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望江驿·遇见 | 叶国强:从摆渡船到越江桥隧 超级工程打响上海制造
发布时间:2020-10-12 00:00:00      

大桥飞架、隧道穿越、地铁飞驰,浦江两岸往来成坦途,当年百万人次乘轮渡过江的场景只留在了记忆中。天堑变坦途的过程绝非一日之工,在广大工程建设者的奋战下,上海的越江工程不仅解决了过江难的问题,成为了浦江两岸的标志性设施,更是作为“上海制造”的名片蜚声中外。而作为经历这些工程的建设者,自然是倍感自豪。


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叶国强

上海市土木工程学会副理事长兼秘书长

上海隧道工程股份有限公司副总工程师


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主持人:在您的印象当中,以前过江难给浦江两岸的发展影响有多少?

叶国强:任何一个大的城市,必然会有母亲河,有了母亲河,城市的发展离不开水,但是任何事物有两面性,因为有水,城市的发展必然是不平衡的,肯定是一岸发展得快,另外一岸发展得慢。上海实际上也是这样。

为什么浦西先发展,浦东后发展?也就是说从开埠以来,实际上所有的发展是沿着长江口到黄浦江,到现在外滩,从这个地方一点点开始起来的,从这一块来说浦西的发展是必然的。因为上海发展不平衡,才会形成30年前国家决策开发开放浦东。所以说浦东开发开放造就了我们越江工程技术的发展,同时越江工程技术的发展也助推了浦东新区的发展。

在这个过程当中,我想大家可能都知道,一直到2000年以前,上海的过江都要收费的。2000年以后大家感觉到浦东浦西需要一体化,收费绝对是阻碍城市发展的,所以后来取消了。一取消收费,浦东的发展,在原来基础上更加腾飞了,所以也印证了一句老话,要致富先修路,在这边是体现得非常突出。


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建设中的南浦大桥


主持人:越江工程是如何借助浦东开发开放的机遇发展起来的?

叶国强:浦东浦西的联系,更早一点的是新中国成立以后,当时建了打浦路隧道,打浦路隧道浦东那边本身是一个上钢三厂,那时上海的工业发展还是依赖重工业,所以对这一块的过江是有需求的。

打浦路隧道立项是在1965年,工程叫651,1965年的一号工程。打浦路隧道,当时还是有很多问题的。当时我是住在浦东,从浦西到浦东,越江我们是亲身经历的。比如说那时它有一个坡度,大概是10%,还不算很陡,但当时的公交车进隧道,要爬坡能力强,都是柴油车。柴油车这个废气非常厉害,这样就对乘客来说,每次过江就仿佛是一次“修行”,特别是碰到堵车,在隧道里面人透不过气来。所以当时我觉得过江,是非常不容易的事情。

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打浦路隧道不仅是上海 也是中国的第一条越江隧道


主持人:我们越江设施的变迁经历了怎样的过程?

叶国强:一个是打浦路隧道,实际上从当时来说,我们最根本的越江交通工具是渡轮。但是随着内河航运就繁忙了以后,渡轮和正常的航道通行,是有冲突的。这也间接促成上海市政府要大干快上,把越江工程搞出来,后面就会引出来,1989年造南浦大桥,1991年造杨浦大桥。

1989-1990年,那时是上海第一波的建设高峰。当时主要的基础设施有三块,一是内环线,二就是越江工程,三是河流污水整治。

越江工程在建南浦大桥之前,已经做了一些技术储备,比如松江泖港的斜拉桥以及恒丰路跨铁路的立交桥,但这些桥的跨径比较小。真正以越江的程度来做的,南浦大桥是第一座,所以当时要建南浦大桥,还是比较慎重,因此在方案的准备过程当中,头脑风暴还是比较大的。

那么我们当时的中心思想,是要自力更生,通过中国人自己的能力,自己设计,自己施工。要如何做到这一点,光闭门造车是不行的。当时原来同济大学的老校长李国豪带了一个团队,利用加拿大安娜西斯的岛桥,其中也是一座斜拉桥,他们已经开建了,等于说是消化吸收国外的资料,就提出来了我们建造叠合梁的斜拉桥。

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南浦大桥不是上海第一座越江大桥 但是市区的第一座


主持人:为什么要采取斜拉桥这样的技术?

叶国强:在跨越黄浦江这个层面上来说,当时要想一跨越江要达到400米以上的跨径,梁桥是不现实的,拱桥当时也不现实。那么唯一就是用两种桥型,要么是斜拉桥,要么是悬殊桥。

斜拉桥是20世纪50年代发展起来的,工程界一致认为斜拉桥这个方案实际上是最合理的。问题是斜拉桥到底是做混凝土的,还是做钢的。相比较而言,混凝土的桥自重更重,它的跨越能力更小。钢结构轻一点,跨越能力更大。最后大家统一意见,结合两个的优点,做成叠合梁的斜拉桥。

首先我们解释什么是斜拉桥,其实它是梁桥的变种。正常的梁桥,一根梁,下面几个墩子,但是斜拉桥把桥墩取消了,通过斜拉的拉杆它形成一部分向上的力,这个力抵消掉了往下的力。按照现在来说,斜拉桥的径直跨越基本上是可以达到800米。

什么是叠合梁,有一个很好的比喻,叠合梁其实就像一个个箱子,是在现场浇捣的,等于说整个桥面是一个个箱子拼起来的,比如说一个箱子有8米左右, 100个箱子就是800米。这个箱子的侧面和底面,我们都是用钢结构的,但是箱子的盖子,我们用的是混凝土的,就是混凝土和下面的钢结合在一起,我们称它为叠合梁。它的优点就是把桥梁的自重降低了,同时钢材的消耗也可以适当的降低,在那个时候钢还是很宝贵的。

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南浦大桥实际上是一节节拼出来的


主持人:两座大桥的建成,您觉得它有怎样的意义?

叶国强:我刚才提到了上海第一波的建设高峰留下了很多的技术,为我们国家以后类似的工程,做出了表率。南浦和杨浦大桥先后就差了一年,在南浦大桥建设的过程当中,我们会去发现有很多值得改进的地方,于是马上落实到一年以后开建的杨浦大桥上。所以当时全国评选十佳桥梁的时候,工程局一致认为杨浦大桥是我们桥梁的典型代表。杨浦大桥1993年建成的,它当时是世界上跨径最大的,能够达到602米。在长江上面后续开建的很多桥梁,有相当一部分都是用的斜拉桥技术,也就是在上海的技术开发了以后,长江沿岸沿线结出了果,所以上海的越江工程是起到了领路人的作用。

第二个,我们桥梁里面还有一个拱桥,卢浦大桥,它建成是550米跨径,拱桥能够做到550米的跨径,当时也是世界第一。

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杨浦大桥的建成吸收了很多南浦大桥的经验


主持人:我们常说先桥后隧,之后隧道到底的建设是怎样的情况?

叶国强:到目前为止,外环线以内,上海已经实现的跟将要实现的有超过30座的越江工程,大桥就是4座,剩下的主要都是隧道。隧道表面上不光鲜,因为人家看到仅仅是一个入口和一个出口,但是从交通功能和城市发展来说,它是必须要做的。

隧道有好几种,一种是为了地铁用的,我们叫地铁隧道;还有一种是普通的交通隧道;第三个是管线要用的,有特殊用途的隧道,类似这些工程也为之后国内的发展提供了有益经验。从根本上也反映了,经济的发展必然是对基础设施建设有很大的需求。谁一早开始做了,谁就在全国有了一个领先和示范的作用。上海针对浦东开发开放进行一系列越江工程的建设,也是为我们国内类似工程开创了先河。

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延安东路隧道试通车 

数百名兴高采烈的浦东居民从陆家嘴挤上隧道专线“头班车”


主持人:建设隧道有哪些难点和挑战,我们又是如何把控的?

叶国强:50年代的时候,当时苏联专家到上海来看,说上海的地层就像豆腐一样,因为上海是一个软土地基,而且像浦东仅仅只有1000年的历史,它的地层是不稳定的。地层不稳定有土层的原因,也有地下水的原因,对50年代的工程界来说,上海的地下工程建设,一个普遍的说法就是等于在豆腐里打洞,基本上是不可能的,难度非常大。

然而上海人还是比较好胜的,具体在做的过程当中,我们第一条隧道用的是网格盾构,不是靠人来挖,是靠水力冲。当时我们通过增加水压,也就几十个网格,然后每个网格去冲,把泥土冲下来以后,里面掏空了,我们再一点掘进。

另外,我们做桥和地下工程有一个根本的区别,就是做桥梁,所有的材料,钢筋也好,混凝土也好,都是人造的材料,所以我在制造材料的过程当中,可以人为地控制材料的特性。在材料的使用过程当中,我是知道它情况的,但是地下工程的土层情况是不确定的。 

所以地下工程开工之前我们都要探孔的,但你不可能说在沿线所有地方都打孔,这不现实的,只能是选几个点把控。通过探孔我大概可以了解地层的情况,实际上怎么样还是吃不准的。 

对于桥梁,我们更多的控制就是力学,对于桥梁的计算过程当中有一个叫安全系数,我就放大,比如我明明100吨够了,我算的时候给它算到150吨甚至逾200吨,这样设计算好以后,基本上90%都能有安全保障的。

但做地下工程,我们更多的是关心土层的变化对我本身掘进的难度,设计以后可能还会有一些不确定的因素,地下工程可能有百分之五六十是不可控的,要通过在推进实施的过程当中,逐步地去了解,去适应,然后去管控。

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外环隧道建成时为亚洲规模最大的隧道


主持人:未来我们还有哪些桥隧工程可以期待吗?

叶国强:目前对上海来说,大规模的工程建设可以说是告一段落了。接下来上海要做的都是一些比较难的工程。

传统的有轨道交通,轨道交通现在还是要大发展的,上海规划的轨道交通可能有1000公里,目前实现不到700公里,我们还会有很多发展。但轨道交通肯定会越来越深,和其它工程的交叉也越来越多,以后工程的发展,不再体现在量的增加,更多体现它技术难度的增加。 

另外是深隧工程,以往上海一到暴雨季节,很容易出现成片积水。目前来说,我们也是引进了国外的经验,像日本东京,美国纽约这样的大城市,就是说把地面的水引到地下去,暴雨来的时候先储存到地下,等暴雨结束了,排放能力可以了,再把地下的水抽出来,抽到黄浦江和苏州河里。现在我们在苏州河沿线,我们做了一条深层隧道,10米直径的隧道,在地面下大概60米左右,与此同时可能我们还要做地下墙,要做到100多米,这样难度就很大了。

再一个现在张江又建了很多科学装置,其中一个是光源工程,是通过核的形式来形成这个粒子,然后把粒子加速去轰击。对我们来说,这个粒子要加速,它必须要有一个通路。那么在地底下40多米的地方,有几百米的一条笔直的隧道,然后在隧道里面,一方面要让例子可以通过,另外一方面旁边加装置让粒子能够加速,我们要做的就是弄成这样的一个空间,这个也是对我们是很大的挑战。就类似工程实际上是有很多,所以现在上海大规模的建设更多是朝高精尖的工程在发展了。

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上海光源工程的地下可以说是“藏龙卧虎”


主持人:对于30岁的浦东您有怎样的期待?

叶国强:上海现在是要形成长三角一体化,浦东还有很大的增长空间,相信随着临港的开发建设,浦东和上海其它区域也能并驾齐驱,为上海这个长三角龙头城市形成它的助力。

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