挖隧道为何不见土?
修建地铁隧道时,挖的那么多土都去哪了?
我国地铁隧道一般是6米,双向车道就是12米,照这么算,挖一公里的地铁隧道就需要处理11万立方米的渣土,光是深圳地铁挖出来的土就足够填平一整个西湖了。
然而,我们平时也没有见到过大量土堆积,好像一挖出来就消失得无影无踪了,到底怎么做到的?
想知道答案,就要先了解地铁的修建方法。
地铁修建主要有两种方法,第一种是明挖法,顾名思义就是先从地表挖出一条深沟,等到地铁轨道修建完成之后,再将挖出来的土回填并重新铺路。
这种方法比较简单,也省去了很多人力物力。但是,它有一个致命的缺点,就是需要拆除地表已有的所有建筑。因此,它更适合在城市规划之初进行整体布局,具备这样的条件的城市少之又少。
第二种修建地铁的方法是钻挖法。这种方法首先需要在地面上挖掘一个竖井,其深度决定了地铁的深度,然后在井底沿水平方向进行挖掘。
为了加快施工进度,可以在一定距离间隔处打造更多的竖井。
钻挖法的优势很明显。可以避开地表复杂的建筑和城市公共设施,特别适用于一些历史文化名城,比如西安、北京、南京等城市都采用了钻挖法修建地铁。
另外,钻挖法还具有可挖掘深度较大的优势。
世界上大多数地铁都具备军民两用功能,在战时可以用于物资运输和充当防空避难所,因此挖掘深度较大是非常必要的。
然而,钻挖法也不可避免的存在一些缺点。首先,土方运输非常困难,只能通过竖井运出,无法像明挖法那样随时随地运输土方。
其次,由于工人在挖掘隧道时无法对整体进行观测,地铁线路容易偏离。现代地铁的技术标准非常高,偏离2厘米就被认为是重大失误。
土都被运到哪里去了?
地铁修建时,钻挖法最为常用,但是土方运输不方便。所以现代钻挖法修建地铁通常会用到盾构机,这是一种大型地下作业机器,可以一边挖土一边用衬砌管片来支撑和加固隧道。
一台盾构机一小时大概可以挖3.5米的隧道。
盾构机的前面有千斤顶和高强度的刀头用来挖土,挖下来的泥土会进入盾构机内部,与水稳定剂混合,变成泥浆,再沿着螺旋输送机送到后方出口。然后用龙门吊把土吊到地面上。
这些土中有一小部分经过筛选,把石块灰渣之类的杂质去掉后,压实再回填到地铁隧道中。因为地铁隧道要承受的压力不仅仅是十几米高的土地重量,还有地面建筑的重量,更有甚者,还要承受江海的压力。
比如我国青岛地铁一号线的海底隧道,最深的地方在海平面以下88米,每平米隧道承受的压力相当于300辆汽车的重力,是我国目前受压最大的地铁隧道。回填土可以有效加强隧道承重能力。
剩下的大部分土又去哪了呢?经过反复冲洗筛选,被重新利用作为隧道修建所需的原材料,成为混凝土的一部分,供墙壁粉刷和水泥地面等非承重结构使用。
当然施工用的土,筛选要求还是很高的,颗粒大小要均匀适中,也不能含有太多的腐殖质,土质不能太松软。
达不到要求的土,会被运用于城市的绿化带或公园的树林,用于树木的种植。然而,由于城市绿化带的容量有限,无法处理完所有泥土。
因此,大部分剩余泥土会被运送到郊区或建筑工地上,用于平整路基或者被送往砖厂制作砖块。
那为什么我们很少见到运输渣土的车辆呢?因为渣土车的运输时间一般在凌晨12点到早晨5点之间。
由于渣土车在运输过程中会产生大量灰尘,同时车辆的高度也会造成司机视野盲区,白天车流和人流又比较繁忙,增加了交通事故发生的风险。
在2022年5月21日,郑州就曾发生过一起渣土车侧翻事故,导致两辆车损坏,直接经济损失约为499.8万元。
地铁十有九亏,大部分城市为什么还要建?
修建地铁隧道挖出来的泥土都要这么精打细算再利用,除了主要出于对环境保护的考量,是不是也能补贴地铁造价成本?
毕竟之前也有人算过了,渣土制成的连砂石,市场上每吨的价格在20-50元之间不等,那么一条500多公里的地铁线路,所产生的渣土价值就是差不多三千万。
听起来还挺多的是不是?但是实际上,这点钱在地铁造价面前,还不够塞牙缝。
地铁造价有多高?绝对超乎你的想象。
据统计,一公里地铁光是建造费用平均就高达5~7亿人民币,最高的甚至有十几亿,这还没有算上地铁车厢和后续运营成本。
就拿挖土来说,一台盾构机一个小时至少要用一万多度电。这是个什么概念,相当于同时开了一万台家用空调。
而且盾构机本身的价格也很高,幸而近些年来我国技术逐渐成熟,盾构机都是自主研发生产了。
早在20年前,我国需要从德国进口盾构机,价格是国产的20倍,而且不分享技术,检修非要专门请他们的人,还得额外付钱。
因为建造成本实在是太高了,所以一个城市想要修建地铁也是有门槛的。
第一,地方财政预算至少达到100亿元以上,国内生产总值达到1000亿元以上;第二,城市的总人口要超过700万,而城区人口则需要在300万人以上。
第三,规划的交通线路必须具备每小时单向高峰客流量3万人以上的规模,并且必须是网络化,不能只是单一线路。
这样的条件看似不难,但实际上,根据我国交通运输部的数据,截至2023年9月,全国660个城市,其中只有55个开通了地铁。
而且其中仅仅只有7个城市的地铁处于盈利状态,剩下的全部在亏损。哪怕是近年来大火的网红旅游城市成都,2020年一年,地铁运营就亏损了76.68亿元。
这应该是颠覆了大多数人的想象了。就算造价高,也不至于年年都亏损这么多吧?其实除了造价,地铁在运营过程中还存在一个很大的问题,就是集中性。
大家都知道,在工作日的上下班时间,地铁站内会变得非常拥挤。然而,这种情况并不是一直存在的,平时搭乘地铁的人就相对较少。
然而,即使在人流较少的时段,地铁系统仍然要持续运转,在这种时候,地铁运行绝对是处于亏损中的。但是每天的高峰时段有限,所带来的收入完全无法弥补平常时段的亏损。
未来,地铁的发展趋势将朝着智能化、绿色化和多元化方向发展。我们希望通过这个方向,地铁能够更好地适应城市发展的需求和挑战,为城市居民带来更多的便利。
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