上海突破"不适宜建地铁"观念束缚 "豆腐里打洞"——中新网
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    上海突破"不适宜建地铁"观念束缚 "豆腐里打洞"
2009年03月16日 11:35 来源:《瞭望》新闻周刊 发表评论  【字体:↑大 ↓小

  上海属软土地层,大规模地下施工难度很大。经过多年努力,上海突破了某些外国专家提出的“上海不适宜建地铁”的观念束缚

  文/《瞭望》新闻周刊记者陆文军

  随着2010年世博会临近,上海进入基础设施建设高潮期。

  为了世博会期间交通顺畅,为上海新一轮发展打造硬件基础,大力拓展地下空间、发展地铁和越江隧道,成为上海城市交通网络的关键工程。

  上海属软土地层,大规模地下施工难度很大。经过多年努力,上海突破了某些外国专家提出的“上海不适宜建地铁”的观念束缚,硬是在“豆腐里打洞”。

  在这个过程中,上海频频遭遇地下“世界级难题”。《瞭望》新闻周刊在走访中看到,地下工程建设者们正试图用“软实力”突破“硬限制”,加紧建设世界上最大的地铁网络。

  遭遇“世界级难题”

  正在大规模建设地铁、越江隧道等地下工程的上海,由于地质条件不利,中心城区地面建筑密布,地下设施复杂,管线密集交错,实施地下工程难度巨大。

  本刊记者了解到,上海建设这些地下工程,施工主要依靠大型装备盾构掘进,这些动辄直径几米、甚至十几米的“大家伙”,这些庞然大物在施工中必须精确如“手术刀”,有时候要穿越的空间,周围预留宽度仅几厘米,还要考虑到对周边各种环境、设备的影响。

  近期,由上海城建隧道股份公司承建的上海地铁9号线二期徐家汇站至肇嘉浜路站区间实现贯通,这项工程中,地下盾构的“穿越”几乎成了不可能的任务。据专家介绍,当时,地铁9号线的盾构必须近距离穿越地铁1号线,而盾构与正在运营的1号线隧道最近时距离仅有0.83米,难度可想而知。

  更令施工单位头痛的是,由于此前的规划没有给地铁9号线的施工留下充裕的空间,这项地下工程还不得不面临一大堆限制条件:第一,盾构“头顶”上的覆盖土层超浅,最浅处仅4.2米,而浅土层上坐落着一批上世纪30年代建造的楼房和国际和平妇幼保健院,施工不能对这些建筑产生任何影响;第二,盾构要穿越大量公用管线,其中离盾构最近的雨水管道距离仅为0.34米。

  经过反复技术论证、额外增加大量保障措施、动迁居民以防意外,这个“不可能”的难题终于被攻破。

  盾构完成最后的穿越时,距离国际和平妇幼保健院的地基桩和地下生化处理池仅有几厘米,容不得半点闪失。

  中国工程院院士、软土地下工程专家刘建航说:“如此复杂的工况,在国内甚至世界盾构法隧道施工史上都极为罕见。而盾构在穿越施工中还必须确保地面交通正常、轨道交通1号线运营、周围管线的安全,难度更大。”

  据该工程项目经理陶育介绍,像这样小于5米的超浅覆土盾构穿越施工,国内几乎没有先例。由于覆土太浅,压力不够,如果控制不好,盾构掘进姿态可能难以把握,而且建造好的地下隧道也可能上浮,从而威胁地上的建筑和地下的设施。

  为了在“几乎不可能”的条件下安全施工,项目团队24小时值班,严密监控盾构掘进的各项参数,关注各种环境监测数据,确保盾构掘进的安全。

  螺蛳壳里做道场

  目前,上海已拥有8条运营线路、234公里、162座车站的轨道交通网络。今年年底前,上海还将新通车4条轨道交通线路。到明年,另外5条轨道交通新线路将实现运营,世博会举办前,上海地铁将建成400公里运营网络。而连通浦东、浦西的越江通道也在大规模建设,到2010年,上海中心城区将建成越江通道17处,车道94条。

  受访专家指出,由于上海地质条件所限,地下施工较为适宜的土层至多为地下30多米,空间有限。上海中心城区高楼密集,地下基础和设施占用了不少地下空间,而且一些已经建成的地铁线路、隧道等工程也限定了新工程的施工空间,加上上海许多地下管道建于上世纪50年代前,线路走向和位置等信息不全,也给地下施工带来难题。

  2007年浦东世纪大道四线换乘车站施工时,要在已经建成的2号线周围建设4、6、9号线车站,同时还要保证2号线正常运营,这被称为“世界第一难”。当时,要在正在运营的2号线的左下方建4号线、右边平行位置建9号线,头顶还将有6号线穿过,其施工之难,可谓处处掣肘、瞻前顾后。

  在复兴东路隧道穿越地铁4号线、西藏南路隧道穿越地铁8号线等工程中,因为几十米的穿越“施工难度和风险实在太大”,有的要花上1年时间论证施工方案。

  为克服困难,上海的建设施工单位发明了不少行之有效的“土办法”。

  在上海地铁9号线二期完成最浅覆土层的“高难度穿越”时,由于覆土不到5米,理论上根本不足以控制住盾构推进的姿态,也就是说,盾构由于地层压力太小可能上浮,从而导致对地下、地面设施的破坏。

  为了破解这一难题,施工单位想出了一种“压重法”,即在地面和地下隧道中,压上超过1500吨的钢板和铅块,以增加压力控制盾构精准掘进,隧道变形量被稳稳控制在安全范围内。

  在同样极端复杂的上海世纪大道四线换乘车站工程中,如果施工不当,二号线车站既有坍塌的危险又有上浮的可能。施工单位经过反复模拟挖掘,发明了可以从底部把车站拉住的巨型拉力器,以及分散土压的间隔挖掘法,利用科技攻关突破了这个难题。

  专家建议加强施工监测

  刘建航对本刊记者说,目前上海地下工程施工难度很大,但是实践证明,通过精心设计、认真施工,困难是可以被克服的,工程是能够高质量完成的。但是,随着国内各大城市争相建设地铁,近年来由于地铁等地下工程建设出现的事故在国内也并不罕见,所以风险防范将是国内地下工程建设中最值得关注的重点。

  他指出,首先要充分认识到在软土底层和建筑密集地区建设地下工程,本身就是风险工程,而且不少是高风险工程,施工中困难难以避免。所以必须抓住风险控制手段,科学分析面对困难,在施工中做到化险为夷。

  刘建航建议,在高难度、高风险地下工程的设计、施工阶段,必须进行风险评估,分析风险因素,降低事故概率。最好定出项目风险等级,同时提出相应应对措施和管理办法。

  刘建航强调,在施工中落实监控是关键。在软土底层的地下施工中,具有相当的复杂性和较多的不确定因素。因此在施工中不能凭经验主观臆测,而要加强施工监控,依赖信息化手段,把施工监控作为风险管理的最重要手段。“高水平施工监控作为安全保障,这在国内外都已经是地下工程建设中的共识了。”

  他进一步分析,为确保施工监控,首先需要建立建设方为主、分级管理、各方参与的远程监控体系,由施工、管理、监测、设计、业主各方参加管理。“把施工现场远程监测系统开通作为开工的必备条件。”其次,对这套“远程监控系统”,必须制定实施细则,明确警情判断和处理的具体要求。再有,要把远程监控的数据搜集汇总,即时上传分析,对各种超警戒数值和异常情况都要有快速反应处置机制,一旦有事故隐患既可立即排险。

  中科院院士、地下工程专家、同济大学终身教授孙钧也认为,随着上海地下工程力度加大,地下设施不断增多,未来施工难度一定会逐渐加大。要最大程度化解高难度施工带来的风险,确保施工安全、质量可靠,一方面要依靠技术改造,科技攻关,不断用新的科学方法攻克难关;另一方面要高度重视“信息化”施工,重视施工中的监测信息、数据,这样施工风险是可控的,事故也是可以避免的。

  “地下施工的高难度有时候并不可怕,只要认真面对,科学决策,完全可以克服;但最怕的是缺乏严格监控,对事故隐患、风险征兆视而不见,不及时采取相应措施。”孙钧说。

  他同时建议,随着地下施工难度加大,目前要进一步建立各方统筹机制,由于地下设施、管线涉及到各部门、各单位,加强各方沟通统筹,对于难度较高的关键性地下工程来说,至关重要。地下工程建设必须完善规划统筹。地下空间要有长期性、超前性、全局性规划,施工中牵一发而动全身,避免把难题留到以后。

  上海隧道设计院副院长曹文宏认为,对于地下工程来说,“水的威胁最大,有时候是致命的。”地下工程中穿越或是临近涉水管道在所难免,凡是地下涉水管道,都应有专门部门负责。应避免涉水管道因年久失修而渗水甚至爆管,“这也是地下工程中常被忽视的风险因素。”

【编辑:吴歆
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直隶巴人的原贴:
我国实施高温补贴政策已有年头了,但是多地标准已数年未涨,高温津贴落实遭遇尴尬。
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