上修路，山陡谷深、困難重重，這個年輕技術干部勇挑重擔、敢于擔當，帶領部門技術人員多方搜集資料、總結(jié)施工經(jīng)驗，充分發(fā)揮專業(yè)技術特長，攻克了重重難關，確保了工程建設于1990年順利完工，獲得了局處兩級領導的高度認可，他也因此被評為中國鐵道建筑總公司先進科技工作者。這個獎項對馬棟的影響甚為深遠——不但促使馬棟從一名青澀大學生華麗轉(zhuǎn)身為術有專攻的技術人才，也成為他在科技創(chuàng)新之路上奮斗不息的動力之源。

隨后，馬棟投身到京九鐵路老營盤隧道的建設當中，面對這座地質(zhì)軟弱破碎、條件復雜、風險極大的隧道，經(jīng)過科學布局、合理籌劃，馬棟大膽采用當時的隧道施工新工藝——新奧法，“這是我第一次采用新奧法施工，困難很多，但都被我們一一攻克了！”

1996年8月，年僅33歲的馬棟被任命為四公司總工程師。但是，他并沒有因此停止一線探索施工技術的步伐，而是以更大的精力投入到當時四公司最困難的隧道——朔黃鐵路長梁山隧道的建設當中，這是當時我國為數(shù)不多的長大電氣化雙線鐵路隧道，全長12.78km，中鐵十六局承建的進口段全長6545m，其中有13個斷層，地質(zhì)軟弱破碎，四公司負責3號斜井及部分正洞的施工。在長梁山隧道施工困難重重、進度止步不前之時，馬棟于1997年初兼任該項目總工程師，后又接任該工程項目經(jīng)理，全身心投入到該隧道技術攻堅克難的工作當中去。

接任項目經(jīng)理后，他一方面充分發(fā)揮自身的技術優(yōu)勢，著力優(yōu)化施工方案，采取超前小導管注漿、設置鋼筋混凝土托梁、墩柱加固交叉處、在正洞采用上半部開挖小導坑挑頂?shù)染C合措施，成功攻克了3號斜井與正洞交叉處的斷層破碎帶，安全通過了交叉口。

另一方面進一步強化施工組織和機械配套，充分調(diào)動大家的積極性和創(chuàng)造性，經(jīng)常與一線施工人員交流溝通，每天都要去洞內(nèi)查看施工情況兩次。長梁山隧道3號斜井有828級臺階，上下一次相當于要爬上百層高樓，一般人上下一次就會氣喘吁吁、大汗淋漓，上下兩次，相當于每天要爬兩百層樓梯。這無數(shù)次的上上下下，不僅練就了他鐵一般的體質(zhì)，也成就了他鋼一般的毅力。

長梁山隧道3號斜井往正洞進口方向的掘進中，有一條長達240m的F12大斷層，這里的裂隙水十分豐富，每晝夜涌水量達800m3，最多時高達2000m3，頭頂水流如注，腳下急流成河。而隧道拱頂?shù)纳喜渴且粋€有著300多戶人家的村莊，如果任憑涌水流淌，會使地表水下降、干涸，危及村民賴以生存的水源，并對周邊的水保和環(huán)保造成破壞性的影響。為了治服涌水，馬棟在深入調(diào)查、反復計算的基礎上，根據(jù)實際情況大膽提出了改深孔帷幕注漿為淺孔帷幕注漿，這樣便于操作，靈活簡捷，最大的優(yōu)點是可以成倍地提高掘進速度。他還在小導管淺孔注漿的基礎上，又輔之以開挖后的環(huán)向補充注漿，使堵水率由80%提高到98%，這是當時我國隧道建設史上成功完成的最長地段全封閉淺孔帷幕注漿施工。

經(jīng)過項目部全體人員不辭勞苦、頑強拼搏，長梁山隧道不僅提前18天貫通，還成功實現(xiàn)了扭虧為盈。

在保證順利完成生產(chǎn)任務的同時，馬棟積極思考，以認真嚴謹?shù)膽B(tài)度對該隧道的施工技術進行總結(jié)整理。他把施工和科研緊密結(jié)合起來，依托長梁山隧道開展了“復雜地質(zhì)條件下特長雙線隧道綜合施工技術”研究，經(jīng)過他和其他施工技術人員共同努力總結(jié)，“復雜地質(zhì)條件下特長雙線隧道綜合施工技術”得到了眾多專家學者的認可，該科研成果獲得了2002年度國家科技進步二等獎，在渝懷鐵路金洞隧道、蘭武二線鐵路烏峭嶺隧道等工程中推廣應用，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。獲獎后，馬棟說，“這項科技成果我付出了非常多的心血。讓我深感欣慰的是，自己沒有辜負企業(yè)的信任和重托！”長梁山隧道通車后，該項目獲得了鐵道部火車頭優(yōu)質(zhì)工程和詹天佑技術大獎。

在長梁山隧道建成之后，馬棟又積極參與西氣東輸管道工程建設，十六局集團承建鄭州段穿越黃河部分，管道全長3600m，有效內(nèi)徑為φ1800mm，一次頂進的距離達1259m（經(jīng)查新為當時國內(nèi)最長段），頂進精度要求極高。管道通過地層中存在大塊石、礫石（超過30cm）、鈣質(zhì)結(jié)核層、大量樹干等，還有粘聚力極高的鈣化硬質(zhì)粘土層，受超長的頂管距離、惡劣的自然環(huán)境以及頻發(fā)的黃河洪峰等因素影響，該段工程施工難度位于“西氣東輸”工程之首，為全線控制性工程之一。馬棟作為項目技術攻關組組長，帶領技術團隊，針對深覆土、大阻力、高水壓、復雜地質(zhì)等問題，圍繞深大始發(fā)接收豎井、超長距離頂管施工保障開展研究，創(chuàng)新并實施了大滲透系數(shù)黃河地層沉井施工、頂管機進出洞加固止水、二次破碎和頂管注漿減阻技術，解決了富水砂卵石地層長距離頂管精度控制難、阻力大而泥漿易流失等難題，為“西氣東輸”工程按期供氣奠定了基礎。

“西氣東輸工程技術及應用”獲2010年國家科技進步獎一等獎（重大工程類項目），中鐵十六局集團作為成果完成單位之一，成果的獲得是對馬棟帶領的科技團隊取得的創(chuàng)新成果的充分肯定。

越是艱險越向前

2003年春，青藏鐵路格拉段開工建設。馬棟時任中鐵十六局五公司總經(jīng)理，由五公司承建的19標有36座橋，分布在海拔5000多米的唐古拉山上。為提高員工士氣，克服大家對高原的恐懼，馬棟帶隊到工地蹲點，為大家鼓勁加油。

“高原缺氧，頭重腳輕，路都走不穩(wěn)，飯也吃不下，睡覺前要先吸2個小時的氧，還常常在凌晨四五點時被憋醒。”馬棟說，“就是在這種艱苦的環(huán)境里，我堅持每天開一次例會，給參建員工鼓勁，并針對高原凍土、生態(tài)脆弱和衛(wèi)生保障等難題，展開了科研攻關?！?/p>

功夫不負苦心人。在馬棟的正確組織和帶領下，2003年8月，2.5萬延米的鉆孔樁全部完工，為之后展開橋梁大干奠定了堅實的基礎。與此同時，他與其他參建技術人員共同研究、攜手攻關，總結(jié)出高原高寒多年凍土區(qū)鐵路路基施工、高原高寒多年凍土區(qū)鐵路橋梁施工技術成果并形成工法，填補了國內(nèi)高原凍土區(qū)施工領域的空白，具有廣泛的推廣應用價值和前景，青藏鐵路工程獲2008年國家科技進步特等獎，馬棟做為青藏鐵路建設的一分子，為此做出了應有的貢獻。

2004年5月，五公司參建的宜萬鐵路Ⅰ級風險隧道——大支坪隧道遇到了巖溶地質(zhì)，在詳細調(diào)查地質(zhì)情況后，馬棟大膽提出繞行方案并獲得成功，據(jù)此總結(jié)的“高壓富水充填巖溶區(qū)隧道施工技術研究”獲得北京市科技進步二等獎，形成的“巖溶隧道迂回繞避高壓富水溶腔施工工法”獲得中國鐵道建筑總公司優(yōu)秀工法二等獎。

2006年4月，靠著過硬的技術實力、優(yōu)秀的施工管理能力，馬棟被任命為中鐵十六局總工程師，開始了他帶領全局刻苦鉆研、永攀科技高峰的新征程。

時光流轉(zhuǎn)到2007年，青藏鐵路西格段二線關角隧道（海拔3847m、正洞長度32.645km，是我國采用鉆爆法施工的高海拔第一長隧）和廣昆鐵路秀寧隧道（當時國內(nèi)最長的Ⅵ級圍巖鐵路隧道），成為集團公司的頭號和二號重難點工程。馬棟同志毫不猶豫地挑起了帶領參建員工科研攻關的重擔。

由他主持的青海省科技計劃項目“高海拔特長隧道長距離施工通風技術研究”，主要圍繞高原、超長獨頭通風和復雜路網(wǎng)條件下通風總體方案及設備選型配套展開研究，制定施工通風設計的原則、設計依據(jù)與參數(shù)，進行施工作業(yè)面風量計算，隧道掌子面及通風網(wǎng)絡風流場的數(shù)值模擬與現(xiàn)場測試，通過通風系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)境測試分析驗證通風設計參數(shù)，最終優(yōu)化通風設計方案。由于關角隧道的特殊性，研究成果對于國內(nèi)外高海拔隧道施工均有較好的借鑒意義。

針對西格二線關角隧道施工距離長、海拔高、工程自然環(huán)境惡劣、地質(zhì)條件復雜、地下水豐富、施工風險極大等特點，他主持展開“關角隧道快速施工與地質(zhì)災害防治技術研究”，著力解決高原高寒缺氧區(qū)特長隧道施工機械配套、施工通風、高地應力軟巖大變形、巖溶發(fā)育帶長距離大坡度斜井連續(xù)排水難題。研究成果為關角隧道施工提供了科學依據(jù)，同時對完善高海拔特長隧道修建技術，提高我國隧道施工技術水平具有重要意義。新關角隧道獲2016年度國際隧道及地下空間協(xié)會（ITA）系列隧道獎項的最高獎——年度重大工程獎，標志著中國在高原高寒地區(qū)長大復雜隧道建設領域走在了世界的前列。

關角隧道的成功建成是十六局集團集體智慧和汗水的結(jié)晶。馬棟常說，讓他最為感動的就是長期奮戰(zhàn)在關角隧道的參建員工。

“2009年到2012年，是關角隧道最為困難的時期，那時我基本一個月要上一次關角，一次就要待一個禮拜。一是鼓勵他們堅定信心，二是與他們一道科研攻關。”馬棟說，“看到孫勝臣、劉海榮、楊金歌、郭慶靜、吉中青、鐘靈、朱玉邦、毛祥周、楊志文、郭海雄他們，因缺氧手指甲上都是一個坑一個坑的，讓我很是感動，也更堅定了我攻堅克難的信心?！?/p>

2013年，馬棟成功入選“百千萬人才工程”國家級人選，同時被授予“國家有突出貢獻中青年專家”榮譽稱號——中鐵十六局在科技創(chuàng)新戰(zhàn)線上高高樹起了一面旗幟！

面對榮譽，馬棟微微一笑：“能獲得如此高的榮譽，全得力于企業(yè)的培養(yǎng)，我只是中鐵十六局廣大科技人員的一個代表而已！”與大家想象中整日板著臉、常常緊鎖著眉頭的科技專家形象大不一樣，馬棟和藹可親、平易近人。他是博士，正高級工程師，現(xiàn)任中鐵十六局副總經(jīng)理、總工程師，人們稱贊他為企業(yè)科技進步的總設計師、自主創(chuàng)新的帶頭人，是企業(yè)施工生產(chǎn)組織的策劃者、參謀長，更是廣大技術人員的主心骨、勤務員。

在關角隧道加緊步伐建設的同時，馬棟也兼顧統(tǒng)籌著廣昆鐵路秀寧隧道的科研技術攻關任務。秀寧隧道沿線地質(zhì)條件極為復雜，隧道需要穿越總長超過5000m米的富水區(qū)、5個褶曲構造和8條斷層（含一條區(qū)域性大斷層），預測隧道最大涌水量為140，000m3/d。由于隧址區(qū)斷層破碎帶發(fā)育、巖溶突泥涌水、軟巖大變形等不良地質(zhì)問題多發(fā)，尤其隧道出口段地層為國內(nèi)罕見的VI級富水斷層角礫巖（糜棱巖），開挖施工難度極大，因此在建時曾被原鐵道部確定為中國鐵路十大高風險隧道之一。

馬棟針對秀寧隧道特殊情況，組織集團和高校聯(lián)合進行科研攻關，積極采取措施應對秀寧隧道富水糜棱巖、下穿水庫、高壓富水斷裂破碎帶等情況，通過試驗，對糜棱巖的工程特性進行較深入的研究，制定了“上堵下排”超前預注漿方法加固圍巖和大管棚剛性支撐共同形成立體預支護措施，提高周邊圍巖及工作面穩(wěn)定性，同時優(yōu)化了開挖方法，改雙側(cè)壁為四臺階九步開挖，提高了施工效率，既保證了施工安全，又加快了施工進度，月施工進度由8m提高到30m。

針對秀寧隧道大部分地段處于地下水水平徑流-深部滯流帶中，地下水豐富，其中可溶巖地段、斷層破碎帶、背斜軸通過部位及可溶巖與非可溶接觸部位為富水區(qū)，巖溶發(fā)育，且連通性較好，地下水具有涌水量大、涌水集中的特點，洞身地表分布有井泉點、龍?zhí)逗退?、水庫等，為當?shù)鼐用裰饕a(chǎn)、生活用水。地下水處治不當不僅對隧道施工帶來各種不利影響，而且施工引起的地（下）表水漏失會還對隧址區(qū)水文地質(zhì)產(chǎn)生很大影響，甚至對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成破壞。鑒于此，馬棟要求項目對隧道水處理時持“以堵為主，限量排放”的原則，對保護地表環(huán)境和確保施工安全的地段，采取超前帷幕注漿、超前局部注漿和開挖后徑向注漿等形式，將大面積淋水或局部股流封堵，減少地下水流失。對環(huán)境影響較小的地段，則采取“以排為主，堵排結(jié)合”的處治措施，降低施工風險。

經(jīng)過馬棟及其科研團隊的不懈努力，秀寧隧道于2013年12月通車運營，在5年多的施工中，建設者們與科研單位密切配合，先后戰(zhàn)勝多次大型涌水、圍巖坍塌變形等地質(zhì)災害，克服了出口段近距離下穿水庫和穿越VI級富水糜棱巖地層的巨大困難，實現(xiàn)了單洞雙線鐵路隧道萬米以上施工安全質(zhì)量無事故的目標。

攻堅創(chuàng)新結(jié)碩果

此后，他并沒有停止科研的步伐，依然活躍在施工一線。在中鐵十六局在建的成蘭鐵路、麗香鐵路、玉磨鐵路、成昆鐵路等重難點山嶺隧道中時常都能看的馬棟的身影，只要隧道有困難，他就會第一時間趕過去，組織科研攻關。在他的帶領下，各重難點工程都在順利施工。

32載漫長路，他與隧道和地下工程結(jié)下了不解之緣，帶領科研團隊，積極開展技術攻關活動，突破了施工難關，取得了多項國家級甚至世界級的先進成果：

一、提出了高壓富水隧道突水防控技術。

高壓巖溶裂隙水封堵技術：研究揭示了隧道施工突水機理，建立了基于水文特征的裂隙-溶隙掌子面、洞周、構造帶掌子面、洞周等四種突涌水模型，提出了基于瞬變電磁法+水平鉆孔準確探測賦水位置的頂水定點注漿方法，解決了山嶺隧道巖溶裂隙水分布隨機性極大、主通道難以確定等技術難題。

富水斷層分水降壓及上堵下排施工技術：采用平導超前主動排水，降低正洞周邊水壓力，為正洞掌子面注漿堵水和加固地層提供了條件;上半斷面注漿加固圍巖，下半斷面鉆孔排水，使上半斷面變成低水壓區(qū)，降低了施工風險。

大型充填溶腔消能減壓施工技術：創(chuàng)造性地提出了“探測介質(zhì)、確定邊界、精準爆破、潰口處理”大型充填溶腔處理原則，和大型充填溶腔消能減壓處治方法，突破高壓富水隧道施工瓶頸，有效控制施工安全風險。

該項成果成功應用于青藏鐵路關角隧道、青島膠州灣海底隧道、廣昆鐵路秀寧隧道、宜萬鐵路大支坪隧道等工程。獲2016青海省科技進步一等獎，2012年北京市、2014年云南省科技進步二等獎。

二、提出了軟弱圍巖隧道快速施工技術

提出了以強超前支護、大斷面開挖、仰拱早封閉、機械化作業(yè)為核心的軟弱圍巖隧道大斷面快速施工技術，配備程控多功能鉆孔臺車、智能混凝土噴射機、拱架安裝機以及自行式仰拱棧橋并協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)了快速開挖、快速支護、快速封閉，有效控制隧道圍巖變形，提高了施工效率。

研發(fā)了糜棱巖、風積砂隧道四臺階九步開挖法，控制臺階長度小于3m，采用玻璃纖維錨桿注漿加固掌子面，螺紋鋼管鎖定拱腳，形成穩(wěn)定的支護體系，有效控制了掌子面穩(wěn)定、減少了結(jié)構整體下沉，解決了軟弱圍巖穩(wěn)定性控制技術難題。

該成果成功應用于廣昆鐵路秀寧隧道、青藏鐵路關角隧道、成蘭鐵路柿子園隧道、鄭萬鐵路奉節(jié)隧道等工程。獲2016年中國鐵道學會科技進步一等獎、2014年云南省科技進步二等獎。

三、提出了地下大空間安全施工技術

針對超淺埋、大斷面、沉降控制要求極高、周邊環(huán)境復雜、已有暗挖法無法滿足要求的情況，開發(fā)樁柱支承法施工工法（國家級）;提出長距離管幕超前支護體系大斷面淺埋暗挖技術;研發(fā)基于微型盾構掘進引導頂管的智能化測控系統(tǒng)，實現(xiàn)長距離大直徑管幕精準頂進;提出進出洞門及管周潤滑保壓技術，保證管幕低阻、微沉降頂進;建立管幕周邊及掌子面土體深孔注漿加固、多導洞開挖支護及分部襯砌的施工技術，有效控制超淺埋暗挖大斷面隧道施工沉降。

上述成果成功應用于首都機場捷運通道工程、北京地鐵王府井、東單等站成功應用，并推廣到港珠澳大橋珠海連接線拱北隧道工程，獲2014年北京市科技進步二等獎。

以上取得的多項關鍵技術突破，總體水平達國際領先，在青藏鐵路關角隧道、青島膠州灣海底隧道、廣昆鐵路秀寧隧道、宜萬鐵路大支坪隧道、成蘭鐵路柿子園隧道、鄭萬鐵路奉節(jié)隧道等工程得到了不同程度應用，創(chuàng)造直接、間接經(jīng)濟效益累計達4.5億元，具有典型示范作用，有效解決了制約行業(yè)進步的工程難題，為推動隧道與城市地下工程建設技術創(chuàng)新與發(fā)展作出了突出貢獻。

作為中鐵十六局技術創(chuàng)新和學術帶頭人，馬棟全身心地投入到企業(yè)的科技創(chuàng)新工作中，建立并不斷發(fā)展壯大公司的技術中心。在他的領導下，集團公司技術中心先后通過北京市技術中心和國家技術中心認定。中鐵十六局2009年被認定為國家高新技術企業(yè)，2011年評為建設部施工技術進步先進企業(yè)，2018年建立了院士專家工作站、博士后科研工作站。他個人先后榮獲鐵道部重點工程建設功臣，茅以升“鐵道工程師獎”、“建造師獎”，中國施工企業(yè)協(xié)會技術創(chuàng)新先進個人，中國建筑企業(yè)協(xié)會“十一五”全國建筑業(yè)企業(yè)優(yōu)秀總工程師等榮譽，2011年獲國務院政府特殊津貼，2012年被中國質(zhì)量評價協(xié)會授予“科技創(chuàng)新人物突出貢獻者獎”，2017年、2019年兩次被提名為院士候選人。

科研助力工程建設，創(chuàng)新成就鐵路未來，在新時代科技強國、科技強企的號召下，馬棟將帶領科研團隊繼續(xù)砥礪前行，以更加昂揚的奮斗姿態(tài)投入到攻堅克難的工程科研當中，為交通強國、鐵路先行貢獻更多的智慧和力量。