□首席记者 张高青
十年磨一剑，今朝出鞘试锋芒。
目前世界最长的城市核心区地下道路——上海北横通道在历时十年建设之后，在2024年8月全线通车。通车后的北横通道引发社会热议：全长19.1公里的北横通道为何要建十年之久？原先的全高架“钻天”方案为何要更改为“入地”方案？为什么要用操作难度更大的15米级大盾构取代常规的12米级盾构？……北横通道背后有着太多“谜”一样的故事。
近日，记者带着“谜题”走访了上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司（以下简称市政总院）城交地下院副总工程师、北横通道项目设计负责人由广明，倾听这位全程参与了该项目建设的亲历者讲述北横通道背后那些不为人知的故事。
从全高架到80%入地的时代之选
早在20世纪80年代，北横通道就有初步构想，那就是按照全高架方案进行规划预留，定位是上海市内环内“三横三纵”骨架性主干路网的组成部分。
“如今北横通道全线近80%路段转入地下，反映的是当今城市建设理念的变化，即大型市政设施向地下要空间，尽可能留出地面空间服务公交、慢行；相比地下，高架对周边居民影响更多，噪音大，扬尘问题也突出。应该说，从‘钻天’到‘入地’，这是时代之选，凸显的是人民城市理念的日益深入人心。”由广明表示。
全长19.1公里的北横通道建设了整整十年，为何工期要这么长？对于这个问题，由广明表示，在工程建设推进过程中，市政总院始终秉持精细化、集约化、低影响的理念，北横通道东段四个下立交方案的调整就颇具代表性。为了实现全线的立体扩容，并解决部分节点的征拆、管线搬迁、既有道路交通组织等困难，减小施工期间和运营期间环境影响，与业主多次沟通后，在2017年对3个下立交方案因地制宜地进行调整，最终改用全隧道建设的方式，并于2020年9月正式实施，由此项目建设“柳暗花明”，更好地实现了通道的功能，不留遗憾。
15米大盾构开启“集约化”新通道
市政总院具体承担北横通道全线的总体设计，可以说肩负重任。在保证功能性和适用性的同时，提升经济性、安全性及城市韧性，是市政总院遵循的宗旨。这其中，由广明提到最多的一个词是“集约化”。
“双管单层6车道，隧道需用两个直径12米级的盾构；而我们采用15米级大盾构，单管双层6车道，虽然在城市核心区域施工难度不小，但其集约化方面的‘性价比’很高。最终，我们在确保安全的基础上，大胆采用单管双层的断面布置，即通过一条隧道，解决两个方向的交通。经测算，在整个北横通道，用单管方案代替双管方案，节约造价约20亿元。”由广明透露。
事实上，围绕“集约化”，市政总院做了很多探索。“比如，现在的北横通道与武宁路地道是共用一个管理中心的。原先是‘1管1’，武宁路管理中心就只管武宁路地道1个隧道。我们巧妙设计，利用中环高架桥下空间把光缆引过来，借用了武宁路地道的管理中心，现在该管理中心是‘1管2’，同时管理北横通道与武宁路地道两个隧道，大大提升了管理效率，同时也节约了建设用地和工程投资。”由广明介绍。
500米曲率半径下的“丝滑”穿越
在北横通道盾构地下穿越中，各种难题一个接一个。由广明印象比较深的是盾构隧道施工中小曲率半径技术难题。“在具体施工中，我们遇到了在盾构隧道平面曲线半径只有500米情况下要实现穿越建筑的情况。平面曲线半径R=500米，隧道的外径D=15米，R/D仅为33.3，这样小的曲率半径，在国内同类隧道施工中还从未有过，施工难度非常大。”由广明介绍。怎么办？项目组迎难而上，开展了技术攻关，在盾构机设备、衬砌结构设计等方面采取了针对性的措施。比如衬砌结构设计，常规做法管片只有一种楔形量，市政总院首创了一大、一小两种楔形量组合的衬砌形式。在小半径区段，采用楔形量大的衬砌，在非小半径区段，采用楔形量小的衬砌，结合数字模拟分析及信息化手段，成功解决了15米大盾构连续以500米小半径穿越敏感建筑的技术难题。
在施工中，很多是可以预见到的难题。主要有两个方面，一是盾构在中心城区的各种极限穿越，如近距离穿越运营地铁、密集房屋建筑、重大管线等。二是明挖隧道施工期间的管线搬迁、交通疏解以及特殊节点。“如明挖过苏州河，这在上海地区是第一次，没有任何案例可以参考。我们通过挖导流槽，借鉴在既有道路范围明挖施工中的‘翻交’办法，找到了破解之策。”由广明强调，在破解难题的过程中，工程总院大胆应用BIM（建筑信息模型）、智能建造等数智化技术，为战胜一个个困难立下“汗马功劳”。
闪展腾挪“巧借”0.5米的神奇
在北横通道项目施工中，除了可以预见到的难题外，各种不确定的、突然冒出来的难题也是层出不穷。“可以预见到的难题还可以提前想对策，做预案，但是那些突然冒出来的难题，需要我们随机应变，迅速拿出破解之法，这是对我们能力的极大考验。”由广明感叹。
比如江苏路匝道盾构始发井，在总体方案已经稳定，工作井即将实施的关键时刻，周边一条重要管线的产权单位突然对工作井与管线的保护距离提出异议。当时工作井与管线的保护距离是0.5米，产权单位却提出了保护距离必须由0.5米增加为1米的新要求，而且不容商量。“在‘万事俱备只待开工’的当口，这样的变故令我们很是‘胸闷’。但冷静下来之后，我们马上发动项目组全体成员集思广益、献计献策。当时我们准备了三个‘挪移’方案：一是挪管线；二是挪轴线；三是挪工作井。挪管线产权单位那里根本通不过；挪轴线‘牵一发动全身’，等于整个线路要重新做，工作量、返工成本都是巨大的，工期也将受到影响；最终我们采用了挪工作井的方案，外包的工作井尺寸不变，将工作井的位置平移调整了0.5米，硬生生多‘借’出了0.5米，用最小的代价满足了1米距离的要求。”
“有人说，在北横通道各种极限穿越中遇到的问题，等于是把地下空间建设‘百科全书’中各种‘疑难杂症’都经历了一遍。这句话或许有些夸张，但十年中我们遇到的难题真的数不胜数。欣慰的是，我们市政总院经受住了考验。”由广明说。
总院3代设计师的薪火接力
“事实上，北横通道倾注了我们市政总院3代设计师的心血，是薪火接力铸就了今天的完美呈现。”由广明强调。
那么，在北横通道建设中，市政总院究竟是哪三代设计师参与其中呢？
“第一代是以市政总院资深总工俞明健等为代表的‘50后’。早在20世纪80年代，北横通道就有初步构想，定位是上海市内环内‘三横三纵’骨架性主干路网的组成部分，当时以俞明健等为代表的‘50后’就参与其中。第二代是以城交地下院总工罗建晖等为代表的‘60后’，第三代就是包括我在内的参与项目具体设计‘70后’‘80后’。随着时代的变迁，北横通道方案不断调整，到2014年正式落地开工建设，罗建晖等为代表的‘60后’以及我们这些‘70后’‘80后’成为设计主力。”由广明介绍。
由广明认为，能够全程参与北横通道这样一个重大项目是幸运的，而能够成为市政总院设计师团队中的一员更是幸运的。通过与老前辈们共事，一起摸爬滚打在项目一线，在他们身上学到了很多，也令自己的业务能力得到很大提升。
由广明介绍，市政总院有很多好的优良传统，比如设计要重视现场的踏勘。“这里我举两个例子。一个例子是在前期选线阶段，罗建晖总工带着我们对全线进行现场踏勘时，发现某处地块圈起了围墙，正在进行桩基施工，而这个地块正好位于隧道的线路范围内。于是我们及时进行了协调，调整了地块方案，确保了北横通道总体线路方案的可行。事后我想想都有些后怕，还好现场的踏勘及早发现情况，如果等房子造好了才发现，再协调，恐怕就没有那么简单了。另一个例子，在西段隧道进行机电安装阶段时，市政总院的设计负责人每周都会与各专业负责人到现场巡查，确认现场情况是否与设计意图一致，过程中确实也发现了几处现场与设计意图不一致的情况，及时提交了替代方案，确保了施工的有序推进。”
由广明说，他参加工作从事隧道与地下工程设计、咨询及研究工作18年，其中在北横通道就做了整整10年，最大的收获是通过全程参与该项目建设，积累了大量的重大工程实践经验，也在市政总院几代设计师传承中深刻领悟到了作为设计师应该秉持的初心和职业态度。
“北横通道社会关注度很高，在建设过程中以及通车后，全国各地参观的团队络绎不绝。应该说，北横通道的宝贵经验对上海以及国内其它城市的地下道路建设都有很好的借鉴意义，也祝愿市政总院在后续地下道路的建设中再建新功，为我国的地下道路建设贡献智慧。”由广明充满期待地说。
