虹桥交通枢纽|虹桥综合交通枢纽的故事( 二 ) 「问人人知识网」

图5 两辆车根据目的地的不同从分开到汇合

图6 新老道路交汇处

图7 视频截图能弯曲的超强材料
4、飞机跑道和地铁隧道如何同时施工？
枢纽站位于上海虹桥机场跑道的附近，设计者为满足新增流量要扩建第二跑道，并新建45个登机门的新航站楼。设计者面临一个艰难的任务，在机场正常运营的前提下扩建跑道（图8）。他们唯一的选择是在夜间工作，在没有任何客机运营的时候开工，整个跑道建设耗时2年半，不过全新的跑道却和枢纽站的其他工程相冲突。与此同时地铁工程师正在机场东边建造地铁10号线，工程的前期都没有问题，直到在连接枢纽站的最后2公里处才出现。地铁线路要在跑道的正下方挖掘隧道，在任何情况下挖隧道都是很冒险的行为，因为上方的地面都或多或少的会下沉，在机场下面挖隧道，危险系数更高。如果机场跑道下沉了只有几厘米，也会造成更为严重的后果。隧道专家解释说，一般情况下这种路面预计会下沉40~50毫米，但是他们要保证沉降不超过10毫米。为避免意外发生，工程师使用高精度的仪器随时监控跑道，但是传统的测量工具在这种环境下毫无用武之地，就像拿一根棍子站在每3分钟就有飞机降落的地方。工程师决定采用一部“全测站仪”的测量仪器（图9），这种仪器会向目标发射短的激光，仪器会测量并接受反射所需的时间差再计算距离。仪器同时会测量光束的角度，利用简单的数学原理就能测出垂直高度的改变（图10），精密的仪器足以探测到一张名片厚度的变化，工程师在跑道旁放置两部平行（图11）的这种仪器自动扫描跑道上的监测点。

图8 模拟图片正常运营的跑道下方挖掘地铁隧道

图9 模拟图片工作中的“全测站仪”

图10 探测到地面高度变化

图11 模拟图片两部探测仪器同时工作
5、如何挖掘地铁隧道？
地上的问题解决了，还有地下的工程——地铁系统，现在早已不是人工挖掘的时代了，接下来就是土压平衡式盾构机（图12）华丽丽的登场了。盾构机每次只能挖一小段隧道，然后在隧道墙上铺设预制的嵌板，不过它会在隧道墙面和水泥套筒间留下3厘米的间隙。如果地面因为填补这个空隙而下沉，上面的跑道就会遭受重创。工程师要加注水泥以填补缝隙，当地恶劣地质的环境又给工程师们带来了麻烦，原有的快干水泥满足不了需求。工程师决定添加特殊材料以应对这种特殊环境。工程师在隧道完工后，又为跑道下沉等待了半年时间。检查系统显示，整个跑道仅下降了6毫米。

图12 土压平衡式盾构机
6、虹桥枢纽站的环保设备
毫无疑义，虹桥交通枢纽将成为上海市的“脸面”工程。如同这座城市，工程的设计师想要他具备国际化的风格和一流的服务体验。上海在夏天的气温能达到35摄氏度，为了能给旅客舒适的环境，枢纽站的工程师建造4部巨大的空调系统，他们能使水冷却并将水送到枢纽站调节温度。这是一种节能的方式，却带来一个成本问题，因为枢纽站过于庞大，系统的运营需要2亿1千8百万升水，这足以填满1百个奥运游泳池，如果水源采自自来水需要耗资150万元。工程师决定寻找更为廉价的水源，流经此地的河水成为选择之一，但是水质污染严重，只能改善水质之后才能使用。工程师决定在陆地和河道中种植数种植物，依靠自然的力量净化水源。他们在每区都种植不同的湿地植物，经过10个月的实验，工程师发现在陆地上的植物中净化效果比悬浮在河中的要好（图13）。生长在植物根部的微生物能够有效的分解有机的污染源，根部本身能够吸收氮和磷的污染源，水源经过净化后，一部分送去做冷却水，一部分透过外部的循环回到水源系统中，这也改善了河道的水质。可惜的是，在寒冷的冬季，路上的植物区生长受到抑制，虽然植物本身生长状态不好，但是根部仍能正常工作。工程师将样本带入实验室，加入化学指示剂测试氮和磷的含量，最终的结果显示指数完全达标。