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视野狭窄:墨尔本耗资126亿澳元的新巨型项目建设面临的挑战

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18 三月 2024

墨尔本耗资126亿澳元的地铁隧道大型项目预计将于明年提前开通,这是维多利亚州政府宏伟计划的一部分,旨在让这座日益增长的城市人口出行更加便捷环保。露西·巴纳德采访了地铁隧道项目交付总监吉姆·赫伦,了解该项目建设所面临的挑战。

在墨尔本市中心玻璃和钢铁摩天大楼的深处,一个全新的地下世界已经出现。

闪亮的自动扶梯通往五个如同大教堂般的车站,然后通向长长的站台,站台由自动门遮蔽,空荡荡的蓝白相间的地铁列车沿着新建成的隧道隆隆驶过。

这是墨尔本的双子地铁隧道,全长 9 公里,从中央商务区 (CBD) 西北部的南肯辛顿延伸至东南部的南亚拉,将该市现有的 10 条地铁线路中的 3 条连接起来,形成其第一条连续的东西向线路,疏通了现有网络中的瓶颈,缓解了道路和电车的压力。

对于维多利亚州铁路项目局(Rail Projects Victoria)自 2021 年 10 月以来一直负责监督该项目的地铁隧道副交付总监吉姆·赫伦(Jim Heron)来说,这项耗资 126 亿澳元(82 亿美元)的基础设施升级象征着墨尔本规模的不断扩大。

“地铁隧道将有助于满足墨尔本不断增长的人口需求,”他告诉《建筑简报》 。“到2050年代,墨尔本的人口规模预计将达到伦敦目前的水平。经济活动和全职就业人数已经远远高于疫情前的水平。”

墨尔本的发展速度确实很快。人口统计学家表示,该市在2023年正式超越悉尼,成为澳大利亚人口最多的城市——这部分归功于联邦政府重新划分行政边界的决定——但也得益于国内外移民为这座城市带来的新人口。

根据澳大利亚统计局的预测,到 2053 年,墨尔本的人口将达到 800 万,高于目前的 530 万人。

目前,墨尔本的通勤者很少使用从中央商务区辐射到城市众多郊区的铁路网络出行,这使得地铁乘客即使是短途出行也需要先进入市中心再返回,从而导致高峰时段交通拥堵。

为了改变这种状况,工党领导的维多利亚州政府启动了“维多利亚州大建设”计划——一系列超过 180 项重大基础设施升级项目,据称价值约 1000 亿澳元,其中包括 4 公里的西门隧道收费公路、10 公里的东北连接收费高速公路计划以及拟建的郊区铁路环线新快速交通线路。

尽管这些大型项目被视为维多利亚州工党赢得第三个任期的决定性因素,但它们却特别不受反对派政客的欢迎,他们经常威胁要取消这些项目,并认为这些项目不必要地给纳税人增加了债务,推高了建筑价格。

维多利亚州“大建设”的核心项目是墨尔本地铁隧道,它为墨尔本提供了第二条地下铁路,设有五个新车站,绕过了现有的城市环线地下隧道,使通勤者首次无需换乘火车即可穿越城市。

哪些承包商正在参与地铁隧道项目的建设?

两大承包商联合体一直在参与该项目的建设。由 Lendlease、John Holland、Bouygues Construction、John Laing 和 Capella Capital 组成的 Cross Yarra Partnership 联合体负责建造双隧道和五个新车站。与此同时,由 John Holland、CPB Contractors、Alstom、Aecom、Rail Projects Victoria 和 Metro Trains 组成的 Rail Network Alliance 联合体则负责建造两个隧道入口并安装包括高容量信号系统、列车控制系统和电力控制系统在内的铁路系统。

澳大利亚地铁隧道工程中使用的黄色隧道掘进机刀盘位于地下。图片:地铁隧道项目

该项目的隧道掘进工程于2019年底启动,并于2021年竣工。四台隧道掘进机分别从两条平行隧道的两端掘进,深度达地下35米。首列列车于2023年7月开始在该线路上运行,预计将于今年晚些时候向公众开放。

2019 年,墨尔本地铁隧道的建设成为新闻头条。隧道工程开始不久,北墨尔本和肯辛顿之间的隧道工程就陷入停滞,隧道掘进机转为待命状态,承包商和维多利亚州政府之间就谁应该支付超支费用发生了激烈的争论。

赫伦拒绝就此事发表评论。此前,承包商和州政府同意分摊最初 110 亿澳元预算中超支的 27.4 亿澳元,从而解决了这场纠纷。

“地铁隧道项目的总成本为126亿美元,”赫伦说。“与澳大利亚乃至世界各地的所有建设项目一样,地铁隧道项目在疫情期间面临着前所未有的挑战,包括对全球供应链造成的影响,这些都是任何人都无法预料的。目前,该项目正按计划推进,并且在绩效和风险管理方面都做得很好。”

当然,除了项目成本不断上涨之外,疫情也对 2020 年早期的隧道工程产生了重大影响。

赫伦表示:“我们采取了多项措施,以保障维多利亚州居民的安全,并确保项目建设能够按计划进行。这些措施包括保持社交距离、工地停工、增加个人防护装备和工地清洁、错峰轮班以及强制限制工人密度。”

而且,在强制保持社交距离期间建造地下巨型项目,远非该项目面临的唯一技术挑战。

赫伦表示,施工团队需要克服的一个主要问题是墨尔本复杂的地质条件以及这座城市地上和地下的拥挤状况。

他说:“墨尔本的地质条件比悉尼等其他城市更具挑战性,这是众所周知的。悉尼的地质结构较为稳定,以砂岩为主。墨尔本独特的地质结构——被称为‘墨尔本地层’——变化更大,施工环境也更加困难。”

投票获胜者:时任公共交通和重大项目部长杰辛塔·艾伦(左三)和时任维多利亚州州长丹尼尔·安德鲁斯(左四)于2017年11月在墨尔本中央商务区新建地铁隧道车站的施工现场与地铁隧道工人合影。照片:路透社/詹姆斯·罗斯

为了挖掘隧道,施工队使用了四台泥水式隧道掘进机,这些掘进机是根据当地的地质条件专门建造的。每台掘进机的直径为7.28米,重量超过1100吨,长度为120米。

除了要挖掘穿过城市下方难以预测的淤泥、粘土和玄武岩之外,钻探新隧道的隧道掘进机还必须在城市现有的环城铁路(在施工期间继续运营)下方仅 1.5 米处穿行,还要穿过伯恩利路隧道以及数十条主要的水、燃气和电力管道和电缆——并跨越墨尔本的亚拉河。

“在亚拉河下开挖隧道之前,团队完成了一系列地质测试和环境评估,以检查地质条件,”赫伦说。“隧道掘进机横跨亚拉河约120米,并在亚拉河河床下方掘进约12米。”

团队面临的挑战不仅限于地下拥堵。为了在确保墨尔本标志性有轨电车能够继续在市中心的斯旺斯顿街和圣基尔达路(世界上最繁忙的有轨电车线路)上正常运行的同时,建造两个位于中央商务区的巨型车站,赫伦表示,团队选择挖掘深达11层楼的竖井,以便将机械、设备和工人运送到地下进行新车站的挖掘工作。

繁忙城市地下的挖掘站

挖掘工作使用了七台掘进机——这些机器配备巨大的切割头,可以切割并清除地下的岩石和沉积物。掘进机分段下放到地下30米深处,然后重新组装进行挖掘。每台掘进机重达118吨,长15米,能够破碎比混凝土硬度高三倍的岩石。掘进机随后从三个重叠的隧道(称为三孔式设计)中开挖出车站,将大厅和站台整合在同一层面上,形成19米宽的站台。

洞室开挖完成后,采用喷射混凝土、岩栓和最终混凝土衬砌进行加固。

“这种施工方式就像微创手术,”赫伦说。“我们沿着斯旺斯顿街和圣基尔达路修建竖井,然后从侧面挖掘地下洞穴来容纳新的车站。”

在墨尔本中央商务区的州立图书馆站,挖掘最深的地方达到了 40 米,隧道掘进机 (TBM) 已经移除了 60 万立方米的岩石和土壤——约占整个项目需要挖掘的 180 万立方米总量的三分之一。

隧道路线。图片:维多利亚州铁路项目

这里的挖掘深度非常大,墨尔本大学的研究人员已经能够证明可以利用地热能来为建筑物供暖和制冷。

在新车站建设的最初几个月里,研究团队将塑料管道埋入混凝土基础桩内,然后将这些桩安装成挡土墙的一部分。

由于地表温度常年保持稳定,冬季管道抽水会吸收地表热量,夏季则会将热量释放回地表。当水返回地表时,温度的变化可用于高效地为建筑物供暖或制冷。

试验发现,像州立图书馆这样的火车站可以使用该系统满足其所有供暖和制冷需求,甚至可以帮助周围的建筑物供暖和制冷。

赫伦表示,随着隧道建设工作的完成,该网络现已进入测试阶段,包括高容量信号、站台屏蔽门、电梯、自动扶梯、安全系统、通信、照明、管道、电力在内的所有元素都在逐步进行联合测试。

2023 年,维多利亚州政府宣布车站建设工程进度远超预期,该铁路网将于 2025 年开通,比原计划提前一年;而一些承包商私下表示,该铁路网将于 2024 年 9 月开始载客运营。

“地铁隧道项目进展顺利,预计将于2025年按计划开通运营,比原计划提前一年,”赫伦说道。“该项目充分利用了早期阶段的各项工作,使团队能够加快施工进度。阿登站的施工也已加快,以便团队能够开始测试站内系统,这项工作已经进行了几个月。这将有助于我们提升技术的可靠性,并发现系统中的任何问题,从而使该技术能够更顺利地推广到其他四个地铁站。”

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