世博會(huì)園區(qū)地質(zhì)條件如何？怎樣確保園區(qū)地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定？地質(zhì)服務(wù)對(duì)成功舉辦世博會(huì)發(fā)揮著怎樣的作用？上海世博會(huì)走入公眾視野的同時(shí)，我們的地質(zhì)工作也收獲了更多大眾視線和社會(huì)關(guān)注。
2010年5月~10月間，上海市中心黃浦江兩岸，南浦大橋和盧浦大橋之間的濱江地區(qū)因成為41屆世界博覽會(huì)會(huì)址所在地而讓世界矚目。此次世博會(huì)也是由中國(guó)舉辦的首屆世界博覽會(huì)。上海世博會(huì)以“城市，讓生活更美好”為主題，總投資達(dá)450億人民幣，創(chuàng)造了世界博覽會(huì)史上最大規(guī)模記錄。地質(zhì)工作者在世博選址、園區(qū)建設(shè)和安全運(yùn)營(yíng)方面完成了并正在進(jìn)行著大量的基礎(chǔ)性保障工作。
基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查，為世博規(guī)劃把好安全關(guān)
浦江沿岸的世博規(guī)劃區(qū)是我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)祥地，江南造船廠、上鋼三廠等重工業(yè)均有百年歷史。要將這樣一個(gè)生產(chǎn)岸線轉(zhuǎn)變?yōu)樯畎毒�，面臨著許多難題。地下空間開發(fā)利用將是世博規(guī)劃區(qū)解決交通問題的重要手段，可黃浦江兩岸較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境是否能承載大規(guī)模地下空間開發(fā)的壓力？世博規(guī)劃中提出讓黃浦江重回城市生活的理念，但“親水式”黃浦江防汛墻設(shè)計(jì)中如何考慮防汛安全問題？近百年的工業(yè)化和城市化之后，浦江沿岸的地球化學(xué)現(xiàn)狀如何，還能不能完成從工業(yè)用地到展覽用地的華麗轉(zhuǎn)身？基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查，是解開這一切迷題的關(guān)鍵鑰匙。
凡事預(yù)則立。2004年1月，上海市地質(zhì)調(diào)查研究院開始對(duì)世博園區(qū)選址進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查。經(jīng)過認(rèn)真研究，反復(fù)考量，最終決定改變以往地調(diào)項(xiàng)目的孤立操作方式，根據(jù)世博會(huì)建設(shè)的特殊要求量身定做一套綜合性調(diào)查方案。這是一個(gè)系統(tǒng)的地質(zhì)方案，涵蓋了地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)查及地下空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)、地面沉降對(duì)黃浦江防汛墻防御能力影響以及地球化學(xué)環(huán)境調(diào)查等幾大關(guān)鍵內(nèi)容，從基礎(chǔ)地質(zhì)信息到地質(zhì)技術(shù)支持，再延伸到地質(zhì)信息管理，都給出了科學(xué)詳盡的解決方案。這也是一個(gè)體現(xiàn)了地質(zhì)工作服務(wù)于城市規(guī)劃和建設(shè)新思路的創(chuàng)新方案，以上海世博會(huì)園區(qū)地質(zhì)調(diào)查為契機(jī)，這份方案從思路變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，創(chuàng)造了城市地質(zhì)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展緊密結(jié)合的典范。
但實(shí)施這份方案卻不是那么容易。這片橫跨上海母親河的土地，曾是近代上海最為繁華的中心地段之一，也是上個(gè)世紀(jì)危棚簡(jiǎn)易屋密集的擁擠老城區(qū)，更是聚集了包括造船廠和鋼鐵廠在內(nèi)的老產(chǎn)業(yè)集中區(qū)。調(diào)查項(xiàng)目開展的兩年半時(shí)間中，這里密集著280多家企事業(yè)單位和1.8萬(wàn)多戶居民，為野外地質(zhì)調(diào)查帶來(lái)了困難。上海地調(diào)院地球物理技術(shù)研究所的工程師司永峰講了一個(gè)當(dāng)時(shí)最為困擾他們的問題。人工地震勘探是最基本的地質(zhì)調(diào)查手段之一，可是走遍整個(gè)園區(qū)，卻找不到一個(gè)既橫跨整個(gè)區(qū)域又能夠連續(xù)布設(shè)測(cè)線的作業(yè)位置。建筑密集、交通流量大、影響因素復(fù)雜，城市地區(qū)的特殊環(huán)境成為了地質(zhì)調(diào)查最大的障礙。這個(gè)難題怎么解決？“感謝上海的母親河黃浦江，幫了我們的大忙！”司永峰笑著說(shuō)。在水務(wù)部門的支持下，他們將分隔兩岸的黃浦江作為測(cè)線布設(shè)的位置，采用了水上地震勘查和陸域勘查結(jié)合的方式，查明了園區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)。在這個(gè)過程中，他們還進(jìn)行了人工地震法的技術(shù)改良，首次提出了適合城市人口密集地區(qū)的技術(shù)參數(shù)，為全國(guó)城市地質(zhì)的技術(shù)革新帶了個(gè)好頭。
在上海地質(zhì)工作者的努力下，世博園區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查取得了一系列創(chuàng)新性的成果突破。他們系統(tǒng)研究了會(huì)址區(qū)不同地質(zhì)分區(qū)條件下基坑、隧道工程對(duì)周邊地質(zhì)環(huán)境的影響，分析了地下空間開發(fā)中地下工程的地質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，在全國(guó)率先建立了地下空間開發(fā)的地質(zhì)環(huán)境適宜性評(píng)價(jià)體系；他們開展了基坑、隧道工程建設(shè)地面沉降監(jiān)測(cè)試驗(yàn)研究，首次提出了地下空間開發(fā)中基坑、隧道工程地面沉降的監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)及方法，并建立了地面沉降監(jiān)測(cè)和預(yù)警體系；他們查明了世博園區(qū)的地球化學(xué)現(xiàn)狀，描繪了各種元素的分布圖譜，為園區(qū)的生態(tài)環(huán)境管護(hù)提供了有力的技術(shù)支持；他們對(duì)防汛墻沉降進(jìn)行了監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，明確了地面沉降是黃浦江防汛能力變化的主要影響因素，提出在防汛墻改造設(shè)計(jì)中應(yīng)增加沉降預(yù)留值的技術(shù)建議；他們應(yīng)用人工地震勘查方法和地質(zhì)分析技術(shù)，確定了地下斷裂構(gòu)造在世博規(guī)劃區(qū)的具體位置和活動(dòng)性，做出了該斷裂構(gòu)造對(duì)工程建設(shè)無(wú)直接影響的科學(xué)論斷；他們建立了世博會(huì)規(guī)劃區(qū)地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)，開發(fā)了三維可視化的世博規(guī)劃區(qū)地質(zhì)信息共享平臺(tái)，為地質(zhì)信息的管理和服務(wù)建立了可持續(xù)的長(zhǎng)效機(jī)制。上海地調(diào)院提交的《中國(guó)2010年上海世博會(huì)場(chǎng)址建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估》被作為2010上海世博會(huì)注冊(cè)時(shí)的重要技術(shù)文件提交給國(guó)際展覽局，為世博選址和規(guī)劃順利通過國(guó)際展覽局審查發(fā)揮了重要作用。
實(shí)時(shí)地質(zhì)監(jiān)測(cè)，護(hù)衛(wèi)世博建設(shè)地下安全
地下空間開發(fā)是世博規(guī)劃的一大亮點(diǎn)，也是世博建設(shè)的一大難點(diǎn)。園區(qū)內(nèi)有上海市開挖量最大的世博軸基坑，園區(qū)外有上海市開挖深度最深的世博配套變電站，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，工程難度大，如何將工程地質(zhì)災(zāi)害消弭于萌芽時(shí)？多達(dá)5條的地下軌道交通線橫穿園區(qū)，承載著將園區(qū)和整個(gè)上海聯(lián)通的重任，如何保障蛛網(wǎng)般的地下交通網(wǎng)順利交匯并安全運(yùn)行？在如火如荼的世博建設(shè)中，上海地調(diào)院自行研發(fā)的軌道交通監(jiān)護(hù)和管理系統(tǒng)屢建奇功，為世博建設(shè)開啟了一雙深入地下的慧眼。
四通八達(dá)的軌道交通網(wǎng)構(gòu)成了橫貫上海的公共交通命脈，也是上海世博會(huì)的主要交通工具。但是，熱火朝天的世博建設(shè)卻增加了地下軌道交通的地質(zhì)環(huán)境壓力。如何在確保園區(qū)建設(shè)順利進(jìn)行的同時(shí)，保障地下軌道交通的安全建設(shè)和運(yùn)營(yíng)？2006年8月，世博工地陸續(xù)開工，上海市地質(zhì)調(diào)查研究院的監(jiān)測(cè)隊(duì)伍也開始了新一輪的工作。他們引入了光纖光柵和遙測(cè)等先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，充分發(fā)揮獲得國(guó)家測(cè)繪科技成果三等獎(jiǎng)的軌道交通監(jiān)護(hù)和管理系統(tǒng)作用，開展了深基坑監(jiān)測(cè)和相鄰軌道交通監(jiān)護(hù)工作，為世博建設(shè)提供最貼身的地質(zhì)安保服務(wù)。
世博軸是世博園重要標(biāo)志之一，也是上海市基坑開挖量最大的工程，緊鄰它的是軌道交通8號(hào)線耀華路站。世博軸地下基坑開挖必然會(huì)對(duì)8號(hào)線的安全運(yùn)營(yíng)帶來(lái)較大影響，而更為不巧的是，世博軸基坑施工的這段時(shí)間正趕上8號(hào)線投入運(yùn)營(yíng)。為了確保地鐵結(jié)構(gòu)安全和運(yùn)營(yíng)順利，地質(zhì)監(jiān)測(cè)站決定在工程影響范圍內(nèi)安裝自動(dòng)化傳感器，采用人工監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)結(jié)合的方式全面實(shí)時(shí)掌握軌交變形動(dòng)態(tài)。但是，8號(hào)線馬上要投入運(yùn)營(yíng)，車輛調(diào)試非常頻繁，地鐵運(yùn)營(yíng)單位只拿得出兩天來(lái)進(jìn)行自動(dòng)傳感器的安裝調(diào)試，這兩天中能夠進(jìn)入隧道工作的具體時(shí)間還不足20個(gè)小時(shí)。而通常情況下，安裝工作至少要5天左右才能完成。5天壓縮到20個(gè)小時(shí)，為了盡快開展監(jiān)測(cè)工作，保障8號(hào)線及時(shí)投入運(yùn)營(yíng)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目組調(diào)動(dòng)了所有可用人員，備齊材料工具，提前一個(gè)多小時(shí)就做好準(zhǔn)備工作，一進(jìn)入隧道，馬上開工，連中午吃飯都在隧道里解決，一直工作到最后一刻才離開，終于在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了任務(wù)。
在500千伏變電站的世博配套工程工地上，監(jiān)測(cè)人員遇到的問題大不相同，但壓力卻一分不少。深達(dá)34米的地下基坑工程就在鬧市區(qū)進(jìn)行，周圍不僅有密集的商住區(qū)和住宅區(qū)，還有其他正在施工的建設(shè)工地，這無(wú)疑增加了地質(zhì)災(zāi)害的潛在風(fēng)險(xiǎn)，提高了監(jiān)測(cè)難度。一個(gè)工地一般只需要1臺(tái)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集器就行，但在這里，16臺(tái)采集器聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)傳遞基坑內(nèi)部1000多個(gè)自動(dòng)化傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，嚴(yán)密監(jiān)控著周邊地質(zhì)環(huán)境的變動(dòng)。“大警一三五，小警天天有。”世博變電站的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人莊一兵說(shuō)。“神經(jīng)繃得很緊，因?yàn)楸O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是用來(lái)指導(dǎo)工地施工的，責(zé)任太大了！”2007年的某個(gè)中午，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，基坑附近承壓水位突然下降了2米！水去哪里了？會(huì)不會(huì)倒灌進(jìn)基坑？接到監(jiān)護(hù)系統(tǒng)預(yù)警的瞬間，莊一兵的后背冷汗一片，工地指揮部立刻下達(dá)了停工指令。盡管最終發(fā)現(xiàn)這是附近另一個(gè)工地降水處理造成的一場(chǎng)虛驚，這次“誤報(bào)”卻讓監(jiān)測(cè)人員對(duì)自己肩上的重任有了更深的認(rèn)識(shí)。
在地質(zhì)監(jiān)測(cè)這個(gè)隱形戰(zhàn)場(chǎng)上，地質(zhì)工作者見證了軌道交通世紀(jì)大道站四線匯交的歷史時(shí)刻，大膽引入了多種國(guó)際先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)提升自動(dòng)化監(jiān)測(cè)水平，沉著應(yīng)對(duì)了地鐵4號(hào)線旁通道滲水漏沙等多次軌交險(xiǎn)情，默默地為世博建設(shè)的平安保駕護(hù)航。
地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控，遍布世博園區(qū)的安全網(wǎng)絡(luò)力排隱患
世博會(huì)期間正趕上上海的汛期，橫跨浦江兩岸的世博園區(qū)面臨著防汛的巨大壓力。在長(zhǎng)達(dá)184天的世博運(yùn)營(yíng)期中，園區(qū)地面沉降監(jiān)測(cè)尤其是防汛墻的沉降監(jiān)測(cè)更是世博安保的重中之重。從19世紀(jì)開始零星布設(shè)的地面沉降和地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)經(jīng)過幾代地質(zhì)人的不懈努力，已然形成了覆蓋全市的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。在世博開幕期間，這張遍布世博園區(qū)的地質(zhì)網(wǎng)拉得更緊，撐開了監(jiān)控和預(yù)警園區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的地質(zhì)安全傘。
伴隨上海世博正式開園，設(shè)在世博園區(qū)內(nèi)的上海地面沉降世博監(jiān)測(cè)站建設(shè)也順利完工。世博監(jiān)測(cè)站的建成，意味著世博園區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警工作已經(jīng)開始運(yùn)行“世博時(shí)間”。
不同于緊張、嚴(yán)密、復(fù)雜的社會(huì)安保，在世博“安保”工作中，由上海市地質(zhì)調(diào)查研究院承擔(dān)的世博園區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)和預(yù)警工作更像是一場(chǎng)地底下的暗戰(zhàn)，對(duì)手正是上海地區(qū)最主要的地質(zhì)災(zāi)害——地面沉降。地面沉降尤其是不均勻沉降，會(huì)降低防汛墻的相對(duì)高度，減弱防汛能力，對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)造成損害，嚴(yán)重威脅地鐵、高架、橋梁、市政管道的正常運(yùn)營(yíng)。為了確保園區(qū)內(nèi)防汛墻的安全和穩(wěn)定，上海地調(diào)院積極配合市水務(wù)局,開展了黃浦江防汛墻防御能力調(diào)查和險(xiǎn)情排查工作，確保世博期間的防汛安全。軌道交通的地質(zhì)安全同樣不容忽視，趕在世博會(huì)之前，地調(diào)院的測(cè)量隊(duì)對(duì)穿越世博園區(qū)的地鐵7號(hào)線和8號(hào)線進(jìn)行了全線監(jiān)測(cè)，并在4月底完成了一次世博園區(qū)試運(yùn)行期間的地面沉降測(cè)量，這批寶貴的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為世博期間軌道交通的安全運(yùn)營(yíng)提供了重要技術(shù)參考。
為了能在世博會(huì)期間及時(shí)監(jiān)控可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，保障園區(qū)內(nèi)以及園區(qū)附近市政管道、建筑橋梁和軌道交通的安全，以新建的世博監(jiān)測(cè)站為中心，以園區(qū)內(nèi)三口地面沉降監(jiān)測(cè)井為主要監(jiān)測(cè)點(diǎn)，聯(lián)動(dòng)起園區(qū)周邊地面沉降監(jiān)測(cè)站和水準(zhǔn)點(diǎn)，一張覆蓋世博園區(qū)的地面沉降監(jiān)測(cè)和預(yù)警網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面鋪開，這張網(wǎng)絡(luò)在5月至10月的特殊時(shí)期，對(duì)整個(gè)園區(qū)的地質(zhì)環(huán)境安全進(jìn)行一個(gè)月一次的全面掃描，對(duì)軌道交通世博段、黃浦江越江隧道、黃浦江防汛墻以及橋梁等世博重點(diǎn)部位加密監(jiān)測(cè)，為園區(qū)有效預(yù)防和應(yīng)對(duì)突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害事件提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。與此同時(shí)，世博園區(qū)地質(zhì)災(zāi)害巡查員也在世博園正式上崗，他們將在半年的時(shí)間內(nèi)用腳步丈量世博園區(qū)，及時(shí)處理地質(zhì)監(jiān)測(cè)中出現(xiàn)的預(yù)警信息，為世博排除地質(zhì)安全隱患。
目前，上海世博會(huì)已經(jīng)進(jìn)入正常運(yùn)營(yíng)階段。維護(hù)園區(qū)地質(zhì)安全，依然是上海地質(zhì)工作者的重任。以上海世博會(huì)為契機(jī)，上海城市地質(zhì)主動(dòng)調(diào)研社會(huì)需求，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)服務(wù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的無(wú)縫對(duì)接，充分展示了城市地質(zhì)保障發(fā)展和保護(hù)資源的雙重作用。
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