曾被断言,不可能建成地铁!上海到底是有多渣?

2018-04-13 413 0

地铁,曾经是个做了40年的梦!
  镜头切换到1953年,画面是这样的:
  在一间密不透光的昏暗房间里,吊灯像手电一样泻下一束黄白色的亮光。
  凌乱的烟雾缠绕着单薄的光束,进进出出,像一群调皮的孩子。
  光束直射的桌面上,放着一张上海市地图,上面粗略画着横竖两条线,
  那就是如今上海1号线和2号线最早期的规划构想图。
  在光束外面的暗处,两位中年男人面对面斜靠椅子坐着,各自陷入了沉思。
  这两个中年男人,分别是上海市政府负责市政交通的李干和前苏联城市规划专家穆欣。
  上海要建设地铁,最早是由前苏联专家团在访沪时,恰遇到1950年“二六”轰炸。
  专家们触景生情,热心地向上海市城市规划研究委员会建议,上海应该修建地下铁道,平时可解决交通,战时可做人防掩蔽。
  由此可见,上海地铁修建的初衷,主要原因竟然是防空建设!
  由于当时新中国和前苏联还处于热恋期,关系自然好的不得了。
  不仅热心建议,还派出了自己的城市规划专家团来到上海帮助我们主导建设。
  然后,就有了开头的那一幕。
  他们因为什么而陷入了沉思?
  因为经过一番勘测,他们发现上海的地下水位太高,地质又非常松软,根本不适合修建地铁!
  苏联专家穆欣比划着对李干说:阿基米德有一个定义说,在宇宙中间给我一个支点,我可以用杠杆把地球撬起来。
  那么,宇宙中间有没有可能存在一个支点?
  那是不可能的事情,这和修建上海地铁是一个道理。
  用你们中国人的话来说,那就是豆腐里打洞,打哪儿塌哪儿!
  于是,上海地铁修建计划就这样被搁置,一直到40余年后的1994年12月12日,上海地铁1号线通车,上海才真正实现了地铁梦。
  而北京的第一条地铁,建成于1969年10月。
  天津第一条地铁,建成于1976年1月。
  上海的地质到底有多渣?
  上海的地质让苏联专家这么嫌弃,到底是有多渣?
  在上海之前,北京天津的地铁修建较早。
  但是,北京地下水很深,土质较硬。
  而上海地下水太浅,土质松软,往下挖半米就可能“咕咕”地冒水。
  挖起来很容易,但却没什么卵用,因为再往下挖就等于是挖井了。
  挖到一定面积和深度,就需要立即做支撑,不然要面临坍塌的风险。
  又要一直排水,又要不断做支撑,这得多蛋疼!
  主要的工程量不在挖上面,而是花大量的时间巩固已经挖的。
  当时的工程师们提出了一个非常有意思的理论——“时空效应理论”。
  这个理论在世界工程建造史上从未有过,对上海地铁施工建造十分有效。
  这个理论是什么意思?
  这个理论在施工时的指导意思就是,挖洞一定要在8小时内完成,然后赶紧做支撑,否则就极有可能坍塌。
  这需要在开挖的时候,把空间和时间的关系计算好,考虑进去种种参数,但是必须要在8小时内挖好,然后及时做支撑。
  多像我们小时候在沙堆里挖洞,前苏联专家的比喻也是非常形象的。
是谁?用什么办法让上海地铁开建了?
  1958年,上海煤矿设计院、上海市政工程设计院、华东工业建筑设计院抽调了一批年轻的技术骨干,组成上海地下铁道1号线筹建处。
  克服这个难题的关键人物——王振信,就在这支队伍里,他就这样开启了在“豆腐块”里创造奇迹的探索之旅。
  王振信及其团队,在两年的时间里,尝试了各种施工方法,并对其分析研究。在权衡分析了上海的地质条件,技术要求,施工技术,造价比较等方面的利弊后,最终决定采用盾构法来建设上海的地铁工程。
  什么是盾构法?
  将盾构机械在地下推进,通过盾构机外壳支撑四周围岩,防止发生往隧道内的坍塌。同时用切削装置对前方土层开挖,通过出土机械运出洞外。然后再靠千斤顶在后部加压顶进,并拼装预制混凝土管片,形成隧道结构的一种机械化施工方法。
  1962年,王振信和几个技术人员,靠着短缺的经费,继续进行地铁和隧道的建设研究。
  由于上海地质条件的特殊性,在没有外援、缺少系统的技术参考资料的情况下。
  王振信凭借仅有的两本教科书,带领团队不断地自主学习、研究,终于取得了盾构机设计制造、盾构施工、装配式衬砌结构及其防水等方面的基本知识。
  由于经费有限,现实条件不允许挖长隧道,只有通过大胆创新来实现。
  在这种情况下,王振信首先提出了阶梯式盾构施工开挖方法。
  因为上海的地质,浅的是含水砂层,深的是淤泥土质。
  当时只有1台盾构机,在一个范围里,既要做浅的,又要做深的。
  现有条件让王振信及团队,开展工作十分艰难。
  后来,王振信脑洞大开,提出了世界首创的“Z字型盾构施工方法”。
  一下子节省了大量的工程经费,也彻底证实了在上海利用盾构法建设隧道是可行的!
  打破了苏联专家的断言,为上海地铁梦历史性地推进了一大步。
  建造过程,不谈艰难,就讲两个小故事
  犹如神兵,从外国使馆下穿地而过
  在地铁规划的修建线路中,需要经过衡山公园和吴兴路一带,这里遇到了一个很麻烦的问题。
  因为在衡山公园北面的吴兴路,有两个外国领事馆,捷克领事馆和挪威领事馆。
  当时修建铁路还属于国家层面的保密工作,而且还要经过两国的领事馆。
  无论是改线路还是沟通领事馆,都不是那么简单容易的事情。
  如果都不行,就只剩下一个选择,悄悄地从两国使馆地底下“穿过去”!
  但是,这个长度是600米!这样一来等于是要用挖地铁的工具和技术来挖隧道!
  当时的王振信,带领着一支新兵队伍,配备着相当落后的装备,如何悄无声息地“穿地而过”,这对他来说,是一个不小的考验。
  沙堆里打洞,扶着老建筑挖地道
  建造南京东路站时,由刘建航院士亲自带队。
  离施工现场最近也最危险的东海商都那栋楼,变形和沉降必须严格控制。
  当时挖一次土,必须在八小时甚至更短的时间内完成。
  然而,复杂的环境因素很多,极有可能导致不能及时完成。
  超时了,就意味着变形大。变形大了,墙后的土体就会移动。
  一旦设定的这道安全线松动了,东海商都这栋老楼会被“惊吓到”,倒塌是极有可能的。
  东海商都有七层高,是70多年前的建筑,当时只靠7米短的11根小木桩支撑,而非现代建筑几十米的混凝土桩。
  所以一动就会散架,像个碰不起的瓷娃娃。差不多就是一边扶着它,一边开挖建设。
建地铁不易,养地铁更难
  2004年,1号线黄陂南路到人民广场的某个区段,隧道变形很大。
  原因有多种可能,也许是上海地面这一块沉降快,也许是降水问题,也许是施工问题。不断变形,很快变成了椭圆形,如此下去非常危险,必须治理。
  每天后半夜,等地铁停运后,一点点地修。
  最后,用了一年多时间,把上面的土体卸掉,更换成轻质材料,在下面进行堵漏等等。
  随后,在多条运营线路上,大概发现三万多个变形点,平均每天晚上修补一百多个点。
  2006年,一天深夜,2号线过江隧道突然冒沙。
  这种情况是非常棘手的,漏沙、漏水不断,堵都堵不住。
  这个问题不解决,可能整条过江隧道就不能用了。
  此后的半年,运营部门一直在研究,怎样处理隧道里的水。这些水每天深夜,都需要人手动去抽,工程艰巨。
  后来想到了用液氮把水冰冻,在冰冻状态下,一点点堵住。
  每天晚上,当最后一列地铁末班车缓缓驶入车库,整座城市都已经入眠。
  而此时,地铁的养护工作才刚刚开始。地铁车库里、隧道内,灯火通明,忙碌不断。
  繁忙的城市似乎根本就不愿意停下来,极不情愿地留给他们的,也只有夜间停运的几个小时而已。
  无论是地铁建设还是养护,为了城市的经济发展,为了人民的出行安全,都倾注了无尽的心血。
  向地铁工作人员致敬,也向坚持用匠心精神做事业的各行业朋友致敬。
  匠心精神,国之大幸!

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