毕湘利：探寻轨道交通隧道结构的安全韧性

上海的轨道交通隧道每日承载着庞大的客流运输，不仅是城市交通体系的关键支撑，更是 “上海智慧” 的象征，展现着这座城市在基础设施建设领域的卓越成就与非凡实力。每一处细节都凝聚着建设者们的心血与智慧，彰显着上海轨道交通隧道结构那令人赞叹的安全韧性。此次对话协会会长、轨道交通领域专家毕湘利，跟随他的思路探寻轨道交通隧道结构的安全韧性。

毕湘利：上海地铁已经运营30年，30年的时间其实是走过了西方地铁发展的百年历程。1863年，伦敦第一条地铁开通运营，到现在已经160年了，而上海仅用30年的时间，运营规模就已经超过了800公里，目前占公交市场的比重超过了四分之三。

时至现在，按照上海市政府要求，上海地铁已经从重视线路数量的增长，转变为重视质量的提升。质量提升是什么？我理解就是长期运营安全质量的提升。我们的隧道结构安全，事实上是长期运营安全的一个薄弱环节，如何保证我们这个隧道结构的百年可维护，这是一个很重大的课题。

Q2：在重视质量提升的背景下，为实现隧道结构安全百年可维护，工程技术方面做了哪些迭代升级？

毕湘利：比如，曾经在上海地铁建设的初期，隧道设计是根据列车3米车宽的限界，采用了5.5m的内径。但到十二·五末的时候，做了一定的调整和完善：一方面是新的规范要求隧道内须设置侧向的疏散平台，另一方面也更多地考虑到隧道的可维护性，建议把这个隧道内径扩大40cm，从5.5m改到5.9m，为未来这个隧道的可维护提供了一定的空间。

Q3：隧道建设的安全性和长久性是地铁运维的核心命题之一。我们是否在尝试更多技术突破，以提升城市轨道交通安全韧性的乘数效应？ 

毕湘利：刚才讲到的一个就是隧道内径的扩大，为未来预留可维护的空间。另外，我们正在做一件事情，就是从十三·五末，在建设轨道交通18号线的时候，管片的接头做了一个新的尝试：把传统的螺栓连接改成了榫卯连接，采用凹凸结合的连接方式，将管片紧密拼插在一起，这种方式叫作快速接头。因为隧道管片最大的薄弱点实际上就是接头部位，接头的钢度与强度是决定着隧道寿命的关键因素。经过计算，我们每公里的隧道接头长度实际上是隧道长度的20倍多。所以如何将接头的薄弱点处理好，在我看来是这个行业应该共同考虑的问题。

▲管片接头采用榫卯结构连接

快速接头这个方式带来的最大变化就是对施工精度的要求的提高。要求施工过程中，盾构的纠偏不能累积，要实时、毫米级的纠偏。通过轨道交通18号线试验段的成果，隧道成形质量比原来螺栓接头方式提高了一个数量级，基本可以消除原来盾构隧道中例如错台、渗漏水等一些常见的病害。所以考虑到这一点，在十四·五这一轮建设中，大概有差不多三分之一的隧道采用了快速接头的设计。

▲轨道交通18号线管片拼装现场

当然，快速接头工艺在轨道交通18号线试点时也遇到了很多困难。对于管片制作，包括快速接头在管片上的定位精度以及管片拼装的精度，我们都提出了相应的标准，这些标准与原来螺栓连接的管片要求是不一样的。从管片制作加工精度、施工控制的精度与纠偏的频率，再到现场施工的要求，传统的人工操作就比较难实现，要依赖智能装备。

Q4：数字化是现在各行各业的新趋势，对于土木工程行业，特别是轨道交通行业带来了哪些新的契机？上海地铁应该如何把握？

毕湘利：随着数字化在土木工程领域的应用，这是个机会。什么机会呢？就是我们正在跟相关的施工单位一起研发智能盾构、数字化盾构。类似于全自动驾驶列车，这种盾构机能够在推进过程中实现控制轴线纠偏、拼装管片、同步注浆以及盾尾的油脂等系统的协同运作。

经过与相关单位共同试验，我们认为在技术上是可行的，只要对盾构设备做相应的改造，就可以实现预期目标——把原来由人工控制盾构的推进，改为自动化控制，我们将其称为自适应推进的盾构。这是一个很大的进步，可以确保新的管片接头形式的施工质量。这是土木工程领域里应该共同思考、共同关心、共同推进的一件事情。特别是在智能盾构这方面，上海地铁想在行业里先走一步，做一些试点。

▲自适应推进的盾构

Q5：智能装备的快速发展，为隧道结构安全提供了更多保障，未来的发展前景和推广方向您觉得会在哪里？ 

毕湘利：所谓的自适应推进，是基于自动测量、自动感知基础上的自动推进。在此基础上，辅以自动化拼装，就叫作推拼同步。我们目前已经具备了推广这一技术的条件了，因为这个对盾构的改进、改装并不大，但是它解决了几个问题：一是因为有了自动化的推进，为自动化拼装也创造了条件，两者是相辅相成的；二是提高了盾构的施工效率，更多的是提高了盾构施工的机械化、自动化和智能化的水平，最终的目标是提高了整个盾构管片的成型质量。

这样一来，盾构隧道结构的安全就得到了保障，就进一步保障了地铁的运营安全，那么我们前面说的地铁隧道的百年可维护就能得以实现。

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