郁郁蔥蔥的上海西郊賓館別墅區(qū)、管線密布的虹橋路……
如果地道從它們身下經(jīng)過，傳統(tǒng)的“開膛剖肚”顯然行不通。中環(huán)線北虹路下立交通道的設(shè)計(jì)人員采用管幕—箱涵推進(jìn)法，不僅成功解決了施工難題，還省下至少5000萬元資金。
管幕—箱涵推進(jìn)法在中國(guó)大陸還是首次應(yīng)用。它先用80根直徑97厘米的鋼管圍成一個(gè)口字型的管幕，水平推進(jìn)土里，再用千斤頂依次將8節(jié)混凝土箱涵推進(jìn)管幕里。由于箱涵是中空的，里面的土清空后，地道雛形就基本形成了。然而，困難同樣不少。管幕段長(zhǎng)126米，橫截面達(dá)273平方米，加之上海為飽和軟土地層，國(guó)際上無先例可循。有國(guó)外專家斷言，如果不花5000萬元先加固軟土，地道肯定造不成。
上海科研人員沒有灰心。為讓80根鋼管在推進(jìn)時(shí)保持隊(duì)形，他們?cè)诿扛摴荛g加上鎖口，使得管管相扣。每8根鋼管組成一組，前面裝一臺(tái)小型推進(jìn)機(jī)，開拓前方道路。配合采用激光誘導(dǎo)糾偏系統(tǒng)，以控制精度。科研人員還發(fā)現(xiàn)，推進(jìn)順序也有講究，先頂進(jìn)下排管幕，后頂進(jìn)兩側(cè)和上排管幕，更有利于減小上排管幕的變形和沉降。
因土質(zhì)松軟，中空的箱涵在地下推進(jìn)時(shí)，迎面一定會(huì)有大量泥土迅速涌入，極易導(dǎo)致方向失控。如果讓泥土的流速慢些，沖擊力就會(huì)變小，方向也容易控制。于是在箱涵的正前方，技術(shù)人員又加了一個(gè)網(wǎng)格，通過分流泥土，減緩流速，保持箱涵穩(wěn)步前進(jìn)。
把箱涵套進(jìn)管幕，兩者之間留有10厘米左右的空隙，箱涵周圍都被泥土包圍，摩擦力太大也會(huì)影響推進(jìn)。技術(shù)人員獨(dú)創(chuàng)一種由特種泥漿制成的潤(rùn)滑劑，箱涵一邊推進(jìn)，一邊將泥漿噴射在箱涵和泥土接觸的4個(gè)表面上。經(jīng)測(cè)算，注漿后的摩擦系數(shù)約為不注漿時(shí)的40％，起到了減阻潤(rùn)滑的作用。這一特種泥漿已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。
大斷面管幕—箱涵頂進(jìn)應(yīng)用技術(shù)是上海市科委重大工程項(xiàng)目，由上海中環(huán)建設(shè)發(fā)展有限公司、上海市第二市政工程有限公司、同濟(jì)大學(xué)和上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院共同承擔(dān)。據(jù)課題組負(fù)責(zé)人之一的同濟(jì)大學(xué)教授朱合華博士介紹，許多城市都需修建淺埋式大端面下立交通道，為避免破壞環(huán)境和影響居民生活，大多采用暗挖法施工。中環(huán)線北虹路下立交通道的成功實(shí)踐，對(duì)今后的地下空間建設(shè)有一定借鑒意義。