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登录日期:2023-12-14 【编辑录入:fengfy】 文章出处:《解放日报》2023年12月14日第10版*

上海地铁:一个奇迹的诞生
作者:章慧敏  阅读次数:1257

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上海建工机施公司隧道盾构掘进刷新全国纪录


  2023年5月,上海地铁运营走过了整整30年的历程。从0到全网总长831公里,从1条线到20条线路,从最初的5座车站到508座车站,覆盖面不仅遍及上海市,还直通苏州市。

  西方用了100多年建起的城市轨道网络,上海仅用30年便赶上甚至超过。然而,我们是否知道上海地铁从无到有、从小到大的战役中总有优秀的领军人物脱颖而出,正是他们一次次的攻坚克难,给我们带来了舒适快速的出行方式。


  代号“60工程”


  几年前,我与上海市隧道工程轨道交通设计研究院的申伟强院长交谈时他就告诉我,早在20世纪50年代初,周恩来总理视察上海时便对上海市委领导陈丕显说过:上海需要建造地铁,每年建个一二公里……

  彼时,新中国成立不久,在恢复经济的过程中面临着诸多困难。周总理说这句话时,上海市中心的人口还不到500万,大多数上海人还不知地铁为何物。可见周总理的治国眼光超越了一个时代。

  1956年,上海出台了《地下铁道初步规划(草案)》。在拟定规划前,中国与苏联政府沟通了建造地铁的实施计划,苏联政府派出了一支专家队伍到上海提供技术帮助。

  然而,苏联专家在经过一系列地质勘测后提出了疑问。他们认为上海属于含水量颇高的软土地层,地质松湿,修建地下隧道极易造成坍塌事故,关键性的防水措施是一道过不去的技术障碍。他们断言上海的地质不可能进行隧道施工,一旦操作,“无异于在茫茫宇宙中找个支点把地球翻转过来”。

  这句话,后来被人演绎成在上海修建地下隧道就像“在豆腐里打洞”。

  但是,越是困难,中国人的勇气和毅力便越被激发出来。1958年8月,上海组建了“上海市地下铁道筹建处”(上海隧道工程设计院前身),这是专门为建造地铁而成立的一个对外保密的机构。这一年,上海市政府调来了三路技术人马,力图自主攻破建造地铁时遇到的技术难题。

  刘建航、王振信这两位年轻的工程技术人员就在这时被委以重任,他们将带领团队攻克难关。这一年,刘建航29岁,王振信28岁,正是意气风发的年纪。他们所有的信念凝聚为一个字:干!

  刘建航和王振信的试验地点在浦东的塘桥地区,两人分工明确,刘建航负责结构设计,王振信负责技术施工。

  为什么选择塘桥呢?因为塘桥地处黄浦江畔城乡接合部,具有上海软土地层的特点,而且当时的塘桥是一片农田,少有行人,这些“优势”使其成为理想的盾构法隧道工程的试验场地。

  两位年轻的技术员在一张白纸上画起了蓝图。王振信说:“没有任何理论是凭空出现的,最终从实践中来。既然没人干过这事,那我们就一次次试验,直至成功。”

  他们在塘桥的农田搭起了芦苇棚,从此与地铁结下了不解之缘。他俩合作将近60年,直到刘建航离世。

  那时,对他俩来说,当务之急是寻找“支点”。

  摆在二人面前的问题是既没有成功经验可借鉴,又没有外力能借助,唯有靠自己去探索去解决。科学的智慧之光最终照亮了探索者之路——他们突破了钢筋混凝土衬砌、不开裂、接口等难题。直径4.2米的盾构在塘桥这片农田的地底下成功“行走”了100多米。这是历史性的突破,他们找到了“支点”,为上海地铁建设进行了历史性的“探路”,让不可能成为可能!

  这是世界地铁史上从未有过的开创性案例,更重要的是他们推翻了苏联专家的结论,上海是可以用盾构来建设地铁和越江隧道的。

  塘桥的盾构试验取得成功后,1960年,衡山公园的地层深处响起了隆隆的机器声,这里将尝试建造上海第一个地铁站。这个被冠以“60工程”的项目在当时属于秘密工程,王振信负责的02工地在衡山路10号院内,四周筑起高墙,对外严格封锁消息。

  衡山公园地处上海西南面,环境优雅,当年少有行人通过,走过路过的人也压根不知道他们的脚下居然有盾构机在一寸一寸地向前掘进。直到1965年,上海隧道工程设计院挂牌,建造地铁由“地下工作”转而公开。

  可是,地铁站还没建成,十年动乱开始了。地铁工程不得不停工,刘建航和王振信被迫离开岗位。

  建一条地铁是他们梦寐以求的事,对未竟的事业他们也始终怀有信念。一等就等了很多年,当1号线正式施工时他们已到了花甲之年。


  “上海地铁之父”


  上海地铁从0到今天的831公里,有一个名字是一定要被载入史册的,他就是1995年当选为中国工程院院士的刘建航。


隧道专家刘建航.jpg

隧道专家刘建航


  人们尊称刘建航是“上海地铁之父”。2002年,当刘建航获得上海市科技功臣的荣誉时,一位著名的书法家写了一副对联送给他,上书“赠上海地铁之父”。刘建航谦虚地说:“许多人都称我‘地铁之父’,其实我只是一名隧道‘老兵’。在上海这样的冲积型软土层建设地铁,这是世界地铁史上的奇迹,这些成绩都是集体的智慧和力量,我只是代表这个集体才获得了荣誉啊。”

  刘建航把“父”字改成“兵”,这才把改头换面后的“赠上海地铁之兵”的书法挂在了家中。

  1929年4月26日出生于河北省深泽县的刘建航,1951年从上海交通大学土木工程系毕业。1958年,刘建航开始了地铁的试设计。1960年,他又奉命参加了筹建上海地铁的试设计和试验研究。

  浦东塘桥简陋的试验地是上海地铁梦开始的地方,刘建航和王振信等一群年轻人一干就是好几年。

  当时,中国正处于被西方技术封锁之中,可参考的资料少而又少,更不要说出国考察学习了。刘建航等一群年轻人从有限的资料中发现,在松软含水的地层建隧道,国际上通用的办法是采用钢和铸铁管片的技术,但这种方法显然不符合中国国情,因为需要耗费大量的钢铁材料,这么昂贵的造价上海负担不起。如果用造价相对低一些的钢筋混凝土管片建隧道,又不适合松软多水的土层,国际上也没有一起成功的案例。

  刘建航和伙伴们通过对各国资料的仔细分析,通过许多次的实践,用了七八年时间,终于找到了精度、强度、防渗性能均符合使用要求的钢筋混凝土盾构法隧道管片的设计及施工技术,建成了一条10米长的地下隧道,使不可能成为可能。

  这些成果后来应用于建设上海市第一条黄浦江越江隧道——打浦路隧道,获得成功,并获得了1978年全国科技大会奖。

  1989年,上海地铁建设战役终于打响。年届退休的刘建航勇挑重担,担任地铁1号线总工程师。地铁1号线徐家汇车站基坑深17米,面积达1.32万平方米,咫尺之距就是易爆裂的煤气管线以及上水、国际通信电缆等各种管线。为控制基坑不变形、保证工程和环境安全,刘建航每天下班后赶到工地现场监控。施工最紧张的阶段,他连续半年住在工地,每天分析数千个测试数据,以便及时调整施工参数。

  地铁1号线完工的时候,正好是刘建航的生日,看到地铁1号线在自己亲自参与建设的隧道里通行,刘建航觉得这是自己收到的最珍贵的生日礼物。


  上海地铁独特的logo


  王振信回忆起自己和地铁的缘分,从1958年上海成立上海市地下铁道筹建处开始。当年,上海市政府从上海煤矿设计院、上海市政工程设计院、华东工业建筑设计院抽调了三路人员参与研究建造地铁,28岁的技术员王振信便是其中之一。1960年,上海市隧道工程局正式成立,王振信被安排负责盾构法施工。

  毕业于上海圣约翰大学土木系的王振信,1930年8月出生于上海的一个书香门第。父亲对8个儿女的教导就是“谁优秀向谁学习,成为有用之人”。钻研学问成了王家的家风,王振信的大哥王振义是瑞金医院的教授,2020年,96岁高龄的他获得“生命科学奖”。

  王振信在塘桥试验场里没日没夜地研发、试验,终于在两年后自主设计建造了一台直径4.2米开胸式盾构机。在上海地铁1号线建设初期,他率先提出的地铁环控理念一直沿用至今。他培养了第一支上海地铁和越江隧道设计和施工队伍,由此被公认为盾构工法的开拓者。

  地铁1号线的施工现场从来就是考验加考验、问题叠问题的。王振信记得当初要在深度不同的两种地层中用同一台盾构施工,测算来测算去,唯有采用延长隧道长度的施工方法,才能利用坡度逐步将盾构由浅推进到深。可当时捉襟见肘的经费根本不允许挖一条长隧道来进行试验,怎么办?王振信说他在睡梦中都在想办法,终于,他想到了一个方案:阶梯式盾构开挖的办法。这么大胆的创新不是拍着脑袋想出来的,而是出于他一贯的工作作风:“大胆设想,小心求证。”

  这一次成功尝试,创造了世界上从未有过的案例。这种施工方法既节省了大量经费,也打破了苏联专家的结论,上海是可以用盾构来建设地铁和越江隧道的。

  在王振信的地铁建设生涯中,值得回味的事情桩桩件件都让他刻骨铭心。他忘不了当年秘密进行的“60工程”的施工现场,刚动工就遇到了麻烦:因为地下隧道的挖掘线路需要经过两个领事馆,“穿地而过”须承受风险。王振信带领着比他更年轻的新兵完成了任务,地下热火朝天,地上却平安无事。这群年轻人不仅开创了国内盾构法施工的先河,更为上海建设地下隧道提交了一个实质性的参考模板。

  1990年,上海地铁1号线全面开工,这时王振信虽已退休,但他是顾问,总是在遇到重大技术难题时出现在地铁工地现场。上海地铁能在技术、视觉、人文等方面以国际水平呈现在世人面前,王振信功不可没。

  地铁1号线的设计与结构、控制系统、电路设备等诸多方面紧密相连,没有经验借鉴,几乎都是“第一次”。

  就拿“客流预测”来说吧,王振信回忆起最初讨论1号线开通后的人流,是6万人/小时,还是3万—4万人/小时?谁也说不准。于是,王振信和团队就参考起当时的公交车客流量,参照的是当时的26路公交车。团队考察后确定一辆26路可以载客约100人,发车密度接近一分钟一班,以此推算,地铁1号线的客流量至少在6万人/小时。

  生活在上海的市民如今只要一见上海地铁的logo——圆形的S加M,就知道地铁站到了。S和M是由英语Shanghai Metro的第一个字母组成,圆形图案则寓意地铁的四通八达。

  可是,为何上海的地铁被翻译成Metro,而非Underground或Subway?王振信自豪地说:“这是我的主张!”他说,纽约的地铁叫Subway,伦敦地铁叫Underground,上海的该叫什么?第一,我们不是地下铁路的概念,也有走地面的区段;第二,Metro是由Metropolitan(大都市)的概念缩写而来。王振信的这番考量与建议得到了上级领导的认同与支持,S加M由此伴随着上海市民整整30年。

  地铁1号线全线开通调试那天,王振信带着小孙子来了。他对孩子说道:“这条线路是你爷爷设计的呀。”令王老欣慰的是,今天,他的孙子已成为上海隧道工程设计院一名年轻的工程师,继续着他当年走过的路,正在为一条条新线路攻克难关。

  1993年5月28日,上海地铁1号线从锦江乐园到徐家汇的6.6公里线路通车是上海地铁的“第一步”。在上海地铁运营30周年后的2023年5月28日,从一条线到一张网,从零的突破到世界第一,此时此刻我们不会忘记刘建航、王振信等开拓者。

  “隧道老兵”,创造了上海的地铁奇迹。



荐稿人:ffy 2023-12-14 执行编辑:ych 2023-12-14 责任编辑:lxl 2023-12-16

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