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《地铁Metro》

2016-11-10杨天亮林金鑫

中学科技 2016年9期
关键词:监护土层事故

杨天亮+林金鑫

关于地铁的电影不少,但大多只是以地铁为舞台,主角们在其中相遇、别离,就像候鸟在浮岛上相会、分飞。本期介绍的这部俄罗斯电影不大一样,它与现实生活中的地铁息息相关。故事的开头有些老套:男主角是一位工作繁忙的医生,总是奔波劳碌,一副疲惫沉默的样子。他与妻子关系不好,女儿发现了家里的异常情况,对现状十分不满。在一次机缘巧合下,影片的主角们乘上了同一班地铁。而在此之前,地铁的隧道顶部有水滴渗落,却没有引起地铁工作人员的重视。当地铁行至中途,隧道顶部终于破裂,莫斯科河的河水瞬间倾泻下来,地铁里的人们遭受了灭顶之灾……

显然,这是一部典型的灾难片,这种类型的影片会设置一个突发事件,让主角们在极端环境中挣扎求生,而本片设置的突发事件,就是地铁事故。

那么,这样的事故是如何发生的呢?在我们的生活中,真的会发生吗?

地铁安全靠监测

电影的片头有一段建筑工地和挖掘机的特写,你也许会以为这是在交代故事发生的背景——繁华的城市。它的确是在交代故事背景,只不过不是指城市环境,而是事故发生的一个背景因素——工程建设活动。

地铁站的建造,会影响周围的建筑;地铁附近的工程建设活动,也会影响地铁本身。地铁隧道可以看作一段段准确衔接的管道,而这些管道要承受四周的土层的压力。

如果在附近有需要深基坑开挖的工程建设活动,那么为了避免地下水的喷出,保障现场施工安全,当土层开挖至一定深度时,就要先把土层中的水抽出一些,然后再把土块挖空。抽水和开挖都会导致土层中原本平衡的应力发生改变,地铁隧道也会因此受到影响。

城市中的工程建设活动几乎从未停止过,是否会影响地铁安全呢?

当工程建设活动离地铁轨道距离不远,位于轨道交通安全保护区的范围内时,它会影响到地铁的结构安全。

根据《上海市轨道交通管理条例》,在安全保护区内从事建造或者拆除建筑物、构筑物,从事打桩、挖掘、地下顶进、爆破、架设、降水、地基加固等施工作业时,施工方应办理监护手续后才能施工。工程施工时,专业监测机构需对地铁进行监护监测,以及时了解施工对地铁的影响程度。所以,虽然工程建设活动会对地铁造成影响,但在专业机构的监护下,这种影响会被控制在合理范围内,地铁安全是有保障的。

除了工程建设活动的影响,土层的沉降也不容忽视。例如上海,土层主要由黏性土、粉性土和砂土构成,土质松软。其中不仅形成了多层次含水层与隔水层相间分布的地下水系统,而且在自然和人类活动因素的影响下,土层正以令人难以察觉的速度压密变形,表现为地面沉降。地铁自身的沉降变形受多种因素影响,地面沉降是其中一个重要的影响因素。

地铁相关部门除了运营地铁之外,一个重要的工作就是对地铁隧道进行定期的检查与监测,包括监测地铁隧道的沉降情况。当发现问题,就要及时处理,如回填、注浆(注入混凝土使土层变硬)等。

监测分为自动化监测和人工监测。地铁隧道一般是由盾构环片一环一环构成的,以上海地铁为例,一般每隔5个环左右就要设置人工监测点,定期监测。部分重要区段是重点监护对象,每个月要安排人员进行数次结构巡视与监测。如有穿越施工或邻近有深大基坑的项目等,则在隧道内还需布设自动化监测设备,进行24小时实时监测,以确保地铁的安全。

地铁离不开地下的土层,而有句话叫“研究土层几乎等于研究地下水”,因为土层与地下水的关系,就像海绵的骨架与其中填充物的关系。因此地铁发生的事故,常常与透水事故脱不开关系。

俄罗斯圣彼得堡的地铁就曾在1974年和1995年各发生过一次严重的透水事故。1974年,由于施工期间对土层封冻不当,地下河冲入了施工隧道,形成了一次几乎导致整个城市塌陷的地下洪水。

1995年,这种透水事故又来了一次,导致地铁线路中断,部分区域停止运营,后来不得不重新修建了一段隧道。不知道这部电影的故事是否取材于此。

在现代都市中,地铁是非常重要的交通设施,对地铁的全方位监测极为重要。发现问题,及时解决,才能保证地铁的安全。

如2012年,上海的地铁4号线海伦路站,该段地铁经监测和安全评价,被确认存在较严重的不均匀沉降,会对地铁安全造成较大危害,地铁相关部门及时对该段地铁进行了大范围的停运维修。

但我们在乘坐地铁时也不用担心。一方面,新修建的地铁采用了新技术,比老的地铁更便于维护;另一方面,监测相关的科学理论已颇为成熟,而且随着技术的进步,监测设备将更灵敏、方便。

地铁的安全保障人员,就像小精灵一样,在你看不见的地方努力工作,兢兢业业地探查每一个角落,确保地铁更加安全。

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