上海的軌道交通隧道每日承載著龐大的客流運(yùn)輸，不僅是城市交通體系的關(guān)鍵支撐，更是 “上海智慧” 的象征，展現(xiàn)著這座城市在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的卓越成就與非凡實(shí)力。每一處細(xì)節(jié)都凝聚著建設(shè)者們的心血與智慧，彰顯著上海軌道交通隧道結(jié)構(gòu)那令人贊嘆的安全韌性。此次對(duì)話協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、軌道交通領(lǐng)域?qū)＜耶呄胬S他的思路探尋軌道交通隧道結(jié)構(gòu)的安全韌性。

畢湘利：上海地鐵已經(jīng)運(yùn)營(yíng)30年，30年的時(shí)間其實(shí)是走過(guò)了西方地鐵發(fā)展的百年歷程。1863年，倫敦第一條地鐵開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，到現(xiàn)在已經(jīng)160年了，而上海僅用30年的時(shí)間，運(yùn)營(yíng)規(guī)模就已經(jīng)超過(guò)了800公里，目前占公交市場(chǎng)的比重超過(guò)了四分之三。

時(shí)至現(xiàn)在，按照上海市政府要求，上海地鐵已經(jīng)從重視線路數(shù)量的增長(zhǎng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾曎|(zhì)量的提升。質(zhì)量提升是什么？我理解就是長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)安全質(zhì)量的提升。我們的隧道結(jié)構(gòu)安全，事實(shí)上是長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)安全的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，如何保證我們這個(gè)隧道結(jié)構(gòu)的百年可維護(hù)，這是一個(gè)很重大的課題。

Q2：在重視質(zhì)量提升的背景下，為實(shí)現(xiàn)隧道結(jié)構(gòu)安全百年可維護(hù)，工程技術(shù)方面做了哪些迭代升級(jí)？

畢湘利：比如，曾經(jīng)在上海地鐵建設(shè)的初期，隧道設(shè)計(jì)是根據(jù)列車(chē)3米車(chē)寬的限界，采用了5.5m的內(nèi)徑。但到十二·五末的時(shí)候，做了一定的調(diào)整和完善：一方面是新的規(guī)范要求隧道內(nèi)須設(shè)置側(cè)向的疏散平臺(tái)，另一方面也更多地考慮到隧道的可維護(hù)性，建議把這個(gè)隧道內(nèi)徑擴(kuò)大40cm，從5.5m改到5.9m，為未來(lái)這個(gè)隧道的可維護(hù)提供了一定的空間。

Q3：隧道建設(shè)的安全性和長(zhǎng)久性是地鐵運(yùn)維的核心命題之一。我們是否在嘗試更多技術(shù)突破，以提升城市軌道交通安全韌性的乘數(shù)效應(yīng)？

畢湘利：剛才講到的一個(gè)就是隧道內(nèi)徑的擴(kuò)大，為未來(lái)預(yù)留可維護(hù)的空間。另外，我們正在做一件事情，就是從十三·五末，在建設(shè)軌道交通18號(hào)線的時(shí)候，管片的接頭做了一個(gè)新的嘗試：把傳統(tǒng)的螺栓連接改成了榫卯連接，采用凹凸結(jié)合的連接方式，將管片緊密拼插在一起，這種方式叫作快速接頭。因?yàn)樗淼拦芷畲蟮谋∪觞c(diǎn)實(shí)際上就是接頭部位，接頭的鋼度與強(qiáng)度是決定著隧道壽命的關(guān)鍵因素。經(jīng)過(guò)計(jì)算，我們每公里的隧道接頭長(zhǎng)度實(shí)際上是隧道長(zhǎng)度的20倍多。所以如何將接頭的薄弱點(diǎn)處理好，在我看來(lái)是這個(gè)行業(yè)應(yīng)該共同考慮的問(wèn)題。

▲管片接頭采用榫卯結(jié)構(gòu)連接

快速接頭這個(gè)方式帶來(lái)的最大變化就是對(duì)施工精度的要求的提高。要求施工過(guò)程中，盾構(gòu)的糾偏不能累積，要實(shí)時(shí)、毫米級(jí)的糾偏。通過(guò)軌道交通18號(hào)線試驗(yàn)段的成果，隧道成形質(zhì)量比原來(lái)螺栓接頭方式提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，基本可以消除原來(lái)盾構(gòu)隧道中例如錯(cuò)臺(tái)、滲漏水等一些常見(jiàn)的病害。所以考慮到這一點(diǎn)，在十四·五這一輪建設(shè)中，大概有差不多三分之一的隧道采用了快速接頭的設(shè)計(jì)。

▲軌道交通18號(hào)線管片拼裝現(xiàn)場(chǎng)

當(dāng)然，快速接頭工藝在軌道交通18號(hào)線試點(diǎn)時(shí)也遇到了很多困難。對(duì)于管片制作，包括快速接頭在管片上的定位精度以及管片拼裝的精度，我們都提出了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)與原來(lái)螺栓連接的管片要求是不一樣的。從管片制作加工精度、施工控制的精度與糾偏的頻率，再到現(xiàn)場(chǎng)施工的要求，傳統(tǒng)的人工操作就比較難實(shí)現(xiàn)，要依賴(lài)智能裝備。

Q4：數(shù)字化是現(xiàn)在各行各業(yè)的新趨勢(shì)，對(duì)于土木工程行業(yè)，特別是軌道交通行業(yè)帶來(lái)了哪些新的契機(jī)？上海地鐵應(yīng)該如何把握？

畢湘利：隨著數(shù)字化在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用，這是個(gè)機(jī)會(huì)。什么機(jī)會(huì)呢？就是我們正在跟相關(guān)的施工單位一起研發(fā)智能盾構(gòu)、數(shù)字化盾構(gòu)。類(lèi)似于全自動(dòng)駕駛列車(chē)，這種盾構(gòu)機(jī)能夠在推進(jìn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)控制軸線糾偏、拼裝管片、同步注漿以及盾尾的油脂等系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作。

經(jīng)過(guò)與相關(guān)單位共同試驗(yàn)，我們認(rèn)為在技術(shù)上是可行的，只要對(duì)盾構(gòu)設(shè)備做相應(yīng)的改造，就可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)——把原來(lái)由人工控制盾構(gòu)的推進(jìn)，改為自動(dòng)化控制，我們將其稱(chēng)為自適應(yīng)推進(jìn)的盾構(gòu)。這是一個(gè)很大的進(jìn)步，可以確保新的管片接頭形式的施工質(zhì)量。這是土木工程領(lǐng)域里應(yīng)該共同思考、共同關(guān)心、共同推進(jìn)的一件事情。特別是在智能盾構(gòu)這方面，上海地鐵想在行業(yè)里先走一步，做一些試點(diǎn)。

▲自適應(yīng)推進(jìn)的盾構(gòu)

Q5：智能裝備的快速發(fā)展，為隧道結(jié)構(gòu)安全提供了更多保障，未來(lái)的發(fā)展前景和推廣方向您覺(jué)得會(huì)在哪里？

畢湘利：所謂的自適應(yīng)推進(jìn)，是基于自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)感知基礎(chǔ)上的自動(dòng)推進(jìn)。在此基礎(chǔ)上，輔以自動(dòng)化拼裝，就叫作推拼同步。我們目前已經(jīng)具備了推廣這一技術(shù)的條件了，因?yàn)檫@個(gè)對(duì)盾構(gòu)的改進(jìn)、改裝并不大，但是它解決了幾個(gè)問(wèn)題：一是因?yàn)橛辛俗詣?dòng)化的推進(jìn)，為自動(dòng)化拼裝也創(chuàng)造了條件，兩者是相輔相成的；二是提高了盾構(gòu)的施工效率，更多的是提高了盾構(gòu)施工的機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化的水平，最終的目標(biāo)是提高了整個(gè)盾構(gòu)管片的成型質(zhì)量。

這樣一來(lái)，盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的安全就得到了保障，就進(jìn)一步保障了地鐵的運(yùn)營(yíng)安全，那么我們前面說(shuō)的地鐵隧道的百年可維護(hù)就能得以實(shí)現(xiàn)。

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