穿越苏州河：技术、挑战与生活｜穿城而过·北横通道

苏州河是吴淞江汇入黄浦江的一段，从西向东穿过上海，有关上海的几个世纪的传说、故事和记忆都层叠在这里。

北横通道的建设也从西向东推进，与苏州河齐头并进，擦身而过，拦水过湾。河在地上蜿蜒，隧道在地下延伸。这里有了新的交通和新的故事。

北横通道五次穿越苏州河集中在西段中的Ⅱ标段。二标段从威宁路出入口到长安路出入口,全长7788.77m。该段有三处通向地下施工现场的工作井，从东西到西东分别是中江路井、中山公园井和筛网厂井。这些工作井用于盾构机的安装和放置，运输材料和废弃物，同时便于施工和监测。

北横通道西端从北虹立交桥开始，下了桥就从长宁路向北跨过苏州河，接入泸定路入口，开启地下隧道路段。中江路到中山公园之间地下2761m，其中三次地下穿越苏州河。中山公园至筛网厂之间，地下延伸3665m穿过密集建筑群，经过筛网厂之后“明挖法”建造530.5m。至此，在长寿路桥南面，最后一次相遇苏州河。

项目中，有一对默契的合作搭档、工程上的战友——孙威和江磊。他们分别来自城投公路集团和隧道股份上海隧道工程有限公司，已经在崇明长江隧道等大项目中有了长期磨合基础和合作经验，因此常常再续合作。孙威和江磊也因工程相识二十多年，。一直到在这次的北横项目中，他们再续合作。

2016年底，北横动工前期，江磊加入项目，在2019年结束任务。2024年3月，江磊投身浦东的新项目，孙威则在虹口跟进北横通道东段。当时，工程已经处于最后八十多天的通车前冲刺阶段。来自城投公路集团的孙威是北横项目的现场指挥部总工程师，参与全线的协调指挥。

技术与创造，给城市以发展，给市民以便利，给建设者的还有经验、自豪、回忆与情谊。

以下文字根据孙威和江磊口述整理。

口述：

孙威(城投公路集团第三事业部第二指挥部总工程师、北横通道现场指挥部总工程师)

江磊(隧道股份上海隧道工程有限公司北横通道生产项目副经理)

写作：李静蕾 林超婧

采访时间：2024年3月20日(江磊);2024年3月26日(孙威)

采访地点：

浦东新区祝桥镇农民二村/隧道股份上海隧道浦东国际机场T3航站楼s32公路立交改建工程项目经理部(江磊);海宁路220号(孙威)

孙威口述：地下30米，盾构越过防汛墙与河并进

北横Ⅱ标段主要以盾构法建造隧道。

“盾”是指隧道内一圈一圈的支撑性管片，“构”意为构建铺设，盾构法意指隧道掘进机在掘进的同时铺设隧道之“盾”，这是一种挖掘隧道的全机械化施工方法。盾构机是盾构法的主角，它可以同时实现挖掘岩土、支撑隧洞、拼装管片、地下运输材料等功能。

盾构机的外形形似一根巨型钢管，而北横所使用的盾构机“纵横号”直径长达15.56m，是当之无愧的庞然大物。其钻头部分中，钻头正面的刀具是硬质合金钢材料的滚轮，通过滚轮滚动将岩石泥土碾成碎块，盾构机同时注浆材料打到土体里防止地表变形、减少沉降。上海土壤含水量大、土质较软，滚轮刀片挖掘后易搅拌成浆，通过管道将泥浆向盾构机后部运输。这些泥浆经过干化处理，会从苏州河向上游、经过蕰藻浜、外运到黄浦江入河口附近。

岩层下就是隧道壁的管片，这些管片是钢筋混凝土的预制品，通过重型卡车运进隧道。在北横通道中，安装一圈隧道壁需要10片支撑管片，机械臂安装好后再由液压管进行压实固定。在管片安装的同时，盾构机钻头的刀盘也挖掘，岩石、碎石和土也源源不断送出隧道，循环往复，盾构机不停地向前推进，隧道也就慢慢形成。

北横Ⅱ标段隧道建设在地下一共四次穿越苏州河防汛墙。2017年6月9日-11日，于长宁区长风公园南面，隧道穿越西岸的新旧两处防汛墙进入苏州河，时隔三天后于6月15日下穿东岸防汛墙重新入河。隧道紧接着在河床下垂直深度平均20米处往前推进，直到7月3日最后下穿一次防汛墙，接入中山公园工作井的西北方向。

2018年1月23日，北横通道西段。北虹立交与苏州河交汇处的结构施工。

“纵横号”的盾构速度大概两小时一环，一环两米宽，考虑到工人换班休息、机器保养的时间，平均下来一天推进10环。如果注浆材料需要改进，盾构进度会变慢，甚至几天才推一环，因为此时公司实验室每天要配十几份注浆材料小样，工作人员一起开会、测试、改进。

我们施工团队在此前崇明隧道、黄浦江隧道的工程中已积累一定的经验，对于盾构穿越苏州河的任务较有自信。

苏州河河床正常离地面4米左右，实际下穿盾构需要在河床下平均20米深处，因此，盾构机一般在地下30米作业。工人进盾构机像在潜“土”艇里。虽然地下的水土压力比地上大，但盾构技术可以解决很多问题，使它能像切豆腐一样容易。

比较不那么容易的是，地下的视野很差，必须依赖仪器和数据测量，以此判断盾构方向。穿越苏州河工程主要在六七月份，地面热，地下相对温度低，恒温20摄氏度左右。但地下空间不开阔，大机器工作热量散发厉害，盾构机内需注重通风系统的排布和运转，保证良好的施工环境。

下穿苏州河，还有一项比较特别的任务，即穿越防汛墙。盾构穿河之前，施工团队要跟上海市水务局沟通，提供详细的防汛墙加固方案取得行政许可。水务部门要求盾构穿越对墙体扰动不能超过1-2厘米。经过我们团队判断，原有的防汛墙无法达到这项要求，需要采用主动保护措施，再行施工。团队与城建设计院协作，把原有防汛墙两侧打上新桩子，完成墙体的预加固，像夹心饼干一样，相当于翻新防汛墙。

下穿前，我们施工团队会在防汛墙周围布下沉降监测点，监测人员时刻关注墙体沉降信息，防止出现风险意外。团队会对各种意外进行风险预案，如果下穿时墙体出现裂缝，则需要注浆封闭，解决渗漏问题。如果出现大意外例如防汛墙断裂，则需要抗洪沙袋防御，这种属于质量事故，是不允许出现的，我们整个施工期间也并没有发生这样的严重事故，不过我们依然会做风险预案。而最后，我们施工团队也顺利完成穿越任务。

然而，穿越苏州河，最具有挑战性的环节还不在这里，而是长寿路段的明挖工程。

江磊口述：涉水翻越的长寿湾明挖

“苏州河十八湾”，河入普陀第一湾在长寿路附近，叫做长寿湾。

2017年10月，隧道工程推进到长寿路段附近的长寿湾，也是Ⅱ标段的末尾，隧道要准备“出洞”。即隧道一点点抬升，接近地面，让隧道在确定好的位置通向地表，结束地下路段，衔接进入南北高架。

我是生产项目副经理，主要负责西段隧道施工。我曾经和孙威一同参加过崇明长江隧道的建设，对盾构穿越技术很熟悉。北横通道西段隧道大多也是依靠盾构挖掘。但是，长寿路段却不能采用盾构法。

盾构需要在地下10m左右及以下的深处进行，而长寿路段隧道不能挖太深。

如果长寿湾段按照盾构地下10米标准再抬升的话，“出洞”前的斜坡会比较陡，坡度达到7%。江磊解释，“7%”意味着100米水平距离的斜坡上，垂直高度差有7米，工程的极限是5%。坡度太大，盾构机爬不上来，以后车辆爬坡阻力大，会造成高速交通受阻和混乱。相比之下，明挖只需要下挖1-2米，便于控制出洞坡度。

那么，盾构机为什么不能在土层浅的地方工作?

人们对盾构机的初印象，也许是一个圆柱体，带刀片的切面，推进的时候把原有的土体挖空，形成一条隧道的空间。人们开车的、地铁穿的通道大多是这么来的。那么，这个空间就成了河下的“空腔”。

想象一下，空瓶扔到河里会浮上来，装满水会下沉。空腔相当于空瓶子，隧道上覆盖的土体太浅，再加上隧道是空心的，上面没有足够的压力和稳定的空间，隧道结构就不稳。

我们也考虑过“沉管法”，这是在崇明长江隧道、港珠澳大桥隧道建设中用过的方法。沉管法中，隧道由预先制作的圆柱管节拼接而成，管节运到河面工地，再一个接一个地沉放、组装在水底疏浚好的管槽内。但是沉管也不合适，有操作难度和隐患。北横通道隧道段的规格是10块管片组成一环，管节则是整体的一个圆环。整个管节比管片大得多，苏州河不像长江，没有足够的水深和水下压力，所以河水压不住巨大的空心管节。另外，管节的生产与装配，需要在工地附近配套制造工厂和拖送材料的大船。这在热闹的市中心也是不现实的。这些方法技术和条件都不合适，而且成本过高。在综合比对下，工程最后选择了在河道中明挖隧道，我们叫它“围堰大开挖”。

2017年10月6日至15日是穿越的收尾阶段，诞生了首个明挖度过苏州河的隧道工程，穿河长度66米，这也是工程最后一次穿越苏州河。明挖苏州河的方案设计与新技术运用值得讨论。

长寿路桥附近的隧道即将“出土”，临近地铁13号线场地有限，并且是涉河施工，面临很多难点。明挖与暗挖相对，暗挖不挖开地面直接在地下作业，盾构就是暗挖的一种，而明挖就要对土地“开膛破肚”后再施工。苏州河里的明挖还要多一道工序，得先排水再开挖。我们用围堰解决涉水施工的问题。这是一种临时挡水的建筑物，可以理解为水中工地的临时“围墙”，防止水土渗漏、进入修建现场，一般工程结束后拆除。

2017 年 4 月 2 日，北横通道西段长寿路筛网厂工作井附近。跨苏州河桥吊梁。

围堰时，在河道施工区域的上下游打上堤坝，所用的材料因地制宜。截断河流后，抽出堤坝中的水，形成一个工程师们所说的“基坑”。这个暂时无水的坑里可以进行各类施工，比如桥梁打桩、挖隧道等。

除了“围墙”的划分和保护，水中施工还需要“水上作业平台”提供工作空间，放置机器设备，让工人操作活动。根据苏州河水流和土质特点，施工方选用钢材质做平台。

我们在苏州河上架设的就是“钢平台围堰”。

苏州河承担着防汛和通航的功能。围堰开挖在2017年4-10月之间进行，由于汛期和可能出现的极端降水天气，不可能完全截断河流。通航问题上，苏州河在环境治理后水路运输功能大大减小，船只来往不太繁忙，但还有一些小船经过，大多是巡逻船、维保船、赛龙舟等。上海市水务局的要求是：施工中留下的水面宽度不小于36米，同时要在2018年汛期来之前恢复河道。如何实现一边围堰开挖一边留下河道导流过水是个需要克服的困难。为了保证河流约一半的通行量，整个工程被设计为先后两期，一期东岸，二期西岸。先施工东侧，完成后恢复东侧河道并将平台围堰搬到西岸进入第二期施工。

在东岸向陆地拓展，把坑挖宽，新建防汛墙。在水里打造平台围堰，抽水得到基坑先施工，西面河段用于导流过水。除了钢制的围堰，河道中央还有一道顺着河流方向的钢筋混凝土墙，作为两期基坑的分界和施工基地。两次平台围堰都以它为基准建造。

2016年6月25日，一期围堰完成。直到2017年4月-6月，一期围堰内部结构施工完成且恢复东岸防汛墙后，施工队“边打边拆”,把一期南北两侧的平台拆除，用于打造二期南侧的平台。然后拆除顺河向的平台，用于打造二期北侧平台。东边拆除的、重复利用的材料(包括钢管桩、钢板桩等)通过水上接力搬运或临时寄存，送到西边供二期使用，省去地面运输。这很像地面工程占据交通道路时的“翻交”。为了维持临时的交通需要，对车道“借一还一”，施工如果占了一条车道，只能临时拓宽对侧马路，划出一条新车道。围堰开挖的建设方案很巧妙，做平台所用的材料和它的加固方式，还有许多名堂可说。穿过河道的明挖不仅破土，还要拦水。潮汐和水流缓急是一定要预防的。河道转弯的地方水流总是不稳定。向河道凸出岸的河床泥沙淤积，水缓，凹岸受冲击水急。江磊和团队的应对方法是，打钢管桩加固平台围堰。让钢桩在各种材料中脱颖而出的特点是，能适应多种土质、防水性能好、可以重复利用。搭配顺河承重的钢筋混凝土墙，方便了河内的“翻交”。既能满足围堰基本要求，又兼具城市施工所需的环保和灵活性。

俗话说，工欲善其事，必先利其器。我记得最深的是那个特殊的“打桩神器”。

工地距离13号线很近，旁边还有高楼大厦，打桩方式排除了常规的静压桩和锤压桩。静压法要靠重力把桩子直接压入土里，积水泡过的土地容易使桩子下陷。锤压法是用锤头不断地打在钢桩身上，依靠动能将土层逐渐压实，像榔头打东西，有咣咣咣的噪音。所以两种方式都不适用。为适应市区噪音控制和对周边建筑的保护，我们选用了“高频免共振锤”，可以做到打桩和拔桩两件事。这个打桩方式的特点是对周边的影响降到最低，高频率的振动把土体直接舀出，同时钢管顺着打下去。很像人耳听不到鲸的高频声音，机器产生的高频振动在人不易察觉时就消失了。实际作业现场有较小震动，但对附近建筑几乎没有影响。等到河道翻交，需要拔桩时，它还能在5分钟内完成单根23米长的钢桩的拔出施工，也是又快又安静。

最初在打桩时，我因为好玩做了一个小实验。在机器几米远的地方放了一次性杯子装的水，测试它有多稳定。打桩的时候，看到水几乎没有波动，和我想的一样。我参与过很多项目，对新技术的优越性的感受还是很深的。传统观念上，大家可能认为这个“倒霉”的工地，肯定都是土啊一顿挖、脏乱差。现在新的技术可以改善很多。工程最后需要还原河道，河中的钢筋混凝土挡水墙完成使命后要被拆除。钢桩可以用共振锤拔，而钢筋混凝土墙只能做水下切割。这需要专业人员操作。我们当时请来了上海打捞局的潜水员下水做切割。潜水员要带着绳锯下水作业。绳锯的链条为金刚石材质，安装在轮子上，由马达提供动力，使得切割在水下灵活方便。最大的问题是潜水员无法长时间承受水下压力，一名潜水员大约工作一个小时，就要出水替换另一名。想起来，当时切割挡水墙的工作真的花了很长时间。

收尾的时候，西岸也提高防汛标准重建防汛墙。地下的隧道顺利穿过，苏州河也恢复原貌。

孙威、江磊：工地生活的“张”“弛”二重奏

在一些特殊的时间节点，比如穿越被列为一级风险建筑的时候，现场指挥部、相关建设单位、参建单位，一定要在现场值班。

孙威：

我们有一个词叫“合署办公”，即各家单位派人在一个办公室里面办公，有什么问题就及时向各自的领导反映。值班人员需要一直守在监控室里面，要观察情况变化，及时向上级反映，上级马上出一个应急的保障机制。这种时候大家都神经紧绷，晚上睡不着，盯着监控数据，盯着视频，了解现场的进展。

我一直记得在穿越地铁11号线的时候，因为是第一次穿越轨道交通，当时领导相当重视，市委要求现场每两小时要出具一份数据报告，现场指挥部从采集、汇总数据，到形成报告，没有时间休息，连续作战。那次盾构大概进行了三天，从周末开始，要求在下周一的早高峰之前完成。当时指挥部有一个小伙子，在监控室里面一直一个人做报表，让别人做他也不放心，几乎连续三天三夜没合眼。当年这位敬业的小伙子现在已经是我们城投集团公管部的副总啦。

江磊：

在穿越风险点的关键周期，我最久在工地里住了七天，中途为了拿换洗的衣物回过一次家。比如说从我们施工生产的角度来看，盾构出洞的时候是风险最大的，没有人会说你要留下来，但你自己自觉会想要留下来，你自己都不放心。所以遇上将近一周的盾构出洞工程，我基本都不回家，即使我家离那个工地只有半小时左右的车程。

不过地下工程内部的风险压力，即使再困难，我们对内都好解决，让我压力最大的是风险意外对地面上人们生活的影响。

我们团队做过一个最坏的假设，无论是盾构机在推进，还是盾构结束后发生的地面沉降，导致的地面上的建筑出现问题，一旦工程风险影响扩大到社会问题，或者到民生问题，我们真的无法想象最后会是什么样子。

我们那时候心里都没底，虽然有保险，有政府，但是就我们自己内心而言，还是会紧张，还是会非常谨慎。尤其是盾构穿越一些敏感区段，有很多建筑是没法避让，施工队在地底下，这个房子就在我们头上，而且有的老房子没有地基。在地下工作面临的是一个看不清的密封空间，哪怕团队有再多的测量仪器去分辨方向、测量误差，也只能看到表象，有些数据反映的也是有延迟的。

就像你身体一样的，也许你今天感染了倒霉的病毒，你不一定今天就头昏的，你有可能过了两天开始头昏，开始咳嗽，但实际上已经无计可施了。

但经过一段时间施工队度过适应期、进入常态之后，我们对这个工程越来越有信心，但信心不代表自傲，依然保持小心谨慎。

孙威：

我们现在提倡“无废工地”的理念，即不能产生大量废弃的临时工程或者构筑物，所以工地上所有的房子都是用集装箱搭起来的，可以拆解运到下一个工地再重新安装使用，不会产生废弃物。工作环境和写字楼相比确实存在一定差距，集装箱隔音不好，震动也比较大，不过能满足基本的办公需求。

一个个集装箱麻雀虽小但五脏俱全，基本的住宿条件是有保障的，有浴室，有洗衣机，这有点像大学生公寓。工地住宿区也会配很多娱乐休闲的设施，有乒乓球室、台球室，还有户外篮球场，也会经常组织一些体育竞赛活动。

大家可能觉得工地生活比较枯燥乏味，但是这边大家的精神生活还是比较富足的。我喜欢打乒乓球，也参加过乒乓球的比赛，咱们这里各方面的文化建设也有点像大学生的社团生活。

现在新一代的农民工在心理上的需求更高了，大家都希望有一种归属感，即使是工地生活也要有人情味。文化性建设很关键，一个施工团队，不能成天除了干活压任务，其他都不管，大家只有从生活上成为朋友，成为同一条战线的兄弟，团队才会有凝聚力，也更有干劲。

其实我跟江磊认识将近20年了，从我们第一个合作项目长江隧桥工程开始，他当时刚刚进单位，没想到一转眼已经快二十年了。我是建设单位，他是施工单位，我们城投跟隧道公司是战略合作，我们一直合作，因为通过前面一个工程的磨合，其实大家对彼此各方面都比较了解了，那以后做事情就相对来说更加顺利。

而且应该说，我和他也建立了很深厚的革命友谊啊!虽然是工作，但通过这一圈子，会结识很多的朋友，而且基本上都是跟你一起共同战斗过的，肯定是会有一种特殊的感情在里面。等到工程建成以后，我真的觉得这是蛮值得的一段回忆，而且也是真的交的一些朋友。

江磊：

其实我还是蛮怀念那时候的，大概是2016年底，在泸定路桥那，泥水厂地刚刚造好，设备也才刚架起来，我跟几个老兄傍晚回工地上，然后坐在上面吃肯德基。那时候夕阳下来，很漂亮的，真的很漂亮的，周围一片非常空旷，抬头就能看到飞机场，苏州河像纽带一样，很漂亮，那真是我吃过最有感觉的肯德基了。