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
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。