当前位置: 首页 >> 口述上海改革开放系列 >> 正文

杨磊:“豆腐里打洞”开启隧道时代

2019-08-22 来源:上海党史网 作者:杨磊/口述 黄金平、贾彦、胡迎/采访整理

  编者按:2018年是我国改革开放40周年。40年栉风沐雨,40年砥砺奋进,40年成就举世瞩目,40年历程艰辛探索。上海是中国改革开放的窗口和缩影,“排头兵”“先行者”,为庆祝改革开放40周年,反映上海在40年来许多鲜为人知的先行先试改革开放往事,中共上海市委研究室组织全市各党史部门,在各方大力支持下,组织编写了“上海改革开放40年口述系列丛书”,旨在通过亲历者的口述,收集和保存上海改革开放的历史资料,为中国特色社会主义新时代改革开放再出发提供有益的借鉴。本文经澎湃新闻首发。

  

  澎湃新闻刘筝图

  口述:杨磊(曾任上海隧道工程股份有限公司副总经理、总经理、董事长)

  采访:黄金平、贾彦

  整理:胡迎、贾彦

  时间:2018年4月11日

  “豆腐里打洞”,开创中国盾构法隧道时代

  上海是饱和含水软土地层,修建隧道好比在“豆腐里打洞”。上个世纪60年代,整个中国的基础工业都较为薄弱,盾构掘进对于中国来说是一项难度极高的技术。而上海复杂的软土地质条件,更让苏联专家断言:在这样的地质条件下建造地铁,难度无异于在宇宙中找到支点撬动地球。

  当时还是上海隧道公司的那批地下工程老前辈和老专家,却从来没有停止过追求,坚持要在中国的土地上建中国人自己的隧道。中国隧道之父、原上海隧道公司副总经理刘建航院士曾说,“比起外国专家,我们更了解自己脚下这片土地的真实情况和特点”。正是这样的信念和执着引领着一代代隧道人开始了中国隧道追逐、赶超、超越国际水平的40年历程,而“上海”就是隧道人实现这一梦想的“第一站”。

  1960年,上海市隧道局,也就是隧道股份上海隧道公司的前身,在浦东塘桥建立了试验基地,迈出了上海地铁施工技术和盾构研制、钢筋混凝土管片试验研究的历史性一步。试验证明,在上海的软土地基,用单层预制装配式钢筋混凝土管片建造地铁区间隧道,技术上是可行的。后来隧道公司又在衡山路上进行了600米长的地铁隧道扩大试验,然后就是1970年隧道股份建成的新中国首条越江隧道——上海打浦路隧道,这不仅是中国首次用盾构法施工的隧道,开创了中国软土隧道技术的新局面,同时工程中发现的渗漏、沉陷及兑付粉沙等方面的不足和问题,也成为此后上海隧道建设的主攻方向,予以不断完善。

  1974年,在上海地铁漕溪路试验段建造中将该问题作为主要研究课题。前后数年积累的试验成果,又为延安东路隧道建设提供了以高精度钢模、弹性橡胶密封垫为主要特征的管片生产和防水工艺,在技术上跨上一个新台阶,同时还催生了地下连续墙建造的关键技术。1988年,延安东路隧道顺利建成,标志着上海盾构法隧道施工技术已达到同时期国际水平,为上海地铁1号线的建设提供了可靠的地下工程施工技术保障。自此,上海的隧道技术、试验研究结合施工实践,循序渐进,不断发展和提高。

  上海能够建造地铁,原上海隧道公司副总经理刘建航院士贡献卓著。他很早就提出一系列理论,比如说,上海的软土层,需要分区、分块、分层、对称、平衡、限时挖土,简称“21条”。这种施工方法,国外从未提出过。建造地铁1号线时,刘院士进一步总结了1号线的工程经验,最终归纳出“时空效应理论”。

  “时空效应理论”简单点说,就是开挖的时候,时间和空间需要一起计算好。比如限定先挖某一块面积,限定先往下挖几米,按照种种参数计算,必须8个小时内挖好,及时做支撑。一旦超过这个时间,再挖就会造成较大的沉降和变形。时间和空间两个因素,同时影响着挖土的质量。这是上海能够在软土层建造地铁的法宝之一,也是国际工程史的首创。

  建1号线时,刘院士比较谨慎,这套办法只是粗浅的想法,在1号线建站时略有应证。但在建造2号线时,“时空效应理论”得到了充分利用和继承提升。可以说,2号线的顺利建造,真正为上海后来铺就数十条线路、数百公里长的地铁开创了条件。而从1号线、2号线开始,到现在的16号线、18号线,上海每一条轨道交通线路的规划、设计、建设都有隧道股份人的身影。

  只进不退,铸造城市交通“动脉”

  1980年,隧道股份承担了上海地铁1号线扩大试验工程,完成了地铁盾构掘进和隧道衬砌结构选型,开发应用了高精度钢筋混凝土管片技术、地下连续墙施工技术和深基坑支护技术,这几项技术工艺被广泛用于上海地铁1号线和2号线工程。

  用盾构法进行隧道施工,盾构机是关键。刚开始我们使用的是网格盾构,在地下掘进的时候,土是被挤进盾构机的,随之进来的还有水和沙等。当时盾构机挖掘的土,要靠人工挖出来,并用矿车运出去,一个人一天要挖十几吨土,非常艰苦,同时操作人员还必须要“吃气压”,人、材料进出都要增减压。随着地层深度加深,压力会越来越大,因此盾构机需要具备足够的承压力。

  1980年代的时候,国内还不能生产比较好的盾构机。当时的盾构机虽然也叫土压盾构机,但质量还是比较差。我刚进单位的时候,正值建造延安路隧道一期,那台盾构机是全国产的网格盾构,但已经不用人工运土,而是用水枪将土冲成泥浆,然后用泵打出去。由于盾构机内有钢隔板将人和土隔开,操作人员也不用直接面对土,通过碗口大的耐压玻璃观察孔,操作水枪冲土,避免了“吃气压”的麻烦。

  1988年,地铁1号线工程正式启动。那个时候刚改革开放,我们向法国贷款,但有一个条件就是贷款可以,但必须买他们的设备,当时国内还没有自主研发制造盾构装备的能力,于是地铁公司就买了6台全进口的法国FCB土压盾构。新的FCB盾构确实使我们在“豆腐里面打洞”变容易了,但如果土压力设定不准确,地面沉降就难以控制。我们经过一系列的摸索和研究,才掌握了土压盾构的操作技术,最终保证1号线一期顺利通车。而这也从一个方面,触动我们开始自己动手研发制造中国人自己的盾构,并在此后的10多年中,在国家“863计划”的支持下,由隧道股份自主研发制造了中国首台国产土压地铁盾构,从而开启了中国人用自己的重大装备,建自己的地下隧道的新里程。

  

  隧道股份(时为上海隧道公司)热烈庆祝上海地铁1号线区间隧道贯通

  我做技术员的时候,有时为了一个难题,甚至晚上做梦也在想白天工程上的事情。在1号线上体馆站施工中,当时主体车站做完了,要把路两边的所有管线搬回来,进度很紧,还要做出入口,加之旁边有一根22万伏的电力隧道与车站并排,怎么办,怎么处理,一直都在想。后来在做钻孔桩维护的时候,突然想到把原来的钢筋笼改成型钢,骨架管线全部悬吊起来,一边掏挖,一边用钢板等材料把管线下的缺口封住,最终解决了围护安全问题,在圆满完成建设任务的同时,又确保了管线的运营安全,被当时隧道股份的董事长称为“杨氏”插板法。

  在8、9号线陆家浜路站建设时,由于边上高层都造好了,地下连续墙和两边的房屋基础几乎是并排的,还要另外打开施工设备通道,因此我们大胆创新,采用了“挑阁楼”的办法,即半盖挖式施工工艺,最终攻克工程难点,在不占用社会道路的条件下完成车站施工。这项技术现已大规模用在地铁施工中。

  城市交通越来越复杂,随意封道、改道会给百姓出行造成不便,政府也希望我们能通过技术改进实现非开挖施工,尽量把对地面的影响降到最低。比如14号线静安寺车站,是世界第一例采用非开挖矩形顶管法建造地铁车站,我们做了三个大的顶管,成品字形推进,最大程度减小了地下建设对地面交通的影响。

  截至目前,隧道股份参与掘进的轨道交通里程数超过1000公里。其中,在整个上海的600多公里地铁当中,有一半是隧道股份建的,我们参与了上海地铁每一条线的施工或设计,可以说,上海的每一条地铁线,每一座地铁车站,都饱含了隧道人的心血。令我们更加自豪的是,我们开启了全国及海外21座城市的轨交时代。这些国家或城市的地铁1号线,都是由隧道股份建造的,比如印度的地铁1号线,还有德里、孟买等城市的地铁1号线都是隧道股份的作品。