《神州 建设·设计》封面人物 | 由广明:与地下空间的不解之缘

编发作者:宣传策划部

2024-11-05

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2007年底,同济大学结构工程专业博士研究生由广明毕业,进入上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,开始职业生涯。一晃快18年了,他已成长为正高级工程师,一级注册结构工程师、注册土木工程师(岩土)、咨询工程师(投资)、一级建造师、注册监理工程师,现任上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司城交地下院副总工程师。
从事隧道与地下工程设计、咨询及研究工作以来,他全程参与设计上海重大工程北横通道项目,获得上海市科技进步二等奖、中国公路学会科技进步一等奖,入选上海市优秀青年工程勘察设计师,荣获上海土木工程学会英才奖等,与这座城市的地下空间结下了不解之缘。

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大学四年级选定专业方向

由广明老家在黑龙江。1997年填报高考志愿时,他听从高中化学老师的建议,上了北京交通大学土木工程专业。大四开学前夕,要作方向性选择,四选一。他敏锐地感到,21世纪是地下空间的世纪,所以就选择了新兴的地下空间方向。后来,得到保送硕士研究生资格,专攻桥梁与隧道工程,从此与隧道不离不弃。再后来,考上同济大学博士,临毕业,一度在设计施工企业与高校之间犹豫不决,投了很多简历,最终入职上海市政总院,一路干到今天。

同学中,有从事房地产的,也有转行做金融的,开始收入都比他多好多;但时间一久,他的专业成就感占了上风。

开头几年,主要跑现场,重庆、贵阳、武汉、郑州、宁波等,轨交项目偏多。作为设计代表,他要面对方方面面,协调配合,积累经验。他说自己运气好,遇上的带教师傅薛勇薛总 “认真细致,特别注重细节,看设计图仔细到每个字、每个标点”。薛总带着他做项目,申请了2项发明专利,使他迅速积累起工作经验,尤其在前瞻性上得到历练,养成琢磨事情的好习惯。

参与的宁波市北环快速路工程(高架+轨交),荣获全国优秀工程勘察设计市政公用工程一等奖,让他感觉辛勤付出有回报,非常开心。他设计的第一个作品,是上海轨道交通10号线国权路站附属用房,其中出入口涉及安装扶梯。位置是土建预留好的,施工过程中施工单位提出有小问题,他核查后断定没有问题,是现场施工的偏差。结果,项目顺利完成。

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浦东全影型声屏障

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济南黄岗路隧道效果图

质量是设计院的生存之本

这么多年,由广明一直专注于“把专业的事情做好”,“我是做结构的,评到工程师、高级工程师,成为专业负责人,要考虑怎样与其他专业对接,消化、反馈、确认,然后带着具体设计人员一起去做……”

上海龙耀路越江隧道工程,他担任世博后那一段的设计负责人。隧道主线从云锦路以东开始,采用明挖法隧道结构,在规划丰溪路以东设置浦西工作井,通过盾构法隧道越江后,在浦明路以东设置浦东1号工作井,之后隧道主线为明挖法暗埋结构,在济阳路以西设置浦东2号工作井,通过盾构隧道穿越济阳小区……

由广明历数这么多年做过的一个个项目,来说明“质量是设计院的生存之本”。

穿越地上悬河的济南黄岗路隧道工程,总长约5.8 公里,隧道段长4.7公里,其中穿越黄河的水域段长约3.3公里,隧道采用单洞双层外径16.8米盾构,双向6 车道……

上钢三村加装电梯工程,难度不小,压力很大。居民不满,“你们隧道建好了,就不让我们装电梯啦?”重大基础设施保护要求高,与区里有关部门反复协商,还得由市道运局审批。加装20吨重的电梯,要挖掉20 吨土,怎样保护已投入使用的隧道?设计师找到原设计单位,要“控制零沉降基础”。

周家嘴路越江隧道工程,是首条全预制的越江隧道。内部结构全预制化,像搭“乐高”积木,终于圆满完工。隧道口还加了全影型声屏障,以降低噪音对附近居民的影响。增加全影型声屏障后需要增加一处出地面的疏散楼梯,由于隧道布置在道路中央,疏散楼梯口如果横穿道路后布置在路侧,不仅会给现场的管线搬迁、交通疏解带来不利的影响,更会影响工期、增加工程造价。经深入思考,充分利用隧道的纵坡和道路中央的绿化带,巧妙提出了影响最小的方案:疏散楼梯间紧贴隧道主体布置,并沿着隧道覆土加深的方向布置楼梯,在覆土满足要求处楼梯折回到隧道顶板上方,并在顶板上的中央隔离带布置出地面的疏散口。这个方案仅增加了土建的费用,并未对工期、交通、管线产生影响……以最小的调整达到目的,让设计师们动足了脑筋。

苏州河深隧是国内直径最大、埋深最深、内水压最大的盾构隧道,从项目之初就面临了巨大的挑战,单双层内衬、单双排螺栓、单双道防水等一系列难题都要去攻克。正因为结合了工程实践,考虑的问题更有综合性,解决方法也更有针对性。

诸光路地道,斩获了詹天佑奖。要知道,隧道工程是不容易得到这个业内最高奖的!

青草沙水源地原水工程输水干线、北京西路-华夏西路电力电缆隧道、上海东西通道新建工程、上海外滩通道新建工程……每一项工程,都凝聚了市政院人追求质量的努力。

“设计前、施工中,设计人员都要到现场勘察,使设计能够精准落地,”由广明强调,“一定要避免‘木已成舟’后的巨额损失!”

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由广明在施工现场

在北横通道发挥技术特长

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周家嘴路隧道洞口

北横通道全线通车,与周家嘴路越江隧道工程通车仅相差半年左右。由广明把人生的十年光阴都扑到了北横通道上了。“我是负责人之一,对内要协调各专业,对外要与业主、委办沟通,四五十号人拧成一股绳……”

早在1980年代,北横通道就有初步构想,定位是上海市内环内“三横三纵”骨架性主干路网的组成部分。但规划没有马上落地,设计理念和思路也在不断变化。到了2010年代,城市人口剧增,地面交通趋于饱和,需要立体扩容,北横通道的建设被提上了日程。

在北横通道建设中,市政院三代设计师薪火接力—— 第一代是以总院资深总工俞明健等为代表的50 后,第二代是以城交地下院总工罗建晖等为代表的60 后,第三代是参与项目具体设计的由广明等70后以及更年轻的80后。

其间遭遇的最大建设难点,有两个方面:一是盾构在中心城区的各种极限穿越,如近距离穿越运营地铁、密集房屋建筑、重大管线等;二是明挖隧道施工期间管线搬迁、交通疏解以及特殊节点,如中江路明挖下穿既有桥梁、筛网厂明挖过苏州河等。遭遇的最大挑战,也有两个方面:一是确定性的技术难题,比如盾构隧道的小曲率半径,盾构隧道最小平面曲线半径R=500米,隧道的外径D=15米,R/D仅为33.3,在当时是同类隧道中最小的。为此展开了技术攻关,通过盾构机设备、衬砌结构设计等方面采取了针对性的措施,比如衬砌结构设计,团队首创了两种楔形量组合的衬砌形式(在小半径区段采用楔形量大的衬砌,在非小半径区段采用楔形量小的衬砌),实施效果非常好;二是各种不确定因素层出不穷,需要结合实际情况及时调整方案,做到随机应变。比如江苏路匝道盾构始发井,在总体方案已经稳定、工作井即将实施前,周边一条重要管线的产权单位对工作井与管线的保护距离提出了新的要求,如果线路重新调整,设计方案需要重新审批,影响项目的进展,因此,他们提出将工作井轴线与盾构隧道轴线进行偏移的非常规布置,既可满足管线保护要求,又避免影响总体方案。

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智慧隧道中控大屏

北横通道建设中,市政总院的创新、技术研发多多——
数字化方面,全过程采用BIM三维建模,实现动态漫游、管线搬迁动态模拟、安全评估、三维VR可视化、进度质量控制等功能。比如在隧道设备用房的机电安装阶段,通过BIM进行碰撞检查,及时发现问题,优化风、水、电各专业管线的布置,避免返工。
智能化方面,与建设单位联合,开展了地下道路智慧交通管控技术研究、地下道路智慧防灾救援技术集成研究、智慧地下道路体系架构与标准研究。以地下道路智慧交通管控技术研究为例,针对地下道路内导航信号缺失问题,开展了基于射频矩阵基站的地下定位导航示范应用,定位精度可达米级,填补了国内城市地下道路环境下基于普通手机终端的高速车行导航技术的空白。
集约化方面,采用单管双层的断面布置,即通过一条隧道,解决两个方向的交通,比双管方案节约造价约20亿元;北横通道与武宁路地道共用一个管理中心,节约建设用地和工程投资;城市核心区的风塔与周边地块合建,减少对周边景观影响。
技术出身的由广明,全程参与了创新,特别提到国内第一次上的核心技术——矩形盾构(日本最早使用),“比圆形盾构空间利用率高,穿越管线效果好……我们的获奖证书上,是有国徽的!”
北横通道项目设计类获得了全国及上海市优秀咨询成果一等奖、中国公路学会隧道与地下空间创新奖、上海市优秀工程勘察设计二等奖,以及各类BIM应用奖等;工程类获得了上海市土木工程学会工程奖一等奖、中国市政工程最高质量水平评价工程等。目前正在积极准备申报詹天佑奖和鲁班奖等。
市政总院始终肩负“国家队”使命,全力确保北横通道建设顺利进行,先后获得上海市工人先锋号、上海市青年突击队、建工集团青年科技团体等集体荣誉及上海市重大工程立功竞赛建设功臣、先进个人等个人荣誉。
北横通道全线通车,单孔隧道解决了两个方向的交通,延安路高架、内环北段、中环北段等快速通道交通压力得到一定缓解,工作日断面流量较开通前减少约5%,路网交通流量更加均衡,市域骨干路网韧性进一步增强,北横通道取得的社会效益得到各方高度认可。
那漫长的10年中,由广明最难忘2013年参与北横投标那段时间,同时正在准备注册土木工程师(岩土)的考试。交标时间与考试时间相距很近,既不能影响投标,又要复习迎考,每天收工回到家已经很晚了,心里还掂着备考,就咬牙坚持,一个月中每天基本只睡5小时。最终,公司顺利中标,他也考取了执业资格。“我想,只要努力了,最终的结果都不会太差。”
全程参与工程建设,他最大的收获是积累了大量的重大工程实践经验,助力后续的南北通道等重大工程。有两个典型的案例:一是前期选线阶段,设计人员就对全线进行现场踏勘,发现某处地块正在进行桩基施工,正好位于隧道的线路范围,就及时进行协调,调整地块方案,确保了北横总体线路方案的可行,也避免了巨额的经济损失;二是西段隧道进行机电安装阶段,他每周都会与各专业到现场巡查,确认现场情况是否与设计意图一致,过程中也发现了某处现场情况与设计意图不一致,及时考虑了替代方案,确保未影响通车节点。
“重大项目,除了做好项目的技术策划,对项目的管理也至关重要。重大工程周期长、千头万绪,需要始终做好质量、进度、费用的有机统一。”经此一役,由广明迅速成长为一方面的领军人物。


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消防演练


项目荣誉

上海市北横通道新建工程

2018 年,全国优秀工程咨询成果一等奖

2023 年,中国施工企业协会工程建设项目设计水平一等成果

2023 年,中国公路学会 2023 年度隧道与地下空间创新工程

2024 年,中国市政工程最高质量水平评价工程周家嘴路越江隧道新建工程

2013 年,上海市优秀工程咨询成果一等奖

2023 年,上海市优秀工程勘察设计市政公用工程设计一等奖

2023 年,上海市土木工程学会工程奖一等奖


龙耀路越江隧道新建工程

2024 年,中国施工企业协会工程建设项目设计水平二等成果


济南黄岗路穿黄隧道工程

2013 年,上海市优秀工程咨询成果一等奖


宁波市北环快速路工程

2015 年,全国优秀工程勘察设计市政公用工程一等奖

2015 年,上海市优秀工程设计一等奖

2016 年,中国施工企业管理协会优秀设计成果一等奖


科技荣誉

2016 年,上海市科技进步二等奖

2023 年,中国公路学会科技进步一等奖


个人荣誉

2021 年,上海市优秀青年工程勘察设计师

2023 年,上海土木工程学会英才奖

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