浦东-塘桥-塘桥实验,过江隧道
关于上海地铁走过最早的路,我在介绍徐汇区衡山公园以及漕宝路的时候已经讲过了,这里就不再大费周章重新写了,而在浦东塘桥进行的塘桥实验则是这段旅程中很重要的的一块拼图。
文章开始前我先简单解释一下衡山公园、漕宝路以及塘桥三个地点之间的关系,最通俗的解释便是塘桥实验室在证明在上海这一含水量极大的地区能否在地下开挖隧道,而漕宝路在证明挖好的隧道采用什么样的一种方式才可以将其支撑起来,而衡山公园则证明以及尝试如何在含水土质中建设车站,三个实验地点分工明确,都是上海地铁中十分重要的一个丰碑。

1960年代,苏联专家在上海实地勘测后说:想要在上海这样地质疏松的软土层造地铁,就像在豆腐里打洞,是一件不可能完成的任务。上海地处长江三角洲前缘,为河口冲积平原,土质松软且饱含水分,上海土质最大的问题,是容易滑坡与塌方:“上海的土,往下挖一两米就挖出水了。但是造地铁往往要深挖十几到二十米,周围全都是水,而且土体的承载能力很差,容易发生变形。面对困难,上海地铁工作者们没有放弃,而是选择迎难而上,此时的地铁工作者并没有听信苏联专家的只言片语,而选择用实验的方式来给予证明,而这种历史使命最终选择在了浦东塘桥,也就是标题所说的“塘桥实验”。
1962年,上海第一次规模较大的盾构法隧道试验工程开始,首期试验于1962~1963年在塘桥进行,其中有沉井施工、降水试验、钢筋混凝土管片制作和采用一台直径4160mm的网格挤压式盾构在覆土4m和12m的不同条件下进行隧道掘进试验等。试验收集了大量的数据,并进行理论分析,为在上海地区采用盾构法施工提供了初步实验经验。
1963年4月~1965年11月,在塘桥地铁工作者用直径4.2m盾构进行地下浅、深层隧道推进的综合试验。试验证明:在上海饱和含水软土地层内,用盾构法推进、预制装配式钢筋混凝土管片作衬砌结构建造隧道,技术上可行。
1965年,由上海隧道工程设计院设计、江南造船厂制造的2台直径5.8m的网格挤压型盾构掘进机,在塘桥开始使用,盾构机掘进了2条地铁区间试验隧道,掘进总长度1200m。盾构隧道施工成功地穿越了建构筑物,控制了地面沉降。试验探索出了盾构施工对地面沉降的因素及沉降规律,特别是对盾构穿越建筑物,控制沉降的技术措施有了进一步的掌握,为地铁区间隧道施工积累了宝贵经验,也宣告了塘桥实验取得了完美成功,也证实了在上海修建地铁是完全可行的,塘桥实验获得的相关数据也为之后的“60地铁试验工程”的成功奠定了基础,此后塘桥实验基的设备被搬出,基地被掩埋。
塘桥其实作为一个地铁车站来说,可以说它没有任何特点,他就是地铁3号线中一座再普通不过的车站,周边也没有什么大型的商业区,我们如今可以平静的诉说这些历史故事以及实验数据,但是在半个世纪前的地铁工作者们面对的则是完全未知的领域,在塘桥的地下,没有人知道会发生什么,甚至头顶的土地随时都有坍塌的风险,那时的地铁工作者都是抱着牺牲的决心在日以继夜的工作,如今的塘桥地铁站显然没有了上述故事的任何痕迹,而塘桥站则变成了地铁4号线的一个站被永远的留存在了上海地铁网中,我更愿意相信这座地铁站的命名中暗藏着上海地铁对于这一段历史的尊重。

在2003年塘桥的过江隧道段的建设过程中出现了一个事故,这个事故是上海地铁建设史中最重大的一次事故。2003年7月1日,地铁4号线塘桥站—南浦大桥站区间的中间风井位置突然发生透水涌沙事故,35m深的联络通道冻结壁出现缺口,高压力地下水和流砂通过缺口涌向已贯通的两条隧道内,地层水土急速流失,隧道塌陷破裂,地表进而发生大范围沉陷,建、构筑物倾斜、倒塌,在那时地铁南浦大桥站周边的几个建筑甚至被“连根拔起”。当险情遏止后,抢险工作立即转入工程修复阶段。隧道失水塌陷的时间在世界上已发生过,这并不是先例,这种情况往往是废弃线路,重挖一条新的轨道,但是当时的地铁工作者做出了一个世界先例的举动——恢复受损的隧道,这一选择在世界地铁隧道施工历史中没有先例。
除了成本因素,周边环境均受影响,西边的南浦大桥上匝道要被拆除,南边的临江大厦存在更大沉降危险,黄浦江主航道的通航也将受到影响。经过三次大规模钻探研究,最后确定了290米长修复范围:向南至临江大厦地下墙,向东深入江中60米,向西紧临南浦大桥上匝道。这项修复工作持续了4年,在修复过程中地铁建设者们也积累了很多的经验,克服了众多的世界难题,4号线最终在2007年7月9日地铁4号线的修复工程圆满完成并通过验收,四号线形成环线贯通,随后便进入了设备调试阶段。随后在2007年年底4号线正式的验收运营。
如今在地铁南浦大桥站站厅有一幅壁画,其名为:历史定格——盾。这是一座巨型的紫砂壁画配以2个变形的圆环,构成一个“V”字型,向人们讲述了该站前方的董家渡段2003年发生的渗水事故以及后来原地修复的艰难过程。

好的,关于浦东的章节我们就讲到这里,其实笔者在这段时间中其实很忙,以至于文章的内容出现了一定质量的下降,希望大家可以理解。截止到这一章,上海市区我想为大家介绍的旧已经介绍完了。在之后的章节中,我们就要去到上海的郊区了,去看一下在上海的郊区中有哪些值得我们去了解的点吧。
本文初稿完成与2023.6.16
参考文献:
[1] 梁万权.上海建设大事记[J].上海建设科技,2004(05):70.
[2] https://www.163.com/dy/article/I5MGHGMV0514BTST.html
[3]https://www.bilibili.com/video/BV1YY411t7gK/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=c337bb965cd645e6e2036a24d67cf07a
[4]https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%8A%E6%B5%B7%E5%9C%B0%E9%93%814%E5%8F%B7%E7%BA%BF/6310090?fr=aladdin
[5] http://beauty.extbrand.com/news/22591/
[6] https://zhuanlan.zhihu.com/p/477822670
[7] https://tieba.baidu.com/p/399404939