聽陳湘生院士開講 — 巖土感悟（48）

“地鐵站出入口與地面有沒有臺階？”

“幾個臺階？”

“那為什么有臺階？”

“地鐵為什么要有屏蔽門？”

2021年1月23日晚，中央1臺，“開講啦”欄目，有著40年地下工程經歷、自稱“地下工作者”的陳湘生院士這樣開場。

儒雅、謙遜的陳院士侃侃而談。他說自己是城市地鐵建設的后來者，特意提到我國地鐵建設的開拓者施仲衡院士、劉建航院士。節目尾聲，他再一次提到與劉建航院士在上海地鐵建設中，在地下共同生活九個日夜的故事。

陳院士與我國地鐵有著不解之緣。他出生于1956年，那年我國正式決定在北京修建第一條地鐵。1969年10月1日北京地鐵正式通車，但更多是作為軍事功能使用，直到1971年才正式向市民開放，當時票價1毛錢。

說起地鐵，陳院士如數家珍：深圳現有地鐵運行線路11條，運營里程411公里，283個站。他回顧了北京西城區與東城區的地質、水文差異，回顧了上海軟土的軟硬特性，對“大雜燴”般的深圳地質更是了若指掌。

談到我國城市地鐵的建設速度與規模，陳湘生院士更是充滿激情與豪情。目前我國的軌道交通建設規模和發展速度已是全球之最，至2020年年底，我國軌道交通已開通8000km。全球開通里程最長的10個城市中，中國至少有7個，前四位一定是中國的！

在陳院士看來，現在的城市軌道交通的作用與意義早已非當年為解決交通擁堵、空氣污染那么簡單，已升華為城市現代化的標志，重塑城市地下空間的催化劑！城市軌道交通為城市建設、經濟、生態的可持續發展立下了汗馬功勞。

陳院士選取了深圳1號線建設工程的三個故事，向我們講述了地鐵是如何建成的，介紹了地下空間工程的三大難題：水、軟、變形。

故事一：關于水

深圳地鐵1號線地下區間下穿廣深高速鐵路高架橋施工，遇地下暗河河床，地下水豐富，如何解決？先是廣納專家意見，應用超細混凝土注漿，連續三天，沒有達到目的。后來，陳院士建議采用凍結法。實施過程中，凍結法也出意外，地面至地下10m、地下14m~24m都凍住了，偏偏中間的10m沒凍住，急得這位地下工程專家睡不著覺。查監測數據、找問題原因，歸結于兩點：溫度與地下水流。又通過試驗、分析、排除，找到了問題痙結：該處地下水流速達20m/d，把凍溫都帶走了。找到原因后對癥下藥，上游打井降水，結果三天降溫，七天凍住，藥到病除。

故事二：關于變形

深圳地鐵1號線下穿百貨廣場。該百貨廣場地上9F、地下3F，樁基礎。陳院士和他的團隊開創性地采用了樁基托換技術。該技術對變形要求十分嚴格，一招不慎，可能產生像多米諾骨牌倒塌一樣的局面，滿盤皆輸。通過反復試驗和精密設計，樁基成功托換，達到mm級控制標準，保證了地鐵順利施工和地面樓宇的安全，開創了我國地鐵建設樁基托換的先河。其一根樁的托換重量達1890噸，是當時吉尼斯記錄的三倍多，居世界之冠。

故事三：關于軟基

軟土的故事源自深圳前海。該區域面積15km²，國務院批準的戰略自貿區，城市開發的熱土，更是地下軌道交通高密度區，每平方公里的土地下軌道交通密度達3.2公里。這是一片填海工程，下面穩定，上面漂移，稍微變動可能推動隧道水平位移。據院士介紹，他們觀測到的隧道最大水平位移達2.7cm。大家知道，地下軌道交通有著它的保護區域，隧道兩側和上面不能開挖，如何破解軟土地區在軌道交通區域的建設難題？如何滿足城市建設的需求？如何讓城市土地資源集約化利用？陳院士和他的團隊選擇代表性地段進行試驗，三年磨一劍，采用先加固（讓地層穩定，抱住隧道）、再開挖（采用挖井/樁，門式梁拉住，控制隧道上?。?，同時加強施工量測，不斷修正，終于找到了在“豆腐里面做工程”的秘訣，解決了前海地區地鐵區域的建設難題，該成果也是世界首創。

聽完演講，我反復琢磨，又生感悟。

故事一的地下水問題。地溫測試、地下水流速、流向難道不是勘察需要解決的問題么？難道不是確定地下水處治措施的前提條件么？記得當年長沙軌道交通1號線一期工程，為了論證地鐵建設對白沙古井的影響，曾引起不少爭端，下圖即是中國有色金屬長沙勘察設計研究院有限公司的專項勘察成果之一。地下水對地下工程建設的影響和的重要性大家都清楚，也是勘察工程的重點與難點，捫心自問，現在扎扎實實地做水文試驗的勘察單位與勘察人有多少呢？

故事二中的樁基托換。托換技術在結構工程領域已是成熟技術，而用于地鐵工程則屬慧蛝獨具。但，是否值得城市的規劃者與管理者思考呢？如果地下空間規劃走在建設的前面，如果前期項目建設預先考慮地下空間的建設呢？筆者曾多次參加長沙軌道交通4號線下穿軌道 交通2號線運營線路的加固設計地、施工及監控分析論證，對此記憶尤其深刻。

故事三，海相軟土本來就是世界級難題。未雨綢繆，事在預先，陳院士和他的團隊三年磨一劍，很值得我們的技術工作者學習。唯有這樣，才能少走彎路。長沙軌道交通5號線一期工程側穿萬家麗快速化高架橋及側穿2號線一期工程車站，均是事在預先的典范，也是長沙軌道交通建設過程中值得一書的一筆重彩。

 “君子性非異也，善假于物也?！?/b>