12月5日早上8時,隨著一架名為「創新楊浦號」的矩形頂管機機頭完成地下163米的「穿越之旅」,抵達隧道西線的終點接收井,淞滬路—三門路下立交頂管工程東西線實現了全線貫通。
這條貫通上海五角場江灣地區,下穿合流汙水箱涵,側穿正在運營中的地鐵10號線的隧道工程,是全國同類型項目中難度最大的工程。今天早上,記者跟隨項目總工程師深入地下隧道,對這一牽動上海百姓的工程提出了三個疑問。
隧道起點的頂管機,位於淞滬路地下19米深處。 本文圖片 黃尖尖 攝
一問 隧道為何不開挖,而選擇「微創」?
站在淞滬路三門路下立交的西線起點處,三門路、淞滬路在這裡斜交而過,閘殷路在此分出了三條支路,這是一個交通環境極其複雜的五岔路口,也是楊浦區新江灣城的「大門口」。
淞滬路—三門路下立交南起政學路,北至閘殷路民府路,採用「Y」型雙層結構。其中上層為主線,自淞滬路上跨匝道和軌道交通10號線後轉入閘殷路;下層設置一對匝道,於政立路以北從主線兩側分出,下穿主線後迅速匯合至民府路接地。
「在通常的情況下,修建隧道會採用直接大開挖的方式。但正因為這個五岔路口的交通太複雜了,為了減少對周邊居民出行的影響,項目採用了頂管技術進行開挖。」工程施工方隧道股份上海路橋的總工程師陳冠良告訴記者。
所謂「頂管」,就是在開挖隧道時,不直接挖開路面,而是像做「微創手術」一樣,在隧道起點挖開一個小口,然後一節一節地放入隧道管節。每一節管道長1.6米,重達68噸,一節管道放進去以後,通過頂管機頭的千斤頂施加動力,將其往前推頂進土裡,然後再放另外一節。將管節依次頂入的同時,輸送管源源不斷地把前方頂出來的多餘泥土抽走,最終形成「無創」開挖的隧道。
在西線隧道終點處,記者看到這個名為「創新楊浦號」的矩形頂管機,這是施工方為本工程量身定製的目前國內最先進的頂管機。「頂管機最先是從起點開始推頂的,共放進去了108個管節。」陳冠良指著仍在轉動的機頭告訴記者,「頂管機頭由一個圓形大刀盤加上4個偏心刀盤組成,它不斷旋轉的過程中實際上是在切削前方土體。」
如今,頂管機頭已經到達它的「旅程終點」,最後只要把機頭取出,便完成了隧道開挖。而在距離記者頭頂19米處車水馬龍的淞滬路上,來往的行人對此一無所知。
二問 「全國最難」,難在哪?
沿著工程梯往下走六層,來到新貫通的隧道入口。隧道口是一個寬9.8米,高6.3米的矩形,距離地面的覆土厚度為12米。隧道由一節節管道組成,一直往前延伸到終點。因未實施內部裝修,每個管節的接縫仍清晰可見。
「這裡未來是車輛穿越淞滬路,往來於新江灣城和五角場的快速『捷徑』。」下立交工程項目管理單位上海城投工作人員於劍楓說。
都說淞滬路—三門路下立交是全國同類型項目中難度最大的工程,到底難在哪?
面向隧道深處,於劍楓指著左側牆壁說:「隧道主體結構沿淞滬路走向與軌交10號線運營線路約有1公裡是平行的,其中南段區域距地鐵10號線最小僅為12.5米,工人在施工的時候都能清楚聽到地鐵在運行的聲音。」
而在隧道的頂部,還有一個更為「脆弱」的構築物——一段年歲較大的合流汙水箱涵。「這個箱涵建成已有26年,設計使用年限僅為15年,無法判斷它是否具有抗變形能力。頂管施工必然對周邊造成擾動,一旦箱涵發生滲漏、破裂或者錯位,不僅會影響市民的正常生活,還將造成環境汙染。」
兩大難點交匯,隧道的建設風險和難度在目前同類型工程項目中是前所未有的。
三問 如何在鬧市區底下「開火車」?
使用頂管技術開挖隧道,就如同在地底下「開火車」。每一節相當於一節火車車廂,火車不斷「長大」,直到「長」成隧道的長度,這節「火車」就被定格在地底下,成為隧道。
「火車」每穿過一段區域,必然會對周邊帶來「震動」。比如,隧道工程施工需要在地鐵線的上面和旁邊開挖。「在上面開挖時,地鐵線上方壓力變小了,地鐵隧道會上浮,在側面挖,則會向挖土的地方彎曲。」工程項目管理單位上海城投上海市市政工程建設發展有限公司總經理唐克說,這兩種情況任何一項變形超出一定指標,都會導致整個地鐵線路停運。
為此,工程創新採用了「彈鋼琴」的工藝。唐克解釋:「人們平時彈鋼琴一般都不會五個手指按照『哆蕾咪發嗦』這樣按順序彈,而是會像『哆咪嗦』『蕾發啦』這樣跳躍交錯地彈奏,我們在施工的時候就採取了這種方法。」
工程隊把需要開挖的路段分成6個基坑,進行間隔開挖,做好一段隧道後就回填一個基坑,然後再跳過相鄰的基坑進行開挖、澆築、回填施工,就像「彈鋼琴」一樣,平衡壓力,減少擾動,最終使得地鐵線路的變形控制在5毫米的可允許範圍內。
而藉助「創新楊浦號」的精準施工,頂管對合流汙水箱涵的影響也降到了最小,累計變化值精確控制在±2毫米範圍內,遠低於專家提出的±10毫米控制指標,在全國同類工程中表現出色。
為了儘可能減少對周邊居民及出行的影響,地面道路施工中始終採取「佔一還一」措施,向淞滬路閘殷路附近的一塊空地「借道」做出一條臨時通行的新車道,以確保正常通行。高難度的工程也得到了交警、城管、32505部隊、五角場鎮市光路第二居民區黨總支等各類部門和單位的支持,以及周邊群眾的理解,確保工程順利進行。
全線貫通後,隧道工程將進入內部裝修階段,等全部建成以後,五角場江灣地區的交通將得到明顯改善。早高峰期間,沿淞滬路從北向南的擁堵情況會得到緩解,而晚高峰期間,從五角場由南向北的道路會完全暢通。將來市民從五角場進入隧道,出來後就是民府路、閘殷路,全程沒有紅綠燈,只需5分鐘就能抵達新江灣城。