地铁隧道深挖:神秘泥土运输之旅

发表时间: 2024-09-05 18:44

放眼全球,中国是地铁数量最多的国家,截至2023年,40个城市开通地铁,总长度超过8000公里,全球这么多国家,所有地铁加起来的总长度也才1.8万公里。

然而工程队在大兴土木的同时,我们只能听见机械设备发出的声音,却见不到从地下挖出来的泥土,那么这些泥土到底去哪了?

造地铁必须要挖隧道,一般有两种办法,要么直接从地面破开,像挖一条沟渠一样,挖走泥土后植入钢筋结构,接着浇筑混凝土等材料,等结构牢固稳定后,再将泥土回填覆盖。

由于直接开挖需要破坏路面,况且很多地铁要经过城市中心,如果要从地面直接开挖,对一座城市的影响非常大,所以后来发明了穿芯法,核心设备盾构机

只要提前设定好路线,盾构机启动后就能在坚硬的岩石泥土中穿行,活生生开凿出一条隧道,全程都不会影响地面人员的日常生活,甚至你走在地面,压根都不知道地下在开凿隧道。

不管采用传统地面开凿,还是利用盾构机在地下挖掘,整个过程都需要挖出大量泥土,往往一条40公里的地铁隧道,挖出的泥土量大概是400万立方米,以奥运会和世界锦标赛级别的泳池作为参考,它的长度为50米,宽度为25米,深度为1.8米,容积为2250立方米。

也就是说,挖出400万立方米的泥土,约等于1777个奥运会标准泳池大小,堆积起来跟一座小山丘似的。

这么多泥土,不可能凭空消失,但我们路过施工地,确实没看到地下的泥土被运走,那么这些泥土到底去哪了?

1.内部消化

自从有了盾构机,修建地下隧道的速度快了10倍不止,它具备开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。

盾构机的工作原理不难,在最前头安装一个特大且坚硬的刀头,根据不同工作环境可以切换不同类型的刀头。

盾构机尾部液压千斤顶提供向前的推力,并且当刀盘开始旋转后,前方坚硬的岩石会被切碎,这些砂石和泥土会被转移到刀盘后面的泥土室。

这些砂石泥土会被用来固定隧道壁,以及用来修建地铁,内部消化的比例大概是30%。

2.外部处理

如何将地下泥土转移到地面,也是有讲究的。

例如欧洲这类国家,修建地铁的深度往往在30米左右,往往需要借助泥泵,管道一头连接地下泥土,另一头连接渣土车,全程节省人工,但综合成本高一些。

我们国家的地铁深度一般在10~20米,属于浅层地铁,此时既可以选择用泥泵,也可以用隧道内的小车进行运输,因为泥泵需要将泥土制作成泥浆,整套泥浆循环系统包括泥浆制备、输送、回收和处理,如果部分泥土不想制作成泥浆,那就用小车运输处理。

既然70%的泥土会被运到外界,为什么我们没看见?

在此之前举个例子,某年冬季,天气预报说路上会结冰,提醒市民出行注意交通安全。

第二天早上,司机发现路上没有冰霜,这是为啥?

原来是工作人员在凌晨1~4点,往路上撒了些盐,盐水冰点低于水的冰点,盐水更难结冰。

同理,负责泥土运输的渣土车,白天在人员车辆密集的繁华区行驶,很容易造成交通堵塞,安全事故率也会上升,并且噪音较大。

为了尽可能降低对周围城市环境和居民的干扰,渣土车一般会选择在深夜运输泥土,这就是我们看不到“地铁泥土”最直接的原因。

那么这部分泥土到底去哪了?

填海造陆:部分海滨城市需要扩大陆地范围的,刚好可以把这些砂石泥土拿去用。

泥土修复:社会高速发展的同时,也在破坏原先的土壤系统,例如城市道路增加后,会加速泥土流失,特别是河道较多的城市,大量泥土被河流冲刷带走,挖地铁剩余的泥土也能用来补充一些。

其他方面:部分泥土需要用于地铁站回填,部分泥土可以拿去造建筑或者烧制砖头。

城市修建地铁多余的泥土,到底去哪了?

这个问题没有固定答案,除了造地铁会消耗30%外,其余70%看当地城市需求,哪里需要就运到哪里。