中国如何在莫斯科-20℃极寒环境下修地铁

莫斯科的冬天，零下20度是家常便饭，在极寒条件下施工，不仅土层会发生局部冻结，硬度不一，而且设备本身也会发生冻结，这对于莫斯科地铁项目中国承建的部分来说是一个不得不解决的问题。


　　作者 | 须臾千秋，清华大学土木工程博士

7 z! Z) O9 X% u" g& a　　莫斯科地铁，被公认为世界上最漂亮的地铁，同时也是亚洲以外最繁忙的地铁，于1935年5月15日开通运营，称得上是当之无愧的老字号地铁了
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　　在莫斯科地铁繁荣兴盛的20世纪5、60年代，中国人还在为了吃饱饭而挣扎，而今天，中国的地铁运营里程已经远远超过了俄罗斯。不仅如此，在莫斯科新建的地铁线路中，还有中国企业负责修建的。

: G6 v4 U) Z6 O. X! {　　总长4.6公里的莫斯科地铁大环线南端的“阿米尼耶沃公路”、“米丘林大街”、“韦尔纳茨基大街”三座地铁站以及车站之间的两段隧道便是由中国承建的。
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3 n/ u/ r" |2 F( I  n　　该项目中标价格229.8亿卢布，约合人民币23亿元，别看订单不大，但这可是莫斯科乃至整个俄罗斯首次在地铁施工中引进外国企业，同时，它也标志着中国地铁技术设备首次进入欧洲。
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1 H4 M8 q9 m; U- W( i/ z　　（一）为了保证施工效率，中国自带装备到莫斯科
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1 t$ x8 r' i; c& V  e5 K) a6 U　　中国人的地铁建设效率远近闻名，这一点足够让俄罗斯人放心，可是相关单位能不能跟得上中国的效率就得另当别论了。
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  [! G- E! ]) W4 L$ Y) N) O; Q　　考虑到这一点，中国的施工企业直接带了自己研发生产的盾构机来了莫斯科，省了与外国设备提供商沟通协调的环节。
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" H; R. F& X9 J4 z8 f　　在俄罗斯使用盾构机最大的难点在于极寒的施工环境。莫斯科的冬天，零下20度是家常便饭，在极寒条件下施工，不仅土层会发生局部冻结，硬度不一，而且设备本身也会发生冻结，采用一般的盾构机是根本无法工作的，内部结的冰会对盾构机的机械结构造成损伤。
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　　为了解决这一难题，中国团队专门针对莫斯科地区的极端气候环境，开发了可耐零下20度的低温的主驱动系统，并增加液压泵站、变频器等辅助加热系统，使设备完全适应俄罗斯极寒施工作业环境。
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% o, I  h& `$ o, c$ ^　　（莫斯科的冬季）
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　　在莫斯科地下同时施工的中国盾构机共有五台，名字选用了俄罗斯家喻户晓的电视剧——《爸爸的女儿们》里面五位女儿的名字，这五台盾构机中，有四台承担地铁区间的盾构工作，“大女儿”玛丽亚则承担阿米尼站到场地之间的施工任务。
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6 s% N2 X' a3 d! {) E　　中国团队负责施工的区间穿越地层主要为黏土和砂层，富承压水，并下穿既有地铁车站和房屋建筑，车站地形起伏较大，因而具有相当的施工难度。
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+ k# l, _# y+ b6 O! ^* _2 S( ?/ s　　然而在工作中，中国设备展现出了优异性能，掘进速度很快，工作质量无可挑剔。在冬季防寒条件下，盾构机每天可以掘进20米，最高速度可以提高到每天40米，这已经破了全俄罗斯的地铁施工速度纪录。
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　　莫斯科是一个已经高度开发的城市，地铁的修建势必要穿过许多既有建筑，这对施工的安静程度要求很高，如果施工造成太大的震动，势必会影响地面建筑的安全。

　　不过，国产盾构设备在降低干扰方面已经颇有成效，穿越地面建筑对于经验丰富的中国而言问题不大。
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　　为了进一步提高作业效率，盾构机还专门配备了“连续出土皮带机”，将盾构机开挖出的渣土源源不断地送上地面，
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　　（二）中国的地铁施工、管理经验，对莫斯科这样的城市十分珍贵
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; ?* k$ k; d" C! B/ d- Y　　身处中国，人们可能并没有意识到身边的交通工具在这几年变化有多大，然而这种变化对外国人来说则不仅仅是“震惊”，甚至可以用“恐怖”来形容。
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+ n3 J5 }5 R$ w6 N" L+ \& i+ [7 p　　1990年的中国，只有三座城市有地铁，而到2020年，拥有地铁系统的中国城市将超过40座，这一过程仅仅30年。
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" M& \1 W; w# j; j5 H　　目前，上海和北京的地铁已经跻身世界最发达行列，年客流量分别为20亿和18.4亿人次。与之形成对比的是，拥有115年历史的纽约地铁的年客运量仅为16亿人次。

& g/ @* f$ f- s4 {% s1 u, I) y　　中国地铁不仅建设速度极快，而且乘车体验也世界领先，车站非常干净，且布局合理。而发达国家由于地铁建设普遍较早，恰恰比较缺乏现代地铁的施工和管理经验。
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　　可以说，中国地铁建设的经验对于其它国家而言也是非常宝贵的。
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　　除了莫斯科外，如波士顿、芝加哥这些美国城市也在与中国地铁进行合作，土耳其、巴西和埃塞俄比亚等国更是将整条线路的大单交给中国施工管理。
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* A$ U# B6 V/ A( B. ?& @　　（纽约地铁。发达国家的地铁由于建设较早，普遍存在种种问题）

5 ?! ~1 L; R7 ~( f　　莫斯科地铁的修建过程中，中国的施工团队确实展现了很高的素质，项目先期仅有11名员工抵达莫斯科，但却仅用了三天的时间就完成了前期准备的一系列工作，实现了在俄罗斯的安营扎寨，确保了各项工作的有序推进。
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: D0 p* P; n- ?: x' l　　为了提高工作效率，项目部对机械设备、场地清理、管线改切等工作进行了超前统筹和提前部署。整个工程共使用5台盾构机、4台皮带机、10台内燃机车、10套管片模具，均是在国内生产，然后从上海港出发，穿越太平洋、北冰洋，经陆路转运至莫斯科的。

　　早在开工前，国内的盾构及地下工程领域专家、技术骨干就已经对这些设备的选型、制造、验收、发运等全过程进行了严格的把关和落实，等到施工的时候，早已经万事俱备。

　　在地铁的建设中，中国团队不仅出色地完成了建设任务，还为俄罗斯解决了3000多人的就业，这对于失业率高企的俄罗斯而言十分宝贵。
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　　（三）莫斯科首个“半地下地铁站”，设计风格满满中国风
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　　为了感谢中国人对俄罗斯地铁建设所做的贡献，彰显中俄友谊，莫斯科建筑委员会决定将中国承建的三个地铁站中最大的“米丘林大街地铁站”建设成中国风格。

- t( @* O3 O; a4 T$ \　　米丘林是俄罗斯著名的生物学家和农业育种学家，因此，站内的风格还要考虑到植物元素。
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　　地铁站的支柱采用中国红，站内装饰则采用中国特色的植物花纹，将米丘林与中国风完全结合了起来。

　　这一风格深受当地居民的喜爱，建成后，米丘林大街地铁站会成为附近重要的换乘枢纽，连接地上轻轨与地下线路，并成为莫斯科的首个“半地下地铁站”。

　　在未来，借着一带一路的东风，中国还将更多地参与俄罗斯的基础设施建设，包括莫斯科到喀山的高铁，以及更多的地铁线路。中国技术与中国标准也将越来越多地在海外开枝散叶

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