蛋糕裡打孔
從地質角度而言,東北地區的天然條件並不利於地鐵工程:在寒冷的氣候下,特別是冬季,凍土由於水的凍結和冰體的增長,引起土體膨脹和地表不均勻隆起,極易導致不均勻沉降。
這並不意味著東北的城市必然放棄地鐵,但毫無疑問,充分勘察、摸清地質情況並為地鐵施工提供重要參數是非常必要的。這不僅有助於降低建設成本,也能降低安全風險。
然而,高頻率的塌陷事故甚至導致人員傷亡,證實了城市管理者對地質環境的特殊性與複雜性了解得並不充分。
不少地鐵在建的城市,在勘察設計上存在的通病是對地質風險評價分析不充分,涉及的具體鑽探和試驗工作量不足,未結合工程實際開展周邊環境調查。一些工程的設計文件也沒有按照規定提出工程監測要求和監測控制標準,對工程重點部位和環節的設計處理不完善,對工程風險考慮不足。
記者了解到,哈爾濱等城市的部分工程標段,其鑽探原始記錄沒有初見水位等內容,不符合相應規範要求之處比比皆是。事實上,這些問題在國內20多個地鐵在建城市均存在。
西安是最讓地質學界頭疼的城市,其地面塌陷和地裂多發,在這樣的地質條件下,建設地鐵風險比一般地區都高。但記者獲得的一份文件顯示,西安的一個地鐵項目,施工圖與設計文件沒有明確工程周邊的環境監測以及沉降控制等要求。這將導致無論在地鐵建設期還是未來的運營期,進入這段地鐵隧道的人都面臨著高風險。
哈爾濱地鐵規劃沿線分布著嚴重的挖空區,在這種區域施工,襯砌的及時與到位是十分關鍵的環節。必須充分考慮到荷載的複雜情況,包括路面上周邊商業街、建築物的靜荷載,以及準確預計路面上交通流量的動荷載。為防止圍岩變形或坍塌,需要沿隧道洞身周邊用鋼筋混凝土等材料修建永久性支護結構,即襯砌。
“這些內容的關鍵注意事項,都應該在地質構造報告中體現出來,在建設過程中明確列出,如果這些問題被忽視,很容易造成重大事故,甚至會影響到未來的運營行車安全。” 哈爾濱一位地下工程專家表示。
住建部督查組在去年就發出警告:哈爾濱地鐵1號線標段工程的設計荷載,地面車輛荷載取值20千帕,應落實是否符合該道路的允許車輛噸位。
這一警告顯然未能引起哈爾濱地鐵方的切實關注,以至今年8月發生塌陷,所幸其時未有車輛通過。
地質學界普遍認為,並非每個城市的地質環境都適宜建設地鐵。比如,上海、杭州、武漢等從地質條件而言,建地鐵就非最優選擇。
長江三角洲、江漢平原以及沿海等地,是大量混合粉細沙、純黏土、沙岩等多地表沉降的地區。如杭州多處屬於淤泥質黏土,含水層流失性強。2008年11月,一場罕見的持續性降雨使杭州地底沙土的流動性加大,15日15時左右,地鐵1號線蕭山湘湖站工段施工工地突然坍塌,多名毫無防備的施工人員被困於地下長約100米的塌陷區內,正在路面行駛的多輛車也陷入這一深坑。
不均勻沉降是中國地鐵的特有問題。住建部高級建築師、中國工程院院士周幹峙經多年考察發現,其他地鐵發達國家沒有此類經驗,“他們是在硬質岩石裡打洞,而我們是在蛋糕裡打孔”。
大多數沉降事故都是由於對前期地質風險評價分析不足甚至錯誤所致。2007年3月28日,在北京地鐵10號線蘇州街站,22米深地下突然塌方,六名作業人員被重物掩埋、砸壓,最終死亡。事後,北京市建設工程質量第二檢測所鑒定發現:事故發生地的地質環境與原有的地質勘查報告根本就不一致。
地鐵結構發生沉降和變形後,還容易引起“並發症”——隧道滲漏水,從而進一步誘發或加劇地面不均勻沉降,其更嚴重的後果是:一旦相鄰軌道的下沉高度產生差別,就可能引發軌道變形,當變形超過一定限度後,軌道甚至會突然斷裂,如此時恰好有列車駛過,就會釀成災難性後果。
上海已運營的地鐵正面臨著“不均勻沉降的世界性難題”。2012年春節期間,通車不到六年的上海地鐵4號線海倫路站實施封站大修,原因就是處於高架與隧道交接的“引橋”部位發生不均勻沉降。為了托起海倫路站的“引橋”部分,地鐵工務公司不得不在此區段打下60根水泥樁,每根重達20噸,用來穩固整個引導段結構。
為了及時監測不均勻沉降,目前上海在11條已運行地鐵線路中,布設了超過20萬個監測點,部分高危車站的監測點處於實時監測的狀態。每天地鐵停運之後的凌晨1點鐘左右,一支應對沉降問題的專門隊伍跳下長長的隧道,對現有隧道外部的土層進行水泥注漿加固。
“這好像一個身體不好的人,吃藥可能有用,但不可能比原來健康。”多次參與地鐵施工的原上海城建集團總工程師白雲稱,這些修補措施作用有限。
上海軌道交通維護保障中心總工程師王如路也坦陳,隨著地鐵運營時間的增加,滲漏水的現象會越來越多,注漿、加固等措施只是將隧道狀態維持在當前水平,避免狀況惡化。
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