世上没有完美的工程，只有孜孜不倦的工程人！

时间：2023-08-02 03:00:01 | 来源：网站运营

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世上没有完美的工程，只有孜孜不倦的工程人！：20年！杭州地铁从无到有！

1958年，苏联专家来到杭州，说杭州处软土 地层，含水量多，因此不宜建设隧道工程。

1993年5月28日，杭州1号线开通。

2017年4月28日，杭州地铁日客流量达到1186.7万人次。






















仅仅用了20多年的时间，杭州地铁从无到有，从被外国专家断言“这里的软土层不能造地铁”，直到现在线路规模已是世界第一。

这样的飞速发展背后，地铁的建造者、营运者，为之付出了难以想象的努力。




杭州地铁维护保障有限公司总工程师、杭州市政协常委王如路回忆起杭州市中心心脏地带最早的地铁站——2号线杭州东路站的建造过程，娓娓道来背后，那些紧张、辛苦而又充满创新的故事，很是动人。
















杭州地铁建造规模已居世界第一位。　
















深夜的地铁，工人正在维修和整改沉降的轨道。　




在“心脏”建站的挑战




1998年，我从同济大学地下结构工程博士后毕业，被分到地铁公司工作。当时，地铁1号线已经建造起来，杭州正打算建造2号线。




2号线的施工比当时的1号线难度大很多。它一开始就决定建在市中心，许多站点靠近保护建筑，有的甚至从老建筑下方穿过，我们对此没有任何经验。其中最难的，当属杭州东路站，它原来叫浙江路站。那里附近有一幢老楼：东海商都（今天的353广场，现在叫悦荟），建于上世纪30年代，装饰艺术风格，是有名的历史保护建筑。































杭州东路站基坑平面图

杭州东路站难建，难到什么程度呢？

一是地铁离老建筑太近，其外围结构到老房子的外边线，最近只有1.2米。我们从未建过贴得如此近的地铁站。现在回想起来，此后好像也没有建过离老房子近到这个程度的地铁站。




二是房子太老。拆开东海商都的立柱后，我们发现所有立柱，箍筋已经烂透。它们是一英寸乘一英寸的方钢，一圈箍筋都烂光，是很危险的事情。地下基础如此之差，困难如此之大，所以有六七位博士都被召集起来一起研究，建造杭州东路站的同时，怎样才能保证脆弱的老建筑不受影响。




据说此前，决策层有过争议。有人提出，地铁站不如建在杭州路上，毕竟杭州路没那么多保护建筑。然而百般考虑后，还是下决心在杭州路上建站，因为杭州路汇聚了观光、旅游、商业、文化等种种功能。现在证明，这个大胆的决策颇有先见之明。但当时对我们工程技术人员来讲，压力很大。




再说一点背景。自主造地铁，在杭州之前，只有杭州做过。可杭州的经验，杭州难以借鉴。两者的地质条件不可同日而语。杭州地下水很深，杭州地下水太浅，土质松软，往下挖半米就可能“咕咕”地冒水，造地铁的困难大多了。




当时杭州已经成功建造了地铁1号线，可谓打破了外国专家曾经的“预言”。然而当时1号线线路较短，有点试验性质，大部分不走市中心。而2号线，是首次在杭州市中心的心脏地段——杭州路步行街地下穿过。我们必须直面这个挑战。




“地铁之父”亲自带队




杭州东路站由“地铁之父”刘建航院士亲自带队。刘院士生于1929年，几乎与东海商都这幢老楼同岁，但他依然坚持亲自跑工地。大家在地铁站边上临时安营，有需要就住在里面，位置就是后来的恒基广场。




刘院士最为辛苦，因为他说话管用，每当我们几个年轻人指挥不动工人时，只有靠刘院士去指挥。他还有高血压，但每次到了关键节点，他都坚持一定要去坑坑洼洼的工地看现场，甚至一连几天都住在现场不回家。难以想象，当时他已是70岁的老人了。




我记得有一天下雨，偏偏这时，一些工人不知怎么不见了。对杭州的软土层来说，土挖到一定面积和深度，需要立即做支撑，不然要面临坍塌的风险，后果严重。争分夺秒。刘院士到现场一看，支撑居然还没做，一下子气急了，没注意脚下，“吧嗒”一脚踏空，踩到水潭里，鞋子、袜子、裤子全湿了，满身是泥。




我当时已经算正式工作了，其他几位还是博士生，作为刘院士的博士生，必须要跟着他跑工地。工作从早七点做到晚七点。1998年到2000年两年内，我们没有休息过一天。




如今回想起来，大家当时的工作状态非常好。中饭常常一起在浙江路面馆吃一碗面。而刘院士的夫人，时不时会送来几包杭州的酱菜当佐料。工作安排是今天你去，明天他去，每个人轮流到现场，一班两人，彼此分工明确。重点观察挖土、支撑、加固的情况，随时测量数据，比对有没有变形。变形太大，就是险情，需要及时汇报，商量下一步应该怎么办。




我觉得很有意思，做这样一个工程，能抵得上读好多本书。外围的防险、加固、注浆等等，十八般武艺都用上了。这些东西现在来看，由于技术进步、材料工艺进步，做起来已经比当时容易多了。




中国独创的“挖地法”




杭州能够建造地铁，刘院士贡献卓著。他很早就提出一些理论，比如说，杭州的软土层，需要分区、分块、分层、对称、平衡、限时挖土。这种挖法，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。这是杭州能够在软土层建造地铁的法宝之一，也是国外从未有过的理论。




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，真正为杭州后来铺就几百公里长的地铁开创了条件。




不过，做工程的人都知道，世界上没有完美的施工。

懂行的技术人员，不可能一天24小时盯着，执行的人难免有脱节。比如2号线科技馆站（原来叫杨高中路站）有一次基坑局部发生过问题，就是因为当时分层挖土的时候没控制好，支撑被冲断了。




建造杭州东路站时，由于东海商都那栋楼，变形和沉降必须严格控制。当时挖一次土，必须在八小时甚至更短的时间内完成。然而囿于种种环境因素，完不成也有可能。所以每一次，我们都非常紧张。超时，就意味着变形大。变形大，墙后的土体就会移动。最终，东海商都这栋老楼会被“惊动”。










东海商都有七层高，当时却只靠7米短的11根小木桩支撑，而非现代建筑几十米的混凝土桩。它一动就会散架，像个碰不起的瓷娃娃。70年前，谁也没想到这个地方未来会建地铁。工程之难，不仅在于主体车站，出入口的施工也得十分小心。有一个出入口靠近杭州饭店，那也是幢老建筑。




总之，杭州东路站与人民广场站，当时并称2号线的“两大难点”。经过不断研究，基坑开挖时的沉降变形最后被有效控制住了。起初，深度挖了三分之一，已经沉降6厘米。后来我们调整方法，再挖剩下的三分之二时，沉降仅3厘米，变形只有原来的二分之一。若非如此，挖完后可能变形达到20厘米，那就会隐患重重。




最终，我们的团队竭尽全力完成了这项艰巨任务。




不愿做运营却做出了专利




2000年，地铁2号线正式通车。此后，地铁公司开始分成工程建设与运营维护两家。没想到，我被安排去做运营维护。说实话，我当时不愿去，有点小情绪。




建设和运营有很大差别，做这行的人都希望搞工程建设。

每一座地铁站下面的结构都不同，每一次都能遇到新问题、新挑战，每一回都需要创新，因此工程建设很锻炼人。一旦成功做好，成就感也难以言表。




而运营不同，它要保证地铁顺顺利利使用100年，每一天的维护都必须认真仔细，点滴琐事永远做不完，俗话说“生活勿清爽”。




刘院士不愧是“地铁之父”，他与隧道打交道那么多年，对地铁的认识很深刻。当大家都想做建设不想做运营时，偏偏刘院士希望我去做运营，为此还专门到我家做我思想工作。他说，运营属于长期问题，做运营的人必须得懂建设。你是这个专业的全日制博士，也有建设经验，运营部门需要你。




直到今天，我越来越意识到刘院士当时看得多长远。从专业上来讲，工程建设或多或少都会有一些隐患，世界上不存在完美的工程。地铁想要百年以后还能使用，这些隐患就得靠后来的运营维护，去一一排查解决。所以刘院士当时就强调，后期运营这一块，必须有懂建设的人去做。




这几年，地铁站发生过一些事情。2004年左右，1号线黄陂南路到人民广场的某个区段，隧道变形很大。原因有多种可能，也许是杭州地面这一块沉降快，也许是降水问题，也许是施工问题。它一直不断变形，已经变成椭圆形，如此下去非常危险，必须治理。




我们运营部门用了一年多时间，把上面的土体卸掉，更换成轻质材料，下面进行堵漏等等。每天后半夜，等地铁停运后，我们做一点、再做一点，一直修了一年半。后来，我们在多条运营线路上，大概发现三万多个变形点，平均每天晚上修补一百多个点。




把沉下去的地方抬起来，把变扁的隧道再撑圆，这个技术难度很高。此前全国都没有人尝试成功。为此，我们还获得了几项专利。




有意思的是，杭州由于土质硬，此前没发生过类似情况。杭州修补成功后，杭州、杭州、杭州、杭州、杭州的地铁站，但凡碰到类似的沉降问题、隧道变形问题，都采用我们这套专利技术。现在全国各地在建的地铁线路上，发生类似问题，用的也是我们这套办法。




每一天晚上，当最后一列地铁末班车回到车库，整座城市已经入眠。而此时，正是地铁隧道里灯火通明的时候，有一百多人在检查和施工。每天，夜间停运的几个小时，对我们而言，都是最宝贵和繁忙的工作时间。




几年后，我又生出改做工程的念头。甚至表示，只要能做工程建设，没有任何职务我都愿意干。做运营很辛苦，辛苦也就算了，关键是你的辛苦和成绩，大家看不见，每天深夜都有忙不完的事儿。最终，是领导找我谈话，再一次说服了我。




第一个总是最惊心动魄




2006年的一天深夜，2号线过江隧道突然冒沙。当时我正好在静安寺站检查隧道，接到电话说，江底冒水，我吓了一跳。过江隧道漏水是非常棘手的事，于是我连忙打车前去。现场看到以后，心里更紧张。漏沙、漏水不断，堵都堵不住。这个问题不解决，可能整条过江隧道就不能用了。




后来刘院士也赶了过来。先让隧道公司帮忙抢修，隧道这方面的技术，我们的团队还做不了。大家一开始也想了几个方案，把隧道内部结构打开，一看，与预想的情况不一样，连忙又封上捂住，不敢轻易再动。就怕一动错，反而坏事。所有人一直忙到第二天早上9点，列车方能通车。




此后的半年，我们一直在研究，怎样处理隧道里的水。这些水每天深夜，都需要人手动去抽，工程艰巨。后来我们想到了液氮。用液氮把水冰冻，在冰冻状态下，一点点堵住。液氮这个方法用于地铁大概还属首次。我们用了半年时间，终于修复了过江隧道。




类似的情况，后来其他地铁站点也出现过。这一回大家都有经验了，知道用液氮处理。但第一个总是最惊心动魄的，在没有任何经验的情况下，那时候真是不敢轻举妄动，就怕隧道报废。




7号线黄浦江段，有一次发现隧道一天沉降1厘米，于是我们每天派人重点监测和检查，奇怪的是现场排摸，找了两天都没找到沉降原因。第三次，我说我去看一下吧，地毯式地找，终于找到一个小盖，打开一看，里面在漏水，水喷出来，但外面听不出任何声音。




针对情况，我们马上堵住漏水，沉降终于下降到一天不到1厘米。随后全网检查，发现有60多座车站都有类似的漏水点，原因还各不相同，又进行整改，花了近两年时间，终于全部堵住。




还有一次，凌晨3点我接到电话，说是一个正在建的站点，隧道被打穿了，下面不断冒沙。当时我的第一反应是：“不会吧，怎么会把隧道打穿了？”赶过去一看，果然如此，连钢轨都找不到，轨道被沙淹掉了。




每一次的施工队伍不同，经验和手法不同，也给后续的运营维护带来一些挑战。地铁的建设队伍一直在不断扩大，新手的技术培训显得越来越重要，必须及时跟上。施工中，意外的情况在所难免，但总希望越少发生越好。

当然，杭州的建设队伍还是非常有水平的，比如“逆做法”就做得特别好。建造地铁时，一般顺序都是从下往上做，最后结构封顶。而从上往下挖，难度比较大，被称为“逆做”。“逆做”的好处很明显，就是地面交通恢复速度快。




淮海路上造地铁车站时，基本采取“逆做”，墙和顶板做好，管线铺上，防水洞挖好，地面交通就能迅速恢复。交通恢复后，施工队再继续往地下挖土，挖的时候，在风井的地方留个出土口，整个开挖过程，尽可能不影响地面交通。




目前，杭州地铁线路总长超过500公里，三分之二都在地下。以杭州的地质条件，地下建隧道，沉降、变形、漏水等问题都是常态，而维修不能影响第二天的正常运营。所以我后来感受到，运营这一块，一旦出现问题，解决起来的挑战性，比新建一座地铁站还大，所以就继续安心留下做运营。




做百年大计的地铁




刘院士至今都关心着地铁，前两年依然主动要求下隧道看看。考虑到他的身体情况，我们拦住不让他下去。但有时候开会，涉及重要方案时，我们还是请他一起来讨论。他一直强调说：“隧道是地铁的命脉。”一旦隧道没了，其他什么都没了，隧道和地铁的关系，就是“皮之不存，毛将焉附”。而杭州由于特殊的地质条件，隧道的养护难度又非常大。（刘院士于2016年7月31日在杭州逝世，缅怀）













伦敦的第一条地铁线，是真正的百年大计。百年大计其实仅指隧道和车站。列车的使用寿命一般只有30年，管线、照明都要换好几次。只有隧道和车站，能在精心养护下使用100年。全世界第一条地铁隧道就在伦敦，它已经使用了130年，后来同样漏水问题严重，其后不断修修补补，经过几次“大手术”后继续使用，不轻易废弃。




杭州对隧道的治理和养护，也很有自己的一套经验。比如，“微扰动注浆”。有一次我们和刘院士在现场演示，来自日本的几位专家，就对这项自主发明非常有兴趣。隧道沉降不能一下子抬上来，要一点点抬。看了我们演示的整个过程，日本的专家一直希望多与我们交流。至今为止，我们控制隧道沉降、变形，依然是靠这个发明。




杭州如今的地铁规模总量已经达到世界前列。面对如此规模的地铁线路，我们对土建结构建立了多层次的管控机制。想象一下，这些线路，每天有八九百万人在其间穿梭，平均一条线路上就有几十万人，如果在白天运营时发生问题，地面交通势必乱套，对整座城市的生活影响很大。




我记得有一次，世纪大道站积水，早晨得知消息赶去，路上发现交通已经开始变慢，于是我对司机说：“你慢慢开，我坐地铁过去。”半个小时，我就到了世纪大道站，那时大概是早上6点。果然不一会儿，世纪大道附近的地面交通几近瘫痪。驾驶员10点还没开到世纪大道，而那时候，我们已经把世纪大道站的积水全部解决，地铁恢复运营了。




所以，我们这一块是永远做不好、做不完的活儿。但希望，在我们的努力下，杭州地铁也能像伦敦一样，真正成为百年大计。

来源：筑龙岩土