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上海的地铁之所以不能通宵运营,因为上海在地铁运营结束之后,需要对地下轨道空间进行维护,检查是否有沉降、渗水等方面的问题,排查隐患,均是出于工程和营运安全方面的考虑。
上海松软的土质对地铁的建设和运维要求其实是极高的,但是即便如此,上海地铁的设计人员、施工的建设者和运维方都付出了巨大的努力,这背后有大家看不到的复杂和艰辛。
上海轨道交通10号线
首先,上海的土质较软,确实并非修建地铁的理想土质。但修建地下轨道交通,是特大城市发展公共交通的必要选项,地铁有运能大、速度大、不影响地面土地使用价值等多个优点,加之现代挖掘技术的进步,即便上海的土质挖地铁被称为“豆腐里打洞”,即便在2003年时上海轨交四号线南浦大桥站曾经出现过江水倒灌隧道的情况,但轨道交通依然作为上海公共交通的优先选项。其他城市也都有着各种各样的不适合的原因,但依然选择了地铁,如千年古都西安地铁,文物局比施工队还要忙,挖着挖着可能要避让一片古墓区域,需要地铁改线;泉城济南,挖着挖着就有地下水了;宁波的软土可能比起上海有过之而又不及。
用于地铁隧道施工的盾构
其次,上海挖了那么多地铁,但地底下并非空了。地铁的“挖”其实是站体进行施工,而大部分轨道段落,实际采用的是盾构推进,如今的技术愈发成熟,站体施工和盾构推进之后都会对周边进行加固。而现在的轨交站点其实地下都有桩基础的。这些桩基础打下去之后是加固了土体。地下林立着各种预应力管桩,灌注桩,很多桩直达地下基岩层。
每一处上海地铁站都是不小的桩基工程
第三,在修建地铁之前,业主单位会召集专家来确定方案,选择最合理经济的地铁路线,在地铁设计之前会有专门的岩土公司对地铁沿线的水文地质情况做调查,再降数据提交给设计单位,综合这些数据,地铁选择的线路会尽量的避开建筑物,这也就尽量的避免了应力场的耦合效应。车辆的动载和建筑物的自重会随着地层深度的增加产生应力扩散的效果,到达了一定深度之后,来自路面的应力对地层的影响会减弱,这一深度就是我们常说的路基工作区,地铁盾构掘进的深度会超过这个深度。如果地铁要从建筑物下穿过,就要对建筑物的基础进行处理,改变基础的受力状态,避免对建筑物产生过多的影响。
地铁站施工时的即景
第四,从地铁自身的建造工艺来看,城市多采用喷锚暗挖或者盾构的方法进行施工,由于拱这一结构的力学特性,决定了地铁隧道能够承受更大的压力。把整个地层看做一个半无限空间体的话,地铁产生的影响是有限的,决定结构是否稳定的关键在于温度场、水分场以及应力场的耦合照应,当然地层的土质以及其自身的回弹模量是一个关键性指标。而上海的地铁施工也常采用注浆这些方法,就是改变土自身的性质,增强土体的稳定性,属于一种加固措施。2003年,施工中的上海轨道交通4号线南浦大桥站邻近隧道发生倒灌事故,设计方和施工方排除万难,将南浦大桥站的原方案进行修改,使之成为上海唯一一座上下单层车站,最终让4号线由C形运营变成了环形运营。
上海轨道交通4号线南浦大桥站在施工时曾遇到巨大困难,最终修改了方案
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