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深圳口述史|陈湘生:见证深圳地铁从无到有

2019-01-16   来源:深圳晚报   评论:0
摘要: 深圳地铁从无到有,陈湘生院士用自己的建设速度,推动了深圳发展的进程。

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陈湘生
1956年6月出生于湖南湘潭,研究员,博士,现任深圳地铁集团有限公司总工程师,著名地下工程、岩土工程、地层冻结和地铁工程专家,博士生导师、国务院政府特殊津贴获得者。完成包括国家科技攻关项目和国家自然科学基金项目在内的科研项目19项,完成工程项目37项。获国家科技进步奖二等奖两次、省部级科技进步奖7次、深圳市科技创新奖两次,1997年获第三届中国优秀青年科技创业奖。
2017年11月27日,当选中国工程院院士。
口述时间
2018年12月12日上午
口述地点
深圳地铁大厦
 
陈湘生:重塑城市,建世界最好的地下空间
2019年01月16日讯 几十年来,深圳地铁从无到有,用自己的建设速度,推动了深圳发展的进程。我有幸参与深圳地铁的建设,做了一些技术创新变革和推动行业进步的事情。
 
 
▲2007年,陈湘生在当时的建设部城市轨道交通安全质量检查会上。
 
壹 
深圳地铁在起步阶段面临许多难以想象的问题与挑战,建设压力非常大
 
投身地铁建设
我接触地铁工程是在上世纪90年代初。
那时,上海地铁在修建过程中因淤泥软土和地下水源问题常遇塌方,时任上海市地铁总工程师的刘建航院士十分焦急,四处寻找合适的施工方法,在英国Cementation公司首席专家的推荐下,刘建航院士找到了我。
此后一段时间,我参与了上海地铁的一些工程,掌握相关技术并解决了地铁建设中的许多技术难题,在业内产生了一定的影响。因此,原煤炭工业部把我列为干部的重点培养对象,后来任命我为煤炭科学研究总院副总工程师兼总院股改办主任,组建上市公司天地科技。
但我清楚地知道自己的性格不适合做行政,技术才是我的归宿。常言道,四十不惑,站在人生的十字路口,我明确了下一个方向——地铁工程。
2001年年初,我来到深圳市地铁有限公司,参与深圳地铁建设,我清晰地记得,我的员工编号是218号。
 
建设初期困难重重
我刚来到深圳时,深圳地铁一期工程有几个实验站点已经完成,但还没有正式开工建设地铁线路。
此前,深圳地铁已经做了长久的前期筹备工作。从1992年底开始进行地铁工程预可行性研究,到1998年深圳市地铁有限公司正式注册成立,再到1999年国家批准《深圳地铁一期工程可行性研究报告》,同时批准深圳地铁开工建设,深圳地铁正式进入了如火如荼的建设之中。当时深圳市委市政府高度重视深圳地铁一期工程,并为此专门建立了深圳市地铁工程建设指挥部。
但是建设初期总是困难重重。
困难主要集中在两方面。一是地层太过复杂,著名的工程力学家孙钧院士曾经这样形容深圳的地层:在时空上随时突变、不可预见。二是相关工程管理经验的缺乏,地铁一期工程基本是摸着石头过河。
那时候地铁施工队伍有一些是从其他城市来的,有一些原本从事铁路或其他工程施工,但即便是本地的施工单位,对深圳的土壤环境和地铁施工要求也不甚了解。所以大到环境、安全的标准,小到泥土车的要求,都要适应。
设计单位对深圳地层也不熟悉,造成不少设计方案不合实际,甚至在实施过程中突然需要修改,要重新走审批流程,费时又费钱,但是工程进度等不了审批程序,纳税人的钱也经不起折腾。我们当时就边开会边施工,但凡有什么问题,领导、专家、所有技术人员、施工单位、监理单位、设计单位直接全部压到现场,就地解决问题。
 
施工难度和紧迫程度让人毕生难忘
2004年12月28日,是深圳地铁一期工程通车试运营的日期,所有工期都必须在这天之前完成。虽然一共只有两条线路27公里,但施工的困难和紧迫程度让人毕生难忘。
2002年底左右,当时地铁1号线挖掘到广深铁路附近时,突遇湍急的地下水,工程随时会遭遇塌方,而且地下水酸性极强,工人下去一会儿,手脚、靴子就都被酸脱了皮,完全无法施工。
当时我们先用水泥注浆,但是依旧水流如注。后来用我在北京建井研究所掌握的地层冻结法,但是只能冻住地层上方,下方快速流动的水不断带走冷量,想尽办法都冻不住。
工期迫在眉睫,内部讨论很激烈,最后算了算,还是冻结法便宜,就决定再用冻结法试一试。
后来我们在水流的上游打了几个井,用泵抽水排水,减少下流水量,两头作业,慢慢冻住地层开挖。
除了水,石头、流沙、淤泥等各种情况时有遇到。当时常遇到三四米厚的石头,盾构机根本推不动,只能从地面打洞,用风炮砸碎石头取出。一开始按照施工标准是百米一个勘察洞,但根本无法满足实际情况,后来改为50米,再后来申请10米打一洞,如此折腾。
就这样一个个解决了当时“卡脖子”的施工难题,但日渐逼近的截止日期还一直牢牢悬在我们头上。
一开始地铁一期工程1号线的站点只到侨城东站,土建施工进行一年半之后,突然要求增加世界之窗和华侨城两个站,这两个站比前面13个站少一年半的施工时间,但是要同时建成开通,并且验收标准完全一致!
为了抢工期,哪里能施工我们就往哪里赶,领导和我们都睡在施工现场,保质保量。24小时连续施工,通宵大战100天、大战半年时常发生,就这样完成了任务。
2004年12月28日地铁开通当天,天公并不“作美”,遇上了气温大幅度下降,最低时是3℃。但是这并没有浇灭市民的热情之火,那天成千上万的人等在地铁站口,等着体验坐地铁的滋味。
 

▲2015年3月30日下午,陈湘生(中)率队检查深圳地铁7号线工地。
 
这解决的不仅是钱的问题,更是配合国家战略的问题,我们做技术的人不去琢磨,那谁来做呢?这是职业良知与社会责任
 
技术突破临难不惧
地下地层复杂施工难,地上的问题也“毫不逊色”。
深圳地铁在建设过程中会遇到很多建筑物,在复杂的地层结构中,既要建设地铁,又要保障上方建筑物的安全,不仅是中国难题,更是世界难题。在所有参建者的共同努力下,我们完成了前所未有的富有挑战性的技术难题。
那时地铁一期工程国贸、老街和大剧院站区间隧道线路从华中酒店、百货广场、广深铁路桥、人民桥等四座建筑物下穿过,需要对阻碍地铁隧道通过的桩基进行托换。经过对8个方案的综合评选,我们最终采用浅埋暗挖法重叠隧道方案,在此之前国内外都没有类似的施工先例,施工成败直接关系到人民生命和财产安全。
当时国外已实施的桩基托换最大吨位仅为585吨,后来我们在百货大楼下实施截断的单桩最大托换轴力达到了1890吨。但是我们做成了这项实施难度极大的工程,也因此奠定了我国地铁建设史上桩基托换技术的基础,获得了国家科技进步奖二等奖。
再后来,我们完成了上百次下穿高铁线路、办公楼宇、隧道水库工程,很多在全国都是首次,许多专家都觉得不可思议,都认为是创造了历史。
深圳敢于担当、敢于创新的精神创造了这样的奇迹,解决了地铁线位与繁华商业城区建筑物间的矛盾,为城市地铁选线提供了更广阔的空间。否则在深圳这样特殊的地理条件中,只能通过更改路线解决问题,如此不但会浪费地下空间,也会导致居民出行不便。
 
释放土地资源
另一项技术革新在前海。
根据相关规定,地铁线路周边有一定面积的安全保护区,在这个面积内不允许有任何建筑,如此一来,地铁建设完成后,前海将有三分之一的土地空间被浪费。
当时,很多企业竞拍得到了前海的土地,但是地铁线路已经规划好,企业一看盖不了楼,就不干了,要退地退钱。地铁虽然方便了市民出行,却割裂了城市地面空间,影响了前海的发展。
这不仅是钱的事,更关乎国家的战略问题,做技术的人必须担起责任,站在深圳的全局发展上看待问题、解决问题。
当时地铁下穿建筑物技术问题已经解决,我们就逆向思维,让建筑上跨地铁。
在领导和各个单位的支持下,我们花了六七年时间试验摸索,最终创立了跨地铁运营隧道地下空间综合施工技术。该技术可以让我们在地铁隧道上方,挖两到三个地下室,有效隔断震动对上层建筑带来的影响。
这项技术突破了国内外的各项规范,当时恐怕没有任何一家地铁公司敢这么做。
但它成功解决了地铁安全保护区空间资源利用的重大技术难题,为前海释放了将近24万平方米的土地面积,为其建设奠定了关键基础,同样也为土地资源稀缺的深圳找到修地铁的“最优解”。
 

▲2017年12月1日,时任中国工程院院长周济给陈湘生(左一)颁发中国工程院院士证书。
 
地铁不仅是交通工具,更是重塑城市空间的良好载体和工具,建地铁就是建城市
 
做世界最好的地下空间
深圳地铁建设到现在已经走过了18个年头,我们见证了城市轨道交通从无到有、从有到优、从优到强的发展历程,不论是施工技术,还是工程管理上都有了长足的进步。遇到问题,也有了成熟的应对方式。
今天,深圳地铁每公里地下空间的接驳面积、地下空间开发体量都位居全国之首。
未来,深圳中心城区地下空间将互联互通,我们可以通过大数据,综合轨道交通网、城市土地需求和市民的需求,将城市建设和地下空间规划良好结合起来,建效能最大化的城市轨道交通。
这方面的探索,深圳目前做得很成功,连城新天地、华强北枢纽是效能最大化的典范,除了带动就业外,还极大地满足了广大市民和旅游者的需求。当时,华强北封路三年,阵痛期后,形成了华强北现在的地下空间;连城新天地全长1.5公里,贯穿多站厅、连接多个楼宇和下沉广场,2017年荣获了中国第一条“中国城轨交通商业示范街”称号。
2018年年初,在深圳市委市政府的要求下,由我担任院长,深圳大学成立了未来地下城市研究院,研究院的工作将围绕城市地下空间大规模综合利用中的规划、设计、施工和运维等系统性问题展开。
将来地下空间的构想会更多,比如以福田站及周边7个换乘站为纽带,将会展中心、市民中心和莲花山全部贯通,包含购物中心、交通枢纽、公共空间、步行街,地下物流、智慧型的立体地下车库、防灾系统、智慧的地下管理体系等,做成世界最好的地下空间,同时创造更优美的地面环境。深圳将成为一个更加清洁、智能、绿色的立体城市。
 
为城市未来发展继续创新
深圳的城市空间布局和发展不仅仅是提升自身,更要借助粤港澳大湾区的东风,服务于国家宏观发展战略。目前在航空与高铁之间还缺少弥补的交通,各方面技术已经基本具备,我们要在交通模式这方面,有更多的创新,缩短城市间的时空距离。
效能最大化地开发地下空间,拓展城市的战略新空间,已经成为城市发展的未来方向。当这些构想被一一呈现时,会改变一座城市的形态和走向。
我们遇到了一个绝佳的时代,这个时代赋予了我们好的机遇。过去,正值国家基础设施大发展之际,我们投身于重大基础设施建设,遇到了特别多的难题,虽然艰辛,但是个人在这个过程中认识了很多优秀的前辈,秉承了把事做好的原则。
2017年,我有幸当选了中国工程院院士。从2007年开始申报,十年时间,议论和困难皆有,但是在团队的支持下,我一直坚持了下来,因为我成长于深圳这片沃土,如果成长得不好,愧对深圳对我的包容。
在院士颁证仪式上,时任中国工程院院长周济说了三点要求:一是要主动发挥创新引领作用,为实施创新驱动发展战略勇挑重担、建功立业;二是要深入开展工程科技战略研究,服务国家高端智库建设;三是要弘扬科学精神,积极践行社会主义核心价值观。
这三条我始终牢记,我的追求就是和团队一起为市民们提供一点生活上的方便,开启深圳地铁再出发、再创业、再突破、再提升、再跨越的新征途。

 
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